نمذجة التبادل الحراري بين الهواء والماء في المسطحات المائية: خوارزميات وتطبيقات
 التاريخ :  12/27/2021 12:25:13 PM  , تصنيف الخبـر  كلية الهندسة
Share |

 كتـب بواسطـة  اعلام كلية الهندسة  
 عدد المشاهدات  421

 

نمذجة التبادل الحراري بين الهواء والماء في 
المسطحات المائية: خوارزميات وتطبيقات
 
 
ناقشت كلية الهندسة / جامعة بابل الرسالة المقدمة من قبل داليا سعـد عبد زيـد كجزء من متطلبات نيل درجة الماجستير في علوم الهندسة البيئية و حملت العنوان الموسوم  :
نمذجة التبادل الحراري بين الهواء والماء في المسطحات المائية: خوارزميات وتطبيقات
MODELING OF AIR-WATER HEAT EXCHANGE IN SURFACE WATERBODIES: ALGORITHMS AND APPLICATIONS
وتألفت لجنة المناقشة كل من :
أ. د. نسرين جاسم حسين - كلية الهندسة – جامعة بابل -  رئيسا , أ. رشا صلاح مهدي -  كلية الهندسة – جامعة بابل -  عضوا , أ.م.د. احمد سمير ناجي-  كلية الهندسة – جامعة القاسم الخضراء-  عضوا , أ.م .د. حسين علي مهدي - كلية الهندسة – جامعة بابل – عضوا ومشرفا .
  

جاء بالرسالة :
التقدير الدقيق لتبادل الطاقة السطحية ومكوناتها هو الأساس لمحاكاة جودة المياه السطحية ، خاصة في البحيرات والخزانات ، لأن انتقال الحرارة بين الماء والهواء يؤثر بشكل مباشر على الطبقات الحرارية. في هذا البحث ، استنادًا إلى سطح الماء وبيانات الأرصاد الجوية من بحيرة لورانس ، تُستخدم طريقة مصطلح تلو الاخر لنمذجة تدفق الحرارة (الإشعاع الشمسي والجوي والإشعاع العكسي والتبخر والتوصيل). استخدم بيئة MATLAB لتطوير الكود ومحاكاة النتائج. تعد القدرة على إبراز مساهمة كل مكون من مكونات التدفق السمة الرئيسية للنموذج ، حيث تقدم دليلاً على التداخل القوي بين سطح الماء والغلاف الجوي.في فترة الدراسة (487-670) يوماً شمسياً. وأظهرت النتائج أن الطاقة الشمسية الصيفية هي الأعلى كثافة وبلغت ذروتها 842.05 واط / م 2 في اليوم الشمسي 540.91 . وبسبب الظاهرة الطبيعية لشروق وغروب الشمس ، فإن الطاقة الشمسية لها تقلبات يومية. انه يتراوح بين 0 وات / م 2 ليلاً ويصل إلى ذروته اليومية عند الظهيرة تقريبًا. على الرغم من أن القيمة القصوى للدفق الحراري البخاري سجلت عند اليوم الشمسي 578.44 هي 359.77 واط / م 2 ، فإن أدنى قيمة للتدفق الحراري عبر التوصيل عند اليوم الشمسي 655.54 هي (126.039 واط / م 2). يتقلب تدفق الإشعاع الراجع أقل من التدفقات الأخرى. يعود هذا إلى اعتماده على عامل واحد متغير ، وهو درجة حرارة الماء. القيمة القصوى المسجلة للإشعاع الخلفي (410.06 وات / م 2) مرتبطة بدرجة حرارة الماء القصوى (21.5 درجة مئوية).  محاكاة النموذج تُظهر تأثير منحنى الجرسي للإشعاع الشمسي على منحنى التدفق الحراري الكلي في وقت قصير.يطبق النموذج اقتراح Edinger لمعاملات سرعة الرياح (b1 = 9.4 ، b2 = 0 و b3 = 0.46). تم إجراء معايرة لكل معامل. وجد أن منحنيات المعايرة الناتجة تحاكي منحنى النموذج ولكن في نطاقات مختلفة. لمزيد من المرونة ، تم تطبيق اقتراحات أخرى من الباحثين على النموذج. تم اكتشاف أن (Ahsan & Blumberg، 1999؛ Arifin et al.، 2016؛ Ji، 2017) كان النموذج المقترح أقرب إلى الوضع من الاقتراحات الأخرى. أيضًا ، تم أخذ معامل حماية الرياح (WSC)على أنه مضاعف سرعة الرياح. تم أخذ نطاق WSC ، ولاحظ أنه عندما يكون WSC أصغر أو أكبر من 1 ،يحدث التصحيح .من أجل ربط النموذج المطور بمعادلة التأفق والتشتت ، تم إجراء دراسة حالة بناءً على بيانات ميدانية من حوض تهوية في محطة معالجة مياه الصرف الصحي بالمعيميرة. استنادًا إلى مياه الصرف الصحي بالمعيميرة ، تم تشغيل النموذج لمدة 24 ساعة لتقدير درجات الحرارة في خزان التهوية. تم فرض بعض البيانات بسبب نقص البيانات في   موقع البحث. بعد عدة تجارب ، الفرضية تم . كانت البيانات من درجات الحرارة المتوقعة قريبة للغاية من البيانات الحقيقية. كانت قيم AME و RMSE منخفضة نسبيًا.  قيم AME و RMSE أقل من 1. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن وصول مياه الصرف الصحي ينذر ببدء موجة حرارة جديدة ، تتكثف باطراد حتى تصل إلى مخرج الحوض ، عندما تصل إلى ذروتها. مع كل إدخال ، تتكرر العملية. توضح قيم الأخطاء المنخفضة قدرة النموذج على التنبؤ بدرجات حرارة حوض التهوية. في الساعة 10 صباحًا يوم 28/6/2021 ، كانت درجة حرارة المياه الثقيلة المقاسة عند منتصف الحوض 30 درجة مئوية ودرجة الحرارة المقدرة المقدرة 29.79 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، قدمت عدة رسومات لدرجات الحرارة المقدرة لحوض التهوية لمدة 24 ساعة. 

  
 ///  وفاء هاشم الحسيني  ///
?