مدلسازي عددي آب‌شيرين‌كن جذب سطحي و بررسي تاثير طول لوله اواپراتور بر ميزان توليد آب‌شيرين

Numerical modeling of adsorption desalination and investigation evaporator pipe lenght effect on desalinated water

سيستم آب شيرين كن جذب سطحي از گرماي درحال هدر رفتن با سطح دماي پايين كه در منابع انرژي تجديدپذير وجود دارد استفاده مي‌كند. يك مدل عددي سه بعدي وابسته به زمان براي مدلسازي انتقال حرارت و جرم در بستر ماده جاذب جفت سيليكاژل-آب توسعه داده شده و با نتايج تجربي اعتبارسنجي شده است. يكي از اجزاي اصلي آب شيرين‌كن جذب سطحي اواپراتور است و در اين مطالعه تاثير ابعاد لوله اواپراتور كه يك مبدل پوسته-لوله است بر نرخ كارآيي و آب توليدي روزانه مخصوص (SDWP) به صورت عددي بررسي شده است. با توجه به نتايج بدست آمده از مدلسازي مشاهده شد نرخ كارآيي با افزايش زمان سيكل افزايش مي‌يابد و به مقدار 0/66 ميل مي‌كند و نرخ اين افزايش در طول لوله بزرگتر، كمتر است. مقدار SDWPبراي هر ابعاد اواپراتور داراي يك مقدار بهينه نسبت به زمان سيكل است كه اين مقدار ماكزيمم، با افزايش ابعاد اواپراتور افزايش مي‌يابد. تاثير افزايش طول لوله اواپراتور با افزايش طول لوله كاهش مي‌يابد و مقدار بهينه با توجه به هزينه و فضاي دردسترس انتخاب مي‌شود. در نمونه مورد بررسي، مقدار SDWP با افزايش طول لوله اواپراتور از 2متر به 4متر 11% افزايش مي‌يابد در حالي كه افزايش از 4متر به 8متر تنها 6% در مقدار آب توليدي تاثير دارد.

Adsorption desalination system employs low temperature waste heat, which is available in renewable energy sources. A three-dimensional transient model has been developed for modeling heat and mass transfer in adsorbent bed silicagel/water pair and validated by the experimental results. Evaporator is one of the main adsorption desalination parts and in this study, the effects of shell and tube evaporator pipe lenght on the performance ratio (PR) and specific daily water production (SDWP) are numerically investigated. According to modeling results, it was found that the performance ratio increases by increasing the evaporator pipe length, while aproaching 0.66. SDWP has an optimum cycle time for each evaporator pipe length, which increases with increasing the evaporator size. However, it was also found that the SDWP remains almost constant for evaporator pipe length larger than 4m. Specific daily water production increases by 11% for the pipe length increase from 2m to 4m, while it only increases by 6% when the pipe lenght increases from 4m to 8m.