دراسة بعض الخواص الطبیعیة والحراریة للتربة وانابیب المبادلات الحراریة الارضیة

حاتم, محمد هاشم; کیلانى, رشدى; شیک, ماتیس; الشیمی, حسن رجب

doi:10.21608/mjae.2014.98423

دراسة بعض الخواص الطبیعیة والحراریة للتربة وانابیب المبادلات الحراریة الارضیة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

¹ استاذ، قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة القاهرة، مصر.

² استاذ مساعد بقسم الاراضی – کلیة الزراعة – جامعة القاهرة، مصر.

³ استاذ الهندسة الزراعیه – معهد بحوث الهندسة الزراعیة – سویسرا.

⁴ معید بقسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة القاهرة، مصر.

10.21608/mjae.2014.98423

المستخلص

تمثل معرفة الخصائص الحراریة للتربة ومادة الانابیب دورا کبیرا فی تصمیم المبادلات الحراریة الأرضیة ولضمان استخدامها بکفاءة عالیة.
من هذه الخصائص الکثافة الحقیقیة والظاهریة ومعامل التوصیل الحراری للتربة للأنابیب وسلوک التربة والأنابیب معا من تبادل حراری
و قد بینت الدراسة ما یلی:
یزداد معدل التبادل الحراری مع التربة بزیادة معامل التوصیل الحراری للانابیب ولذلک کان الحدید بمعامل توصیل 16.2 وات لکل متر سلزیوس افضل من الحدید المجلفن وافضل من الـ PVC فی التبادل الحراری فی کلا النوعین من التربة.
2 - یقل معدل التبادل الحراری بین التربة والهواء داخل الانابیب بزیادة سرعة الهواء یقل معدل التبادل الحراری بین التربة والهواء داخل الانابیب واظهرت النتائج مع إستخدام ثلاث سرعات مختلفة للهواء أن معدل التبادل افضل عند 0.7 م/ث عنه عند سرعة 1م /ث وافضل بکثیر من 1.5 م/ث کما وجد ان کمیة الحرارة المفقودة خلال ربع ساعة من الهواءکانت اکبر عن 1م/ث مع معدل التدفق الکتلی کان اعلی عند 0.7 م/ث.
3- اظهرت النتائج ایضا ان معدل التبادل الحراری بین الهواء والتربة الطینیة الرملیة أفضل عنه فی التربة الرملیة وذلک نتیجة تراص حبیبات التربة الطینیة بشکل أفضل علی سطح الانبوبة مما یزید من مساحة سطح الأتصال بین التربة والأنابیب.
4- تفضل التربة ذات المحتوی الرطوبی العالی بصفة عامة وخاصة فی التربة الطینیة لانها تزید من معدل التبادل الحراری بین التربة والهواء داخل المواسیر بمعدل أکبر عنه فی التربة الرملیه.

المراجع

Bose J E, Parker J D. 1983, Ground -coupled heat pump research [J]. ASHRAE Trans, 89(2):375-390.

Calvin W. Rose. 2004. An Introduction to the Environmental Physics of Soil, Water and Watersheds . 2nd ed. Gordon and Breach Sc. Publishers. (ISBN-13: 9780521536790)

Dunren Guo. 1965. Physics and mathematics method [M]. Beijing: People Education Press, 40-50.(In Chinese)ESL-IC-06-11-304

Guozhong Wu, Jiulong Zhang, Yingjie Wang. 2003, Heat transfer calculation of pipeline buried underground [M]. Harbin: Harbin Institute Technology University Press, 76-84.(In Chinese)

Holaman, j, p.1986 . Heat transfer. 6nd ed. Gordon and Breach Sc. Publishers. (ISBN-13: 9780521536790)

Hongming Fan, Shouxia Shi, Zhongyi He. 1999. The temperature field analysis of the pipeline buried underground directly [J]. Transaction of Harbin Architecture University, 32(5):60-65.(In Chinese)

Michael, J and Howard, N 2007. Fundamentals of engineering termodynamics . Int. J. Food Eng. 3, 1–18.

Randall J. Schaetzl, Sharon Anderson Color. 2005 . Soils .5th ed.. p. 448. (ISBN-13: 9780521812016)

Sabau S S, Tao Y X, Liu G, Vidhuvalavan G. 1997. Effective thermal conductivity for anisotropic granular porpous media using fractal concepts. ASME Proceedings of 32nd National Heat Transfer Conference [C]. New York: ASME Publication.