Zamana Ba lı Olmayan Çözümler

4.3.4.1. 30 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Köprü Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

30 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile köprü blo una zamandan ba ımsız olarak etkisi ara tırılmı tır. Köprü blo una ortalama 35.97 ˚C (309.12 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 35.04 ˚C (308.19 K) ile köprü blo unu terk etmektedir. Köprüye su- antifriz çözeltisinin giri ve çıkı sıcaklıkları arasındaki ortalama fark 0.93 ˚C oldu u görülmü tür. Çözüm esnasında su-antifriz çözeltisinin çıkı sıcaklı ının de i imi ekil 4.17’de verilmi tir.

ekil 4.17 Köprü blo undan su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ının de i imi (30 metre)

Hesaplanan ta ınım ısı transfer katsayısı 28.22 W/m2 _{K’dir. Boruların geçti i kısımlardaki ısı} transferi, su+antifriz çözeltisi sıcaklı ının azalması ile giri ten çıkı a do ru azalmaktadır. Blok yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 0.38 ˚C (273.53 K) iken blok altındaki ortalama sıcaklık de eri -0.31 ˚C (272.04 K) olarak tespit edilmi tir. Bu de erler programın “Report” menüsü altındaki “Surface Integrals” menüsünden elde edilmi tir.

ekil 4.18 Köprü blo unda sıcaklık da ılımı (30 metre)

4.3.4.2. 60 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Köprü Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

60 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile köprü blo una etkisi ara tırılmı tır. Köprü blo una ortalama 38.47 ˚C (311.62 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 37.49 ˚C (310.64 K) ile köprü blo unu terk etmektedir. Su+antifriz çözeltisinin köprü blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.19’da verilmektedir. Su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.98 ˚C olarak hesaplanmı tır.

Giri

ekil 4.19 Köprü blo undan su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı (60 metre)

60 metre derinli indeki sondaj kuyusu ile yapılan uygulamanın karla kaplı köprü blo unda olu turdu u sıcaklık da ılımı ekil 4.20’de verilmi tir. Blokta ısı transferinin gerçekle ti i, su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında sıcaklık farkının olu tu u ve blok yüzeyinde boruların geçti i noktalardaki sıcaklı ın di er noktalara göre daha yüksek oldu u görülmü tür. Köprünün kenar ve sırt kısmındaki olu an kayıplardan dolayı bu yüzeylerdeki sıcaklık dü ük olmu tur. Blok yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 0.78 ˚C olarak ölçülmü tür.

Giri

4.3.4.3. 90 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Köprü Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

90 metre derinli indeki sondaj kuyusunun TKIP sistemi ile köprü blo una etkisi ara tırılmı tır. Köprü blo una ortalama 40.9 ˚C (314.05 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 39.85 ˚C (313 K) ile köprü blo unu terk etmektedir. Su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 1.04 ˚C olarak hesaplanmı tır.

Programın çözümü sırasında elde edilen su+antifriz çözeltisinin köprü blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.21’de verilmi tir.

ekil 4.21 Su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı (90 metre)

90 metre derinli indeki sondaj kuyusu için yapılan uygulamada, karla kaplı köprü blo undaki sıcaklık da ılımı ekil 4.22’de verilmi tir. Su+antifriz çözeltisi giri sıcaklı ı, 30 ve 60 metre derinliklerdeki sondajlara göre yüksektir. Bu nedenle köprü blo unda daha yüksek sıcaklıklar elde edilmi tir. Blok yüzeyi ortalama sıcaklık de eri 1.17 ˚C olarak ölçülmü tür.

ekil 4.22 Köprü blo unda sıcaklık da ılımı(90 metre)

4.3.4.4. 30 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Yer Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

30 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile kullanılması halinde yer blo unda olu an sıcaklık da ılımı ara tırılmı tır. Fluent programı yardımı ile yer blo u için yapılan çözümlerde, köprü blo unda oldu u gibi blok altında(sırt kısmında) ta ınım ısı transferi olu madı ından programa blok altı ve kenarları için ısı transfer katsayısı girilmemi tir. Ancak blok üst yüzeyi için köprü blo unda oldu u gibi ta ınım ısı transferi katsayısı tanımlanmı tır. Blok altı ısı transfer katsayısı dı ında yer blo u ve köprü blo u için Fluent programına girilen aynıdır. Yer blo una ortalama 36,48 ˚C (309.63 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 35.81 ˚C (308.96 K) ile yer blo unu terk etmektedir. Yer blo u yüzeyi ortalama sıcaklık de eri de 2.51 ˚C (275.66 K) olarak hesaplanmı tır. Su+antifriz çözeltisinin yer blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.23’de verilmi tir. Antifriz+su çözeltisinin yer blo una giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.67 ˚C olarak hesaplanmı tır.

Giri

ekil 4.23 Yer blo unda su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı(30 metre)

Köprü blo unda su+antifriz çözeltisinin giri i ve çıkı ı arasındaki ortalama sıcaklık farkı 0.93 ˚C iken yer blo unda bu fark 0.67 ˚C olarak hesaplanmı tır. Yer blo unun üst yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 2.51 ˚C(276.06 K) ve alt yüzeydeki sıcaklık de eri 18.46 ˚C(291,61 K) olarak hesaplanmı tır. Karla kaplı yer blo undaki sıcaklık da ılımı ekil 4.24’de verilmi tir. Köprü blo unda yapılan çözümde köprünün sırt kısmında dü ük sıcaklıklar olmasına ra men yer blo unda bu sıcaklıklar daha yüksektir. Bunun nedeni köprü altında olu an ta ınım ısı transferinin etkisidir. Ta ınım ısı transferine ba lı olarak köprü blo una su+antifriz sıcaklı ının giri ve çıkı sıcaklıkları arasındaki fark, yer blo undan yüksektir.

ekil 4.24 Yer blo unda sıcaklık da ılımı(30 metre)

4.3.4.5. 60 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Yer Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

60 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile kullanılması halinde yer blo unda olu an sıcaklık da ılımı ara tırılmı tır. Blok altı ta ınım ısı transfer katsayısı dı ında 60 metre kuyunun uygulamasında yer blo u ve köprü blo u için Fluent programına girilen de erler aynıdır. Yer blo una ortalama 39.01 ˚C (312.16 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 38.3 ˚C (311.45 K) ile yer blo unu terk etmektedir. Antifriz+su çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.71 ˚C olarak hesaplanmı tır. Köprü blo unda bu fark yukarıda bahsedildi i gibi 0.98 ˚C’dir. Antifriz+su çözeltisinin yer blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.25’de verilmi tir.

Giri

ekil 4.25 Yer blo unda su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı(60 metre)

Karla kaplı yer blo undaki sıcaklık da ılımı ekil 4.26’da verilmi tir.Yer blo unun üst yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 3.04 ˚C (276.19 K) ve alt yüzeydeki sıcaklık de eri 18.91 ˚C (292.06 K) olarak hesaplanmı tır.

ekil 4.26 Yer blo unda sıcaklık da ılımı (60 metre)

Giri

4.3.4.6. 90 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılması Halinde Yer Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

90 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile kullanılması halinde yer blo unda olu an sıcaklık da ılımı ara tırılmı tır. Blok altı ta ınım ısı transfer katsayısı dı ında 90 metre kuyunun uygulamasında yer blo u ve köprü blo u için Fluent programına girilen de erler aynıdır. Yer blo una ortalama 41.46 ˚C (314.61 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 40.71 ˚C (313.86 K) ile yer blo unu terk etmektedir. Su+antifriz çözeltisinin yer blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.27’de verilmi tir. Su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.75 ˚C olarak hesaplanmı tır..

ekil 4.27 Yer blo unda su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı (90 metre)

90 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi yardımı ile yer blo unda ve blo un üstünde bulunan 1 cm kalınlı ındaki kar tabakasında olu an sıcaklık da ılımı hesaplanmı tır. Kar tabakasında ve blokta olu an sıcaklık da ılımı ekil 4.28’de verilmi tir. Yer blo unun üst yüzeyi için hesaplanan ortalama sıcaklık de erinin köprü blo unun üst yüzeyi için hesaplanan ortalama sıcaklık de erinden 2.39 ˚C daha yüksek oldu u görülmü tür.

90 metre derinli indeki kuyudan, 30 ve 60 metre derinli indeki iki kuyuya göre daha yüksek akı kan sıcaklıkları elde edildi inden, 90 m ile karın ve buzun yüzeylerden eritilmesi daha kısa sürede gerçekle ir. Ancak kuyu derinli inin kurulum ve i letim maliyetinin, di er iki kuyuya göre daha yüksek oldu u unutulmamalıdır.

ekil 4.28 Yer blo unda sıcaklık da ılımı(90 metre)

Blok yüzeyinden 7 cm a a ıda serili 16 mm çaplı PX-b borusunun geçti i noktalarda sıcaklı ın daha yüksek oldu u görülmektedir. Yer blo unun üst yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 3.56 ˚C (276.71 K) olarak hesaplanmı tır. Blok içinde serili bulunan 16 mm çaplı PX-b boruda olu an sıcaklık da ılımı ekil 4.29’da verilmi tir. Boruda ısı transferinin gerçekle ti i ve borunun giri inden çıkı ına do ru sıcaklı ın dü tü ü görülmektedir.

ekil 4.29 Yer blo undaki ısıtma borusunda sıcaklık da ılımı

Giri

Çıkı

4.3.4.7. 90 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılmaması Halinde Köprü Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

90 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile kullanılmaması halinde köprü blo unda olu an sıcaklık da ılımı ara tırılmı tır. Blok altı ve kenarları için ta ınım ısı transfer katsayısı programa giri verisi olarak tanımlanmı tır. Su+antifriz çözeltisinin köprü blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.30’da verilmi tir. Köprü blo una ortalama 13.99 ˚C (287.14 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 13.4 ˚C (286.55 K) ile köprü blo unu terk etmektedir. Su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.59 ˚C olarak hesaplanmı tır.

ekil 4.30 Su+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı (TKIP’sız 90 metre)

Yüzeyinde 1 cm kalınlı ında kar bulunan karla kaplı köprü blo undaki sıcaklık da ılımı ekil 4.31’de verilmi tir. Köprü blo unun üst yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri -1.44 ˚C (271.71 K) ve alt yüzeydeki sıcaklık de eri -2.22 ˚C (270.93 K) olarak hesaplanmı tır. TKIP sistemi kullanmadan köprü blo u yüzeyindeki karın veya buzun erimesi tamamen gerçekle mese dahi boruların geçti i noktalarda çözülme gerçekle ir. Boruların yol boyunca serilmesi yerine enlemesine serilmesi ve serilimin daha az aralıklı yapılması faydalı olur.

ekil 4.31 Köprü blo unda sıcaklık da ılımı (TKIP’sız topraktan direkt: 90 metre)

4.3.4.8. 90 m Derinli indeki Kuyunun TKIP Sistemi ile Kullanılmaması Halinde Yer Blo unda Olu an Sıcaklık Da ılımı

90 metre derinli indeki kuyunun TKIP sistemi ile kullanılmaması halinde yer blo unda olu an sıcaklık da ılımı ara tırılmı tır. Blok altı ve kenarları için ta ınım ısı transfer katsayısı programa giri verisi olarak tanımlanmamı fakat blok yüzeyinde ta ınım ısı transfer katsayısı tanımlanmı tır. Di er veriler yer blo u için yapılan uygulamalarda kullanılan veriler ile aynıdır. Su+antifriz çözeltisinin yer blo undan çıkı sıcaklı ının grafi i ekil 4.32’de verilmi tir. Köprü blo una ortalama 14.25˚C (287.4 K) ile giren su+antifriz çözeltisi ortalama olarak 13.84 ˚C (286.99 K) ile yer blo unu terk etmektedir. Su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasında ortalama sıcaklık farkı 0.41 ˚C olarak hesaplanmı tır.

Giri

ekil 4.32 Yer blo undasu+antifriz çözeltisinin ortalama çıkı sıcaklı ı (TKIP’sız 90 m)

Yüzeyinde 1 cm kalınlı ında kar bulunan karla kaplı yer blo undaki sıcaklık da ılımı ekil 4.33’de verilmi tir. Yer blo unun üst yüzeyindeki ortalama sıcaklık de eri 0.04 ˚C (273.19 K) ve alt yüzeydeki sıcaklık de eri 7.33 ˚C (279.48 K) olarak hesaplanmı tır. Yer blo unun üst yüzeyi için hesaplanan ortalama sıcaklık de erinin köprü blo unun üst yüzeyi için hesaplanan ortalama sıcaklık de erinden 1.48 ˚C daha yüksek oldu u görülmü tür.

ekil 4.33 Yer blo unda sıcaklık da ılımı (TKIP’sız topraktan direkt: 90 metre)

ekil 4.34’de sayısal analizde elde edilen köprü ve yer bloklarına transfer edilen ısı transfer hızlarının zamanla de i imleri verilmi tir. Isı transfer hızı miktarının hesaplanmasında E itlik 4.18 kullanılmı tır. Su+antifriz çözeltisinin debisi köprü blo u ve yer blo u için sırasıyla 0.056 lt/s ve 0.067 lt/s ve özgül ısısı Tablo 4.2’den alınarak hesaplamalar yapılmı tır. Her 20 dakikada su+antifriz çözeltisinin ortalama giri ve çıkı sıcaklıkları kaydedilerek ısı transferi hızı hesaplanmı tır. Köprü blo unda su+antifriz çözeltisinin giri i ile çıkı ı arasındaki fark yer blo una göre daha yüksektir. Su+antifriz çözeltisinin yer blo una göre köprü blo unda debisi dü ük olmasına ra men köprü blo undaki ısı transferi hızları yer blo una göre fazla olmu tur. Bunun nedeni çözeltinin giri i ile çıkı ı arasındaki sıcaklık farkının daha baskın olmasıdır. Su+antifriz çözeltisinin giri -çıkı sıcaklıkları arasındaki farkın zamanla azalması ısı transfer miktarını dü ürmü tür. ekil 4.34’de görüldü ü gibi köprü modelinde 30, 60, ve 90 m derinli indeki sistemlerin çalı tırılmasıyla ortalama ısı transfer hızları 112, 122 ve 132 W/m2 olarak hesaplanmı tır. Aynı ekilde yer modelinde ise sırasıyla 30, 60 ve 90 m sistemleri için ısı transfer hızları 92, 98 ve 103 W/m2 _{olarak hesaplanmı tır.}

Giri

0 50 100 150 200 250 300 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Zaman (Dakika) q (W /m 2 )

Köprü-30 Yer-30 Köprü-60 Yer-60 Köprü-90 Yer-90

ekil 4.34 Köprü/yer bloklarında ısı transfer hızları

ekil 4.35’de 90 m’lik kuyu devrede iken rüzgar hızı ile köprü ve yer modelindeki ortalama yüzey sıcaklıklarının de i imi gösterilmektedir. Çevre sıcaklı ının -7 C oldu u kabul edilmi tir. Fırtınalı havalarda köprü ve yer bloklarında karın veya buzun eritilmesi i lemi için fazla enerji gerekirken az rüzgarlı havalarda daha az enerji gerekir. Bu nedenle kar eritme sistemi tasarlanır iken sistemin kurulaca ı bölgenin yakla ık 10 yıllık hava durumu raporlarının ortalaması alınarak enerji kayna ı, blok tasarım parametreleri belirlenmelidir.

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 Rüzgar hızı (m/s) O rt al m a yü ze y sı ca kl ı ı ( o C ) Tköprü-yüzey Tyer-yüzey

ekil 4.35 Rüzgar hızı ile yüzey sıcaklıklarının de i imi

ekil 4.36’da 30 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda elde edilen su-antifriz çözeltisi sıcaklıklarının köprü ve yer blo una giri ve çıkı de i imi verilmi tir. 10 ˚C olan deney ba langıç su+antifriz çözelti sıcaklı ının çıkı sıcaklı ı sistemin çalı maya ba laması ile 40 dakikalık bir süre sonra yakla ık 35 ˚C’lik bir sıcaklı a yükselmi tir. 40 dakika sonra TKIP sistemi topraktan daha kararlı bir sıcaklıkta ısıyı çekmi tir yani bu süreden sonra TKIP sistemi köprü ve yer sıcaklıklarını arttırmamaya ba lamı tır, ama su-antifriz sıcaklı ı 30-35 ˚C sıcaklı ı düzeyinde kalmı tır. Bu da 0 ˚C dolaylarında olan karın veya buzun erimesinin devam edece ini gösterir. Toplam 300 dakika süren deney sonucunda 30 metredeki toprak sıcaklı ı ise 11 ˚C’e dolayına gerilemi tir. Görüldü ü gibi köprü ve yer blo unda deneysel ve sayısal çalı ma kar ıla tırıldı ında çok büyük bir de er yakınlı ı oldu u görülmü tür. 300 dakika boyunca yapılan deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda köprü modelinde su-antifriz sıcaklıklarında % 5.19’lik bir farklılık hesaplanmı tır. Deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda yer modelinde ise su+antifriz çözeltisi sıcaklıklarında % 3.11’lik bir farklılık hesaplanmı tır.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 _{20 40 60 80} 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 20 0 22 0 24 0 26 0 28 0 30 0 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.36 30 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucu su+antifriz çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi

ekil 4.37’de 60 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda elde edilen su+antifriz çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi verilmi tir. Yakla ık 10 ˚C olan deney ba langıç su-antifriz çözelti sıcaklı ı sistemin çalı maya ba laması ile 40 dakikalık bir süre sonra yakla ık 40 ˚C’lik bir sıcaklı a yükselmi tir. 30 m’lik sondaj kuyusunun su+antifriz sıcaklı ını 35 ˚C’ye getirdi i zamandan daha önce 60 m’lik sondaj kuyusu su+antifriz karı ımının sıcaklı ını o de ere getirmi tir. 40-45 dakika sonra TKIP sistemi topraktan daha kararlı bir sıcaklıkta ısıyı çekmi tir yani bu süreden sonra TKIP sistemi köprü ve yer sıcaklıklarını artırmamaya ba lamı tır, ama su+antifriz sıcaklı ı 35-40 ˚C sıcaklı ı düzeyinde kalmı tır. Bu da 0 ˚C dolaylarında olan karın veya buzun erimesinin devam edece ini gösterir. Toplam 300 dakika süren deney sonucunda 60 metredeki toprak sıcaklı ı ise 13.43 ˚C dolayına gerilemi tir. Görüldü ü gibi köprü ve yer blo unda deneysel ve sayısal çalı ma kar ıla tırıldı ında çok büyük bir de er yakınlı ı oldu u görülmü tür. 300 dakika boyunca yapılan deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda köprü modelinde su+antifriz sıcaklıklarında % 5.11’lik bir farklılık hesaplanmı tır. Deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 _{20 40 60 80} 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 20 0 22 0 24 0 26 0 28 0 30 0 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.37 60 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucu su+antifriz

çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi

ekil 4.38’de 90 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda elde edilen su-antifriz çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi verilmi tir. Yakla ık 10 ˚C olan deney ba langıç su-antifriz çözelti sıcaklı ı sistemin çalı maya ba laması ile 40 dakikalık bir süre sonra 42 ˚C’lik bir sıcaklı a yükselmi tir. 30 ve 60 m’lik sondaj kuyusunun su-antifriz sıcaklı ını 35 ˚C’ye getirdi i zamandan daha önce 90 m’lik sondaj kuyusu su-antifriz karı ımının sıcaklı ını o de ere getirmi tir. 45-50 dakika sonra TKIP sistemi topraktan daha kararlı bir sıcaklıkta ısıyı çekmi tir, yani bu süreden sonra TKIP sistemi köprü ve yer sıcaklıklarını artırmamaya ba lamı tır, ama su-antifriz sıcaklı ı 35-45 ˚C sıcaklı ı düzeyinde kalmı tır. Bu da 0 ˚C dolaylarında olan karın veya buzun erimesinin devam edece ini gösterir. Toplam 300 dakika süren deney sonucunda 90 metredeki toprak sıcaklı ı ise 15 ˚C’e dolayına gerilemi tir. Görüldü ü gibi köprü ve yer blo unda deneysel ve sayısal çalı ma kar ıla tırıldı ında çok büyük bir de er yakınlı ı oldu u görülmü tür. 300 dakika boyunca yapılan deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda köprü modelinde su+antifriz sıcaklıklarında

ortalama % 5.07’lik bir farklılık ortaya çıkmı tır. Deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda yer modelinde ise su-antifiriz sıcaklıklarında ortalama % 3.02’lik bir farklılık ortaya çıkmı tır.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.38 90 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucu su-antifiriz çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi

ekil 4.39’da 90 m’lik sondaj kuyusu devrede, fakat TKIP devre dı ı iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda elde edilen su+antifriz çözeltisinin sıcaklıklarının de i imi verilmi tir. Yakla ık 10 ˚C olan deney ba langıç su-antifriz çözelti sıcaklı ı sirkülasyon pompalarının çalı maya ba laması ile 40 dakikalık bir süre sonra yakla ık 15 ˚C’lik bir sıcaklı a yükselmi tir. Toplam 300 dakika süren deney sonucunda 90 metredeki toprak sıcaklı ı ise 12 ˚C’e dolayına gerilemi tir. 300 dakika boyunca yapılan deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda köprü modelinde su+antifriz sıcaklıklarında % 7.26’lik bir farklılık gözlemlenmi tir. Deneysel ve sayısal çalı ma sonucunda yer modelinde ise su-antifriz sıcaklıklarında % 4.22’lik bir farklılık ortaya çıkmı tır. TKIP ile çalı tırılan sistemlerden daha az sıcaklık elde edilmi tir. Elde edilen su+antifriz çözeltisi sıcaklı ı köprü yüzeyindeki karı/buzu tam olarak eritemez ise de sürekli olarak topraktan ısı çekecektir. Böylece akı kanın dola tırıldı ı boruların geçti i noktalarda kar veya buz olayı gerçekle meyecektir.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.39 TKIP’ sız 90 m’lik sondaj kuyusu devrede iken deneysel ve sayısal çalı ma sonucu su+antifriz çözeltisinin çıkı sıcaklıklarının de i imi

ekil 4.40’da 30 m’lik sistem devrede iken deneysel ve sayısal analizde elde edilen köprü ve yer yüzey sıcaklıklarının zamanla de i imleri verilmi tir. Deney süresince hava sıcaklı ı -8 ˚C ile -7 ˚C arasında de i mi tir. -8 ˚C ile -7 ˚C arasındaki bir köprü/yer ba langıç sıcaklı ı 0 ˚C ile 3 ˚C arasına çıkarılmı tır. Köprü/yüzey sıcaklı ı test süresinin yakla ık 180. dakikasında kararlı hale gelmi tir. Test süresince ortalama köprü yüzey sıcaklıkları sayısal ve deneysel çalı ma için sırasıyla 0.38 ve 0.12 ˚C’dir. Test süresi sonunda olu an ortalama yer yüzey sıcaklıkları ise sayısal ve deneysel çalı ma için sırasıyla 2.51 ve 2.13 ˚C’dir.

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.40 Köprü/yer modeli yüzey sıcaklıklarının deneysel ve sayısal olarak de i imi (30 m)

ekil 4.41’de 60 m’lik sistem devrede iken deneysel ve sayısal analizde elde edilen köprü ve yer yüzey sıcaklıklarının zamanla de i imleri verilmi tir. -8 ˚C ile -6˚C arasındaki bir köprü/yer ba langıç sıcaklı ı 0 ˚C ile 4 ˚C arasına çıkarılmı tır. Köprü yüzey sıcaklı ı test süresinin yakla ık 200. dakikasında kararlı hale gelmi tir. Test süresi sonunda ortalama köprü blo u yüzey sıcaklıkları sayısal ve deneysel çalı ma için sırasıyla 0.78 ve 0.52 ˚C’dir. Test süresi sonunda ortalama yer blo u yüzey sıcaklıkları ise sayısal ve deneysel çalı ma için sırasıyla 3.04 ve 2.85 ˚C’dir.

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Zaman (Dakika) Sı ca kl ık ( o C )

Sayısal-Köprü Deneysel-Köprü Sayısal-Yer Deneysel-Yer

ekil 4.41 Köprü/yer modeli yüzey sıcaklıklarının deneysel ve sayısal olarak de i imi (60 m)

ekil 4.42’de 90 m’lik sistem devrede iken deneysel ve sayısal analizde elde edilen köprü ve yer yüzey sıcaklıklarının zamanla de i imleri verilmi tir. -8 ˚C ile -7 ˚C arasındaki bir köprü/yer ilk sıcaklı ı, 1 ˚C ile 4 ˚C arasına çıkarılmı tır. Köprü yüzey sıcaklı ı test süresinin yakla ık 220. dakikasında kararlı hale gelmi tir. Test süresi sonunda ortalama köprü blo u yüzey sıcaklıkları sayısal ve deneysel çalı ma için sırasıyla 1.17 ve 1.15 ˚C’dir. Test süresi