Etude et amelioration de la performance d'un distillateur solaire couple (serre- film capillaire) dans la region d’ouargla

Abstract

في هذا العمل نبرز بالمحاكاة الرقمية فعالية مقطر شمسي مزدوج الغطاء الزجاجي غير المتناظر، وذلك بإجراء تغير طفيف، وهذا بإدراج خلية تكثيف تبرد بواسطة فيلم رقيق من الماء يسري بالخاصية الشعيرية، بدل الغطاء الزجاجي الموجه نحو الشمال. نأخذ بعين الاعتبار جميع الانتقالات الحرارية والكتلية بغية تقدير كمية الماء المقطر الناتجة. لتقييم النموذج المقترح، الحسابات الرقمية التي تم إجراؤها بغية الحصول على معاملات التصميم المثلى، مثل معدل التدفق ماء التغذية، درجة حرارة مياه الحوض، بالإضافة لمعامل شكل خلية التكثيف، تحت الظروف المناخية لمنطقة ورقلة، جنوب الجزائر. النتائج الرقمية المتحصل عليها من هذه الدراسة، تبين تفوق مثل هذا النموذج الذي بلغت فعاليته حوالي 50-70% وذلك مقارنة بالنموذج التقليدي البسيط في نفس الظروف المناخية. متوسط الناتج السنوي لهذا المقطر يبلغ 7kg/m2. الزاوية المستحسنة لميل المقطر الشعيري 60° بالإضافة لمساحة الحوض غير المظللة لهما أثر جلي على النظام. يتناقص معدل التقطير بنسبة 7% كلما زاد سمك الماء في الحوض(من 0.0005m إلى 0.025m). وتأثير سرعة الرياح على الناتج يتراوح 53% كلما زادت هذه الأخيرة(من 1m/s إلى 7m/s).

Dans ce travail, un modèle de simulation numérique est présenté, pour étudier la performance d’un distillateur solaire à double pente non symétrique modifié par l’intégration d’une cellule de condensation, refroidir par un film capillaire d’eau très mince, au lieu de la couverture de vitre orientée vers le nord. Les divers phénomènes de transfert de chaleur et de masse ont été considérés pour évaluer la production de distillat. Afin d’apprécier le modèle développé, les calculs numériques ont été faits pour optimiser différents paramètres de conception, à savoir le débit et la température d’alimentation de l’eau saumâtre et le facteur de forme de cellule de condensation, sous les conditions climatiques de la ville d’Ouargla, sud Algérien. Des résultats numériques sont également présentés dans cette étude, ces résultats montrent que la performance de la présente configuration est supérieure 50-70% de celle d’un distillateur conventionnel dans les mêmes conditions météorologiques. La production moyenne annuelle de cet appareil est environs 7kg/m2. L’angle d’inclinaison 60° et la surface de bassin sans l’ombre ont un effet significatif sur la production de distillat. La masse du distillat 4 diminue à 7% lorsque l’épaisseur d’eau augmente (de 0.0005m à 0.025m). L’effet de la vitesse du vent sur la production total est de 53% lorsque la vitesse varie (de 1m/s à 7m/s)

In this work, a model of numerical simulation is presented, to study the performance of a solar distiller with double nonsymmetrical slope modified by the integration of a cell condensation cooled by capillary film of very thin water on the pane cover directed towards north. The various phenomena of transfer of heat and mass were considered to evaluate the distillate production. In order to appreciate the developed model, numerical calculations were made to optimize various parameters of design, namely the flow and the feeding temperature of brackish water and the form factor of condensations cell under the climatic conditions of the town of Ouargla city, Algerian south. Numerical results are also presented in this investigation; these results show that this configuration performance is higher 50-70% than that of a conventional distiller in the same meteorological conditions. The annual average production of this device is about 7kg/m2. The tilt angle of 60° and the basin without shadow have a significant effect on distillate production. The mass of fresh water is reduced by 7% when the water depth in the basin changes from 0.0005m tob0.025m. The effect of wind velocity is 53% when it varies from 1m/s to 7m/s.