جرت مناقشة اطروحة الدكتوراه الموسومة ” دراسة تجريبية لوحدة تحلية المياه بالطاقة الشمسية بأستخدام عمليتي التبخير وازالة الرطوبة “. للطالبة: عذراء حميد العباسي في قسم الهندسة الميكانيكية/كلية الهندسة/جامعة بغداد .وقد اشرف على إعداد الأطروحة: أ.د. كريمـــة اسماعيـــل عمـــوري. وتألفت لجنة المناقشة من أ.د. ياســـين خضيرسلمـــان (رئيسا), أ.د. زينـــة خليفـــة كاظـــم (عضوا), أ.م.د. ريـــاض صبـــاح الطريحـــي (عضوا), أ.م.د. أكـــرم وهبـــي أحمـــد (عضوا), أ.م.د. منـــذر عبـــداللـــه موســـى (عضوا).
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الأطروحة, قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الدكتوراه وبتقدير امتياز.
مستخلص بحث الطالبة كالآتي:
تضمن البحث دراسة عملية لوحدة تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستخدام عمليتي التبخير وإزالة الرطوبة في محاولة لدراسة إنتاج المياه العذبة باستخدام الطاقة المتجددة. حيث تم تصميم وبناء وتجريب منظومة اختبار وتم تنفيذ جميع التجارب مختبريا وفي الأجواء الخارجية في جامعة بغداد، كلية الهندسة، قسم الهندسة الميكانيكية (33,3 ° شمالا، 44,36 ° خط الطول شرقا) وعلى مدى 11 شهرا من تموز 2016 ولغاية أيار 2017. حيث تم استخدام معدلين لتدفق المياه المالحة (12، 14 لتر / ساعة)، ومعدلين لتدفق مياه التبريد (200، 220 لتر / ساعة) ومقدارين من القدرة المسلطة (2,25، 3 كيلوواط) للاختبارات الداخلية في تموز 2016. وكذلك تم استخدام معدلات مختلفة لتدفق المياه المالحة وهي (12، 14 و 16 و 18 لتر / ساعة) ومعدلات مختلفة لتدفق مياه التبريد (160 و 180 و 200 و 220 لتر / ساعة) للتجارب في الأجواء الخارجية بالإضافة إلى استخدام نوعين من مجمعات الطاقة الشمسية؛ المركز (المجمع الشمسي ذي القطع المكافئ) لتسخين الزيت والغير مركز (المجمع الشمسي ذي اللوح المسطح) لتسخين المياه المالحة، كما تم استخدام العدسات في مواقع مختلفة من منظومة الاختبار. تم تصفية المياه المالحة أولا بواسطة مرشح الرمل للحد من عكورة المياه بنسبة (85٪ – 90٪). ثم تمت معالجة هذه المياه المالحة التي تمت تصفيتها من خلال نظام الترطيب وإزالة الرطوبة على أساس تجميع الطاقة الشمسية لمصدر الحرارة. ويتم اختبار عينات مياه مختارة من أجل الملح الكلي الذائب (ملغ / لتر)، ودرجة الحموضة، والعكورة (NTU) والتوصيل الكهربائي في (μs / سم) حيث تم قياسها قبل وبعد عملية تحلية المياه. قبل تصفية المياه كانت العكورة حوالي (11,2 NTU) في حين بعد مرشح الرمل انخفضت إلى (1,94 NTU) وكانت (0,1 NTU) بعد مزيل الرطوبة.
وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المختبرية أن درجة الحرارة في الأنبوب المثقب ودرجة حرارة مياه التبريد لا تعتمدان على القدرة المسلطة، في حين بعد خمس ساعات من مدة الاختبار زادت درجات حرارة زيت المدخل والمخرج بنسبة (20,4%) وازداد متوسط درجة الحرارة على طول الأنبوب U بنسبة (19,3٪) عندما زادت القدرة المسلطة بنسبة (25٪) مما يؤدي إلى زيادة كمية المياه العذبة بنسبة 11٪. وازدادت إنتاجية المياه العذبة بنسبة (6%) مع ازدياد معدلات تدفق مياه التبريد بنسبة (9٪). وقد أثر معدل تدفق المياه المالحة في غرفة الترطيب على درجات الحرارة في كل من السطح الممتص، والأنبوب على شكل حرف U، ومدخل ومخرج الزيت. في حين انخفضت درجات الحرارة هذه مع زيادة معدل تدفق المياه بسبب التدفق الزائد في غرفة الترطيب ، مما أدى إلى انخفاض كمية إنتاج المياه العذبة بنسبة (15٪) عندما تم زيادة معدل تدفق المياه المالحة بنسبة ( 14,3٪).
وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب في الأجواء الخارجية أن إضافة المجمع الشمسي ذي اللوح المسطح تسببت في زيادة كل من محتوى الطاقة للمياه المالحة الداخلة إلى الأنبوب المثقب بنسبة 11٪ وزيادة درجة حرارة الزيت في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 11,8٪ في 12:00 ظهرا, في حين ان إنتاجية المياه العذبة زادت بنسبة 62٪. زيادة معدل تدفق المياه المالحة بنسبة 33٪ يؤدي إلى انخفاض كل من درجة الحرارة على طول السطح الممتص بنسبة 7%، درجة حرارة الزيت المتدفق في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 15,5% مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الهواء الرطب في المرطب و الفرق في درجة حرارة مياه التبريد، وبالتالي انخفاض إنتاج المياه العذبة بنسبة 32٪. في حين أن زيادة معدل تدفق مياه التبريد بنسبة 27٪ يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة مياه التبريد في المخرج بنسبة 11% وأدت إلى زيادة كمية المياه العذبة المتراكمة بنسبة 30%. عندما تم اختبار النظام مع عدسات فريسنل الخطية في مواقع مختلفة أظهرت النتائج زيادة درجات الحرارة لكل من الأنبوب المثقب بنسبة 8,5٪، السطح المتصص بنسبة 8٪، الزيت المتدفق في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 8٪، وزيت الخارج بنسبة 14٪ عندما تم وضع عدسات فريسنل لتركيز الإشعاع الشمسي على المرطب مقارنة مع حالة استخدامها على السطح الممتص,وبالتالي زادت كميات انتاج المياه العذبة بنسبة 30%.
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الأطروحة, قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الدكتوراه وبتقدير امتياز.
مستخلص بحث الطالبة كالآتي:
تضمن البحث دراسة عملية لوحدة تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستخدام عمليتي التبخير وإزالة الرطوبة في محاولة لدراسة إنتاج المياه العذبة باستخدام الطاقة المتجددة. حيث تم تصميم وبناء وتجريب منظومة اختبار وتم تنفيذ جميع التجارب مختبريا وفي الأجواء الخارجية في جامعة بغداد، كلية الهندسة، قسم الهندسة الميكانيكية (33,3 ° شمالا، 44,36 ° خط الطول شرقا) وعلى مدى 11 شهرا من تموز 2016 ولغاية أيار 2017. حيث تم استخدام معدلين لتدفق المياه المالحة (12، 14 لتر / ساعة)، ومعدلين لتدفق مياه التبريد (200، 220 لتر / ساعة) ومقدارين من القدرة المسلطة (2,25، 3 كيلوواط) للاختبارات الداخلية في تموز 2016. وكذلك تم استخدام معدلات مختلفة لتدفق المياه المالحة وهي (12، 14 و 16 و 18 لتر / ساعة) ومعدلات مختلفة لتدفق مياه التبريد (160 و 180 و 200 و 220 لتر / ساعة) للتجارب في الأجواء الخارجية بالإضافة إلى استخدام نوعين من مجمعات الطاقة الشمسية؛ المركز (المجمع الشمسي ذي القطع المكافئ) لتسخين الزيت والغير مركز (المجمع الشمسي ذي اللوح المسطح) لتسخين المياه المالحة، كما تم استخدام العدسات في مواقع مختلفة من منظومة الاختبار. تم تصفية المياه المالحة أولا بواسطة مرشح الرمل للحد من عكورة المياه بنسبة (85٪ – 90٪). ثم تمت معالجة هذه المياه المالحة التي تمت تصفيتها من خلال نظام الترطيب وإزالة الرطوبة على أساس تجميع الطاقة الشمسية لمصدر الحرارة. ويتم اختبار عينات مياه مختارة من أجل الملح الكلي الذائب (ملغ / لتر)، ودرجة الحموضة، والعكورة (NTU) والتوصيل الكهربائي في (μs / سم) حيث تم قياسها قبل وبعد عملية تحلية المياه. قبل تصفية المياه كانت العكورة حوالي (11,2 NTU) في حين بعد مرشح الرمل انخفضت إلى (1,94 NTU) وكانت (0,1 NTU) بعد مزيل الرطوبة.
وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المختبرية أن درجة الحرارة في الأنبوب المثقب ودرجة حرارة مياه التبريد لا تعتمدان على القدرة المسلطة، في حين بعد خمس ساعات من مدة الاختبار زادت درجات حرارة زيت المدخل والمخرج بنسبة (20,4%) وازداد متوسط درجة الحرارة على طول الأنبوب U بنسبة (19,3٪) عندما زادت القدرة المسلطة بنسبة (25٪) مما يؤدي إلى زيادة كمية المياه العذبة بنسبة 11٪. وازدادت إنتاجية المياه العذبة بنسبة (6%) مع ازدياد معدلات تدفق مياه التبريد بنسبة (9٪). وقد أثر معدل تدفق المياه المالحة في غرفة الترطيب على درجات الحرارة في كل من السطح الممتص، والأنبوب على شكل حرف U، ومدخل ومخرج الزيت. في حين انخفضت درجات الحرارة هذه مع زيادة معدل تدفق المياه بسبب التدفق الزائد في غرفة الترطيب ، مما أدى إلى انخفاض كمية إنتاج المياه العذبة بنسبة (15٪) عندما تم زيادة معدل تدفق المياه المالحة بنسبة ( 14,3٪).
وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب في الأجواء الخارجية أن إضافة المجمع الشمسي ذي اللوح المسطح تسببت في زيادة كل من محتوى الطاقة للمياه المالحة الداخلة إلى الأنبوب المثقب بنسبة 11٪ وزيادة درجة حرارة الزيت في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 11,8٪ في 12:00 ظهرا, في حين ان إنتاجية المياه العذبة زادت بنسبة 62٪. زيادة معدل تدفق المياه المالحة بنسبة 33٪ يؤدي إلى انخفاض كل من درجة الحرارة على طول السطح الممتص بنسبة 7%، درجة حرارة الزيت المتدفق في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 15,5% مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الهواء الرطب في المرطب و الفرق في درجة حرارة مياه التبريد، وبالتالي انخفاض إنتاج المياه العذبة بنسبة 32٪. في حين أن زيادة معدل تدفق مياه التبريد بنسبة 27٪ يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة مياه التبريد في المخرج بنسبة 11% وأدت إلى زيادة كمية المياه العذبة المتراكمة بنسبة 30%. عندما تم اختبار النظام مع عدسات فريسنل الخطية في مواقع مختلفة أظهرت النتائج زيادة درجات الحرارة لكل من الأنبوب المثقب بنسبة 8,5٪، السطح المتصص بنسبة 8٪، الزيت المتدفق في أنبوب على شكل حرف U بنسبة 8٪، وزيت الخارج بنسبة 14٪ عندما تم وضع عدسات فريسنل لتركيز الإشعاع الشمسي على المرطب مقارنة مع حالة استخدامها على السطح الممتص,وبالتالي زادت كميات انتاج المياه العذبة بنسبة 30%.
