تحقيق تجريبي وعددي لتأثير زعانف الغرافيت والمغناط على الأداء الحراري لجهاز التبخير الشمسي ذو الميل الواحد

رسالة ماجستير

اسم الباحث : علي باني خصاف

اسم المشرف : أ.د. عباس ساهي شريف

الكلمات المفتاحية : Solar energy, Renewable energy, Solar distillation, Magnetic treatment, Fins, Water scarcity.

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : الهندسة الميكانيكية

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

تم استخدام نظام معدل تم تصميمه وإنتاجه محليًا في التحقيق الحالي كإعداد تجريبي. المكون الرئيسي للنظام هو الجهاز الشمسي للتقطير، بالإضافة إلى المكونات الإضافية مثل أدوات القياس. تم إجراء التحقيق بشكل عددي باستخدام برنامج ANSYS. تم استخدام التقطير الشمسي بوجود المغناطيسات والزعانف لتحسين أداء الجهاز الشمسي للتقطير. تم إجراء التحقيقات التجريبية والرياضية لقياس درجات حرارة الماء وقاعدة الجهاز والبخار وغطاء الزجاج الداخلي والخارجي للجهاز. بالإضافة إلى كفاءة وإنتاجية الجهاز. أظهرت نتائج التجارب والتحليل الرياضي أن جميع الطرق المستخدمة في هذه الدراسة قد تحسن أداء الجهاز الشمسي للتقطير. يمكن زيادة درجة حرارة الماء في الجهاز لتوليد البخار بشكل أسرع. كان استخدام الزعانف أفضل من استخدام المغناطيسات في تحقيق هدف البحث. في الوقت نفسه، كان لاستخدام المغناطيسات دور أقل مقارنة بالزعانف. الأهم من ذلك، يمكن أن يرفع استخدام جميع هذه التقنيات مجتمعة (التقطير الشمسي مع الزعانف والزعانف مع المغناطيسات) درجة حرارة الماء وقاعدة الجهاز ودرجة حرارة البخار ودرجة حرارة الغطاء الداخلي للجهاز بنسبة تقدر بحوالي (24، 26، 34 و55) ٪. وبالتالي، يمكن أن يحسن استخدام جميع التقنيات مجتمعة كفاءة وإنتاجية الجهاز الشمسي للتقطير بنسبة 33٪، 38٪، و55٪ على التوالي مقارنة بالحالة العادية للجهاز الشمسي للتقطير (بدون أي تعديل). لإظهار درجة الموثوقية للبرنامج المستخدم في العمل الحالي ودقة وصحة النتائج العددية في هذه الرسالة، تم التحقق من النتائج عن طريق مقارنتها بالدراسات السابقة في نفس المجال وتحت ظروف مشابهة تقريبًا. تم الاستنتاج أن البرنامج تم بناؤه بشكل صحيح وأعطى نتائج مقبولة إلى حد كبير. وكانت نسبة الخطأ الأعلى بينها 10٪، وهو مقبول نسبيًا. من خلال مقارنة النتائج التجريبية للدراسة الحالية مع النتائج العددية، لوحظ وجود توافق جيد بينهما. وهذا يشير إلى أن العمل الحالي تم تنفيذه وفقًا للخطة المخطط لها وبطريقة تضمن تجنب الأخطاء قدر الإمكان. وتم تحقيق ذلك عن طريق تكرار الاختبارات التجريبية عدة مرات وأيام حتى تم الحصول على نتائج مستقرة وواقعية.

Experimental and Numerical Investigation for the Effect of Graphite Fins and Magnets on the Thermal Performance of the Single Slope Solar Still

Abstract

A Modified system, which was created and produced locally was used in the current investigation as an experimental setup. The primary component of the system is a solar still, along with auxiliary components, including measuring tools. The investigation was carried out numerically using ANSYS software. Solar distillation with magnets and a fin were utilized to enhance the performance of the solar distiller. Experimental and numerical investigations were performed for the temperatures of water, distiller base, steam, and the internal and external distiller glass cover. This is in addition to the efficiency and productivity of the solar distiller. The results of the experiments and the mathematical analysis showed that all the methods utilized in this study might enhance the performance of the solar distiller. This can be done by boosting the temperature of the water in the distiller, which will produce steam more quickly. Using the fins was superior to using magnets for achieving the research goal. At the same time, the use of magnets had a lesser role compared to the fins. Most important, using all these techniques collectively (solar distillation with fins and fins with magnetics) can raise the water temperature, still base temperature, steam temperature, and internal temperature of the distiller cover by roughly (24, 26, 34 and 55) %. Thus, the use of all techniques collectively can improve the efficiency and productivity, of the solar distiller by 33%, 38%, and 55% respectively in comparison to the usual case of the solar distiller (without any modification). To show the reliability degree of the software used in the current work and the accuracy and validity of the numerical results of this thesis, the results were verified by comparing these results with previous studies in the same field and under almost the same conditions. It was concluded that the software was built correctly and gave acceptable results to a large degree The highest error percentage between them was 10%, which is relatively acceptable. By comparing the experimental results of the present study with the numerical ones, a good agreement was noted between them. This indicates that the current work was conducted according to what was planned and in a way that ensures that errors were avoided as much as possible. This was achieved by repeating the experimental tests several times and days until stable and realistic results were obtained.