DEVELOPMENT OF MEMBRANE DISTILLATION SYSTEM POWERED BY CAR EXHAUST FOR WATER DESALINATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Etman_MSc_Thesis_2017.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

إن العالم اليوم يواجه تحديات صعبة فيما يخص توافر المياه الصالحة للشرب في كثير من البلدان، بالإضافة إلى تحديات التقليل من استهلاك مصادر الطاقة وأيضا التغيرات المناخية التي باتت تشكل خطرا على البشرية كلها. يقوم العلماء على مستوى العالم بإجراء الكثير من البحوث لمواجهة تلك التحديات من خلال التقنيات الحديثة لتنقية المياه باستخدام الطاقة المتجددة. الهدف من تلك الرسالة كان معرفة الى أي مدى يمكن استخدام عادم السيارة لتسخين المياه المغذية لوحدة التحلية من نوع الغشاء التقطيري. خلال العمل بالرسالة تم تغطية الموضوع من جميع الجوانب تقريبا. كانت أولى خطوات المشروع هي تصميم مبادل حراري مناسب لاحتياجنا ومن ثم تصنيعه. بعد ذلك تم اجراء تجارب معملية باستخدام محرك بنزين بالمعمل لمعرفة مدى تأثير المتغيرات المختلفة على أداء وحدة التحلية. كما تم عمل دراسة للنظام ككل معتمدة على القانون الثاني للديناميكا الحرارية لمعرفة كفاءة النظام وأي الأجزاء بالتحديد تحتاج الى التحسين أكثر من غيرها. وأخيرا قمنا بإجراء دراسة اقتصادية للنظام لمعرفة تكلفة تنقية المياه من خلاله وكذلك لدراسة جدوى استخدامه. في النهاية، فإن النظام المقترح قد أبدى قدرة جيدة جدا على تنفيذ المهمة التي تم تصميمه من أجلها.

English Abstract

The World nowadays faces a severe potable water rareness issues in many countries in additon to high energy consumptions and environmental considerations. In order to face these problems, many scientists all over the world have conducted extensive research in the field of renewable energy desalination techniques. In this thesis, we aimed to examine the possibility of using car engine exhaust gases to heat the feed water of a membrane distillation module. Throughout this work, we have carried out many studies to cover this topic from almost all its aspects. A numerical design and fabrication of a suitable heat exchanger was the first task to be handled. Experiments were done in the lab using a lab engine equipped with all the necessary tools to test the effect of all variables on system’s parameters. Also, to obtain the second law efficiency of the system and to know which parts are responsible for most of exergy destructions, an exergy analysis was executed. Finally, we performed an economic study of the system to evaluate its feasibility. The distillate flux was found to increase with increasing engine load and speed, however, increasing engine load had more significant effect on distillate flux than increasing engine speed. It was found that the proposed system showed a very good potential to achieve its objectives. The results also showed that the heat exchanger alone was responsible for about 90% of the destructed exergy. The second low efficiency or exergy efficiency was found to increase with increasing feed water temperature. Finally, the cost of the unit production was found to be 3.71 $/m^3. It was also found that reducing the membrane replacement cost and increasing system life time had a significant positive effect on water production cost.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	khalifa, Atia
Committee Members:	Antar, Mohamed and Habib, Mohamed
Depositing User:	ABDELRAHMA ETMAN (g201405140)
Date Deposited:	07 Jan 2018 05:16
Last Modified:	30 Dec 2020 11:54
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140506