КҮН ДИСТИЛЛЯТОРЫ ІШІНДЕГІ БУЛАНУ ЖӘНЕ КОНДЕНСАЦИЯЛАНУ КЕЗІНДЕГІ ЕКІ ФАЗАЛЫҚ ЖЫЛУ АЛМАСУ ПРОЦЕСТЕРІН САНДЫҚ МОДЕЛЬДЕУ

Бұл мақалада лицензияланған ANSYS 2023R2 бағдарламалық пакетін және есептеу гидродинамикасы (CFD) әдісін пайдаланып екі күн дистилляторының конфигурациясының салыстырмалы талдауы берілген. Модельдеу үшін сұйықтықтың бір фазадан екіншісіне өтуін есептеуге мүмкіндік беретін VoF (Volume of Fluid) моделі қолданылды. VoF моделі теориялық көзқарасқа сәйкес келетін сандық нәтижелерді іс жүзінде қолданбай, тек визуализация үшін булану процестерін жаңғыртуға қабілетті екенін атап өткен жөн. Зерттеудің өзектілігі су тұщыту жүйелерінің тиімділігін арттыруды талап ететін жаһандық ауыз су дағдарысымен байланысты. Таза су алудың бұл әдісі ең экологиялық таза әдіс, бұл зерттеу нысанын таңдауға басты себеп болды. Жұмыстың мақсаты – күн дистилляторын сандық талдау және зерттеу, оның екі конфигурациясын салыстырмалы талдау, сондай-ақ қондырғының тиімділігін арттыру үшін ықтимал модификацияларды бағалау. Зерттеу барысында қондырғының ішіндегі жылу ағындары, сонымен қатар будың көлемдік үлесінің таралуы және уақыт бойынша температураның өзгеруі модельденді. Алынған нәтижелер бір көлбеу конфигурациямен салыстырғанда қос көлбеу конфигурациясының жоғары тиімділігі мен өнімділігін көрсетеді. Зерттеу сонымен қатар дистиллятор ішінде болып жатқан физикалық процестерді егжей-тегжейлі сипаттайды және осы жүйені ANSYS модельдеуде одан әрі жетілдіру бағыттарын анықтайды.

1. Peter H. Gleick Water in crisis: a guide to the world's freshwater resources. – Oxford University Press, 1993. – 473 p.

2. Global Solar Atlas. URL: https://globalsolaratlas.info/ (өтініш берілген күн 29.04.2024)

3. Abhay Agrawal, Rana R.S., Srivastava Pankaj K. Heat transfer coefficients and productivity of a single slope single basin solar still in Indian climatic condition: Experimental and theoretical comparison // ResourceEfficient Technologies. – 2017. – Vol. 3. – Р. 466–482.

4. Khadim M. A. A. A., Abd AL-Awahid W.A., Hachim D.M. Review on the types of solar stills // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 928. – No. 022046.

5. Sampathkumar K., Arjunan T.V., Pitchandi P. Active Solar Distillation – A Detailed Review //Renew. Sustain. Energy Rev. – 2010. – No. 14. – P.1503–1526.

6. Rahul Dev, Tiwari G.N. Characteristic equation of a passive solar still // Desalination. – 2009. – Vol. 245. – P. 246–265.

7. Al-Karaghoulia A. A., Alnaserb W.E. Performances of single and double basin solar-stills // Applied Energy. – 2004. – Vol. 78. – P. 347–354.

8. Boubekria M., Chakerb A. Yield of an improved solar still: numerical approach // Energy Procedia. – 2011. – Vol. 6. – P. 610–617.

9. Mohamed Elashmawy An experimental investigation of a parabolic concentrator solar tracking system integrated with a tubular solar still // Desalination. – 2017. – Vol. 411. – Р. 1–8.

10. Al-Doori G. F. L., Moosa I. S., and Saleh A. A. M. Enhanced productivity of double-slope solar still using local rocks // Int. J. Smart Grid Clean Energy – 2019. – Vol. 8(3) – P. 307–312.

11. Belyayev Ye., Mohanraj M., Jayaraj S. & Kaltayev A. Thermal performance simulation of a heat pump assisted solar desalination system for Kazakhstan climatic conditions // Heat Transfer Engineering. – 2018. – Vol. 40(12) – Р. 1060–1072.

12. Elango C., Gunasekaran N., Sampathkumar K. Thermal modelsofsolarstill –A comprehensivereview // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2015. – Vol. 47. – Р. 856–911.

13. Vassilis B., Soteris K., Emmy D. Thermal Solar Desalination: Methods and Systems. – Academic Press, 2016. – 382 p.

14. Dunkle R.V. Solar water distillation: the roof type still and multiple effect diffusion still // International Developments in Heat Transfer, ASME, Proceedings of International Heat Transfer Conference, University of Colorado. – 1961. – Vol. 5 – P. 895–902.

15. Shukla S.K., Sorayan V.P.S. Thermal modeling of solar stills an experimental validation // Renewable Energy. – 2005. – Vol. 30. – Р. 683–699.

16. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 1. Механика. Молекулярная физика: Учебное пособие. – 2-е изд. перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – С. 432.

17. Peter William Atkins, Julio De Paula, James Keeler Atkins Physical Chemistry. – Oxford University Press, 2018. – 908 p.

18. Richard C. T. The Principles of Statistical Mechanics. – Courier Corporation, 1979. – Р. 660.

19. Yakubov S. & Cankurt B. & Maquil T. & Schiller P. & Abdel-Maksoud M. & Rung T. Euler-Euler and Euler-Lagrange approaches to cavitation modelling in marine applications // MARINE 2011 – Computational Methods in Marine Engineering. – 2011. – Vol. 4. – Р. 544–555.

20. Yu Liu, Mikael Ersson, Heping Liu, Pär Jönsson, and Yong Gan Comparison of Euler-Euler Approach and Euler–Lagrange Approach to Model Gas Injection in a Ladle // Steel Research International. – 2019. – Vol. 90(5).

21. Amit Kumar CFD Modeling and Validation of a single slope Solar Still: Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Award of Degree of Master of Technology in Energy Engineering / Department of mechanical engineering, Malaviya national institute of technology. – Jaipur. – 2015. – 69 p.

22. ANSYS. Available online: https://ansyshelp.ansys.com/public/account/secured?returnurl=////Views/Secured/corp/v242/en/flu_th/flu_th.html

23. ANSYS Fluent software license, 23R2, ANSYS, Inc., Satbayev University, Almaty, Kazakhstan.