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

در سال های اخیر مشکل کمبود آب شرب به یکی از جدی ترین چالش های بشر تبدیل شده است. به همین دلیل، بررسی عملکرد سیستم های تصفیه آب از موضوعات مورد علاقه محققین بوده است. همچنین با توجه به افزایش مصرف انرژی و استفاده بیش از حد از سوخت های فسیلی، بکارگیری انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی در حال فراگیر شدن می باشد. در این پژوهش، مدل سازی ریاضی آب شیرین کن 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 بخش های 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، تاثیر حضور ماده متخلخل و تغییر فاز دهنده به عنوان نوآوری پژوهش حاضر بر بهره وری آب شیرین کن و بازده انرژی و اگزرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، بازده کلی انرژی و اگزرژی با حضور همزمان ماده متخلخل و تغییر فاز دهنده به ترتیب به مقدار ۰۷/۱۵% و ۰۴/۱% نسبت به حالت پایه، در حالت ماده تغییر فاز دهنده به ترتیب به مقدار ۰۴/۱۱% و ۶۲/۰% نسبت به حالت پایه و در حالت ماده متخلخل به ترتیب به مقدار ۱۵/۳% و ۳۲/۰% نسبت به حالت پایه بهبود می یابد. 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 ۷۲/۲۳%، ۸۸/۱۷% و ۱۷/۶% بیشتر از حالت پایه است.

کلیدواژه ها:

Solar still ، Porous material ، Phase change material ، Efficiency ، Energy ، Exergy. ، آب شیرین کن ، ماده متخلخل ، ماده تغییر فاز دهنده ، بازده ، انرژی ، اگزرژی.