مدلسازی و بررسی فرایند انتقال حرارت در لوله های انتقال آب

در این تحقیق، با استفاده از روش حل عددی ضمنی مسیر متغیر (ADI) که یک روش پایدار می باشد، انتقال حرارت درسه ناحیه خاک، لوله و سیال و همچنین انجماد سیال در جریان آرام داخل لوله استوانهای مدفون بررسی شده و دما درهر منطقه به صورت مجزا محاسبه می گردد. معادلات حاکم، شامل معادله بقا یا پایستاری جرم (پیوستگی) و معادله بقایانرژی در سه بعد مکان ویک بعد زمان در دستگاه مختصات استوانه ای می باشد. جریان سیال به صورت کاملا توسعه یافتهو آرام در نظر گرفته شدهاست. با کدنویسی انجام شده در تحقیق حاضر زمان لازم برای دستیابی سیال به نقطه انجماد درهرنقطه در داخل لوله و عمق حداقل مورد نیاز برای جلوگیری از یخ زدگی لوله قابل پیشبینی است و نتایج حاصل ازاین بخش نشان میدهد با افزایش عمق دفن لوله، زمان انجماد سیال به صورت نمایی رشد می کند. تاثیر نتایج اینتحقیق برای طراحی خطوط لوله و شبکه توزیع آب در مناطقی که آب و هوایی سرد دارند، اهمیت ویژه ای دارد و به طراحاجازه می دهد تا عمق بهینه برای دفن لوله را جهت جلوگیری از یخ زدن سیال پیش بینی نماید.

کلیدواژه ها:

مدلسازی سه بعدی ، انجماد ، روش عددی ، معادله انرژی