Performance Analysis of Air Heated and Dual Heated Humidification-Dehumidification Cycles

Performance Analysis of Air Heated and Dual Heated Humidification-Dehumidification Cycles. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
MS Thesis-SA Jawad [Eprints].pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 21 December 2021.

Download (4MB)

Arabic Abstract

توفر تحلية المياه باستخدام الترطيب وإزالة الرطوبة حلاً لامركزيًا فعالاً لتلبية متطلبات المياه الصالحة للشرب للمجتمعات الصغيرة. وهناك العديد من التصاميم المختلفة لمنظومات الترطيب وإزالة الرطوبة وقد أظهرت الدورات المعدلة لتسخين الهواء ودورات التسخين المزدوج ، نتائج واعدة في العديد من الدراسات التحليلية. لكن نادرًا ما تم تقييم هذه الأنظمة في بيئة تجريبية. في هذه الدراسة، وتم فحص كلتا هاتين المنظومتين بشكل تجريبي في دورة سريان مغلقة بالنسبة للهواء ومفتوحة بالنسبة لسريان الماء. ويتم تسخين الهواء بعد الترطيب في دورت المعدلة لتسخين الهواء. بينما في نظام المزدوج المسخن يتم تسخين الماء والهواء قبل وبعد الترطيب، على التوالي. ويتم استخدام منصة تجريبية لدراسة تأثير تغيير نسبة تدفق الكتلة على ديناميكيات الأداء لتكوينات (الترطيب وإزالة الرطوبة) المشهود لها نظريًا. ويتم استكشاف مفهوم نسبة معدل الحرارة عمليًا عن طريق تقسيم الطاقة الحرارية بين تيارات الماء والهواء في دورة لتسخين المزدوج . بالتتابع، كما تم استكشاف حالتين من نسبة معدل الحرارة، أقل من واحد وأكبر من واحدة. وقد أظهرت النتائج أن نظام التسخين المزدوج يعمل بشكل أفضل من دورة معدلة لتسخين الهواء كما تم تسجيل أقصى معدل لإنتاج المياه العذبة في حالة دورة تسخين المزدوج ليكون ٢. ١١٧ كجم في اليوم. وبالإضافة فقد أنتجت منظومة تسخين الهواء المعدل كمية من المياه العذبة تبلغ ٧. ٧٢ كجم في اليوم. وقد بلغ أقصى انحراف للنتائج التجريبية من النموذج التحليلي ≈ ٪ ٦.

English Abstract

Humidification-dehumidification (HDH) desalination offers an effective decentralized solution to meet the potable water demands of small-scale communities. Amongst many configurations, the modified air heated (MAH) and dual heated (DH) HDH cycles have demonstrated promising results in several analytical studies. But these systems have rarely been evaluated in an experimental setting before. In the present study, both of these cycles are experimentally examined in a closed air-open water (CAOW) layout. Post-humidification air heating is performed in the MAH cycle. Whereas in the dual heated HDH system, water and air are heated before and after the humidification, respectively. An experimental rig is utilized to study the effect of changing mass flowrate ratio on the performance dynamics of theoretically acclaimed HDH configurations. The concept of heat rate ratio (Qr) is explored practically by splitting up the heat energy between water and air streams in the DH-HDH cycle. Sequentially, two cases of Qr being less than one and greater than one, are explored in detail. Results have shown that the DH system performs better than the MAH cycle. Maximum freshwater production rate in case of DH cycle is recorded to be 117.2 kg/day. However, MAH system has reported the freshwater productivity of 72.7 kg/day. Maximum deviation of experimental results from analytical model is ≈ 6 %.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Research > Engineering
Mechanical
Department: College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor: Dr. Antar, Mohamed Abdelkarim Mohamed
Committee Members: Dr. Zubair, Syed Mohammad and Dr. Atia Khalifa, Atia Esmaeil
Depositing User: SAAD ABDUL JAWAD (g201703490)
Date Deposited: 22 Dec 2020 10:44
Last Modified: 22 Dec 2020 10:44
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141768