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Investigaciones numéricas sobre el transporte de calor y masa en evaporadores solares pasivos con temperatura de superficie no uniforme

Autores: Sajjad, Muhammad; Zahid, Muhammad; Qaisrani, Mumtaz A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigaciones numéricas sobre el transporte de calor y masa en evaporadores solares pasivos con temperatura de superficie no uniforme


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía térmica

Palabras clave

Desalinización solar pasiva
Esquema de modelado
Transporte de calor y masa
Capilaridad
Evaporación impulsada por el sol
Precipitación de sal

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La desalinización solar pasiva sin descarga promete un gran potencial para la desalinización sostenible. En este documento, proporcionamos un esquema de modelado integral para la investigación del transporte acoplado de calor y masa en dispositivos de desalinización pasiva. Nuestro enfoque de modelado integra modelos de transporte de masa, momento, especies y energía para estudiar los fenómenos acoplados de capilaridad, evaporación impulsada por el sol y precipitación de sal. Nuestro modelo numérico puede predecir el impacto de la variación espaciotemporal en la temperatura, la concentración de sal y la velocidad de capilaridad en el flujo de evaporación y la eficiencia térmica de los evaporadores solares. Se ha estudiado el impacto de la forma del evaporador, el flujo solar, la concentración de sal y la reflexión de la luz por los cristales de sal en el rendimiento del evaporador. Observamos un aumento de dos veces en el flujo de evaporación cuando la irradiancia solar aumenta de 1000 W/m a 2500 W/m. Se predice una reducción en la eficiencia térmica de los evaporadores a flujos solares más altos. El evaporador modelado puede lograr un flujo de evaporación de más de 0.5 kg/mh bajo 1000 W/m para agua salina al 3.5 % en peso. La concentración de sal a lo largo de la posición del evaporador exhibió un perfil en forma de arco doble, lo que influye en su rendimiento de evaporación. Estos hallazgos proporcionan pautas vitales para el diseño de sistemas de desalinización solar de alto rendimiento.

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