A comparative assessment of innovative hemispherical solar distillers with cylindrical and conical fins: An experimental approach
- 1. Delta University for Science and Technology
- 2. Mohamed I University
- 3. Tanta University
Description
Abstract Although the influence of fins on a basin's flat absorber will improve thermal performance and distillate production due to the increased heat transfer areas, many researchers are still interested in the problem of shading caused by fins, which reduces distiller productivity for some configurations of the fins designs. To obtain the best fin configurations that achieve the lowest shading effects and highest performance of hemispherical solar stills. The influences of absorbent cement layer with two types of fins (cylindrical and conical fins) with a diameter of 1.5 cm and a height of 3 cm at different gap spacing (3, 3.75, and 4.5 cm) were studied. To achieve these; three hemispherical solar stills were tested at same weather conditions, first is the conventional hemispherical still without fins (CHSWF) which represent the reference case. Second, is the cylindrical finned hemispherical still with gap spacing 3, 3.75, and 4.5 cm (CyFHS). Third, is the conical finned hemispherical still with gap spacing of 3, 3.75, and 4.5 cm (CoFHS). The results showed that, the cylindrical finned hemispherical still (CyFHS) productivity values are 5.55, 6.00, and 6.70 kg/m 2 , respectively, while conical finned hemispherical still (CoFHS) productivity values are 6.20, 6.65, and 7.15 kg/m 2 at gap spacing of 3, 3.75, and 4.5 cm, respectively compared to 4.20 kg/m 2 that was produced by CHSWF. The results showed that the use of conical fins achieves the highest performance of hemispherical still as a result of reducing the effect of shading. Whereas, the best configuration that achieves the highest performance is the use of conical fins with a gap spacing of 4.5 cm, where the rate of improvement is 70.24% compared to CHSWF
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
على الرغم من أن تأثير الزعانف على ممتص الحوض المسطح سيحسن الأداء الحراري وإنتاج نواتج التقطير بسبب زيادة مناطق نقل الحرارة، إلا أن العديد من الباحثين لا يزالون مهتمين بمشكلة التظليل التي تسببها الزعانف، مما يقلل من إنتاجية المقطر لبعض تكوينات تصاميم الزعانف. الحصول على أفضل تكوينات الزعانف التي تحقق أقل تأثيرات التظليل وأعلى أداء للصور الشمسية نصف الكروية. تمت دراسة تأثيرات طبقة الأسمنت الماصة بنوعين من الزعانف (زعانف أسطوانية ومخروطية) بقطر 1.5 سم وارتفاع 3 سم عند تباعد فجوات مختلفة (3، 3.75، 4.5 سم). ولتحقيق ذلك ؛ تم اختبار ثلاث لقطات شمسية نصف كروية في نفس الظروف الجوية، الأولى هي اللقطات نصف الكروية التقليدية بدون زعانف (CHSWF) والتي تمثل الحالة المرجعية. ثانيًا، هو نصف كروي أسطواني الزعانف مع تباعد فجوة 3 و 3.75 و 4.5 سم (CyFHS). ثالثًا، هو نصف الكرة المخروطي ذو الزعانف مع تباعد فجوة 3 و 3.75 و 4.5 سم (CoFHS). وأظهرت النتائج أن قيم إنتاجية نصف الكرة ذي الزعانف الأسطوانية (CyFHS) هي 5.55 و 6.00 و 6.70 كجم/م 2 على التوالي، في حين أن قيم إنتاجية نصف الكرة المخروطية ذات الزعانف المخروطية (CoFHS) هي 6.20 و 6.65 و 7.15 كجم/م 2 عند تباعد الفجوة 3 و 3.75 و 4.5 سم على التوالي مقارنة بـ 4.20 كجم/م 2 التي أنتجها CHSWF. أظهرت النتائج أن استخدام الزعانف المخروطية يحقق أعلى أداء لنصف كروي ثابت نتيجة لتقليل تأثير التظليل. في حين أن أفضل تكوين يحقق أعلى أداء هو استخدام زعانف مخروطية بمسافة فجوة 4.5 سم، حيث يبلغ معدل التحسين 70.24 ٪ مقارنة بـ CHSWFTranslated Description (French)
Résumé Bien que l'influence des ailettes sur l'absorbeur plat d'un bassin améliore les performances thermiques et la production de distillat en raison de l'augmentation des zones de transfert de chaleur, de nombreux chercheurs s'intéressent toujours au problème de l'ombrage causé par les ailettes, ce qui réduit la productivité du distillateur pour certaines configurations des conceptions des ailettes. Obtenir les meilleures configurations d'ailettes qui atteignent les effets d'ombrage les plus bas et les performances les plus élevées des alambics solaires hémisphériques. Les influences de la couche de ciment absorbant avec deux types d'ailettes (cylindriques et coniques) d'un diamètre de 1,5 cm et d'une hauteur de 3 cm à différents espacements (3, 3,75 et 4,5 cm) ont été étudiées. Pour y parvenir, trois alambics solaires hémisphériques ont été testés dans les mêmes conditions météorologiques, le premier est l'alambic hémisphérique conventionnel sans ailettes (CHSWF) qui représente le cas de référence. Deuxièmement, il s'agit de l'alambic hémisphérique à ailettes cylindriques avec un espacement de 3, 3,75 et 4,5 cm (CyFHS). Troisièmement, il s'agit de l'alambic hémisphérique à ailettes coniques avec un espacement de 3, 3,75 et 4,5 cm (CoFHS). Les résultats ont montré que les valeurs de productivité des alambics hémisphériques à ailettes cylindriques (CyFHS) sont de 5,55, 6,00 et 6,70 kg/m 2 , respectivement, tandis que les valeurs de productivité des alambics hémisphériques à ailettes coniques (CoFHS) sont de 6,20, 6,65 et 7,15 kg/m 2 à un espacement de 3, 3,75 et 4,5 cm, respectivement, par rapport à 4,20 kg/m 2 qui a été produit par CHSWF. Les résultats ont montré que l'utilisation d'ailettes coniques atteint les performances les plus élevées de l'alambic hémisphérique en raison de la réduction de l'effet d'ombrage. Alors que, la meilleure configuration qui atteint les performances les plus élevées est l'utilisation d'ailettes coniques avec un espacement de 4,5 cm, où le taux d'amélioration est de 70,24% par rapport à CHSWFTranslated Description (Spanish)
Resumen Aunque la influencia de las aletas en el absorbedor plano de una cuenca mejorará el rendimiento térmico y la producción de destilado debido al aumento de las áreas de transferencia de calor, muchos investigadores todavía están interesados en el problema del sombreado causado por las aletas, que reduce la productividad del destilador para algunas configuraciones de los diseños de aletas. Obtener las mejores configuraciones de aletas que logren los menores efectos de sombreado y el mayor rendimiento de los alambiques solares hemisféricos. Se estudiaron las influencias de la capa de cemento absorbente con dos tipos de aletas (aletas cilíndricas y cónicas) con un diámetro de 1,5 cm y una altura de 3 cm a diferentes espacios de separación (3, 3,75 y 4,5 cm). Para lograr esto; se probaron tres alambiques solares hemisféricos en las mismas condiciones climáticas, el primero es el alambique hemisférico convencional sin aletas (CHSWF) que representa el caso de referencia. En segundo lugar, es el alambique semiesférico con aletas cilíndricas con espacio de separación de 3, 3,75 y 4,5 cm (CyFHS). En tercer lugar, es el alambique hemisférico con aletas cónicas con un espacio de separación de 3, 3,75 y 4,5 cm (CoFHS). Los resultados mostraron que, los valores de productividad del alambique hemisférico con aletas cilíndricas (CyFHS) son 5.55, 6.00 y 6.70 kg/m 2 , respectivamente, mientras que los valores de productividad del alambique hemisférico con aletas cónicas (CoFHS) son 6.20, 6.65 y 7.15 kg/m 2 con un espacio de separación de 3, 3.75 y 4.5 cm, respectivamente, en comparación con 4.20 kg/m 2 que fue producido por CHSWF. Los resultados mostraron que el uso de aletas cónicas logra el mayor rendimiento del alambique hemisférico como resultado de la reducción del efecto de sombreado. Considerando que, la mejor configuración que logra el mayor rendimiento es el uso de aletas cónicas con un espacio de separación de 4.5 cm, donde la tasa de mejora es del 70.24% en comparación con CHSWFFiles
latest.pdf.pdf
Files
(1.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0ba95cbd5da8f0e20377e1aab06b235e
|
1.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم مقارن لمقطرات الطاقة الشمسية نصف الكروية المبتكرة ذات الزعانف الأسطوانية والمخروطية: نهج تجريبي
- Translated title (French)
- Une évaluation comparative des distillateurs solaires hémisphériques innovants à ailettes cylindriques et coniques : une approche expérimentale
- Translated title (Spanish)
- Una evaluación comparativa de innovadores destiladores solares hemisféricos con aletas cilíndricas y cónicas: un enfoque experimental
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4282843074
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-1731549/v1