Published October 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Experimental investigation of convex tubular solar still performance using wick and nanocomposites

Creators

  • 1. Kafrelsheikh University
  • 2. University of Technology - Iraq
  • 3. Tanta University
  • 4. Prince Sattam Bin Abdulaziz University

Description

In this work, the performance of tubular solar still (TSS) was aimed to be improved experimentally. Increasing the surface area inside the solar still is a main parameter of its performance. So, a new-designed convex absorber was used for the first time instead of the flat plate absorber to increase the vaporization and exposure surface areas inside the solar still. The TSS with a convex absorber was nominated as convex tubular solar still (CVTSS). In addition, for further improvement of CVTSS performance, two different types of wick materials (jute cloth and cotton wick) were investigated. Moreover, the effect of using TiO2 and graphene nanocomposites on the CVTSS performance was studied. Experimental results obtained that using the convex absorber increased the vaporization surface area by around 21.3%. So, the water distillate of the CVTSS was greater than that of the TSS under all investigated conditions. Besides, using the jute cloth with the CVTSS improved the daily distillate by 114% and 92.5% with and without nanocomposites, respectively. The highest daily productivity of CVTSS was obtained when using jute cloth with nanocomposites, where it was 9000 mL/m2.day versus 4200 mL/m2.day for TSS. Additionally, the average daily thermal efficiency of TSS and CVTSS with jute cloth and nanocomposites was 33% and 50%, respectively. Finally, the proposed design is helpful in enhancing the performance of solar still without any extra horizontal spaces or components.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذا العمل، كان الهدف من أداء الساتل الشمسي الأنبوبي (TSS) هو تحسينه تجريبيًا. لا تزال زيادة مساحة السطح داخل الطاقة الشمسية معلمة رئيسية لأدائها. لذلك، تم استخدام وحدة امتصاص محدبة مصممة حديثًا لأول مرة بدلاً من وحدة امتصاص الألواح المسطحة لزيادة مساحات سطح التبخر والتعرض داخل الثبات الشمسي. تم ترشيح TSS مع ممتص محدب كجهاز شمسي أنبوبي محدب (CVTSS). بالإضافة إلى ذلك، لمزيد من التحسين في أداء CVTSS، تم التحقيق في نوعين مختلفين من المواد الفتيلية (قماش الجوت وفتيل القطن). علاوة على ذلك، تمت دراسة تأثير استخدام مركبات TiO2 ومركبات الجرافين النانوية على أداء CVTSS. تم الحصول على نتائج تجريبية مفادها أن استخدام وحدة الامتصاص المحدبة زاد من مساحة سطح التبخر بنحو 21.3 ٪. لذلك، كانت نواتج التقطير المائي لـ CVTSS أكبر من نواتج التقطير المائي لـ TSS في جميع الظروف التي تم التحقيق فيها. إلى جانب ذلك، أدى استخدام قماش الجوت مع CVTSS إلى تحسين ناتج التقطير اليومي بنسبة 114 ٪ و 92.5 ٪ مع وبدون المركبات النانوية، على التوالي. تم الحصول على أعلى إنتاجية يومية لـ CVTSS عند استخدام قماش الجوت مع مركبات النانو، حيث كان 9000 مل/م 2. يوم مقابل 4200 مل/م 2. يوم لـ TSS. بالإضافة إلى ذلك، كان متوسط الكفاءة الحرارية اليومية لـ TSS و CVTSS مع قماش الجوت والمركبات النانوية 33 ٪ و 50 ٪ على التوالي. أخيرًا، التصميم المقترح مفيد في تعزيز أداء الطاقة الشمسية بدون أي مساحات أو مكونات أفقية إضافية.

Translated Description (French)

Dans ce travail, la performance des alambics solaires tubulaires (TSS) était destinée à être améliorée expérimentalement. L'augmentation de la surface à l'intérieur de l'alambic solaire est un paramètre principal de ses performances. Ainsi, un absorbeur convexe de conception nouvelle a été utilisé pour la première fois à la place de l'absorbeur à plaque plate pour augmenter les surfaces de vaporisation et d'exposition à l'intérieur de l'alambic solaire. Le TSS à absorbeur convexe a été désigné comme alambic solaire tubulaire convexe (CVTSS). En outre, pour améliorer encore les performances du CVTSS, deux types différents de matériaux de mèche (tissu de jute et mèche de coton) ont été étudiés. De plus, l'effet de l'utilisation de nanocomposites de TiO2 et de graphène sur les performances du CVTSS a été étudié. Des résultats expérimentaux ont obtenu que l'utilisation de l'absorbeur convexe augmentait la surface de vaporisation d'environ 21,3 %. Ainsi, le distillat d'eau du CVTSS était supérieur à celui du TSS dans toutes les conditions étudiées. En outre, l'utilisation du tissu de jute avec le CVTSS a amélioré le distillat quotidien de 114 % et 92,5 % avec et sans nanocomposites, respectivement. La productivité quotidienne la plus élevée du CVTSS a été obtenue lors de l'utilisation de tissu de jute avec des nanocomposites, où elle était de 9 000 ml/m2.jour contre 4 200 ml/m2.jour pour le TSS. De plus, l'efficacité thermique quotidienne moyenne du TSS et du CVTSS avec du tissu de jute et des nanocomposites était de 33 % et 50 %, respectivement. Enfin, la conception proposée est utile pour améliorer les performances de l'alambic solaire sans aucun espace ou composant horizontal supplémentaire.

Translated Description (Spanish)

En este trabajo se pretendía mejorar experimentalmente el rendimiento del alambique solar tubular (TSS). El aumento de la superficie dentro del alambique solar es un parámetro principal de su rendimiento. Por lo tanto, se utilizó por primera vez un absorbente convexo de nuevo diseño en lugar del absorbente de placa plana para aumentar las áreas de superficie de vaporización y exposición dentro del alambique solar. El TSS con un absorbente convexo fue nominado como alambique solar tubular convexo (CVTSS). Además, para mejorar aún más el rendimiento de CVTSS, se investigaron dos tipos diferentes de materiales de mecha (tela de yute y mecha de algodón). Además, se estudió el efecto del uso de Tío2 y nanocompuestos de grafeno en el rendimiento de CVTSS. Se obtuvieron resultados experimentales de que el uso del absorbente convexo aumentó el área de superficie de vaporización en alrededor del 21,3%. Por lo tanto, el destilado de agua del CVTSS fue mayor que el del TSS en todas las condiciones investigadas. Además, el uso del paño de yute con el CVTSS mejoró el destilado diario en un 114% y 92,5% con y sin nanocompuestos, respectivamente. La mayor productividad diaria de CVTSS se obtuvo al utilizar paño de yute con nanocompuestos, donde fue de 9000 mL/m2.día versus 4200 mL/m2.día para TSS. Además, la eficiencia térmica diaria promedio de TSS y CVTSS con tela de yute y nanocompuestos fue del 33% y 50%, respectivamente. Finalmente, el diseño propuesto es útil para mejorar el rendimiento del alambique solar sin espacios o componentes horizontales adicionales.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق التجريبي في أداء الطاقة الشمسية الأنبوبية المحدبة باستخدام الفتيل والمركبات النانوية
Translated title (French)
Étude expérimentale des performances de l'alambic solaire tubulaire convexe à l'aide de mèche et de nanocomposites
Translated title (Spanish)
Investigación experimental del rendimiento del alambique solar tubular convexo utilizando mecha y nanocompuestos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3193616434
DOI
10.1016/j.csite.2021.101368

Is supplement to
https://openalex.org/W4220982311 (Other)
https://openalex.org/W3092455684 (Other)
https://openalex.org/W3026162553 (Other)
https://openalex.org/W2997504223 (Other)
https://openalex.org/W2923004751 (Other)
https://openalex.org/W2758511319 (Other)
https://openalex.org/W2728391910 (Other)
https://openalex.org/W2608289056 (Other)
https://openalex.org/W2248794401 (Other)
https://openalex.org/W19111321 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1968820764
  • https://openalex.org/W1988847932
  • https://openalex.org/W1990063513
  • https://openalex.org/W1995640457
  • https://openalex.org/W1999586366
  • https://openalex.org/W2005949139
  • https://openalex.org/W2014981808
  • https://openalex.org/W2034690254
  • https://openalex.org/W2041350361
  • https://openalex.org/W2057588983
  • https://openalex.org/W2064220100
  • https://openalex.org/W2065960768
  • https://openalex.org/W2072244010
  • https://openalex.org/W2074123437
  • https://openalex.org/W2092472651
  • https://openalex.org/W2181609722
  • https://openalex.org/W2213350280
  • https://openalex.org/W2238673901
  • https://openalex.org/W2284860530
  • https://openalex.org/W2501738733
  • https://openalex.org/W2599732279
  • https://openalex.org/W2605137906
  • https://openalex.org/W2611377144
  • https://openalex.org/W2619190789
  • https://openalex.org/W2746580342
  • https://openalex.org/W2766229304
  • https://openalex.org/W2769910136
  • https://openalex.org/W2801882032
  • https://openalex.org/W2802554767
  • https://openalex.org/W2803323691
  • https://openalex.org/W2807115075
  • https://openalex.org/W2810151034
  • https://openalex.org/W2889502374
  • https://openalex.org/W2904003952
  • https://openalex.org/W2936004947
  • https://openalex.org/W2963524189
  • https://openalex.org/W2965309389
  • https://openalex.org/W2969152661
  • https://openalex.org/W2972703382
  • https://openalex.org/W2981352603
  • https://openalex.org/W2982614342
  • https://openalex.org/W2989337322
  • https://openalex.org/W2990593783
  • https://openalex.org/W2993840415
  • https://openalex.org/W2996390660
  • https://openalex.org/W2999367407
  • https://openalex.org/W2999915122
  • https://openalex.org/W3003848908
  • https://openalex.org/W3005222993
  • https://openalex.org/W3018531433
  • https://openalex.org/W3020650357
  • https://openalex.org/W3021935956
  • https://openalex.org/W3026783158
  • https://openalex.org/W3026899042
  • https://openalex.org/W3032342487
  • https://openalex.org/W3045023909
  • https://openalex.org/W3046817929
  • https://openalex.org/W3046854385
  • https://openalex.org/W3047522638
  • https://openalex.org/W3047653677
  • https://openalex.org/W3087312771
  • https://openalex.org/W3089789860
  • https://openalex.org/W3093541049
  • https://openalex.org/W3102347250
  • https://openalex.org/W3109764948
  • https://openalex.org/W3111508203
  • https://openalex.org/W3114703689
  • https://openalex.org/W3119331613
  • https://openalex.org/W3124524691
  • https://openalex.org/W3125089462
  • https://openalex.org/W3126215345
  • https://openalex.org/W3127305960
  • https://openalex.org/W3128272553
  • https://openalex.org/W3128441678
  • https://openalex.org/W3132144240
  • https://openalex.org/W3133856140
  • https://openalex.org/W3134001056
  • https://openalex.org/W3134705103
  • https://openalex.org/W3156224442
  • https://openalex.org/W3158278493
  • https://openalex.org/W3163983085
  • https://openalex.org/W3164159819
  • https://openalex.org/W3169766206
  • https://openalex.org/W3170971694
  • https://openalex.org/W3175547594
  • https://openalex.org/W3175834896
  • https://openalex.org/W3179643385
  • https://openalex.org/W3206981395
  • https://openalex.org/W339485887
  • https://openalex.org/W4241956401