Yeraltı sığ. Dünya yüzeyine yakın yerkürenin sığ katmanlarında, sıcaklık rejimi esas olarak güneş radyasyonu ve yansıması, yağış, yeraltı suyu hareketi ve yeraltındaki ısı transferi ile belirlenir.

Bu katmanlardaki jeotermal ısı akışının sadece ihmal edilebilir bir etkisi vardır. Sıcaklık rejimi çok yüksek mevsimsel dalgalanmalara tabi olduğundan, sıcaklıklar buna bağlı olarak dünya yüzeyinin altındaki bu düşük derinliklerde dalgalanır.

Yerkabuğunun sığ yeraltında, jeotermal ısı ve gelen güneş enerjisinden kaynaklanan tüm jeotermal ısı akışındaki farklı paylar, bir dizi farklı etkiden etkilenir.

Örneğin, toprak gibi yağış da ortamın ortam sıcaklığından etkilenir. Yağmur suyunun bir kısmı yeraltına sızıyor. Bu tür ısı transferi konvektiftir ve bir ısı transfer ortamı, bu durumda su yoluyla gerçekleşir.

Su toprağa sızdığında çok farklı sıcaklıklara sahip olabilir. Yeraltı suyuna ne kadar hızlı ulaşırsa ve toprağa ne kadar çok su sızarsa, giren suyun ısı durumu genellikle o kadar az değişir ve yeraltı suyu üzerinde o kadar çok ısınma veya soğutma etkisi olabilir.

Bu, esas olarak çok geçirgen örtü tabakaları ve yeraltı suyu akiferleri için geçerlidir. Su, yeraltı suyuna ulaşmadan önce uzun süre toprak altında kalırsa durum farklıdır. Bu koşullar altında, su sıcaklığı büyük ölçüde çevredeki kayalarınkine göre ayarlanabilir. Su gevşek kayalara (örn. kumlar) girerse, temas alanı çok geniştir ve bu nedenle ısı alışverişi tercih edilir.

Güneş radyasyonunun mevsimsel etkisi, dünya yüzeyinden 10 ila 20 m derinliğe kadar gözlemlenebilir. Yerden yaklaşık 20 m derinliğe kadar olan bu mevsimsel sıcaklık değişimleri, mevsimsel olarak değişen güneş radyasyonu kaynağından kaynaklanır.

Toprağın enerji depolama kapasitesi nedeniyle, yeryüzüne yakın hava katmanlarındaki sıcaklık dalgalanmalarının yüzeye yakın toprağın sıcaklığı üzerinde doğrudan bir etkisi yoktur. Bunun sonucunda, yanıt veren sıcaklık profili, mevsimsel olarak değişen ortalama hava sıcaklıklarını belirli bir gecikmeyle takip eder.

Yüzeyin 10 ila 20 m altında sıcaklık, yaklaşık 9 ila 10 °C’lik yıllık ortalama sıcaklıkta sabittir. Dünya yüzeyinin üst santimetrelerinde, güneş radyasyonu nedeniyle günlük süreçte sıcaklık değişimleri meydana gelir. Bu varyasyonlar artan derinlikle azalır ve sığ jeotermal enerjinin enerjik kullanımı için pratikte hiçbir önemi yoktur.

Mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının olmadığı derinliğe nötr bölge denir. DIN 4049’a göre bu, yıllık sıcaklık rotasının 0,1 K’den fazla dalgalanmadığı yer yüzeyinin altındaki bölümdür.

Sıcaklık dalgalanmaları derinlikle birlikte azalır ve kayaların termal iletkenliğinden ve yeraltı suyu akışından büyük ölçüde etkilenirler. Bu nötr bölge, yaklaşık 20 m derinlikte tanımlanabilir. Bunun altında, sıcaklık ağırlıklı olarak jeotermal ısı akışından etkilenir. 

Yaklaşık olarak, nötr bölge içindeki sıcaklık, ilgili bölgede dünya yüzeyindeki ortalama uzun vadeli (uzun yıllar boyunca) yıllık sıcaklığa eşittir (yani, ilgili bölgede dünya yüzeyindeki sıcaklık 9’a eşittir.

Isı Transfer Süreçleri

Farklı ısı transfer süreçleri, aynı derinlikte değişen sıcaklıklara yol açar. Yerel termal sıcaklık gradyanı bu nedenle bölgesel veya genel ortalama değerden önemli ölçüde sapabilir.

Jeotermal ısı akış gradyanı volkanik ve tektonik faaliyetlerden etkilenebilir. Dünyanın dinamik davranışına göre en önemli jeotermal ısı kaynakları hakkında şematik bir görünüm verir. Orta okyanus sırtlarında yüksek jeotermal enerji potansiyeli verilmektedir.

Burada okyanus kabuğu nispeten incedir ve sıcak manto kayası dünya yüzeyine yakın bir yerde yükselir. Bu, örneğin, jeotermal enerjinin halihazırda enerji talebine önemli ölçüde katkıda bulunduğu İzlanda’daki durumdur.

Ayrıca, okyanus kabuğunun kıtasal kabuğun altına hareket ettiği yerlerde jeotermal enerji kullanımı için yüksek potansiyellerin verildiğini de göstermektedir. İki levha arasındaki sınırda, sıcak manto kayası yukarı doğru hareket edebilir ve volkanlar şeklinde görünür hale gelebilir.

Bu tür jeotermal aktivitenin tipik örnekleri, Güney Amerika’daki And Dağları boyunca yer alan sayısız volkandır. Jeolojik dönemlerde volkanların enerjisinden doğrudan yararlanmanın zor olduğu durumlarda bile, sığ derinliklerde nispeten yüksek sıcaklıklara sahip volkanik sonrası alanlar, jeotermal enerjinin kullanımı için potansiyel alanlardır. Kaliforniya/ABD’deki Geysers sahası ve Yeni Zelanda’daki jeotermal sahaları bu tip jeotermal kaynaklara örnektir.

Konveksiyon ile ısı transferi
Işınımla ısı transferi
Isı transferi Çeşitleri
Isı transferi Soru Çözümleri
Isı transferi PDF
İletimle ısı transferi
Isı transferi hesabı
Taşınımla ısı transferi formülü

Ayrıca, kıta kabuğu gibi diğer alanlar da önemli miktarda ısı akışı gösterir. Bu nedenle, mevcut bilgi durumuna göre Avrupa’nın bazı bölgelerindeki ısı akışı yoğunluğunu göstermektedir. Bu haritaya göre, nispeten yüksek bir ısı akışı yoğunluğu ile karakterize edilen alanlar görülebilir.

Bu, örneğin Yukarı Ren Vadisi ve Paris’in güneyindeki geniş alanlar için geçerlidir. Toskana’da çok yüksek ısı akışı yoğunlukları verilmektedir; burası ilk jeotermal enerjinin kurulup işletmeye alındığı alandır.

Sıcaklık haritaları, bu tür ısı akış yoğunluğu haritalarına dayalı olarak ve derin kuyulardan ölçülen değerler kullanılarak geliştirilebilir. Örnek olarak, 2.000 m derinlikte Almanya için örnek niteliğinde sıcaklık konturlarını gösterir.

Yukarı Ren Vadisi’ndeki yüksek sıcaklıklar dikkat çekicidir; yarık çapındaki yeraltı suyu sirkülasyonlarından etkilenirler. Dahası, Stuttgart’ın güneyinde Bad Urach yakınlarındaki Swabian Dağları bölgesinde ve Kuzey Almanya-Polonya Havzasında yüksek sıcaklıklar görülüyor; tuzlu yapılar bu tür sıcaklık anormalliklerini destekler.

Bu enerjiden teknik olarak yararlanmak için ilgili sıcaklık seviyesi bir parametreden başka bir şey değildir. Ayrıca, ısının yalnızca kayalarda depolanıp depolanmadığı veya muhtemelen kaya gözeneklerinde doğal olarak bulunan sıvıların bir parçası olup olmadığı da belirleyicidir (yani, yüksek düzeyde gözenekliliğe ve geçirgenliğe sahip taşıyıcı kayalar).

Genellikle derinliklerde ıslak kayalar bulunur. Enerjiden doğrudan faydalanmak için yeterli su taşıyan ve yerin çok derininde olmayan akiferlerin mevcudiyeti temel gereksinimdir. Bu akiferler, dünya çapında birçok yerde bulunan büyük tortu yapılarında bulunabilir.

Mevcut sediman havzalarını örnek olarak gösterir. Hidrotermal koşulları açısından en ilginç bölge, Tuna ile Alpler arasındaki Malm suyunun (yani Üst Jura’da kireçtaşı kayalardan oluşan jeolojik bir tabaka) kullanılabileceği bir alandır.

The post Isı Transfer Süreçleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).