تحقيق تجريبي على أداء حرارة أنبوب الهواء الأرضي مبادل لمستويات ضغط التربة المختلفة
Title Experimental investigation on the performance of earth-air pipe heat exchanger for different soil compaction levels
الباحث الرئيس قاضي عمر فاروق
الباحثون المشاركون
التخصص: الهندسة المدنية
التخصص الدقيق: Geotechnical Engineering
المستخلص: في هذا البحث ، تصميم جديد لنظام التبريد السلبي للهواء الجوي والذي يتكون من أنبوب هواء-أرضي
مبادل حراري مقترح. الهدف من هذا النظام هو تبريد الهواء المحيط الدافئ للحرارة
التطبيقات في المناطق القاحلة الحارة. تم دفن ماسورة نحاسية طولها 1.5 م وقطرها الداخلي 1.5 سم
التربة الموجودة في برميل فولاذي مجلفن. تم استخدام المنفاخ وسخان الهواء عند مدخل الأنبوب للحث
الهواء الدافئ داخل الأنبوب الذي يتم تبريده في المبادل الحراري لأنبوب الهواء الأرضي. تم إجراء التجارب
في ظل الظروف الخاضعة للرقابة لمعلمات التشغيل مثل درجة حرارة الهواء المستحثة ، والتدفق
معدل ودرجة حرارة التربة. تمت دراسة أداء المبادل الحراري المدروس لثلاثة أنواع مختلفة
مستويات انضغاط التربة بقيم مميزة للكثافة النسبية ونسبة الفراغ والمسامية. النتائج
أظهر أن درجة حرارة الهواء المستحث قد انخفضت في النطاق بين 8 و 24 درجة مئوية عبر هواء الأرض
تراوح المبادل الحراري للأنابيب وفعالية النظام بين 0.3 و 0.7 حسب التشغيل
الظروف وضغط التربة.
Abstract: In this paper, a new design of atmospheric air passive cooling system which consists of an earth-air pipe
heat exchanger is proposed. The objective of this system is to cool the warm ambient air for thermal
applications in hot arid areas. A 1.5 m long copper pipe with 1.5 cm inner diameter was buried under
the soil contained in a galvanized steel drum. The blower and air heater were used at pipe inlet to induce
warm air inside the pipe which gets cooled in earth-air pipe heat exchanger. The experiments were performed
under the controlled conditions of operating parameters such as induced air temperature, flow
rate and soil bulk temperature. The performance of considered heat exchanger was studied for three different
soil compaction levels with distinct values of relative density, void ratio and porosity. The results
showed that induced air temperature was dropped in the range between 8 and 24 C across the earth-air
pipe heat exchanger and the system effectiveness varied between 0.3 and 0.7 depending on the operating
conditions and soil compaction.