مدل سازی ریاضی و بررسی عملکرد آب شیرین کن صفحه تخت با مواد متخلخل و تغییر فاز دهنده از دیدگاه انرژی و اگزرژی

Abstract

در سال‌های اخیر مشکل کمبود آب شرب به یکی از جدی‌ترین چالش های بشر تبدیل شده است. به همین دلیل، بررسی عملکرد سیستم‌های تصفیه آب از موضوعات مورد علاقه محققین بوده است. همچنین با توجه به افزایش مصرف انرژی و استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی، بکارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی در حال فراگیر شدن می‌باشد. در این پژوهش، مدل سازی ریاضی آب شیرین‌کن خورشیدی صفحه تخت با مواد متخلخل و مواد تغییرفازدهنده و بررسی عملکرد آن از دیدگاه انرژی و اگزرژی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی عملکرد آب شیرین کن، روابط موازنه انرژی برای بخش‌های مختلف شامل شیشه‌، آب شور، صفحه جاذب و ماده تغییر فاز دهنده نوشته شده و با حل معادلات حاکم با استفاده از نرم‌ افزار متلب، تأثیر حضور ماده متخلخل و تغییر فاز دهنده به عنوان نوآوری پژوهش حاضر بر بهره‌وری آب‌شیرین‌کن و بازده انرژی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد، بازده کلی انرژی و اگزرژی با حضور همزمان ماده متخلخل و تغییر فاز دهنده به ترتیب به مقدار 07/15% و 04/1% نسبت به حالت پایه، در حالت ماده تغییر فاز دهنده به ترتیب به مقدار 04/11% و 62/0% نسبت به حالت پایه و در حالت ماده متخلخل به ترتیب به مقدار 15/3% و 32/0% نسبت به حالت پایه بهبود می‌یابد. همچنین تولید آب شیرین در حالت حضور همزمان ماده متخلخل و تغییر فاز دهنده، ماده تغییر فاز دهنده به تنهایی و ماده متخلخل به تنهایی به ترتیب به مقدار 72/23%، 88/17% و 17/6% بیشتر از حالت پایه است.