Жерасты ұңғымалы жылу алмастырғыштың жылу беруiн жақсарту параметрлерiн зерттеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2022.v115.i3.07Кілт сөздер:
жерасты ұңғымалы жылуалмастрығыш, жер жылу сорғысы, жылу өнiмділігі, кеуектi ортадағы жылу және масса тасымалы, жылуөткiзгiштiк, жылуалмастырғыш геометриясы, математикалық модель, сандық шешiмАңдатпа
Бұл жұмыста жер жылу сорғысында пайдалану үшiн жерасты ұңғымалы жылу алмастырғышының жылу беруiн жақсарту параметрлерiн зерттеу қарастырылады. Тиiмдiлiк параметрлерiн зерттеу авторлар әзiрлеген жер жылу сорғысының тәжiрибелiк прототипi негiзiнде жүргiзiлдi. Кеуектi ортадағы жылу мен масса алмасудың үш өлшемдi теңдеулерi негiзiнде жерасты жылу алмастырғыш өнiмдiлiгiн есептеудiң математикалық моделi жасалды. Сандық шешiм COMSOL Multiphysics бағдарламалық жасақтамасы арқылы жүзеге асырылды. Сандық есептеу алгоритмi жасалған прототиптiң тәжiрибелiк деректерiмен салыстыру арқылы тексерiлдi. ұңғымадағы құбыршалардың әртүрлi геометриялық конфигурациялары бар жерасты ұңғымалы жылу алмастырғышының өнiмдiлгi есептеулерi жүргiзiлдi. Құбыршаның диаметрi ұлғайан сайын жылу беру артады. Құбырша диаметрi 40 мм, жылу алмастырғыштың жылу өнiмдiлiгi жылу айдау режимiнде 42,4 Вт/м құрады, бұл диаметрi 20 мм болғандағы жағдайға қарағанда 24 % артық. Ұңғыманың тереңдiгi артқан сайын жылу беру тиiмдiлiгi артады. Құбырша материалының, грут материалының және әр түрлi жерасты материалдар (топырақ) түрлерiнiң жылу өткiзгiштiк коэффициенттерiнiң жылу беру өнiмдiлiгiне әсерi зерттелдi. Жерасты бетон мен топырақ жылу өткiзгiштiк коэффициенттерiнiң жоғарылауымен жылу ағыны артады, алайда 6,0 Вт/м К-ден жоғары жылу ағыны айтарлықтай өзгермейдi. Құбырша материалының жылу өткiзгiштiк коэффициентi 1,0 Вт/м К жоғары болғанда, жылу ағындары айтарлықтай өзгермейдi. Жалпы, жылу өткiзгiштiк коэффициенттерi 0,24-0,42 Вт/м К аралығында өзгеретiн жерасты жылу алмастырғыштардың түтiктерi үшiн қңрамында пластмасса бар материалдар қолданылады.
