KFUPM ePrints

PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF SOLAR AIR HEATED HDH DESALINATION SYSTEM

Abdulhafez Shabaneh, Islam (2011) PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF SOLAR AIR HEATED HDH DESALINATION SYSTEM. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF SOLAR AIR HEATED HDH DESALINATION SYSTEM)
2246Kb

Arabic Abstract

العديد من البلدان القاحلة وشبه القاحلة مثل المملكة العربية السعودية تواجه نقصا في مياه الشرب المتوفرة من مصادر طبيعية. المصادر المحدوده للمياه والحاجه الى توازن التطور الاقتصادي والاجتماعي ادى الى خطوره عدم الموازنه بينهم . وفقا للك تمثل تحليه مياه البحر حل قابل للتطبيق لهذه المشكله. في هذا العمل تم بناء نظام تحليه مياه البحرباستخدام تجفيف ترطيب تسخين الهواء بالطاقه الشميه لتغير مياه البحر المالحه الى مياه حلوه. النظام يتكون من تسعه مسخنات هواء بالاضافه الى مرطب واحد ومجفف واحد وخزانان مياه. تم فحص النظام لظروف عمل تجريبيه مختلفه. مقارنه بين النتائج النظريه والعمليه لاتاجيه المكثف تم تدوينها في حين تم تسجيل هذا الاتفاق في الاداء. توعان من المبادلات الحرايه (كمكثفات ) تم تصميمها نظريا وتدعى المبادل الحراري من نوع زعنفه انبوب ونوع قشره وانبوب. تم مقارنه النتائج بالنتائج العمليه للمكثف وكذلك نتائج تصميم المبادل الحراري من قبل مورد.تم التوصل الى اتفاق جيد جدا بين النتائج النظريه والنتائج العمليه وحسابات المورد. النتائج لهذه الدراسه تظهر بان كميه الانتاجيه تزيد بزياده كميه تدفق الهواء حتى الوصول الى النقطه العليا ثم تقل بعد ذلك، الانتاجيه ايضا" تزيد بزياده كميه تدفق المياه الداخله للمكثف. علاوة على ذلك، تزيد كميه الانتاجيه بزياده درجه حراره الهواء الرطب الداخل، بينما تقل بزياده درجه حراره المياه الداخله للمكثف. تم عمل تحليل للحساسيه لكل من المبادل الحراري من توع زعنفه انبوب ونوع قشره وانبوب. واظهرت النتائج بان تغير كميه المياه المتكثفه تتأثر بشكل رئيسي بتغير درجه حراره الهواء متبوعه بالرطوبه النسبيه. بالاضافة الى ذلك المسفه المستعرضه وسرعه الهواء الداخل لها تأثير ضئيل على كميه المياه المتكثفه. العوامل الاخرى لها تأثير مهمل على كميه المياه المتكثفه. في النهايه ، اظهر فحص تجريبي لنظام تحليه المياه عن طريق الطاقه الشمسيه بان فعاليه السخانات الهوائيه الشميه وكذلك المكثف كانت جيده جدا" بينما للمرطب كانت فعالية المرطب قليه. القياسات التجريبيه لكل من الحراره والرطوبه النسبيه عند كل قطعه بالنظام تم تدوينها واستخدمت في تقييم الاداء.

English Abstract

Many arid and semi-arid countries such as the Kingdom of Saudi Arabia face shortages of potable water available from natural sources. The limited water resources and the need to balance economic and social development resulted in the emergence of an imbalance between them. Seawater desalination accordingly represents a viable solution to the problem. In this work, an experimental Setup of HDH solar desalination system was carried out in order to convert the seawater into sweet water. The system consists of nine solar air heaters, a humidifier, a condenser and two water tanks. The system was tested for different experimental operating conditions. A comparison between the experimental and theoretical results of the condenser productivity is made where a close agreement was reported. Thermal design of two types of heat exchangers (as condensers) was performed, namely a plate fin tube heat exchanger and a shell and tube heat exchanger. Results were compared to the condenser of the experimental setup as well as a condenser designed by a vender. Very good agreement is obtained between the simulation results and the both experimental results and the vender’s calculations. Results of the present study showed that the condensate flow rate increases by increasing the air mass flow rate till an optimum value is reached and then decreases, condensate flow rate also increases by increasing the water mass flow rate. Furthermore, the condensate flow rate was found to increase by increasing the inlet humid air temperature, whereas it decreases by increasing the inlet water temperature. A sensitivity analysis was performed on both heat exchangers and indicated that changes of the condensate flow rate are influenced by the inlet air temperature followed by the inlet relative humidity. In addition, transverse distance and inlet air velocity have an insignificant effect on the condensate flow rate. Other variables have a negligible effect on the condensate mass flow rate. Finally, Experimental test of the HDH desalination system indicated high the solar air heater efficiency and condenser effectiveness, whereas the humidifier effectiveness is low. Experimental measurements of temperature and relative humidity for each component in the system are also reported and used in evaluating their performance.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:January 2011
Date Type:Completion
Subjects:Engineering
Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Abdulhafez Shabaneh, Islam
Email:shabaneh@kfupm.edu.sa
Committee Advisor:A. Antar, Mohamed
Committee Members:M. Zubair, Syed and Palanichamy, Gandhidasan
ID Code:136423
Deposited By:(g200803500)
Deposited On:05 Mar 2011 14:30
Last Modified:30 Apr 2011 17:08

Repository Staff Only: item control page