Étude expérimentale des performances thermiques d'un séchoir solaire indirect plat équipé d'un matériau à changement de phase pour le stockage de chaleur

Abstract

"Dans cette étude expérimentale, un séchoir solaire à convection forcée fonctionnant à l’énergie solaire a été conçu et développé, avec l’intégration de la paraffine comme matériau à changement de phase (MCP) afin d’améliorer l’efficacité thermique du système. Les étapes de travail ont couvert les aspects théoriques liés aux différents types de séchoirs et à leurs principes de fonctionnement, notamment le séchoir à capteur plan, ainsi que l’étude des propriétés des matériaux à changement de phase et leur potentiel à améliorer les performances thermiques. Deux prototypes ont été construits : l’un avec paraffine et l’autre sans. Les résultats ont montré que le séchoir contenant de la paraffine maintien des températures plus stables et plus élevées pendant la journée, ce qui a accéléré le processus de séchage et réduit la masse d’eau résiduelle par rapport au modèle sans MCP. L'effet de traitements appliqués à la surface absorbante a également été testé à l’aide de mélanges à base de ciment et de limaille d’aluminium ou de sel, ce qui a permis d’augmenter la masse thermique du système et d’améliorer le transfert de chaleur. Les mesures sur le terrain (température, vitesse de l’air, rayonnement solaire) et les données expérimentales ont confirmé que la combinaison des MCP avec des matériaux à forte conductivité thermique comme la limaille d’aluminium contribue efficacement à améliorer l’efficacité de séchage et la stabilité thermique du système. L’étude conclut que l’énergie solaire représente une alternative prometteuse et économique pour les processus de séchage dans les zones à ressources limitées, et recommande de poursuivre les recherches pour optimiser les propriétés physiques des séchoirs solaires et élargir l’usage des MCP selon les contextes climatiques. "في هذه الد ارسة التجريبية، تم تصميم وتطوير مجفف شمسي يعمل بالهواء القسري يعتمد على الطاقة الشمسية، مع دمج مادة البارافين كمادة لتغيير الطور ) (PCMلتعزيز الكفاءة الحرارية للنظام. شملت مراحل العمل الجوانب النظرية المتعلقة بأنواع المجففات ومبادئ عملها، وخاصة المجفف ذي اللوح المسطح، بالإضافة إلى د ارسة خصائص مواد تغيير الطور وإمكانياتها في تحسين الأداء الح ارري. تم بناء نموذجين تجريبيين: أحدهما يحتوي على البا ارفين والآخر لا يحتوي عليه، وقد أظهرت النتائج أن المجفف المزّود بالبا ارفين يحتفظ بدرجات ح اررة أكثر استق ار ار وارتفاعا خلال النهار، مما أدى إلى تسريع عملية التجفيف وتقليل كتلة الماء المتبقية مقارنة بالنموذج الآخر. كما تم اختبار تأثير معالجة سطح الامتصاص باستخدام خلطات تعتمد على الأسمنت وبرادة الألمنيوم أو الملح، حيث ساهمت هذه المواد في زيادة الكتلة الحرارية للنظام وتحسين انتقال الحرارة. أكدت القياسات الميدانية (درجة الحرارة، سرعة الهواء، الإشعاع الشمسي) والبيانات التجريبية أن الجمع بين مواد تغيير الطور والمواد ذات الخصائص الموصلة مثل برادة الألمنيوم يساهم بشكل فّعال في رفع كفاءة التجفيف واستق ارر الأداء الح ارري. وخلصت الدراسة إلى أن الطاقة الشمسية تشكل بديلا واعدا واقتصاديا للتجفيف في المناطق ذات الموارد المحدودة، وأوصت بمواصلة البحث لتطوير الخصائص الفيزيائية للمجففات الشمسية وتوسيع استخدام MCPحسب الظروف المناخية.