Seawater desalination in a direct contact heat exchanger: global and local model results

Dünyadaki nüfus ve endüstriyel ve konutlardaki talep artışları arttıkça, içme suyu ihtiyacının karşılanması önemli olmaktadır. Bu problemin etkilerini azaltmak amacı ile, çeşitli tuzlu su arıtma projeleri yıllardan beri uygulanmaktadır. Bu çalışmada, direk temas ısı değiştirme etkinliğini deniz suyu arıtılmasında göstermek amacıyla, global ve lokal modeller geliştirip uygulamaktayız. Direk temas ısı transfer prosesleri bir çok avantajlar sunar: düşük maliyet, ısı transfer yüzeyinde tortu birikiminin olmaması ve ısı transferi direncinin bulunmaması gibi. Genel model sonuçları, proseste, yaklaşık %65 deniz suyu thermal buharlaşmasının mümkün olduğunu göstermektedir. Bir tek damlacığın buharlaşmasını temel alan lokal model, ısı değiştiricisi boyutlarının (uzunluk, kesit alanı, ve hacim) belirlenmesinde kullanılmıştır. Deniz suyunun, kısa bir buharlaşma mesafesi olduğu gösterilmiştir.

Deniz suyunun bir direk temas ısı değiştiricisinde arıtılması: global ve lokal model sonuçları

As the world population and the industrial and residential demands increase, it becomes important to compensate for the potable water shortage. To overcome the aforementioned crisis, several desalination techniques have been used for many years. In this work, we develop and implement global and local models to manifest the effectiveness of direct contact heat exchange in desalination of seawater. Direct contact processes offer many advantages such as low cost, absences of scale build-up and resistance of the heat transmitting material. The global model results show that about 65% of thermal seawater evaporation is possible. Local model, based on evaporation of one single droplet, was used to establish sizing parameters on the heat exchanger, e.g., evaporator length, crosssection area, and volume. It was shown of the seawater to have a short evaporation length.

PDF

___

Billet, R., Evaporation Technology, VCH Publishers, New York, 1989.
Elshaik N. M., Direct Contact Heat Transfer to a Dispersed Droplet with Change of Phase, North Carolina State University, Dissertation thesis, 1990.
Hsu, S. T., Cheng, K. T., and Chiou, J. S., Seawater Desalination by Direct Contact Membrane Distillation, Desalination 143, 279-287, 2002.
International Desalination Association (IDA), 2000. Available at http://www.idadesal.org/
Kendoush, A. A., Theory of Convective Drop Evaporation in Direct Contact with an Immiscible Liquid, Desalination 169, 33–41, 2004.
Khawaji, A. D., Kutubkhanah, I. K., and Wie, J-M., Advances in Seawater Desalination Technologies, Desalination 221, 47–69, 2008.
Kreith, F. and Boehm, R. F., Direct Contact Heat Transfer, Hemisphere Pub Corp, Washington, 1988.
Marek, R. and Straub, J., Analysis of the Evaporation Coefficient and the Condensation Coefficient of Water, Int. J. of Heat and Mass Transfer 44, 39-53, 2001.
Termpiyakul, P., Jiraratananon, R., and Srisurichan, S., Heat and Mass Transfer Characteristics of a Direct Contact Membrane Distillation Process for Desalination, Desalination 177, 133-141, 2005.
Yun, Y., Ma, R., Zhang, W., Fane, A. G., and Li, J., Direct Contact Membrane Distillation Mechanism for High Concentration NaCl Solutions, Desalination 188, 251-262, 2006.
Wark, K., Advanced Thermodynamics for Engineers, McGraw-Hill, New York, 1995.