Pamukkale University Journal of Engineering Sciences (Aug 2018)
Toprak kaynaklı ısı borularıyla kaldırımlardaki buzlanmanın önlenmesinin ısıl analizi
Abstract
Kış aylarında derinliklere inildikçe toprak sıcaklığı artmakta ve belirli derinlikten sonrada değişmemektedir. Bu çalışmada, toprağın sahip olduğu enerjiden, toprak kaynaklı ısı borularıyla kaldırımlardaki buzlanmanın önlenmesi araştırılmıştır. İlk olarak dış ortam sıcaklığının -1 ile -7 °C arasında, rüzgâr hızının ise 0 m/s ve 3 m/s olarak değiştiği durumda toprak sıcaklığının derinlikle değişimi incelenmiştir. Buzlanmayı önlemek için kullanılacak ısı borularının evaporatör uzunluğu 3 m, kondenser uzunluğu 1 m, adyabatik bölge uzunluğu 0.1 m ve çapları da 25 mm ve 50 mm olarak seçilmiştir. Isı borusu malzemesi paslanmaz çelik ve iş akışkanı da amonyak olarak kabul edilmiştir. Yapılan çalışmada, başlangıç olarak 3 m derinlikteki toprak sıcaklığının 8 °C olduğu kabul edilmiştir. Rüzgar hızı 0 m/s, dış ortam sıcaklığı -1 °C olduğu durumda, 25 mm çapındaki ısı borusu ile 1.2 m2’lik alanı buzlanmaya karşı önlendiği bulunmuştur. Aynı şartlarda 3 m derinlikteki toprak sıcaklığının 12 °C olduğu durumda 25 mm veya 50 mm çapındaki ısı borularının buzlanmaya karşı koruyabileceği alan sırasıyla 2 m2 ve 2.7 m2 olarak bulunmuştur. Isı borusu çapının ve kaynak sıcaklığının artması ısı borusunun ısı taşıma kapasitesini artırmış ve dolayısıyla ısı borusunun buzlanmaya karşı daha etkili olduğu görülmüştür.
