Application of numerical modeling in quantitative assessment of BHT dispersion in PE-HD pipes

PE-HD water pipes are exposed to adverse environmental conditions, both during production and their subsequent use in the civil engineering. Several organic compounds migrating into water may lead to deterioration of water quality, especially its taste and odour. Commonly used antioxidant BHT and its products of degradation are leached into water as a result of degradation of the PE-HD pipes material. This paper presents the results of laboratory tests of BHT concentration changes in water circulating in the PE-HD close loop pipe of 30 m length as well as of numerical studies based on data obtained by the laboratory measurements. Numerical calculations were performed using the commercial software Fluent, Ansys Inc., based on the computational fluid dynamics (CFD) principles. The analysis of water samples confirmed the migration of the antioxidant from the pipe material into the water. The results of numerical analysis gave good agreement with the measured values.

---

Przewody wodociągowe wykonane z PE-HD narażone są na wpływ niekorzystnych warunków zewnętrznych zarówno na etapie produkcji, jak i ich późniejszego wykorzystania w budownictwie. Związki organiczne migrujące do wody mogą powodować zmianę jej właściwości organoleptycznych, pogorszenie smaku i zapachu. W wyniku degradacji materiału przewodów do wody wymywany jest m.in. powszechnie stosowany przeciwutleniacz BHT lub produkty jego degradacji. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych zmian stężenia BHT w wodzie krążącej w przewodach z PE-HD oraz badań numerycznych. Obliczenia numeryczne wykonano z wykorzystaniem komercyjnego programu Fluent, Ansys Inc., bazującego na obliczeniowej dynamice płynów (CFD). Analiza próbek wody potwierdziła migrację przeciwutleniacza z materiału rury do wody. Wyniki analiz numerycznych dały dobrą zgodność z wartościami pomierzonymi.