Investigation of Thermal Analysis Results of Hydronic Heating Systems Using Finite Element Method

Hidronik Isıtma Sistemlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi KullanılarakTermal Analiz Sonuçlarının İncelenmesi

Abstract

The methods of fighting icing in highway superstructures are of two types, active (modern) and passive(traditional) methods. Among the active methods, icing can be prevented by using conductive asphaltconcrete, hydronic ice melting systems and automatic solutions. In active methods, icing can beprevented without icing, as required by the established system. For this reason, active methods can bemore advantageous as they eliminate the damage caused by passive (traditional) methods to theenvironment and road pavement. Hydronic heating systems are also used as a renewable active anti icing system. In this study, the thermal and structural analysis of hydronic heating systems, which areactive methods using different parameters on a traditional superstructure section consisting ofabrasion, binder and bituminous base layers, was performed in Ansys computer program using finiteelement method, and the usability of this system was revealed to prevent the icing of asphalt concretein winter.

Özet

Karayolu üst yapılarında buzlanma ile mücadele yöntemleri aktif (modern) ve pasif (geleneksel) yöntemler olmak üzere iki çeşittir. Aktif yöntemlerin içerisinde ise, iletken asfalt betonu, hidronik buz eritme sistemleri ve otomatik solüsyon kullanılarak buzlanmanın önüne geçilebilmektedir. Aktif yöntemlerde buzlanma oluşmadan, kurulan sistem gereği, buzlanmanın önlenmesi sağlanabilmektedir. Bu nedenle pasif (geleneksel) yöntemlerin çevreye ve yol kaplamasına verdiği zararları ortadankaldırdığı için aktif yöntemler daha avantajlı olabilir. Hidronik ısıtma sistemleri de yenilenebilir bir aktif buzlanma önleyici sistem olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada aşınma, binder ve bitümlü temel tabakalarından oluşan geleneksel bir üst yapı kesiti üzerinde farklı parametreler kullanılarak aktif yöntemlerden olan hidronik ısıtma sistemlerinin, sonlu elemanlar metodu kullanılarak Ansys bilgisayar programında termal ve yapısal analizleri yapılmış ve kış aylarında asfalt betonunun buzlanmasının önlemesi için bu sistemin kullanılabilirliği ortaya konulmuştur.