مطالعه عددي تاثير بكارگيري مانع معمولي و متخلخل بر نرخ انتقال حرارت و توليد آب شيرين در آب شيرين‌كن خورشيدي

Numerical analysis of the effects of a common and porous fin on the heat transfer rate and distilled water production in a solar desalination

بحران كمبود آب شيرين و كمبود آن در اكثر نقاط جهان سبب گسترش انواع آب شيرين‌كن ها گرديده است. يكي از نمونه‌هاي پركاربرد آن، آب شيرين‌كن خورشيدي مي‌باشد. در اين مقاله، به بررسي پارامتري تاثير قرار دادن مانع معمولي و متخلخل در محفظه آب شيرين‌كن نوع حوضچه‌اي بر نرخ انتقال حرارت و نرخ آب توليدي توسط آن پرداخته شده است. وجود مانع در موقعيت‌هاي مختلف و با تخلخل‌هاي گوناگون در محفظه آب شيرين‌كن مورد بررسي قرار گرفته شده است. به منظور مدلسازي محفظه آب شيرين‌كن مورد نظر، ابتدا هندسه سه‌بعدي آن شبكه‌بندي شده و سپس توسط نرم افزار فلوئنت شبيه‌سازي گرديده است. براساس نتايج بدست آمده، قرار گرفتن مانع در موقعيت بهينه در محفظه آب شيرين‌كن، باعث افزايش قابل توجه عدد ناسلت و در نتيجه نرخ انتقال جرم و توليد آب خواهد شد. همچنين، استفاده از مانع متخلخل، باعث كاهش نرخ انتقال حرارت و انتقال جرم نيز خواهد شد. در انتها نيز، تاثير مانع بر گردابه‌هاي درون محفظه آب شيرين‌كن و تاثير آنها بر تغييرات دما و نسبت جرمي در نواحي مختلف آن، مورد بررسي قرار گرفته است.

Due to the fresh water shortage crisis in all around the world, many types of desalination systems have been developed. One of the most used type of them is solar desalination system. In this paper, a parametric study has been employed for investigation of the effects of mounting a normal and porous fin on the heat transfer and water production rates of solar still desalination. A fin with different porous intensity in different positions has been put in solar desalination. For modelling the mentioned desalination, the desalination geometry has been meshed and the 3D simulation has been performed using ANSYS Fluent software. As the result of simulation, putting fin in optimum position in a solar still desalination leads to considerable increment of Nusselt number which results in increase of mass transfer and fresh water production rates. In addition, employment of porous fin will cause decrease in heat transfer and mass transfer rates. Finally, the effects of adding fin on the vortexes in the desalinator and its impacts on temperature and mass fractions differences in various zones has been also examined.