سیستم های انرژی: فناوری و مدیریت

مدل‌سازی و تحلیل حرارتی عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی شیب‌دار بهبودیافته مجهز به فن و ماده تغییر فازدهنده (PCM)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

حسین امیری

استادیار، پژوهشکده انرژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

https://doi.org/10.48306/estm.2025.231015
چکیده
این مطالعه به توسعه یک مدل حرارتی یک‌بعدی برای تحلیل عملکرد آب‌شیرین‌کن خورشیدی شیب‌دار بهبودیافته مجهز به فن و ماده تغییر فاز (PCM) پرداخته است. مدل‌سازی بر اساس معادلات بقای جرم و انرژی برای اجزای مختلف سیستم انجام شده و تمامی مکانیزم‌های انتقال حرارت و فرآیندهای تبخیر و تقطیر در آن لحاظ شده‌اند. مدل ارائه‌شده قادر است دمای قسمت‌های مختلف آب‌شیرین‌کن و همچنین نرخ آب شیرین تولیدی ساعتی و روزانه را برآورد نماید. حل عددی مدل با گام زمانی 1/0 ثانیه در MATLAB انجام شد. در این تحقیق، اعتبارسنجی مدل در سه روز انجام‌شده است. نتایج حاکی از دقت بالای مدل حرارتی است و مدل قادر است دمای اجزای آب‌شیرین‌کن و مقدار آب شیرین تولیدی در روزهای مختلف را با دقت خوبی پیش‌بینی کند. دقت مدل در تخمین دمای آب‌شور و صفحه جاذب دقت مدل بسیار خوب بوده است (ریشه میانگین مربعات خطا کمتر از 2/2 درجه سانتی‌گراد). در تخمین میزان آب شیرین تولیدی، بیشترین اختلاف بین نتایج مدل با داده‌های تجربی در بدترین حالت کمتر از 9 درصد بوده است. بررسی پارامترهای طراحی نشان داد که انتخاب دمای ذوب مناسب برای PCM می‌تواند تولید آب شیرین را تا ۵ درصد افزایش دهد اما میزان جرم PCM تأثیر معناداری بر عملکرد آب‌شیرین‌کن نداشت.

کلیدواژه‌ها

مدل حرارتی یک‌بعدی
آب‌شیرین‌کن بهبودیافته
فن
ماده تغییرفازدهنده
بررسی پارامتری
انرژی خورشیدی

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما