شبیهسازی کوپل الکترومغناطیسی –حرارتی کابلهای برق فشار قوی در محیط زیرزمینی با شرایط محیطی متغیر و تحلیل اثرات فیزیکی خاک بر عملکرد حرارتی

استفاده از کابل های برق فشار قوی در محیط های زیرزمینی یکی از راهکارهای موثر برای افزایش ایمنی و پایداری در زیرساخت های شهری محسوب می شود. با این حال، عبور جریان متناوب از این کابل ها منجر به تولید میدان مغناطیسی و گرمایش محیط اطراف از طریق تلفات ژولی می شود که می تواند به افزایش دمای موضعی، کاهش عمر تجهیزات و ایجاد مخاطرات الکترومغناطیسی منجر شود. در این مقاله، با هدف تحلیل دقیق این پدیده، شبیه سازی عددی کوپل شده حرارتی–مغناطیسی انجام شده است. برای این منظور، از معادله بیو-ساوار برای تعیین میدان مغناطیسی و معادله رسانش گرما برای مدل سازی حرارتی استفاده شد. تاثیر پارامترهای کلیدی شامل رسانایی حرارتی خاک، شعاع کابل، و مقاومت الکتریکی خاک بر توزیع دما و میدان بررسی گردید. نتایج نشان دادند که استفاده از خاک با رسانایی حرارتی بالا و کابل هایی با شعاع بیشتر، منجر به کاهش محسوس دمای اوج در اطراف کابل می شود. همچنین مقایسه انواع خاک از منظر مقاومت ویژه نشان داد که خاک های مرطوب و اشباع بهترین عملکرد را در کاهش گرمایش ناخواسته دارند.

کلیدواژه ها:

میدان مغناطیسی ، انتقال حرارت ، خاک زیرزمینی ، مقاومت الکتریکی ، تحلیل کوپل حرارتی–مغناطیسی