محمد خلیلی

امروزه یکی از مشکلات و نگرانی‌های جامعه بشری کمبود آب شیرین است که عامل اصلی بقای حیات بشر می‌باشد. برای غلبه بر این مشکل روش‌های مختلفی برای شیرین‌سازی آب وجود دارد که می‌توان به روش‌هایی همچون تقطیر، اسمز معکوس، تبادل یونی، الکترودیالیز و نمک‌زدایی انجمادی اشاره کرد که به-منظور حذف املاح و ناخالصی‌ها از آب به کار می‌روند. با درنظرگرفتن اینکه ایران در شرایط گرم و خشک و تابش‌های مستمر خورشید قرار دارد می‌توان از روش تقطیر و دستگاه آب‌شیرین‌کن خورشیدی به دلیل غیرفعال بودن آن در جهت تولید آب شیرین استفاده کرد. آب‌شیرین‌کن خورشیدی به دلیل مزایای اقتصادی و همچنین دلایل مرتبط با حفاظت از محیط‌زیست به طور فزاینده‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرد. بررسی عوامل مؤثر بر سطح جاذب یکی از روش‌های مفید برای افزایش میزان بهره‌وری دستگاه آب‌شیرین‌کن خورشیدی است. در این پژوهش با قراردادن براده بر روی سطح جاذب به‌منظور افزایش سطح انتقال گرما بین آب‌شور و محیط و درنتیجه افزایش تبخیر و تولید آب شیرین استفاده شده است. در این دستگاه، از پنج متغیر ورودی با سه حالت متفاوت استفاده شد که به ترتیب دبی آب‌شور ورودی (100، 150 و 200 میلی‌لیتر در دقیقه)، اندازه براده (ریز، متوسط و درشت)، حجم براده (300، 600 و 900 میلی‌لیتر در دقیقه)، حالت قرار‌گیری براده‌ها بر روی سطح پلکان (حالت 1، حالت 2 و حالت 3) و جنس براده (مس، آلومینیوم و فولاد) بودند. با استفاده از طراحی آزمایش تعداد 27 آزمایش اصلی برای این پژوهش تعیین شد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، با کاهش دبی ورودی آب‌شور از 200 به 100 میلی‌لیتر در دقیقه، افزایش تولید آب شیرین به میزان 39% مشاهده شد که علت آن سرعت پایین جریان آب‌شور، کاهش ضخامت و ارتفاع آب و ماندگاری بالا بر روی سطح جاذب است که نتیجه آن افزایش جذب انرژی تابش خورشیدی، افزایش دما درون دستگاه و افزایش تبخیر می‌باشد. همچنین با افزایش اندازه براده‌ها، به علت افزایش مساحت و درنتیجه جذب انرژی تابشی بیشتر، میزان تولید آب شیرین به مقدار 22% افزایش یافت. نتایج نشان دادند که براده‌های از جنس مس، آلومینیوم و فولاد به ترتیب بیشترین تأثیر در افزایش بازده دستگاه آب‌شیرین‌کن پلکانی را نسبت به حالت پایه (بدون براده) داشتند. در نهایت، حالت بهینه دستگاه‌ با متغیرهای مس با اندازه درشت و حجم 900 میلی‌لیتر در دقیقه و دبی ورودی آب‌شور 100 میلی‌لیتر در دقیقه و باحالت 2 قرار‌گیری براده‌ها بر روی سطح پلکان مشخص گردید که در مقایسه این حالت با دستگاه پایه آب‌شیرین‌کن پلکانی (بدون براده)، افزایش تولید 98 درصدی مشاهده شد.