شبیه سازی عددی فرآیند نمک زدائی در یک آب شیرین کن خورشیدی طرح حوضچه ای

شیرین سازی آب به روش های مختلف با استفاده از تکنولوژی های مختلف صورت می گیرد؛ به طوری که مجموعه این روش ها را می توان به دو دسته کلی شامل روش حرارتی و روش غشایی تقسیم بندی کرد. یکی از روش های حرارتی شیرین سازی آب، استفاده از واحدهای شیرین سازی خورشیدی است. در مکانیزم عملکردی این نوع آب شیرین کن ها، انرژی خورشیدی باعث تبخیر آب نمک سطحی می شود و بخار تولیدی به سطح سرد شیشه ای برخورد کرده و در اثر تقطیر به آب خالص تبدیل می گردد. با توجه به بالا بودن هزینه ساخت دستگاه های آب شیرین کن و همچنین تنوع مکان های مورد استفاده این دستگاه ها، چه از لحاظ زمان استفاده و میزان تابش خورشید و چه از لحاظ اندازه مورد نیاز دستگاه ها، استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی به شدت مورد نیاز می باشد. مسئله مورد نظر در این مقاله به شبیه سازی عددی و بررسی عملکرد یک واحد آب شیرین کن حرارتی از نوع خورشیدی پرداخته است. مدل حاضر متشکل از یک محفظه کوچک با سطح شیشه ای شیبدار در بالای آن می باشد. حرارت حاصل از تابش خورشید با عبور از شیشه به سطح آب موجود در این محفظه برخورد کرده تا آب سطحی تبخیر گردد و بخار حاصل به سطح سرد شیشه ای برخورد کند و دچار فرایند تقطیر گردد. برای حل این مساله، از روش جابجایی بخش های جریان استفاده شده است. در این روش فرض می شود که درون فضای داخلی محفظه، مخلوطی از هوا و بخار وجود دارد. درواقع شبیه سازی صرفا بر روی میزان بخار تولیدی در سیستم تمرکز کرده و هدف مسئله حاضر بررسی میزان بخار تولیدی بر روی سطح آب و سطح سرد صفحه شیشه ای شیبدار می باشد. در نهایت نتایج مربوط به دما، سرعت، فشار، کسر جرمی بخار آب و کسر جرمی هوا ارائه شده است. مشاهده شده است که با افزایش دمای دیواره پایینی، ماکزیمم فشار ایجاد شده افزایش ۲/۲ برابری داشته و با کاهش عمق دستگاه، ماکزیمم فشار ایجاد شده ۳۰/۷۷ درصد کاهش یافته است.

کلیدواژه ها:

آب شیرین کن حوضچه ای ، نمک زدایی آب دریا ، انرژی خورشیدی ، شبیه سازی عددی