جواد اشرفی ورکانی؛ شیوا گرجیان؛ برات قبادیان
چکیده
متمرکزکننده‌ها کارکردهای بسیاری دارند که یکی از آنها استفاده در فرآیند نمک‌زادیی از آب شور به روش تبخیر و تقطیر است. به دلیل وجود حرارت بالا در جاذب متمرکزکننده‌ها، این امکان فراهم می‌شود تا با طراحی یک سامانۀ مبدل حرارتی، زمینۀ تبخیر آب شور به وجود آید. در این پژوهش سعی شد تا به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) دو هندسه ...
بیشتر
متمرکزکننده‌ها کارکردهای بسیاری دارند که یکی از آنها استفاده در فرآیند نمک‌زادیی از آب شور به روش تبخیر و تقطیر است. به دلیل وجود حرارت بالا در جاذب متمرکزکننده‌ها، این امکان فراهم می‌شود تا با طراحی یک سامانۀ مبدل حرارتی، زمینۀ تبخیر آب شور به وجود آید. در این پژوهش سعی شد تا به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) دو هندسه جاذب مارپیچی و استوانه‌ای بررسی شوند. برای این منظور، سیال عامل بر اساس ویژگیهای آب شور دریا در نرم‌افزار Fluent Ansys تعریف شد و ایجاد هندسه و تحلیل حرارتی بر اساس شرایط اولیه و مرزی سامانه در نظر گرفته شدند. با بررسی نتایج اعتبارسنجی کیفیت شبکهبندی، شبکۀ بهینه در هر دو هندسه المان مربعی مربعی شکل بود. تحلیل حرارتی جاذب نشان داد که در هندسۀ استوانه‌ای، توزیع حرارتی در کف هندسه بیشتر است تا در سطح بالایی آن. نتایج تحلیل تغییرات عدد ناسلت، تمرکز تنش حرارتی را در مقطع خروجی سیال نشان دادند. با این همه، و برخلاف هندسۀ استوانه‌ای، توزیع حرارت در هندسۀ مارپیچ به طور یکنواخت، متقارن و بدون تمرکز تنش حرارتی بود. این تمرکز تنش در هندسۀ استوانه‌ای موجب می‌شود تا احتمال انتقال فرآیند تبخیر از داخل محفظه به لوله‌های انتقال به وجود آید. مقایسۀ نتایج تحلیل عددی رفتار حرارتی در دو هندسۀ جاذب نشان داد که مزیت هندسۀ مارپیچ در یکنواختی توزیع حرارت است که باعث افزایش بازده حرارتی در فرآیند نمک‌زدایی می‌شود. در مقابل، مزیت هندسۀ استوانه‌ای در طراحی ساده، جایگذاری آسان، عایق‌بندی سریع و استفاده از مواد قابل دسترس برای ساخت نسبت به هندسۀ مارپیچ است.
