Wassererneuerungszeit in einem Trinkwassertank in Saudi-Arabien

Mattias Deller, 12. September 2018

Mit einer thermisch - hydraulischen Modellierung wurde für einen Trinkwassertank in Saudi-Arabien die Aufenthaltszeiten des Wassers berechnet. Es konnte gezeigt werden, dass die durch die Sonne aufgeheizten Stahlwände die Zirkulation im Trinkwassertank beeinflussen und das gegenüber einer rein hydraulischen Betrachtung unterschiedliche Aufenthaltszeiten zu erwarten sind.

Ungefähr 50 - 60 % des Trinkwassers in Saudi-Arabien wird durch Entsalzungsanlagen bereitgestellt. Viele dieser Anlagen befinden sich am Roten Meer, daher müssen von dort grosse Trinkwassermengen in die Ballungsgebiete transportiert werden. Entlang dieser Transportwege gibt es riesige Wassertanks, welche als Zwischenlager oder strategische Reserve dienen.

Wenn das Trinkwasser zulange in diesen Tanks verweilt, kann sich die Wasserqualität stark verringern. Gemäss Regelung der WHO darf die Verweildauer nicht länger als 7 Tage sein. Damit diese Vorgabe erfüllt werden kann, muss die Zirkulation im Wassertank möglichst optimiert werden. Die Zirkulation entsteht durch den Zufluss und die Entnahme, aber auch durch thermisch induzierte Strömungen (Dichteströmung) entlang der Aussenwand des Tanks.

Die TK CONSULT AG wurde beauftragt mittels einer 3D-CFD Berechnung die Aufenthaltszeiten eines geplanten Wassertanks zu bestimmen. In einem ersten Schritt wurde eine hydraulische Modellierung von unterschiedlichen Zufluss- und Entnahmekonfigurationen durchgeführt. In Saudi-Arabien ist die thermisch induzierte Zirkulation aufgrund des dortigen Klimas von grosser Bedeutung. Daher wurde in einem zweiten Schritt ein thermisch-hydraulische Modellierung für dieselben Konfigurationen durchgeführt.


Stromlinien für die hydraulische Modellierung
Stromlinien für die hydraulische Modellierung

Stromlinien für die thermisch - hydraulische Modellierung
Stromlinien für die thermisch - hydraulische Modellierung

Zwei Schnitte zeigen die Verteilung der Aufenthaltszeiten im Wassertank
Zwei Schnitte zeigen die Verteilung der Aufenthaltszeiten im Wassertank

Ansprechperson

Mattias Deller

Mattias Deller

MSc. Umwelt-Natw. ETH

Projektleiter

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