| المستخلص: |
مما لا شك فيه إن مشكلة الحصول على الماء الصالح للشرب أصبحت اليوم من المشاكل التي تؤرق كثير من الدول وخاصة التي تفتقر إلى الموارد الطبيعية للحصول على الماء المستخدم للشرب مثل الأنهار والجداول والآبار، وتزداد هذه المشكلة في المناطق النائية والتي يصعب في كثير من الأحيان إمكانية توفير مثل هذه المياه بسبب إما البعد عن المراكز الحضرية أو بسبب صعوبة التضاريس. وعليه فإن إحدى الحلول المقدمة لحل هذه المشكلة وخاصة عند المناطق القريبة من البحار هي باستخدام طريقة التقطير الشمسي، وهي عملية تمتاز برخص الكلفة وإمكانية توفيرها للناس بشكل دائمي وخاصة إن المواد الأولية للحصول على الماء الصالح للشرب هو مياه البحر غير القابلة للنفاذ.تم في هذا البحث إجراء الحسابات الثرموديناميكية التي تتحكم في عملية التقطير الشمسي مثل درجة حرارة الجو وسرعة الريح ومقدار الفيض الشمسي المستلم وذلك من خلال اعتماد النموذج الرياضي المناسب والخاص بقانون حفظ الطاقة وحفظ الكتلة للماء المالح (ماء البحر) والماء المتبخر من عملية التقطير. وقد تم اختيار مدينة عدن لتطبيق هذه الحسابات الثرموديناميكية وذلك من خلال الاستعانة بمحطة الرصد الجوي –مطار عدن للحصول على المعطيات الثرموديناميكية الخاصة بمدينة عدن. ولصعوبة الحصول على بعض الحسابات الخاصة بدرجة حرارة الماء في أوقات مختلفة من السنة تمت الاستعانة بالحسابات النظرية لغرض تقدير هذه الدرجات ووفق المعادلات الرياضية التي تمكننا من تلك الحسابات. بالإضافة إلى ذلك فقد تم حساب درجة حرارة الزجاج لوحدة التقطير الشمسية أيضا من خلال العلاقات الرياضية.بينت النتائج المستخلصة من هذا البحث تأثير سرعة الريح على كفاءة وحدة التقطير الشمسية وأن تأثيرها الأساسي يكون من خلال تغيير اتجاهها حيث يعمل هذا التغيير على انحراف في كمية الإشعاع الشمسي المستلم من قبل وحدة التقطير مما يؤدي إلى خفض كفاءتها حتى في الأشهر التي ترتفع فيها درجة الحرارة. كذلك بينت النتائج تأثير معاملات الانتقال الحراري الثلاثة (التوصيل والحمل والإشعاع) على كمية الماء النقي الناتج من وحدة التقطير الشمسية. كذلك تم دراسة تأثير زاوية ميل السقوف الزجاجية لوحدة التقطير الشمسي على كمية الماء النقي الحاصل من خلال عملية التقطير وبينت النتائج إن أحسن ظروف للتقطير الشمسي تحدث في مدينة عدن تكون بزاوية ميل تتراوح بين 30-50 درجة وذلك بأخذ زاوية السمت الشمسي لمدينة عدن بعين الاعتبار. أيضا تم في هذا البحث دراسة تأثير عامل عمق المياه المالحة داخل وحدة التقطير الشمسي على كفاءة هذه الوحدة وبيان كميات الماء الناتجة من خلال تغيير قيمة هذا العمق.وفي النهاية فقد بينت النتائج لمجمل العوامل المؤثرة على كفاءة وحدة التقطير الشمسي إن شهري مايو وسبتمبر تكون الأشهر المثلى للحصول على كميات من الماء النقي أعلى من الأشهر الأخرى علما إن كميات المياه النقية الواردة في هذا البحث تشمل لوحدة تطير شمسي واحدة ويمكن زيادة كمية المياه النقية من خلال زيادة وحدات التقطير لتكون كمية الماء النقية مجدية اقتصاديا.
In this paper, an attempt has been presented to evaluate the thermodynamic calculations of solar distillation still. The dynamic modeling of the conservation of mass and energy of the saline and evaporated water has been investigated. The applied model of this study is obtained using thermal energy and mass balances of the saline and fresh water inside the unit. The experimental thermodynamic data o this study was taken to the city of Aden (latitude angle of 12° 47 N) from the weather station-Aden Airport. An optimization for higher yield of a solar still has been carried out in terms of minimization of the heat convection losses and of the glass cover inclination The effect of the water depth in the basin on the overall efficiency of the solar still has been studied. Analytical expressions for water temperature, glass cover temperature, and fresh water yield as a function of climatic conditions were derived.
|
