كجزء من مشروع Horizon 2020 DESOLINATION، دراسة جديدة بعنوان “دراسة تجريبية ورقمية لمبرد ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج” في المؤتمر الأوروبي السادس حول ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج لأنظمة الطاقة، الذي عُقد في الفترة من 9 إلى 11 أبريل 2025 في دلفت، هولندا.
قاد البحث الذي أجري بقيادة جامعة لوس أنجلوس للتكنولوجيا بالتعاون مع تيميست, استلمت جائزة أفضل ورقة بحثية في المؤتمر تقديرًا لجودته العلمية وأهميته.
التحقيق في أداء الطاقة الكهرومغناطيسية في دورات طاقة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة
تركز الدراسة على الأداء الحراري الهيدروليكي من مبادل حراري بدائرة مطبوعة (PCHE) تعمل مع ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (sCO₂) - سائل عامل في صميم كتلة الطاقة المبتكرة من DESOLINATION. تُعدّ وحدات الطاقة الشمسية المركزة حلاً مدمجاً وعالي الكفاءة ومناسباً للظروف القاسية لأنظمة الطاقة القائمة على ثاني أكسيد الكربون مثل تلك المدمجة في الطاقة الشمسية المركزة (CSP) وتقنيات تحلية المياه.
باستخدام مزيج من الاختبار التجريبي and ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD), قام الفريق بتقييم خصائص انتقال الحرارة وانخفاض الضغط لخصائص تدفق ثاني أكسيد الكربون عبر القنوات الدقيقة PCHE. استهدفت الدراسة المنطقة شبه الحرجة, حيث يُظهر ثاني أكسيد الكربون₂ تغيرات سريعة في الخصائص التي تعزز انتقال الحرارة ولكنها تعقد النمذجة التنبؤية.
دعم أهداف منظمة ديزولينايشن
ويساهم هذا العمل بشكل مباشر في تحقيق هدف ديزولينايشن المتمثل في تطوير نظام تحلية فعال لتحلية المياه يعمل بالطاقة الشمسية من خلال تحسين التنبؤ بالأداء وتصميم المكونات الرئيسية في دورة طاقة sCO₂. وعلى وجه الخصوص، يوفر أدوات ورؤى تم التحقق من صحتها ضرورية لدمج مبادلات حرارية عالية الكفاءة في المصنع التجريبي المستقبلي للمشروع.
Authors: جيوسيبي بيتروتشيلي، وتيمو تورونين-سارستي، وداميان سيريت، وآكي غرونمان، وأوريليان كونروزييه، وأمير مؤمني دولت آبادي.
النتائج الرئيسية
- البيانات التجريبية تم جمعها في ظل مجموعة واسعة من ظروف التشغيل في منشأة اختبار ثاني أكسيد الكربون عبر الحرجة التابعة لجامعة LUT، مما يوفر معيارًا قيمًا للتحقق من صحة النماذج العددية.
- The محاكاة CFD, الذي يتضمن سلوك الغاز الحقيقي ونموذج الاضطراب SST k-ω، أظهر اتفاقًا جيدًا مع انخفاضات الضغط ودرجات حرارة المخرج المقاسة.
- A ارتباط عامل الاحتكاك الجديد من النتائج التجريبية. وهو يأخذ في الحسبان خشونة السطح وحقق دقة تنبؤ في حدود ±10% من القيم المقاسة - وهو تقدم مهم على الارتباطات الحالية.
- كشفت الدراسة أيضًا أن ارتباطات انتقال الحرارة الشائعة الاستخدام تميل إلى الاستهانة بالأداء في تدفقات القنوات الدقيقة ذات رقم رينولدز المرتفع، مما يؤكد الحاجة إلى نماذج تنبؤية أكثر تخصيصًا.
الاعتراف بالمؤتمر
جمع مؤتمر sCO₂ الأوروبي السادس أكثر من 100 خبير من الأوساط الأكاديمية والصناعية لمناقشة أحدث الابتكارات في تكنولوجيا sCO₂. وبالإضافة إلى الجلسات التقنية، تم تسليط الضوء أيضًا على تقنية إزالة ثاني أكسيد الكربون خلال الكلمة الرئيسية صباح الجمعة للدكتور جيويلي دي ماركوبيراردينو (UNIBS)، والذي عرض الأهداف العامة للمشروع والتقدم المحرز حتى الآن.
🏆 حصلت الورقة على جائزة أفضل ورقة بحثية في المؤتمر، اعترافًا بجودة البحث وأهميته بالنسبة لمجتمع أبحاث وهندسة ثاني أكسيد الكربون الدولي. يسلط هذا التكريم الضوء على مساهمة ديسولينايشن في تعزيز الفهم على مستوى المكونات الضرورية لتطوير أنظمة تحلية المياه المتكاملة التي تعمل بالطاقة الشمسية.
🔬 يهنئ اتحاد DESOLINATION كونسورتيوم DESOLINATION المؤلفين - جيوسيبي بيتروتشيلي، وتيمو تورونين-سارستي، وداميان سيريت، وآكي غرونمان، وأوريليان كونروزييه، وأمير مؤمني دولت آبادي - على هذا التقدير المستحق، وعلى مساهمتهم القيّمة في مستقبل أنظمة الطاقة والمياه المستدامة.
