غلامرضا ایمانی

امروزه دسترسی به آب شیرین به عنوان یک دغدغه مهم تلقی میشود. شیرینسازی آب به روش رطوبت- دهی-رطوبتگیری روشی است که اخیرا برای استفاده در مقیاسهای کوچک مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مشکلات اساسی این روش، پایین بودن بازده آن است. از این رو، محاسبه بیشینه بازده این سامانه چشم انداز خوبی از قابلیت افزایش بازده سامانه مذکور را پیش روی پژوهشگران قرار میدهد. در این خصوص دو پژوهش مهم انجام شده است. پژوهش اول مربوط به سامانه کارنو سامانه شیرینسازی آب است که جزئیات روش شیرینسازی را مد نظر قرار نمیدهد لذا، مقدار بیشینه بازده به دست آمده برای تمامی روشهای شیرینسازی حرارتی برقرار است. پژوهش دوم با روش تزریق هوا از رطوبتده به رطوبت- گیر نیز در حالت حدی )تعداد بینهایت تزریق هوا در طول برج( فرض شده است که در برج رطوبتده شرایط رطوبت نسبی 977 % و تعادل حرارتی بین هوای مرطوب و آب شور به طور همزمان برقرار میباشد که شرایط مذکور از دید مبحث تعادل فازی مخلوط صحیح نمیباشد. زیرا از مبحث تعادل فازی مخلوط میتوان نشان داد که هوای مرطوب در تماس با آب شور با فرض تعادل حرارتی بین دو جریان، رطوبت نسبی تعادلی کمتر از 977 % خواهد داشت. لذا، هدف اصلی این پژوهش محاسبه بیشینه بازده )حالت آرمانی( سامانه شیرین سازی آب به روش رطوبتدهی-رطوبتگیری با توجه به مبحث تعادل فازی می- باشد. جهت نیل به این هدف، در این پژوهش با حذف منابع تولید انتروپی )انتقال حرارت با اختلاف دمای معین و انتقال جرم با اختلاف غلظت معین( دو سامانه نزدیک به کارنو )بازگشتپذیر( جهت محاسبه بیشینه بازده پیشنهاد میشود. در سامانه پیشنهادی اول، تعادل فازی )برابری دما، فشار و پتانسیل شیمیایی اجزاء یکسان دو مخلوط( بین هوای مرطوب و آب شور در نظر گرفته میشود. در سامانه دوم، بر مبنای محاسبه کمینه کار لازم در شرایط رطوبت نسبی 977 % از طریق تحلیل اگزرژی، حالت رطوبت نسبی 977 % در برج رطوبتدهی برقرار است ولی تعادل حرارتی به اندازه ترفیع نقطه جوش بین دو جریان برهم میخورد. در این پژوهش، با استفاده از تحلیل ترمودینامیکی شامل حل دستگاه معادلات غیر خطی )بقای جرم و انرژی و موازنه انتروپی یا اگزرژی( حاکم بر سامانه پیشنهادی، بیشینه بازده سامانههای پیشنهادی محاسبه میشود. نتایج این پژوهش نشان میدهد که بیشینه بازده این سامانه در هر دو حالت سامانه پیشنهادی کمتر از