شبیه سازی سه بعدی جریان آب و نانو سیال در سیستم پس سرمایش با لوله های مدفون در بتن ریزی حجیم

یکی از مباحث مهم در طرح و اجرای بتن حجیم، کنترل درجه حرارت آن در سنین اولیه می باشد. در بتن حجیم تولید گرمایهیدراسیون و پایین بودن ضریب هدایت حرارتی بتن، باعث میگردد که گرمای تولید شده به سرعت از بتن خارج نشده و این امرسبب افزایش دمای بتن بویژه در نواحی مرکزی میگردد. یکی از راهکارهای مطرح برای کاهش حرارت ایجاد شده، استفاده ازسیستم پس سرمایش می باشد که مکانیزم آن به صورت عبور آب سرد از داخل لوله های مدفون در بتن است. تمام پژوهش هایپیشین بر استفاده از آب به عنوان سیال عبوری از لوله های سیستم خنک کننده تمرکز کرده اند. در مطالعه حاضر، از نانوسیال بهعنوان سیال جایگزین آب استفاده و سپس مقایسه ای بین نتایج حاصل از عملکرد سیستم پس سرمایش با نانوسیال در مقایسه باآب انجام شده است. با توجه به آنکه نانوسیال دارای ضریب هدایت حرارتی بیشتری نسبت به آب است انتظار می رفت که راندمانعملکرد سیستم پس سرمایش در این حالت بیشتر باشد. در این مقاله به مدل سازی سه بعدی یک سیستم پس سرمایش با لوله هایمدفون در داخل بتن با سرعت های مختلف جریان ورودی پرداخته شده است. این مدل سازی عددی با استفاده از نرم افزار FLUENTانجام شد. برای صحت سنجی نتایج این تحقیق نتایج حاصل از مدل سازی عددی با داده های واقعی و نتایج مدل مقاله کیم وهمکاران در سال 2001 مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان داد که تطبیق قابل قبولی بین نتایج مدلسازی عددی و داده های واقعیوجود دارد. نتایج حاصل نشان داد که سرعت جریان نقش مهمی در دمای آب خروجی از سیستم و کاهش دمای بتن در بالا و پایین قطعه بتنی دارد. همچنین نتایج نشان داد که بهترین بازه سرعتی برای سیستم پس سرمایش، مشابه با این تحقیق، بین 0/6 الی 0/8 متر بر ثانیه می باشد. در ادامه برای گام بعدی تحقیق به مدل سازی سه بعدی جریان با نانو سیال پرداخته شد و نتایج حاصل نشان داد که استفاده از نانو سیال در کاهش گرمای هیدراسیون بتن بهتر عمل می کند.