В каждой развивающейся стране сельское хозяйство имеет огромное значение. По статистическим данным, через 20–25 лет в сельском хозяйстве Узбекистана появится дефицит (нехватка) воды. В этот период количество населения нашей страны достигнет 40 млн.
Будет необходимо обеспечить население жильем, продовольствием, продуктами сельского хозяйства, питьевой водой и другими нуждами, в этом случае энергии будет расходоваться в 2–3 раза больше нынешнего. Для недопущения дефицита энергии, поиск других источников энергии, то есть нетрадиционных (восстанавливающихся) источников и использование их в жизни человечества обращается в глобальную проблему сегодняшнего дня. Кроме энергии, обеспечение населения питьевой водой также обращается в глобальную проблему.
Во многих областях нашей республики имеются подземные грунтовые воды, которые сильно минерализованы. Самым удобным методом обращения грунтовых вод в питьевую воду является использование водонасосной гелиоустановки. Водонасосный опреснитель образуется из следующих частей: одноступенчатый солнечный водный опреснитель, под ним карьер выкопанный до глубины подземных грунтовых вод и капиллярно-полые материалы (смесь ганча и золы).
Принцип работы гелиоустановки водонасосного опреснителя: в солнечный день солнечная радиация падает на прозрачную оболочку установки, одна часть отходит от неё, а другая часть войдя во внутрь опреснителя греет капиллярно-полый материал (фитиль), вода находящаяся в составе фитиля испаряясь, образует водопарную смесь во внутренней части воздушного пространства опреснителя. Водопарная смесь конвекционируется не только внутри опреснителя, но и в воздушном пространстве около стен трубы вместе с фитилем. Днем, внутри установки опреснителя, водопарная смесь получая тепловую энергию взятую от Солнца, направляет её на стены трубы и на полный объём фитиля. В результате стены трубы и материал фитиля выполняют функцию аккумулятора теплоты для установки.
Вечером, за счёт аккумулированной энергии, фитили и вода, находящаяся в составе кирпичей стен трубы, испаряясь и воздействуя с лицевой днища прозрачной оболочки конденсируется и стекая со сточной трубы в форме дистиллированной воды, попадает в специальную ёмкость, находящуюся снаружи установки. Причина конденсации паров воды: из-за большой разницы температуры внешней лицевой прозрачной оболочки солнечного водного опреснителя и температуры водопарной смеси внутри опреснителя, вечером пары воды конденсируются с огромной скоростью.
Названия всех звеньев установки приведены на 1-рисунке:
Рис. 1. Схематический вид гелиоустановки водонасосного опреснителя: 1-Солнечный (водный) опреснитель (воды); 2-прозрачная оболочка; 3-нова; 4-фитиль из капиллярно-полого материала; 5-кирпичная стена водопровода; 6-стены солнечного (водный) опреснитель (воды); 7-бетонное основание в глубине водопровода; 8-песок-почва; 9-смесь воздушно-водных паров; 10-минерализованная смесь в трубах
Результаты взятые из установок и их анализ: Начиная с июня месяца 2013 года были проведены в одинаковых условиях испытания над лабораторной моделью «Гелиоустановка солнечного водонасосного опреснителя» и лабораторной моделью «Одноступенчатый солнечный водный опреснитель». Эти результаты вместе с результатами 21 дня июня месяца были сравнены друг с другом. Результаты взятые из установок изображены на рисунке в графическом виде.
Из полученных результатов, согласно приведенным в графике кривым, можно сделать вывод: показатель производительности дистиллированной воды «Одноступенчатый солнечный водный опреснитель» а в 1,5 раза больше по отношению к «солнечной водонасосной гелиоустановке».
Важность проблемы в том, что капиллярно-полые параллелипипиды (фитили) (2), установленные во 2-части «солнечной водонасосной установки», посредством капиллярных сил минерализованной воды в специальной ёмкости, из-за разницы давлений и температур, поднимаются на капиллярно-полых пластинках длиною в 120 см.
Рис.-4. Кривые параметров результатов взятых из лабораторной установки «Солнечной водонасосной-опреснитель гелиоустановки» 21-числа июня-месяца
(4) Вода абсорцируется в горизонтально расположенном капиллярно-полом материале. Этот процесс, приведенный в графике на 4-рисунке отражается в кривых дистиллированной воды. Анализируя эти кривые можно сделать следующие выводы:
- суточный показатель производительности дистиллированной воды «Одноступенчатый солнечный водный опреснитель», на лицевую оболочки, размером 3.0 кв. м, которого падает солнечная радиация на 10–15 % больше по отношению «Гелиоустановка солнечного водонасосного опреснителя» с тем же размером, который мы предлагаем;
- основная причина этого в том, что в опреснитель установке минерализованная вода напрямую выливается вглубь установки, а солнечная радиация прямо попадает в оболочку его минерализованной воды и если одна часть энергии расходуется на испарение, ещё одна часть расходуясь на нагревание задней стенки опреснителя, непосредственно образует процесс связки;
- а в предлагаемой «гелиоустановке водонасосного опреснителя» солнечная радиация попадая на горизонтально расположенный (8) капиллярно-полый материал, нагревает его оболочку и испаряет находящуюся в составе его капилляров воду;
- если глядеть на расчёт суточной периодичности работы двух установок, предлагаемая нами установка аккумулирует за счёт дневных фитилей солнечную энергию и с 20:00 ночи до 8:00 утра за счёт аккумулированной энергии производит в 1,7 раз больше дистиллированной воды в отличие от её дневной производительности. Научное значение научно-исследовательской разработки состоит из того, что капиллярно-полые фитили, выполняющие функции водного насоса и составленные из местных материалов, впервые используются в качестве труб нагревания в тепловых машинах с низким потенциалом. Физика теплоты, механические свойства и свойства генерации и регенерации таких фитилей были исследованы и обнаружено то, что они не отстают от имевшихся до нас керамических и других строительных материалов,а в большинстве свойств и превосходящих их.
Литература:
1. Лутпуллаев С. И., Захидов Р. А. и др. Возобновляемые источники энергии: проблемы и перспективы.
2. Очилов Б. М., Шадыев О. Х., Жураев Т. Д. Солнечные опреснители и холодильники. Ташкент: Фан. 1976. с.15.
3. Байрамов Р.Саиткурбанов. опреснение воды с помощью солнечнойэнергии.Ашхабад. «Ылим»,1977й.
4. БоломерДж.В.,Коллинс Р. А.,Эйбилинг Д. А. Полевые испытания солнычных опреснителей морской воды.В.кн.:Опреснение соленых вод.М., 1963.
