vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2019-46-4-19-31vdgtu-710Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERINGМОДЕЛЬ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХАA PROTOTYPE DEVICE FOR PRODUCING FRESH WATER FROM ATMOSPHERIC AIRЕвдуловО. В.EvdulovO. V.

кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Cand.Sci. (Technical), Assoc.Prof., Department of Theoretical and General Electrical Engineering. Electrical Engineering,

70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026

ole-ole-ole@rambler.ruГабитовИ. А.GabitovI. A.

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры теоретической и общей электротехники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Cand.Sci. (Technical), Senior Lecturer, Department of Theoretical and General Electrical Engineering,

70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026

gabitovia@mail.ruГюльмагомедовК. С.GyulmagomedovK. S.

ассистент кафедры электроэнергетики и возобновляемых источников энергии,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Assistant, Department of Electric Power and Renewable Energy Sources,

70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026

kaziakhmed@mail.ruКобзаренкоД. Н.KobzarenkoD. N.

доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией информационных технологий в энергетике,

367000, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 39А

Dr. Sci. (Technical), Prof.,

39 A I. Shamil Ave., Makhachkala 367000

kobzarenko_dm@mail.ruСемилякА. И.SemilyakA. I.

старший преподаватель кафедры теоретической и общей электротехники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Senior Lecturer, Department of Theoretical and General Electrical Engineering,

70 I. Shamil Ave., Makhachkala 367026

asemilyak@mail.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian FederationИнститут проблем геотермииРоссияInstitute of Geothermal ProblemsRussian Federation2019311220194641931Copyright © Евдулов О.В., Габитов И.А., Гюльмагомедов К.С., Кобзаренко Д.Н., Семиляк А.И., 20202020Евдулов О.В., Габитов И.А., Гюльмагомедов К.С., Кобзаренко Д.Н., Семиляк А.И.Evdulov O.V., Gabitov I.A., Gyulmagomedov K.S., Kobzarenko D.N., Semilyak A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/710Цель

Цель. Целью статьи является разработка конструкции, физическое и математическое моделирование установки для получения пресной воды из атмосферного воздуха в прибрежных районах.

Метод

Метод. Разработана конструкция, физическая и математическая модель установки для получения пресной воды из атмосферного воздуха путем конденсации ее на холодной поверхности, точка росы на которой будет создаваться за счет использования естественного холода морской воды с применением для ее циркуляции энергии движущихся волн, а также нагреве при поверхностного к ней воздушного слоя солнечными концентраторами с целью интенсификации процесса конденсации влаги.

Результат

Результат. Получены данные о количестве получаемой пресной воды (ее массы) с единицы площади поверхности конденсации (1 м 2 ) за 1 час в зависимости от разности температур между поверхностью конденсации и морской воды, влиянии характеристик солнечного концентратора и жидкостного теплоотвода с морской водой на параметры установки.

Вывод

Вывод. Установлено, что значение полученной пресной воды из атмосферного воздуха сильно зависит от разности температур над поверхностью конденсации и морской воды. Так, согласно расчетам при увеличении последней на 45 К, масса пресной воды получаемой с 1 м2 поверхности конденсации за 1 час увеличивается примерно вдвое и составляет примерно 5,8 кг. 

Objectives

Objectives.The aim of the article is to develop the design and carry out the physical and mathematical modelling of a device for producing fresh water from atmospheric air in coastal areas, as well as under the conditions of sea transport.

A Method for constructing the device for producing fresh water from atmospheric air is developed on the basis of a physical and mathematical model. Fresh water is obtained by condensation on a cold surface, which dew point is created using the natural cold of seawater with the application of the energy of moving waves for its circulation. The heating of the surface air layer adjacent to the cold surface by solar concentrators intensifies the process of the moisture condensation.

Results

Results. Data is obtained on the quantity (mass) of fresh water produced per unit of condensation surface area (1 m2 ) for 1 hour depending on the temperature difference between the condensation surface and seawater. The influence of the characteristics of solar concentrator and liquid heat remover with seawater on the device parameters is studied.

Conclusion

Conclusion. It is established that the amount of the fresh water obtained from atmospheric air strongly depends on the temperature difference between the condensation surface and seawater. Thus, according to calculations, with an increase of the latter by 45 K, the mass of fresh water obtained from a condensation surface of 1 m2 in 1 hour approximately doubles to 5.8 kg. 

пресная водаатмосферный воздухморская водаприбрежные районысолнечные концентраторыфизическая и математическая модельчисленный экспериментfresh wateratmospheric airseawatercoastal areassolar concentratorsphysical and mathematical modelnumerical experimentReferencesГерманович В., Турилин А. Альтернативные источники энергии и энергосбережение. - СПб.: Наука и техника. 2014. С.30-67.Germanovich V., Turilin A. Al'ternativnyye istochniki energii i energosberezheniye. - SPb.: Nauka i Tekhnika. - 2014. [Germanovich V., Turilin A. Alternative sources of energy and energy conservation. - SPb .: Science and Technology. 2014. pp.30-67. (In Russ)]Рубан С.С. Нетрадиционные источники энергии. М.: Энергия. 2003. С.10-27.Ruban S.S. Netraditsionnyye istochniki energii. - M.: Energiya. - 2003. [Ruban S.S. Unconventional energy sources. M .: Energy. 2003. pp. 10-27. (In Russ)]Минин В. А., Дмитриев С.Г. Перспективы освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии на Кольском полуострове. Мурманск: Bellona. 2007.Minin V. A., Dmitriyev S.G. Perspektivy osvoyeniya netraditsionnykh i vozobnovlyayemykh istochnikov energii na Kol'skom poluostrove. - Murmansk: Bellona. - 2007. [Minin V. A., Dmitriev S. G. Prospects for the development of alternative and renewable energy sources on the Kola Peninsula. Murmansk: Bellona. 2007. (In Russ)]https://www.lenntech.com/products/membrane/osmonics/osmonics.htm.https://www.lenntech.com/products/membrane/osmonics/osmonics.htm. (In Russ)]http://www.coway.com.http://www.coway.com. (In Russ)]https://www.hydra-filter.com.https://www.hydra-filter.com. (In Russ)]http://www.marinewarehouse.net/spectra.html.http://www.marinewarehouse.net/spectra.html. (In Russ)]http://www.cathelco.com.http://www.cathelco.com. (In Russ)]http://www.searecovery.com.http://www.searecovery.com. (In Russ)]Кашкаров А.П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. - Москва: ДМК Пресс. 2011.Kashkarov A.P. Vetrogeneratory, solnechnyye batarei i drugiye poleznyye konstruktsii. - Moskva: DMK Press. - 2011. [Kashkarov A.P. Wind generators, solar panels and other useful designs. - Moscow: DMK Press. - 2011. (In Russ)]Евдулов Д.В., Сулин А.Б. Математическая модель выпрямителя переменного напряжения, выполненного на базе термоэлектрического преобразователя энергии // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2015. №39 (4). С. 21-30.Yevdulov D.V., Sulin A.B. Matematicheskaya model' vypryamitelya peremennogo napryazheniya, vypolnennogo na baze termoelektricheskogo preobrazovatelya energii // Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. - 2015. - №39 (4). - S. 21-30. [Evdulov D.V., Sulin A.B. A mathematical model of an alternating voltage rectifier based on a thermoelectric energy converter // Herald of the Daghestan State Technical University. Technical Science. 2015. No. 39 (4). pp. 21-30. (In Russ)]Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Солнечная энергетика: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.И. Виссарионова. М.: Издательский дом МЭИ. 2008.Vissarionov V.I., Deryugina G.V., Kuznetsova V.A., Malinin N.K. Solnechnaya energetika: Uchebnoye poso-biye dlya vuzov / Pod red. V.I. Vissarionova. – M.: Izdatel'skiy dom MEI. - 2008. [Vissarionov V.I., Deryugina G.V., Kuznetsova V.A., Malinin N.K. Solar Energy: A Textbook for Universities / Ed. IN AND. Vissarionova. - M .: Publishing house MPEI. 2008. (In Russ)]Г. Раушенбах Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат. 2002.G. Raushenbakh Spravochnik po proyektirovaniyu solnechnykh batarey. M.: Energoatomizdat. - 2002. [G. Rauschenbach Handbook on the design of solar panels. M .: Energoatomizdat. - 2002. (In Russ)]Шило Г.Н., Гапоненко Н.П., Огренич Е.В. Проектирование радиаторов с оптимальными массогабаритными параметрами // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2011. №1-2.Shilo G.N., Gaponenko N.P., Ogrenich Ye.V. Proyektirovaniye radiatorov s optimal'nymi massogabarit-nymi parametrami // tekhnologiya i konstruirovaniye v elektronnoy apparature. - 2011. - №1-2. [Shilo G.N., Gaponenko N.P., Ogrenich E.V. Design of radiators with optimal weight and size parameters // technology and design in electronic equipment. 2011. No. 1-2. (In Russ)]Коробков, В. А. Преобразование энергии океана / В. А. Коробков. Л.: Судостроение. 1986.Korobkov, V. A. Preobrazovaniye energii okeana / V. A. Korobkov. - L.: Sudostroyeniye. - 1986. [Korobkov, V. A. Transformation of ocean energy / V. A. Korobkov. - L .: Shipbuilding. - 1986. (In Russ)]Дульнев Г.Н. Механика жидкости и газа СПб: ИТМО. 2001.Dul'nev G.N. Mekhanika zhidkosti i gaza SPb: ITMO. - 2001 [Dulnev G.N. Fluid and gas mechanics SPb: ITMO. 2001. (In Russ)]Брюханов О.Н., Шевченко С.Н., Тепломассообмен. М: АСВ. 2005.Bryukhanov O.N., Shevchenko S.N., Teplomassoobmen. - M: ASV. - 2005. [Bryukhanov ON, Shevchenko SN, Heat and mass transfer. M: DIA. 2005. (In Russ)]Дульнев Г.Н. Теория тепло- и массообмена. СПб.: НИУ ИТМО. 2012.Dul'nev G.N. Teoriya teplo- i massoobmena. - SPb.: NIU ITMO. - 2012. [Dulnev G.N. Theory of heat and mass transfer. SPb .: NRU ITMO. 2012. (In Russ)]Елисеев В.Н., Товстоногов В.А. Теплообмен и тепловые испытания материалов и конструкций аэрокосмической техники при радиационном нагреве. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014.Yeliseyev V.N., Tovstonogov V.A. Teploobmen i teplovyye ispytaniya materialov i konstruktsiy aerokosmicheskoy tekhniki pri radiatsionnom nagreve. - M.: MGTU im. N. E. Baumana. - 2014. [Eliseev V.N., Tovstonogov V.A. Heat transfer and thermal testing of materials and structures of aerospace engineering during radiation heating. - M.: MSTU. N.E. Bauman. - 2014. (In Russ)]Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа. 2001.Kartashov E.M. Analiticheskiye metody v teorii teploprovodnosti tverdykh tel. - M.: Vysshaya shkola. - 2001. [Kartashov E.M. Analytical methods in the theory of thermal conductivity of solids. - M .: Higher school. 2001. (In Russ)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.