ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΕΝΘΑΛΠΙΑΣ ΜΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΗΓΑΔΙΩΝ

Abstract

THIS THESIS DEALS WITH HEAT AND MASS TRANSFER, WHICH TAKES PLACE INSIDE AQUIFERS, DURING THEIR EXPLOITATION AS LOW ENTHALPY GEOTHERMAL RESOURCES BY MEANS OF SYSTEM OF WELLS. THE THESIS CONSISTS OF 8 CHAPTERS. THE FIRST REFERS TO GEOTHERMAL ENERGY IN GENERAL. THE SECOND DEALS WITH THE HEAT TRANSFER MECHANISMS AND THE EQUATIONS DESCRIBING WATER AND HEAT TRANSFER INSIDE AQUIFERS. IN CHAPTER THREE THE ANALYTICAL SOLUTIONS FOR THE HYDRAULIC AND THE THERMAL PART OF THE PROBLEM ARE PRESENTED, WHILE IN CHAPTER FOUR NUMERICAL METHODS, NAMELY FINITE DIFFERENCES, FINITE ELEMENTS AND BOUNDARY ELEMENTS ARE OUTLINED. LAGRANGIAN SCHEMES FOR THE SOLUTION OF THE THERMAL PROBLEM ARE ALSO DISCUSSED. CHAPTER FIVE INCLUDESEXTENSIVE DESCRIPTION OF PROGRAM LEGE, CONSISTING OF A COMBINATION OF A LAGRANGIAN AND AN EULERIAN SCHEME, WHICH SOLVES THE THERMAL PROBLEM. DESCRIPTION STARTS BY DATA INPUT AND STEP BY STEP PROCEEDS TO RESULT OUTPUT. ASSUMPTIONS AND LIMITATIONS OF THE PROGRAM ARE STATED AND ITS EVALUATION, BY COMPARISON TO ANALYTICAL SOLUTIONS, IS PRESENTED. IN CHAPTER SIX APPROXIMATE CALCULATION OF THE MAXIMUM FLOW-RATE OF A DOUBLET (WHICH IS THE "ESTABLISHED" WELL SYSTEM) IS ILLUSTRATED, BASED ON THE LIMITATIONS IMPOSED BY BREAKTHROUGH TIME AND WATER LEVEL DRAWDOWN. CHAPTER SEVEN INCLUDES A DETAILED STUDY OF DOUBLET AND QUADRUPLET, LEADING TO A COMPARISON BETWEEN THEM. FINALLY IN CHAPTER EIGHT AN APPLICATION EXAMPLE AT MYGDONIA BASIN IS GIVEN. THE THESIS INCLUDES ALSO 4 ANNEXES. THE FIRST GIVES THE ECONOMIC ASPECTS OF THE USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES, THE SECOND INCLUDES AN EXTENSIVE DESCRIPTION OF THE BOUNDARY ELEMENT METHOD, WHILE THIRD AND FOURTH SUMMARIZE ADIMENSIONAL NUMBERS AND ENERGY UNITS RESPECTIVELY.

ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΙ ΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΥΠΟΓΕΙΟΥΣ ΥΔΡΟΦΟΡΕΙΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΧΑΜΗΛΗΣ ΕΝΘΑΛΠΙΑΣ ΜΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΗΓΑΔΙΩΝ. Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΧΕΙ 8 ΚΕΦΑΛΑΙΑ. ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ ΓΕΝΙΚΑΣΤΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. ΣΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΠΟΥ ΔΙΕΠΟΥΝ ΤΗΝ ΚΙΝΗΣΗ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΥΔΡΟΦΟΡΑ ΣΤΡΩΜΑΤΑ. ΣΤΟ ΤΡΙΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΝΤΑΙ ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ ΟΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΔΟΘΕΙ ΤΟΣΟ ΓΙΑ ΤΟ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΟΣΟ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΟ ΘΕΡΜΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ, ΕΝΩ ΣΤΟ ΤΕΤΑΡΤΟ ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΙΛΥΣΗΣ. ΓΙΑΤΟ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΚΙΑΓΡΑΦΟΥΝΤΑΙ ΟΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ, ΤΩΝΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΟΡΙΑΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ, ΕΝΩ ΓΙΑ ΤΟ ΘΕΡΜΙΚΟ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΝΤΑΙ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΚΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΧΗΜΑΤΑ ΤΥΠΟΥ LAGRANGE. ΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΝΤΕ ΠΕΡΙΕΧΕΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ LEGE, ΠΟΥ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΕΝΟΣ ΣΧΗΜΑΤΟΣ ΤΥΠΟΥ EULER ΚΑΙ ΕΝΟΣ ΤΥΠΟΥ LAGRANGE. Η ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΞΕΚΙΝΑ ΜΕ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΒΗΜΑ ΠΡΟΣ ΒΗΜΑ ΚΑΤΑΛΗΓΕΙ ΣΤΗΝ ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ. ΕΠΙΣΗΣ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΟΙ ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ ΚΑΙ ΤΑ ΟΡΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ. ΓΙΝΕΤΑΙ ΤΕΛΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ LEGE ΜΕΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ. ΣΤΟ ΕΚΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΙΝΕΤΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΕΠΙΤΡΕΠΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΔΙΠΟΛΟΥ (ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ Η "ΚΛΑΣΙΚΗ" ΔΙΑΤΑΞΗ), ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΥΣ ΠΟΥ ΘΕΤΟΥΝ Ο ΧΡΟΝΟΣ ΔΙΑΝΥΣΗΣ ΚΑΙ Η ΠΤΩΣΗ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΟΥ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ. ΣΤΟ ΕΒΔΟΜΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΛΕΤΩΝΤΑΙ ΛΕΠΤΟΜΕΡΩΣ ΤΟ ΔΙΠΟΛΟ ΚΑΙΤΟ ΤΕΤΡΑΠΟΛΟ ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ. ΤΕΛΟΣ ΣΤΟ ΟΓΔΟΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΓΙΝΕΤΑΙ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΛΕΚΑΝΗ ΤΗΣ ΜΥΓΔΟΝΙΑΣ. Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΚΑΙ 4 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ. ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΗΠΙΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΚΤΕΤΑΜΕΝΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΤΩΝ ΟΡΙΑΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ, ΕΝΩ ΤΟ ΤΡΙΤΟ ΚΑΙ ΤΕΤΑΡΤΟ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΝΟΥΝ ΤΟΥΣ ΟΡΙΣΜΟΥΣ ΤΩΝ ΑΔΙΑΣΤΑΤΩΝΑΡΙΘΜΩΝ ΚΑΙ ΤΙΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ.