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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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太阳能蒸馏系统的实验研究和CFD建模

N。斯里兰卡Gokilavani1,Dr.D.Prabhakaran2,Dr.T.Kannadasan3
  1. 打开学生,化学工程系,印度哥印拜陀市理工学院。
  2. 助理教授、化学工程系、印度哥印拜陀市理工学院
  3. 主管部门、化学工程系、印度哥印拜陀市理工学院
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文摘

试图模型传统太阳能蒸馏系统和比较实验结果和模拟模型。太阳能蒸馏是一个古老的工艺,但成本明智的和国内的目的是最可靠的。蒸发和冷凝同时发生在太阳能蒸馏过程。蒸馏水的财产来衡量。很明显,太阳能产生的蒸馏水仍然非常类似于商业蒸馏的水。实验与仿真研究工作。在玻璃温度分布验证使用Ansys计算流体动力学的方法。计算结果与实验验证工作。

关键字
有限元分析软件,计算流体动力学,传统,蒸馏水、太阳能蒸馏。

介绍
海水淡化是印度最佳改编过程等县。这里有大量的太阳能。太阳能蒸馏系统通常由木头或钢板增加强度的阳光。这些系统基本上是由一位高级釉面腔含盐水层,由太阳辐射传播通过加热玻璃盖顶部。一个非常大型的过程用于淡水生产。蒸发和冷凝是主要的过程发生。因此这一过程的基本特征概括为蒸汽的生产上面的表面液体,蒸汽的运输风,空气的冷却蒸汽混合物,凝聚和沉淀。根据世界卫生组织(世卫组织),在水中盐度的容许极限是500 ppm,特殊情况到1000 ppm,而地球上最可用的水的盐度达到10000 ppm,而海水盐度范围通常为35000 - 45000 ppm总溶解盐的形式。半咸性过剩导致人类健康的各种问题。的控制措施包括供应水的总溶解固体在容许范围内的500或更少。 This is accomplished by several desalination methods like reverse osmosis, electro dialysis, vapor compression, multistage flash distillation, multiple-effect distillation and solar distillation, which are used for purification of water. On the other hand, compared to RO, Walton et al, [16] reported that, when fully developed, Membrane Distillation (MD) should be significantly lower in capital and operational expenses for remote areas. Tanaka et al, [13] found for a tilted wick-type solar still that an increase in productivity is 20–50% more than basin-type solar stills. Despite the prospects of solar MD systems, very few experimental systems have been developed as opposed to the mature solar PV-driven RO and solar distillation technologies [8]. de Koning & Thiesen [4], introduces a compound solar distiller that has additional side mirrors, great energy efficiency, and may produce some 40 L/(m2/d). Cipollina et al. [3], considers the environmental sustainability of desalination due to the large flow rates of hot brine dissipated into the sea and proposes coupling a solar still plant with an existing thermal desalination installation so as to improve the overall desalination process while mitigating the environmental impact. Tiwari et al., [14] worked out computer modeling of passive/active solar stills by using inner glass temperature for limited period. However, they have not considered this effect in thermal modeling. The thermal dynamic effects of material used for manufacturing solar stills in combination with weather parameter has been studied by Porta et al. [11]. This research is purely based on experimental and computational approach of solar distillation system. Property of the distilled water is tested to check the quality of the process.

二世。材料和方法
典型的太阳能系统包含木箱和金属板托盘。的系统是由玻璃为了增加太阳能强度。金属板的厚度是3毫米,玻璃的厚度是2毫米。木头被用来从系统热损失最小化。蒸发和冷凝过程发生。盐水填充系统,允许在阳光下蒸发了。内部温度的水,废水和玻璃在一小时测量一次。中午达到最佳蒸发。水蒸气凝结在玻璃盖。提供了收集浓缩的蒸馏水。 Quality of the water is analyzed using Water analyzer. Property of the distilled water quite matched with the process out let water. Experiment is carried out from 10.00 A.M to 4.00 P.M with time interval of one hour. Experiment setup is shown below in figure 1. Experiment is carried out in college campus in the month of August. It also repeated in month of April, where we get high solar intensity. The rate of evaporation is high in this month.
图像

三世。结果与讨论
盐水的托盘都是14厘米高。盐水准备像海水的盐度(即。35 g / l)。加热的海水被允许得到开放的氛围。一小时一次蒸馏水是收集和质量验证。海水的温度、玻璃温度和蒸馏水温度。实验进行了两天,结果下面在表1和2。很明显,当时1 P。米2 P。M,蒸馏水收集高相比,其他时间间隔。这个时候太阳强度也比其他高。蒸馏水的温度不会影响其财产。 Examined property of the distilled water is given in table 3.
图像

第四,建模与仿真
计算流体动力学方法用于研究系统中的温度分布。模型几何和网格是通过使用Ansys 14.5工作台。CFD变得无关紧要的预测结果更接近实验工作。关注了专注于玻璃表面的温度分布是用作高空掩护。水温度预测与实验数据相比。模拟进行了一个小时与所有初始条件。图2显示了水的温度分布等高线图。
图像

诉的结论
在这个工作中,太阳能海水的蒸发模拟使用Ansys排名。由于太阳辐射,海水被蒸发和冷凝表面的玻璃表面冷却。改善冷凝可以实现通过冷水在玻璃的表面。收集冷凝水滴在下水管。水的性质进行了分析。模拟结果与实验结果相似。这个结果表明,CFD模拟是一个功能强大的工具参数分析和设计的太阳能。

引用
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