آناليز توليد آنتروپي موضعي براي يك آب شيرين‌كن خورشيدي شيب‌دار يك طرفه (بررسي عددي)

Local entropy generation analysis for a single slope solar still (Numerical investigations)

در اين پژوهش، توليد آنتروپي به‌صورت موضعي درون يك آب‌شيرين‌كن خورشيدي شيب‌دار يك طرفه به‌وسيله روش ديناميك سيالات محاسباتي جهت بهبود عملكرد اين وسيله محاسبه شد. جهت اطمينان از روش عددي، نتايج به‌دست آمده با اين روش، با نتايج تجربي به‌دست آمده بر روي يك آب-شيرين‌كن واقعي مقايسه شدند. تأثيرات نسبت ابعاد (نسبت طول آب‌شيرين‌كن به متوسط ارتفاع آن) و تغيير در دماهاي شيشه و سطح آب درون آب-شيرين‌كن بر روي انواع توليدات آنتروپي شامل آنتروپي‌هاي اصطكاكي، حرارتي و غلظتي بررسي گرديدند. نتايج بدست آمده از اين پژوهش نشان مي-دهند كه انواع مختلف توليدات آنتروپي شامل اصطكاكي، حرارتي و غلظتي با افزايش دماهاي سطوح شيشه و آب و افزايش نسبت ابعاد آب‌شيرين‌كن افزايش مي‌يابند. همچنين نتايج نشان داد كه نسبت ابعاد يك پارامتر موثر در تعيين عملكرد آب‌شيرين‌كن خورشيدي مي‌باشد، زيرا اين پارامتر تعيين-كننده فاصله بين سطوح تبخير (سطح آب) و چگالش (سطح شيشه) است. به‌علاوه اين پارامتر تعيين‌كننده زمان انتقال بخار از سطح تبخير به سطح شيشه مي‌باشد. نواحي نزديك سطوح شيشه و آب درون آب‌شيرين‌كن نسبت به مركز آن، نواحي مستعدتري براي توليد آنتروپي و بازگشت‌ناپذيري مي‌باشند. در نهايت ملاحظه گرديد كه آنتروپي حرارتي در تمامي موارد نسبت به دو نوع ديگر آنتروپي غالب مي‌باشد.

In this research, the entropy generation is calculated locally in a single slope solar still by using computational fluid dynamics to improve the performance of this device. To benchmark the accuracy of the numerical method, the numerical results are compared with the experimental data obtained for a real solar still. The effects of aspect ratio (the ratio of length to the average height of the solar still) and the temperatures of glass cover and water surface on different types of entropy generation containing frictional, diffusive, and thermal entropy generations are investigated. Obtained results indicate that different types of entropy generation increase by increasing the temperatures of glass and water surfaces or increasing the aspect ratio. Moreover, the results showed that the aspect ratio affects considerably the performance of the solar still as it determines the distance between the evaporation (water surface) and condensation (glass surface) surfaces. Moreover, this parameter determines the time required for transferring the vapour from water surface to the glass surface. The regions around the water and glass surfaces have a high potential to generate the entropy and irreversibility. Finally, it is observed that the thermal entropy generation is dominant at all cases in comparison with two other types of entropy generation.