10 - PBRUmis.pbru.ac.th/research/files/docfiles/2559R160-59160628163533.pdf · 09:00 น. et-254 การพัฒนาการหาก าลังสูญเสียของมอเตอร์ไฟฟ้า

10 มถนายน 2559

Session 6 Main Conference (S1R1) ประธานการน าเสนอบทวาม : ดร.พสษฏ มณโชต

09:00 น. ET-186 การศกษาและพฒนาระบบดกจบไอระเหยน ามนดวย Wet Scrubber

นพดล ไทยตรง สมนก จารดลกกล และสณสา ศภคณาพทกษ

09:15 น. ET-195 ผลกระทบของความเรวลมทมตอระบบระบายความรอนแบบรางน าส าหรบแผงเซลลแสงอาทตย

ปฐมพงค จโน และกฤษณะ รมชยพฤกษ

09:30 น. ET-199 การจ าลองวดพลงงานไฟฟาแบบไมตดตงเครองวดรกล าอปกรณไฟฟาดวยโปรแกรม Matlab โดยใชวธการฮดเดนมารคอฟโมเดลส าหรบการอนรกษพลงงานภายในบาน

สมชาย เบยนสงเนน และบญยง ปลงกลาง

09:45 น. ET-201 การศกษาการแปรคารงสอาทตยบนพนเอยงโดยวธการค านวน

สมเจตน ภทรพานชชย เพญพร นมนวล และ อสระ มะศร

10:00 น. ET-205 แนวทางการปรบปรงประสทธภาพระบบอดอากาศ: กรณศกษาโรงงานอตสาหกรรมผลตขวดพลาสตก

พรทพา ตายเทศ และวทยา ยงเจรญ

10:15 น. ET-209 เทคนคการเตมสารท าความเยนแบบอดไอส าหรบทอความรอน

ธนาพล สขชนะ

10:30 น. ET-217 การสรางเครองมอวดก าลงไฟฟา อ าภา สาระศร

Session 6 นลบล (S6R2) ประธานการน าเสนอบทวาม : ผศ.ดร.นพนธ เกตจอย

09:00 น. ET-218 การอบแหงเหดหอมดวยเทคนคสญญากาศรวมกบรงสอนฟราเรด

สทธชย รงสวาง ศรมา แจค า ณรงค องกมบวน และกตตศกด วธนนทกตต

09:15 น. ET-230 การศกษาเชงตวเลขของพฤตกรรมการไหลแบบปนปวนและลกษณะการถายเทความรอนในทอสเหลยมจตรสทมการตดตงแผนบางรปตวไซนคกบครบรปตวว

ปรชญา ส ารวยสนธ และพทกษ พรอมไธสง

09:00 น. ET-232 การปรบปรงประสทธภาพการระบายความรอนเครองปรบอากาศแบบแยกสวน

ภคว หะยะมน และชยยพล ธงชยสรชตกล

09:15 น. ET-234 การวเคราะหสมรรถนะของเตาแกสหงตมรวมกบทอผสมทแตกตางกน

ไกรว โนศร อภนนต นามเขต อ าไพศกด ทบญมา และส าเรง จกรใจ

10:00 น. ET-251 การประหยดพลงงานเครองท าน าแขงยนตดวยระบบอนเวอรเตอร

พทธพร เศวตสกลานนท และวจตร กณเรศ

10:15 น. ET-253 ผลกระทบของแผนกนแบบลอยตวทสงผลตอพฤตกรรมการถายเทความรอนภายในชองขนาน

อาณต พลา

Session 6 กรณกา 1 (S6R3) ประธานการน าเสนอบทวาม : ผศ.ดร.สมชาย เจยจตตสวสด

09:00 น. ET-254 การพฒนาการหาก าลงสญเสยของมอเตอรไฟฟาเหนยวน าสามเฟสโดยเทคนคการวดอณหภมลมระบายความรอน

ณฎฐพล แจงจงด และทรงกลด ศรปรางค

09:15น. ET-260 การหาคาพารามเตอรทเหมาะสมส าหรบระบบควบคมของฟลายแบคอนเวอรเตอรแบบขนานดวยวธการทางปญญาประดษฐ

ทรงกลด ศรปรางค วนชย ทรพยสงห สมพล บญญสวรรณโณ และอนชต อไรรตน

09:30 น. ET-261 Numerical Investigation on Heat Transfer and Turbulent Flow in an Oblique-Ribbed Tube

Watcharin Noothong Warakom Nerdnoi Pongjet Promvonge andChinaruk Thianpong

09:45 น. ET-262 การศกษาประสทธภาพระหวางรถยนตกบถนนภายใตการขบขจรงในกรงเทพมหานคร

ศรวสย ตรนก และองคร ศรภคากร

Session 6 กรณกา 2 (S6R4) ประธานการน าเสนอบทวาม : รศ.ดร.สมทธ เอยมสอาด

09:00 น. ET-277 Numerical Simulation of Turbulent Flow and Heat Transfer in Dimpled Channels

Somchai Sripattanapipat Satienpong Huyanan Pongsak Kummul andPongjet Promvonge

09:15 น. ET-280 การพฒนาตอบลมรอนส าหรบกระบวนการตกแตงส าเรจ พภพ นราแกว และส าเรง นราแกว

09:30 น. ET-281 การเพมขดความสามารถของสายสงก าลงไฟฟาทเชอมโยงระหวางภาคเหนอและภาคกลางของประเทศไทย ดวยโปรแกรมประยกตควบคมการไหลของก าลงไฟฟาแบบอตโนมต

ชชชญา นรนทรนอก และวทยา ยงเจรญ

09:45 น. ET-284 การศกษาการถายเทความรอนเชงตวเลขของการไหลในทอแบบปนปวนผานปกสเหลยมคางหมค

นฤมล อศวภม สมบต ท านา ณตวภา เจยระไนวชระ และพงษเจต พรหมวงศ

10:00 น. ET-288 การศกษาการลดพลงงานไฟฟาของระบบเครองปรบอากาศในรถยนตโดยใชเทคนค การปรบความกวางของสญญาณพลส (PWM)

นาว นนตะภาพ ศรธร อปค า รณชาต มนศลป และณฐรตน ปาณานนท

10:15 น. ET-290 การจ าลองเชงตวเลขของการไหลปนปวนและการถายเทความรอนในทอแลกเปลยนความรอนโดยการใสแผนบางทมปกสามเหลยมค

ธรวทย ดสอน สมบต ท านา พงษศกด ค ามล และพงษเจต พรหมวงศ

Session 6 กรณกา 3 (S6R5) ประธานการน าเสนอบทวาม : ผศ.ดร.วราภรณ รตตนงพสตย

09:00 น. ET-295 ผลของระดบความสกและอณหภมพฟฟงตอคณภาพของกลวยน าวากรอบ

สรพชญ ทบเทยง สมเกยรต ปรชญาวรากร และสมชาต โสภณรณฤทธ

09:15 น. ET-297 พฤตกรรมการถายเทความรอนของกลมเจทหมนควง พงชน

วสรรค เหลอมหลอ ขวญชย หนาแนน และสมทธ เอยมสอาด

09:30 น. ET-298 การอบแหงเมดพรกไทยในเครองอบแหงฟลอดไดซเบดทตดตงอปกรณสรางการไหลหมนควง

ฐานนดร วชาสอน ขวญชย หนาแนน วรสา ชวฒนกล และสมทธ เอยมสะอาด

09:45 น. ET-299 การศกษาเพมการถายเทความรอนในทอแลกเปลยนความรอนดวยอปกรณสรางความปนปวน

ภทร ค ากนยา ขวญชย หนาแนน และสมทธ เอยมสอาด

12th Conference on Energy Network of Thailand

การประชมวชาการเครอขายพลงงานแหงประเทศไทยครงท 12

มหาวทยาลยนเรศวร รวมกบ มหาวทยาลยแมโจ

“อตสาหกรรม-พลงงาน เพออนาคตประเทศไทย”

การประชมวชาการเครอขายพลงงานแหงประเทศไทยครงท 12 12th Conference on Energy Network of Thailand

1718

คณะวทยาศาสตร รวมกบ มหาวทยาลยแมโจ “อตสาหกรรม-พลงงาน เพออนาคตประเทศไทย”

ENETT12-ET-297

พฤตกรรมการถายเทความรอนของกลมเจทหมนควงพงชน Heat transfer behaviors of the multiple impinging jets

วสรรค เหลอมหลอ1 ขวญชย หนาแนน1 และสมทธ เอยมสะอาด2

1 ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยมหานคร ทอย 140 ถนนเชอมสมพนธ แขวงกระทมราย เขตหนองจอก กรงเทพฯ 10530

2 ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม มหาวทยาลยราชภฏเพชรบร ทอย 38 ต.นาวง อ.เมอง จ.เพชรบร 76000 *Email: [email protected], โทรศพท (089) 0782711

บทคดยอ

งานวจยนเพอศกษาเกยวกบผลกระทบของกลมเจทพงชนพนผวเพอศกษาการถายเทความรอนดวยแผน Thermo chromic liquid crystal (TLC) โดยเจทพงชนตงฉากกบพนผวทระยะ (L = 2D, 4D, 6D, 8D และ 10D) โดยท D คอขนาดเสนผาศนยกลางหวฉดเจท โดยทก าหมดใหคาเรยโนลดคงท 25,000 ผลการทดลองพบวาพฤตกรรมการถายเทความรอนของเจทกลมมความซบซอนเนองจากอทธพลของล าเจททอยตดกน ซงอตราการถายโอนความรอนสงสดของ (Nu) โดยเฉพาะกรณทระยะหางจากปากทางออกหวฉดท L = 2D เมอเทยบกบกรณท L = 4D, 6D, 8D และ 10D ตามล าดบ ค ำส ำคญ: กลมเจทหมนควงพงชน พฤตกรรมการไหล คณสมบตการถายเทความรอน Abstract The purpose of the present study is to examine the effect of the multiple jets on the heat transfer of the impingement plate by using thermochomic liquid crystal (TLC) sheet. The experiments were performed at five different jet- to- plate distances ( L= 2D, 4D, 6D, 8D and 10D) , where D was the jet nozzle diameter. Reynolds number 25,000. The experimental results revealed that the heat transfer behaviors of multiple jets were complicated due to the existence of the interactions among adjoining jets. The maximum heat transfer rate (Nu) was found at L= 2D Compared to the case of L = 4D, 6D, 8D and 10D, respectively. Keywords: Multiple impinging jets, Flow pattern, Heat transfer characteristic. 1. บทนา

ในการใชเจทพงชนเพอเปนกระบวนการแลกเปลยนความรอนบนพนผวพงชนของเจทของไหลเปนวธหนงทนยมใชเปนกระบวนการการถายเทความรอนในอตสาหกรรม เชน การระบายความรอนใบพดแกสเทอรไบน ผนงหองเผาไหม อปกรณอเลคโทรนค เปนตน เนองจากการใชวธนเปนวธทใหประสทธภาพและอตราการถายเทความรอนไดสงโดยเฉพาะทบรเวณทมเจทพงชนโดยตรงหรอน าไปใชในการระบายความรอนบนพนผวทตองการความรวดเรวและรวมไปถงการใชเพอเพมอตราการแลกเปลยนความรอนในอปกรณทางความรอน อยางเชน อปกรณระบายความรอนขนาดเลกทมประสทธภาพสง แตอยางไรกตามในกรณทมพนผวใหญหรอตองการควบคมการแรกเปนความรอนบนพนผวทสม าเสมา การใหความรอนแผนฟลม แผนโลหะ

และพนผวทตองการถายเทความรอนจะสารถใชการใชกลมเจทหมนควงพงชนแทนการใชเจทกลมแบบไมมการหมนควง

ในกรณการพงชนของเจทเดยวบนพนผว จากระยะหางปากทอทางออกของหวฉดจนถงพนผวทเจทพงชน จะมผลกระทบตอโครงสรางเจทในขณะทพงชนพนผวและคณลกษณะการถายเทความรอนบนพนผวเนองจากของไหลในล าเจททพงออกจากหวฉดจะมการเปลยนแปรงโครงสรางภายในเจททมระยะทแตกตางกนไปในแตระยะของหวฉด สวนโมเมนตมและความปนปวนภายในเจทขณะทมการพงชนจะมผลตอการถายเทความรอนบนพนผวและกรณของเจทกลม โครงสรางการไหลจะมการถายเทความรอนบนผนงทมความซบซอนมากกวากรณของเจทแบบเดยว นอกจากระยะในการพงชนและยงจะมเ งอนไขใน การ


1719


จดเรยงของเจทและระยะหางระหวางเจทจะมผลตอการไหลและการถายเทความรอนบนพนผว ในกรณทระยะหางระหวางหวฉดเจททนอย กอนทมการพงชนของเจทจะถงพนผว จะเกดปรากฏการณการผสมระหวางของไหลทพงออกจากเจททอยตดกน ท าใหโครงสรางการไหลของเจทแตกตางจากกรณของเจทเดยว หลงทเกดการพงชนพนผวแลว กยงเกดปรากฏการณการชนกนของเจทผนง (Wall jet) ทบรเวณดานขางตดกนแลวใหเกดการไหลขนจากผนง (Up wash flow) ซงจะท าใหการถายเทความรอนบนผนงทบรเวณนมความซบซอนมากขน จากงานวจยทผานมาจะมการพยายามทปญหาด งกลาวโดยการศกษาต วแปรระยะหางของการพงชนและระยะหางระหวางเจท เพอก าหนดคาตวแปรทมการถายเทความรอนบนพนผวทสงและอตราการถายเทความรอนบนพนผวของผนงทมความสม าเสมอใหมากทสด ในป 2002 lee et al, [1] ท าการศกษาการถายเทความรอนบนพนผวโดยการศกษาอทธผลของล าเจทหมนควงโดยทตดตงอปกรณสรางการหมนทเปนลกษณะเปนใบพดตดตงทางออกของทอเจท ซงใบพดสรางการหมนควงมใบพดรวมทงหมด 8 ใบ ยาว 4 เซนตเมตร โดยทใบพดมความแตกตางขององศาของมมเมอเทยบกบแกนเทากบ 0˚ 15˚, 30˚ และ 45˚ ตามล าดบ โดยใชอากาศทมคาเรยโนลดเทากบ 23,000 ผลการทดลองจะพบวา การสรางการไหลแบบหมนควงแบบใบพดมมม 15˚ ทระยะหางระหวางทางออกปากทอเจทกบพนผวทพงชน L/D เทากบ 2 จะใหคาการถายเทความรอนเฉลยสงสดเมอเทยบเทากบคาอนๆ จากนน Wen and Jang [2] ไดท าการศกษาคณลกษณะการถายเทความรอนบนพนผวโดยการศกษาอทธผลของเจทพงชนกบพนผวทมฟลกซความรอนแบบคงตว ตดตงอปกรณแผนบดกากบาทเพอสรางการหมนวนทดลองทตวเลขเรยโนลด 500 ถง 2700 มระยะหางจากระหวางปากทอเจทถงพนผวพงชนท (L/D) อยในชวง 3 ถง 16 โดยททอเจทหมนควงมแบบแผนบดธรรมดาและแผนบดกากบาท จากผลการทดลองจะพบวาทอเจททสอดใสแผนบดกากบาทจะใหคาการถายเทความรอนทมากกวาแผนบดธรรมดาและเจททอเปลา และเมอท าการเพมคาเลขเรยโนลดคาการถายเทความรอนยงเพมขน ถดมา Yuan et al. [3] ศกษาผลกระทบของการพงชนของเจทหมนควงตอการถายเทความรอน ผลของการไหลหมนควงทเกดจากการสอดใสแผนบดในทอเจททมขนาดเสนผานศนยกลางขนาด 3 มลลเมตร โดยทของไหลทใชคอคารบอนไดออกไซดใชการทดลองในชวงเลขเรยโนลดท 7,500 ถง 28,300 ก าหนดระยะหางระหวางปากทอเจทกบพนผวทเจทพงชนทต าแหนงคงทเทากบ 3 เทาของเสนผาน

ศนยกลางทอเจท จากการทดลองเจทพงชน (r/D>0.37-0.92) จะใหคาการถายเทความรอนทสงกวาทใชทอเจทเปลาเนองจากการหมนควงจะเกดการสรางกระแสหนาตดของเจททใหญกวา จากนน Bakirci and Bilen [4] ท าทดการสอบการถายเทความรอนบนพนผวเรยบโดยทตดตงอปกรณการสรางการไหลหมนควงในทอเจทเปนแบบแทงเกลยว 4 รอง เพอศกษาอทธผลการไหลหมนควงตามแนวองศาแท ง เกล ยว เท ากบ 0 ˚, 22 .5˚, 41˚ และ 50˚ ตามล าดบ การกระจายตวของอณหภมและถายเทความรอนบนพนผวชวงการไหลแบบปนปวนทคาเรยโนลดเทากบ 10,000 ถง 30,000 ผลจากระยะหางปากทอเจทถงพนผวพงชน (L/D) เทากบ 6 ถง 14 ใชเทคนคการใชแผนเทอรโมลควดครสตลเพอท าการการศกษาพฤตกรรมการกระจายตวการถายเทความรอน ผลการทดลองจะพบวาแทงเกลยวเทากบ 50˚ จะใหคาการถายเทความรอนทสงสด ซงคาการถายเทความรอนนจะเกดขนรอบบรเวณศนยกลางของเจทพงชนและยงพบวาการถายเทความรอนจะเพมขนเมอคาเลขเรยโนลดทสงขน ถดมาอก Alekseenko et al. [5] ศกษาพฤตกรรมของล าเจทพงชนแบบหมนควงแบบใชเทคนค VIP ศกษาอทธผลของการไหลแบบหมนควงของทอเจททตดตงอปกรณการสรางการไหลหมนควงทคาเลขเรยโนลด 8,900 มระยะหางจากปากทอเจทกบพนผวเทากบ (L/D) 3 ผลการตดตงหวฉดทสรางการไหลหมนควงในทอเจทสงผลการไหลพงชนแบบหมนควงมการกระจายในบรเวณทกวางขน ตอมา มกตาร แวหะย และ ชยต นนทดสต [6] วจยคณลกษณะการถายเทความรอนและการไหลข อ ง ก ล ม เ จ ท ห ม น ค ว ง ท พ ง ช น พ น ผ ว ม ข น า ดเสนผาศนยกลางภายใน (D) 16.5 mm จ านวน 9 ทอ ทเรยงกนเปน 3 แถว แถวละ 3 ทอ พงชนตงฉากกบพนผว และใชแผนบดทมระยะพตชตางๆ ตวแปรทใชในการทดลองประกอบดวย ระยะระหวางเจท L=2D, 4D, 6D, และ 8D ระยะหางระหวางเจท S= 2D, 4D, 6D, และ 8D ระดบของการหมนควง (Swirl number) Sw = 0.40, 0.62, 0.78, 0.94 และเจททอเปลา(ไมใสแผนบด) โดยก าหนดคาเรยโนลด 25,000 (อตราการไหลของอากาศเทากนทกกรณ) ใชแผน TLC วดการกระจายอณหภมและหาสมประสทธการพาความรอนบนพนผวทเจทพงชนดวยเทคนคการวเคราะหภาพ และเทคนคฟลมน ามน จากการทไดศกษาพบวาสามารถเพมอตราการถายเทความรอนบนพนผวทพงชนไดโดยเฉพาะกรณทระยะจากปากทางออกหวฉดถงพนผวพงชน L=2D และกรณทระยะหางระหวางเจท S=2D, 4D ถดจากนน C. Nuntadusit et al. [7] ท าการศกษาลกษณะการไหลและการถายเทความรอนของเจทแบบการไหลหมน


1720


ควงพงชนพนผวแลกเปลยนความรอน อาศยการใชเทคนคแผนเทอรโมลควดครสตล ทระยะหางระหวางปากทอเจทถงพนผวพงชน Z/d และเลขเรยโนลดเทากบ 4 และ 20,000 ทอสอดใสแผนบดทของอตราสวนแผนบด y/W เทากบ 1.52 ถง 3.64 จากผลการทดลองพบวาการไหลหมนควงท y/W เทากบ 3.64 จะใหคาการถายเทความรอนสงสด C. Nuntadusit et al. [8] ศกษาการถายเทความรอนบนพนผวดวยกลมเจทหมนควงพงชนโดยการสอดใสแผนบดทอตราสวน 3x3 ทอตราการบด (y/W) ระยะหางระหวางปากทอเจทถงพนผวพงชน (L/D ) ทเลขเรยโนลดคงทเทากบ 20,000 ระยะหางระหวางทอเจทกบทอเจท (S/D) เทากบ 2, 4, 6 และ 8 ตามล าดบผลของระยะหางของทอเจทกบทอเจท (S/D) เทากบ 4 จะใหคาการถายเทความรอนสงสดเมอเปรยบเทยบกบระยะอนๆ 2. ชดการทดลองและวธการทดลอง 2.1 ชดทดลอง

รปท 1 แสดงรายละเอยดของโมเดลการทดลอง ในการทดลองจะใช เจทจากหวฉดท เปนแบบทอขนาดเสนผาศนยกลางภายใน (D) เทากบ 10.7 mm จ านวน 9 ทอ เรยงกน 3 แถว แถวละ 3 ทอ ก าหนดใหระยะหางระหวางทอเจทและระยะระหวางแถวของเจทเทากน ส าหรบตวแปรทใชในการทดลองประกอบดวย ระยะจากปากทางออกหวฉดถงพนผวพงชน L=2D, 4D, 6D, 8D และ 10D ระยะหางระหวางเจท S= 2D, 4D, 6D, 8D และ 10D โดยทก าหนดใหค า เ รย โนลดของ เจททกการทดลองคงท Re=25,000

รปท 1 โมเดลการทดลองและลกษณะการเรยงของทอเจท

รปท 2 แสดงรายละเอยดของชดทดลองท ใ ชใน

งานวจยนอากาศภายในหองทดลองจะถกดดผานโบรเวอรทสามารถควบคมความเรวรอบของมอเตอรดวยอนเวอเตอร หลงจากนนอากาศจะไหลผานออรรฟสเพอวดอตราการไหล และผานไปยงหองควบคมอณหภมเจททมชดฮตเตอรตดตงอย เพอควบคมอณหภมของเจทอากาศใหคงทกอนทจะ

เขาหองกกอากาศและผานไปยงทอเจท ในการทดลองนทปลายทางออกของทอเจทจะตดตงผนงของทอเจทไวดงแสดงในรปท 3 หลงจากทเจทพงชนผนงแลว เจทจะไหลออกทางดานขางในชองระหวางผนงของทอเจทและผนงทเจทพงชน ชดทดลองนถกออกแบบใหสามารถปรบระยะพงชนและระยะหางระหวางเจทได

2.2. ตวสรางการไหลแบบหมนควง รปท 3 แสดงตวอยางของทอสแตนเลสบดเกลยว

เพอสรางการไหลการหมนควง ทอเจทมขนาดเสนผานศนยกลางภายใน (D) 10.7 mm จ านวน 9 ทอ ทเรยงกนเปน 3 แถว แถวละ 3 ทอ พงชนตงฉากกบพนผวพงชน L= 2D, 4D, 6D, 8D และ 10D มขนาดความยาว L= 200 mm. โดยทอสแตนเลสบดเกลยวมระยะพตชสม าเสมอเทากนทกทอ

รปท 2 แสดงชดทดลองทใชในงานวจย

รปท 3 ทอสแตนเลสบดเกลยวสรางการหมนควง

2.3. การศกษาการถายเทความรอนโดยอาศยเ ทคน ค ข อ งแ ผน Thermochromic liquid crystal (TLC)

การศกษาการถายเทความรอนบนพนผวโดยทอาศยหลกการพงชนของเจททหมนควงซงกอใหเกดปนปวนทการกระจายตวของคาการถายเทความรอนบนพนผว จงมความจ าเปนอยางยงทตองทราบถงการกระจายตวของอณหภมทม


1721


การเปลยนแปลงของอณหภมบนพนทผวของอปกรณการทดลอง ซงจะอาศยหลกการของการเปลยนแปลงตามเฉดสตามทอณหถมของเทอรโมลควดครสตล ใชในการวเคราะหสทปรากฏบนแผนเทอรโมลควดครสตลจะถกวเคราะหในรายละเอยดถงระดบแตละจดของภาพทปรากฏเพอทจะมาเปรยบทยบเปนอณหมของต าแหนงแตละต าแหนงบนพนทผวทท าการทดลอง จะสามารถน าคาของอณหภมทไดแตละจดของภาพเพอน าไปท าการค านวนคาการถายเทความรอนบนพนผวทเกดจากการทดลอง โดยทแผนของเทอรโมลควดครสตลทถกใชในการทดลองนมคณสมบตการเปลยนแปลงเฉดสจาก สด า สน าตาล สเขยว และสน าเงน ซงจะอยในชวงการใชงานทอณหภมประมาณ 29 ถง 43 องศาเซลเซยส นอกจากนยงใชเทคนคในการประมวลผลของภาพถายทไดผานโปรแกรมในคอมพวเตอรทเขยนขน

การทดลองในครงนจะควบคมอณหภมเจทอากาศคงทเทากบ 27 องศาเซลเซยล โดยคาสมประสทธการพาความรอน (h) จะสามารถหาไดจากสมการดงตอไปน

( )

input

LC j

qh

A T T

(1)

โดยท LCT เปนอณหภมของพนผวทเจทพงชน

jT เปนอณหภมของอากาศพงชน และคา Nu ค านวณไดจากสมการ

h DNu

k

(2)

โดยท D คอขนาดเสนผานศนยกลางของทอเจท และ k คอสมประสทธการน าความรอนของอากาศ ในการทดลองแถบสจะปรากฏบนแผน TLC หมายถงเสนแถบของแตละอณหภมทคงท และเนองจากคาฟลกซความรอนบนผนงมคาคงทตลอดทงแผน เพอใหสามารถศกษาคณลกษณะการถายเทความรอนทงพนผว จะควบคมสภาวะการไหลใหคงเดม เชน ระยะพงชน ระยะหางระหวางเจท ความเรวเจท อณหภมของเจท และคากระแสไฟฟาทปอนใหเกดความรอนบนพนผว เพอทเสนแถบสแตละเสนหลงจากการกระจายอณหภมบนผนงเขาสสภาวะคงตวแลว จงบนทกภาพแผน TLC โดยกลองดจตอล เพอน ามาค านวณคาสมประสทธการถายเทความรอน ในคอมพวเตอรเพอมวลผลการกระจายของสมประสทธการถายเทความรอนของเจทบนพนผว 3 ผลการทดลอง

ผลกระทบจากระยะพงชน L/D และระยะหางระหวางเจท S/D ตอคณลกษณะการถายเทความรอนบนผนงของเจทกลม โดยแตละผลการทดลองมเงอนไข คอ

Tj=27°C, Re=25,000 และฟลกสความรอนบนพนผวพงชนคงท สบนแผน TLC จะแสดงอณหภมบนพนผวทเจทพงชนโดยบรเวณทเจทพงชนจะมอณหภมต าและมคาสมประสทธการพาความรอนทสง สวนบรเวณหางจากจดทเจทพงชนอณหภมจะสงขนและสมประสทธการพาความรอนจะลดลงตามล าดบ โดยเฉพาะเจททอยตรงกลางทถกเจทจากทงสดานลอมรอบ พบวาอตราการถายเทความรอนของเจทต ากวาบรเวณรอบขางโดยเฉพาะ กรณทระยะพงชน L/D=6 และ 10 หรอระยะหางระหวางเจท S/D ต าๆ เนองจากการไหลของเจททอยตรงกลางถกจ ากดโดยเจททอยรอบๆ ทงสดาน และหลงจากทเจทพงชนพนผวแลวเจทผนงจะถกจ ากดบรเวณการไหลโดยเจทผนงจากทงสดาน สงเกตไดจากกรณของ L/D=2 และระยะหางระหวางเจท S/D=2 จะมการกระจายตวอณหภมของเจทล าตรงกลางเปนลกษณะสเหลยมจตรส

(a) TLC (b) Tw (c) Nu

รปท 4 การกระจายตวของสบนแผน TLC, Tw และ Nu พนผวทเงอนไข Tj = 27°C, Re= 25,000, L=4D, S=2D

รปท 5 การกระจายตวของคา Nu บนพนผวทเจทพงชนท

เงอนไข S=2D, Reynolds number 25,000






1722






ส าหรบผลกระทบของระยะหางระหวางเจท (S/D) ตอการถายเทความรอนบนผนง พบวาทระยะหางระหวางเจทต า (S/D=2) การถายเทความรอนบนพนผวคอนขางทจะสม าเสมอทกระยะพงชน และเมอระยะหางระหวางเจทเพมขน (S/D=4, 6, 8 และ 10) จะปรากฏบรเวณทอตราการถายเทความรอนต าระหวางบรเวณทเจทพงชนพนผวโดยตรงเปนบรเวณกวางขน (บรเวณสเขยว) โดยเฉพาะบรเวณมมทเปนรอยตอระหวางเจท (ทลอมรอบดวยเจททงสล า) จะมอตราการถายเทความรอนต าทสด (บรเวณสเขยวน าเงน) จะสงเกตไดชดเจนในกรณท S/D=10, L/D=2 แตอยางไรกตามเมอระยะพงชนเพมมากขนการถายเทความรอนในบรเวณนจะดขนเลกนอยส าหรบผลกระทบของระยะพงชน (L/D) ตอการถายเทความรอนบนผนง พบวามนอยกวาผลของระยะหางระหวางเจท (S/D) โดยเฉพาะทเงอนไขระยะพงชน L/D>6 เนองจากการไหลของเจทตรงกลางบนผนงถกจ ากดการไหลจากเจทผนงของเจททลอมรอบอย จงท าใหการถายเทความรอนบนผนงไมแตกตางกนมากนก นอกจากนคา Nu สงสดของเจทล าตรงกลางมคาต ากวาของเจททอยตดกนดวย และทระยะ S/D=4, 5 พบวาคา Nu สงสดของเจทล าตรงกลางมคาสงขน แตการเปลยนแปลงคา Nu จะลดลงอยางรวดเรวทระยะพงชน L/D=8 ทระยะ S/D=1 คา Nu สงสดของเจทแตละล ามคาใกลเคยงกบคา Nu สงสด จากผลของระยะพงชน L/D=2, 4, 6 คาดวาอาจเกดจากระหวางทเจทขยายตวและการรวมตวของเจททอยตดกนกอนพงชนผนง สวนทระยะ S/D=2 คา Nu สงสดของเจทล าตรงกลางมคาใกลเคยงกนและเมอเพมระยะหางระหวางเจทเปน S/D=5 พบวาคา Nu ของเจทล าตรงกลางจะเพมขนเลกนอย และส าหรบกรณทระยะพงชน L/D=10 การกระจายของคา Nu จะมแนวโนมคลายกบกรณระยะพง

ชน L/D=8 แตทระยะหางระหวางเจท S/D=2 คา Nu สงสดของล าเจททอยตดกนจะนอยกวาของล าเจททอยตรงกลางมาก ซงอาจเกดจากเจททอยรอบขางรวมตวกบเจททอยตรงกลาง

4. สรปผลการทดลอง

(1) ทระยะพงชน L=2D การใชกลมเจทหมนควงพงชนจะสามารถเพมอตราการถายเทความรอนในบรเวณทเจทแตละล าพงชนได แตหากเพมระยะพงชน L จะท าใหลกษณะการถายเทความรอนบนพนผวซบซอนไม เปนระเบยบ เนองจากเกดการผสมกนระหวางเจทหมนควงทอยตดกนกอนพงชนพนผว

(2) ในกรณทระยะหางระหวางเจทมคานอย S=2D, 4D การใชเจทหมนควงจะสามารถชวยลดพนทบรเวณทมอตราการถายเทความรอนต าระหวางบรเวณทเจทพงชนได แตในกรณทระยะหางระหวางเจทเพมสงขน S=6D, 8D เจทหมนควง จะมผลตอลกษณะการถายเทความรอนในบรเวณนเพยงเลกนอย และไมสามารถชวยเพมอตราการถายเทความรอนในบรเวณระหวางทเจทพงชนได

(3) จากการทดลองท Reynolds number 25,000 อตราการถายโอนความรอนสงสด (Nu) โดยเฉพาะกรณทระยะหางจากปากทางออกหวฉดท L = 2D เมอเทยบกบกรณท L = 4D, 6D, 8D และ 10D ตามล าดบ

5. เอกสารอางอง [ 1] D. H. Lee, S. Y. Won, Y. T. Kim, Y. S. Chung, Turbulent heat transfer from a flat surface to a swirling round impinging jet, 2002, Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol.45, pp.223-227. [2] M.Y. Wen, K.J. Jang, An impingement cooling on a flat surface by using circular jet with longitudinal swirling strips, International Journal of Heat and Mass Transfer 46 (2003) 4657e4667. [3] Z.X. Yuan, Y.Y. Chen, J.F. Ma, “swing effect of jet impingent on heat transfer from a flat surface to 〖CO〗_2 stream,” Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 31, pp.55-60, 2006. [4] K. Bakirci, K. Bilen, Visualization of heat transfer for impinging swirl flow, 2007, Int. J. Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 32, pp. 182-191.


1723


[ 5] H. M Hofmann, M. Kind and H. Martin, “ Measurement on steady state heat transfer and flow structure and new correlation for heat and mass Transfer, vol.50, pp.3957-3965, 2007. [ 6] M. Wea- hayee, C. Nuntadusit and A. boonjitradul, “ Heat Transfer Enhancement on Surface Using Array of Impinging Swirl Jets, “ The 22nd Conference on Mechanical Engineering Network of Thailand, Thammasat University on October 15-17, 2008. [7] C. Nuntadusit, M. Wea-hayee, A. Bunyajitradulya and S. Eiamsa-ard, “Visualization of flow and heat transfer characteristics for swirling impinging jet,” International Communication in Heat and Mass Transfer, vol. 38, no. 7. Pp.990-1001, 2011. [8] C. Nuntadusit, M. Wea-hayee, A. Bunyajitradulya and S. Eiamsa-ard, “Heat transfer enhancement by multiple swirling impinging jet - with twister- tape swirl generator. ” International Communication in Heat and Mass Transfer, vol.39, pp. 102-107, 2012.

Documents

10 - PBRUmis.pbru.ac.th/research/files/docfiles/2559R160-59160628163533.pdf · 09:00 น. et-254 การพัฒนาการหาก าลังสูญเสียของมอเตอร์ไฟฟ้า