پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 414 |
| تعداد مقالات | 5,478 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,010,634 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,299,933 |
بررسی عملکرد سیستم ترکیبی آب‌شیرین‌کن انجمادی و سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 16، دوره 53، شماره 5 (Special Issue)، مرداد 1400، صفحه 3351-3366 اصل مقاله (1.74 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2020.18120.6746 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم سلاجقه1؛ مهران عامری* 2 | ||
| 1بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان و پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران | ||
| 2بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران | ||
| چکیده | ||
| یکی از راه‌های تامین آب در صورت عدم وجود منابع کافی آب، شیرین‌سازی آب‌های شور و لب‌شور است. فرایند انجماد هم یکی از روش‌هایی است که برای تولید آب‌شیرین استفاده می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی نمک‌زدایی انجمادی به همراه سیستم تبرید است. جهت سرمایش مورد نیاز در سیستم نمک‌زدایی انجمادی پژوهش حاضر از سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن استفاده شده است و تبخیرکننده و چگالنده سیستم تبرید به ترتیب به عنوان بلورساز و ذوب‌کننده سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، علاوه بر بررسی ترمودینامیکی سیستم، اثر پارامتر‌های مهم از جمله غلظت نمک در آب شور ورودی، دمای آب شور ورودی، دما و خلوص آب‌شیرین تولیدی و نسبت یخ تشکیل‌شده بر ضریب عملکرد سیستم تبرید و مصرف انرژی سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی نیز بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که با افزایش غلظت نمک در آب شور تغذیه و دمای آب شور تغذیه، مصرف انرژی سیستم افزایش می‌یابد، همچنین افزایش نسبت یخ تشکیل‌شده باعث افزایش انرژی مصرفی می‌شود. با توجه به پایین‌بودن دمای چگالنده و عملکرد سیستم تبرید در شرایط فروبحرانی، سیستم ترکیبی پژوهش حاضر از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آب‌شیرین‌کن انجماد غیرمستقیم؛ بلورساز؛ نرخ بازیابی؛ نسبت یخ تشکیل‌شده؛ مصرف انرژی ویژه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Performance investigation of freezing desalination coupled with carbon dioxide refrigeration system | ||
| نویسندگان [English] | ||
| maryam salajeghe1؛ Mehran Ameri2 | ||
| 1Department of Energy, Institute of science and high technology and Environmental Science, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran | ||
| 2Department of Mechanical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| The world is currently facing the prospect of a severe global shortage of fresh water. Desalination of seawater can provide an almost inexhaustible source of freshwater if it can be made affordable. Freezing is a well-known technique for water desalination. The carbon dioxide refrigeration system is used for cooling required in the freezing desalination system and the evaporator and condenser of the refrigeration system are respectively crystallized and melted in the freezing desalination system. In this paper, the basic principles of freeze concentration processes are presented and a model of a freezing desalination coupled with CO2 refrigeration has been developed based on the theories of heat and mass transfer. To examine the performance of the system, a parametric study is performed to investigate the effect of different parameters such as freezing desalination feed temperature, feed concentration, distillate temperature, distillate concentration and freezing desalination recovery ratio on coefficient performance and energy consumption have been explored. It can be concluded that increasing the feed concentration and feed temperature is accompanied with the reduction of coefficient performance and a raise in specific energy consumption. Increasing the ice fraction also increases the specific energy consumptionsystem. Freezing desalination system in the present study is comparable in energy consumption to reverse osmosis desalination system. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Indirect freeze desalination, Ice crystallization, Recovery rate, Ice fraction, Specific energy consumption | ||
| مراجع | ||
[2] W.E. Johnson, State-of-the-art of freezing processes, their potential and future, Desalination, 19(1-3) (1976) 349-358. [3] J. Muller, Freeze concentration of food liquids: theory, practice, and economics, Food Technol., 21 (1967) 49-61. [4] C. WHO—Geneva, Desalination for Safe Water Supply: Guidance for the Health and Environmental Aspects Applicable to Desalination. Available online, World Health Organization (WHO), Geneva, Switzerland, (2007). [5] A.w.w.a.W.d. committee, Water Desalting Planning Guide for Water Utilities, NJ, 2004. [6] J. Rosen, Freeze concentration beats the heat, Mechanical Engineering, 112(12) (1990) 46. [7] M. Shafiur Rahman, M. Ahmed, X.D. Chen, Freezingmelting process and desalination: review of present status and future prospects, International journal of nuclear desalination, 2(3) (2007) 253-264. [8] A. House, Desalination for water supply FR/RO, Foundation for Water Research, (2006) 1-22. [9] M.S. Rahman, M. Ahmed, X.D. Chen, Freezing‐melting process and desalination: I. Review of the state‐of‐the‐art, Separation & Purification Reviews, 35(02) (2006) 59-96. [10] A.A. Attia, New proposed system for freeze water desalination using auto reversed R-22 vapor compression heat pump, Desalination, 254(1-3) (2010) 179-184. [11] F. Hanim, A. Hamid, A.R. Norfatiha, N. Ngadi, Z.Y. Zakaria, J. Mazura, Effect of coolant temperature on desalination process via progressive freeze concentration, in: Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publ, 2015, pp. 443-446. [12] D. Randall, J. Nathoo, A. Lewis, A case study for treating a reverse osmosis brine using Eutectic Freeze Crystallization—Approaching a zero waste process, Desalination, 266(1-3) (2011) 256-262. [13] K.J. Lu, Z.L. Cheng, J. Chang, L. Luo, T.-S. Chung, Design of zero liquid discharge desalination (ZLDD) systems consisting of freeze desalination, membrane distillation, and crystallization powered by green energies, Desalination, 458 (2019) 66-75. [14] T. Htira, C. Cogné, E. Gagniere, D. Mangin, Experimental study of industrial wastewater treatment by freezing, Journal of Water Process Engineering, 23 (2018) 292-298. [15] H. Jayakody, R. Al-Dadah, S. Mahmoud, Cryogenic Energy for Indirect Freeze Desalination—Numerical and Experimental Investigation, Processes, 8(1) (2020) 19. [16] G. Lorentzen, Revival of carbon dioxide as a refrigerant, International journal of refrigeration, 17(5) (1994) 292-301. [17] A. Padalkar, A. Kadam, Carbon Dioxide as Natural Refrigerant, International Journal of Applied Engineering Research, 1(2) (2010) 261-272. [18] E. Bellos, C. Tzivanidis, A theoretical comparative study of CO2 cascade refrigeration systems, Applied Sciences, 9(4) (2019) 790. [19] I. Baayyad, N. Semlali Aouragh Hassani, T. Bounahmidi, Evaluation of the energy consumption of industrial hybrid seawater desalination process combining freezing system and reverse osmosis, Desalination and Water Treatment, 56(10) (2015) 2593-2601. [20] K. El Kadi, I. Janajreh, Desalination by freeze crystallization: an overview, Int. J. Therm. Environ. Eng, 15(2) (2017) 103-110. [21] B. Kalista, H. Shin, J. Cho, A. Jang, Current development and future prospect review of freeze desalination, Desalination, 447 (2018) 167-181. [22] A. Madani, S. Aly, A combined RO/freezing system to reduce inland rejected brine, Desalination, 75 (1989) 241-258. [23] K. Srinivasan, P. Sheahen, C. Sarathy, Optimum thermodynamic conditions for upper pressure limits of transcritical carbon dioxide refrigeration cycle, international journal of refrigeration, 33(7) (2010) 1395-1401. [24] J.E. Miller, Review of water resources and desalination technologies, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, 49 (2003) 2003-0800. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 700 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 941 |
||