Статья посвящена результатам экспериментального исследования оптимального режима работы и изучению тепло-массообмена в процессе испарения и конденсации в парниковой солнечной опреснительной установке с двухскатным равнобедренным треугольником.

Работа опреснителя: солнечная радиация, проходящая через полиэтиленовую поверхность, нагревает световой экран из черной пленки, от бортовки и боковых стенок корпуса теплоизолированной емкости, большая часть теплового потока поглощается непосредственно минерализованной водой. От светового экрана тепловой поток передается на нагрев и испарение минерализованной воды, образующееся водовоздушной смесью, которая конденсируется на поверхность внутренней двухскатной и боковых поверхностях полиэтиленовой пленки к стенкам. Стекающий по внутренним стенкам конденсат собирается в донной части II опреснителя, откуда попадает в емкость.

От данного опреснителя в испытаниях по отношению к входящему внутрь опреснителю солнечной энергии ( в сутки), выход конденсата достигает порядка 7–8 л в сутки с площадью м² испарения воды [1].

Результаты натурных экспериментальных исследований оптимального режима работы солнечного опреснителя представлены на как зависимость некоторых теплотехнических параметров установки от часового интервала.

Следует отметить, что в камерах парниковых солнечных опреснителей имеет место тепло- и массообмен, осложненный фазовыми превращениями на поверхностях минерализованной воды и на поверхность полиэтиленовой пленки.

Имеются работы, посвященные раздельному изучению процесса испарения с плоской поверхности в общий объем, процесса конденсации пара из паровоздушной смеси на наклонную поверхность [1].

Для установления критериальных уравнений, определения коэффициентов тепло-и массообмена и тепловых потоков в поверхностях парниковой солнечной опреснительной установки при испарении и конденсации в зависимости от специфики ограниченного объема формы камеры опреснителя, его размеров, угла наклона камеры были проведены исследования на модели.

Коэффициенты теплоотдачи и конвективный тепловой поток в исследуемый опреснитель представляется следующими исходными данными.

Для процесса испарения воды: температура минерализованной воды в течения сутки изменяется от до ; толщина минерализованной воды, который наполнен в емкость, ; теплота парообразования воды, ; ускорения силы тяжести, ; средняя температура . Исходные данные для расчета: температура паровоздушной смеси-38,5 ⁰С: коэффициент теплопроводности-; диффузионное число Прандтля-; кинематическая вязкость паровоздушной смеси- , коэффициент объемного расширения паровоздушной смеси- . Критерий Грасгофа вычислен по формуле:

.

Для расчета коэффициента теплоотдачи в условиях естественной конвекции в большом объеме теплоносителя обычно пользуются критериальной зависимостью вида: .

По значению произведения значение B и n выбираться по работе как B=0,135, n=1/3.

Тогда число Нусселя имеет значение: .

Условный коэффициент теплоотдачи на поверхности испарителя:

.

Тепловой поток испускаемый через площади поверхности минерализованной воды: .

Для процесса конденсации:

Условный коэффициент теплоотдачи на передней поверхности (южной стороны) конденсации, при исходных данных: ⁰С, ⁰С, ⁰С. , , , , ; , и ,

Тепловой поток расходуемый через площади поверхности полиэтиленовой пленки:

. .

Литература:

1. Ражабов Б. Х., Абдуллаев Ж. М., Мирзаев Ш. М. Оптимизация геометрических размеров парникового однокаскадного солнечного опреснителя с учетом аккумулирования солнечной энергии// Доклады академии наук Р.Уз. 2010. № 2. с. 39–44.