การแผรงสความรอนและการพาความรอนแบบอสระ (Thermal Radiation and Free Convection)

วตถประสงคของการทดลอง

1. เพอใหนกศกษาไดเขาใจและทราบถงความแตกตางของการถายเทความรอนโดยการแผรงสและการพาความรอน

2. เพอใหนกศกษาสามารถทดสอบหาคาสมประสทธการแผรงสความรอน, คา Emissivity และ คาสมประสทธการพาความรอนได

3. เพอใหนกศกษาสามารถเขาใจและอธบายผลของความดนทมตอคาสมประสทธการพาความรอนได ทฤษฎการถายเทความรอน

การถายเทความรอนสามารถแบงออกเปน 3 แบบ ไดแก การน าความรอน (Thermal Conduction) การพาความรอน (Thermal Convection) และ การแผรงสความรอน (Thermal Radiation) โดยการพาความรอนสามารถแบงออกเปน 2 ประเภทยอยคอ การพาความรอนแบบบงคบ (Forced Convection) และการพาความรอนแบบอสระ (Free Convection)

การพาความรอนเปนปรากฏการณการเคลอนทของพลงงานจากแหลงอณหภมสงไปยงอณหภมต ากวาโดยทโมเลกลตวกลางมการเคลอนทไปดวย

1. การพาความรอนแบบบงคบ (Forced Convection) เกดขนเมอมแรงภายนอกมาบงคบใหของไหลเคลอนทพรอม ๆ กบท าหนาทถายเทความรอน ของไหลจะถกท า

ใหรอนโดยการเปาหรอปมใหไหลผานพนทผวความรอนโดยปมหรอพดลม

2. การพาความรอนแบบอสระ (Free Convection) กลไกการเกดการถายเทความรอนแบบน มกเกดเนองจากความแตกตางของความหนาแนนของของไหล การ

ถายเทในลกษณะนจะเกดขนคอนขางชา

a) การพาความรอนแบบบงคบ b) การพาความรอนแบบอสระ

รป 1 การพาความรอนแบบตาง ๆ แตทงนไมวาจะเปนการถายเทความรอนแบบพาในลกษณะใด อตราการถายเทความรอนจะสามารถหาไดจาก

สมการท (1) ซงเรยกวา กฏการเยนตวของนวตน "Newton's cooling law"

TAhQ cconvv . (1)

เมอ convQ = อตราการถายเทความรอนทเกดการพา, W ch = สมประสทธการพาความรอน, W/m2K A = พนทแลกเปลยนความรอน, m2

T = ผลตางของอณหภม, C หรอ K โดยทวไปพบวาคาสมประสทธการพาความรอน ( ch ) ในสมการท (1) ของการพาความรอนแบบบงคบ จะมคา

สงกวาการพาแบบอสระ ทงนไดมการศกษาทดลองเพอหาคา ch ภายใตสภาวะทแตกตางกนโดยอาศยการวเคราะหมต (Dimension Analysis) และหาความสมพนธระหวางตวแปรตางๆ ทเกยวของกบปรากฏการณการถายเทความรอน โดยการสรางกลมตวแปรไรหนวยเพอใชในการวเคราะห ซงกลมตวแปรไรหนวยทน ามาวเคราะห ประกอบไปดวย

Nusselt Numbers

k

DhNu c (2)

Prandtl Numbers

k

C pPr (3)

Grashof Numbers

2

23

TgDGr

(4)

Reynold Numbers

D

mDvDv

4Re (5)

โดยท D = เสนผานศนยกลางของวตถ, m k = คาการน าความรอน (Thermal Conductivity), W/mK = คาความหนด (Viscosity), Ns/m2 pC = คาความจความรอนจ าเพาะ (Specific Heat Capacity), J/kgK = คาความหนาแนน (Density), kg/mK g = คาความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก = 9.807 m/s2 = คาสมประสทธการขยายตวของกาซ (Gas Coefficient of Expansion), K-1 v = ความเรว, m/s

นอกจากนนกลมตวแปรเหลานกยงมความสมพนธกนโดยสามารถเขยนความสมพนธไดในรปตาง ๆ ดงน กรณของการพาความรอนแบบบงคบ

nmCNu PrRe (6) กรณของการพาความรอนแบบอสระ nm GrCNu Pr (7) โดย C ,b , m และ n เปนคาคงตวใด ๆ

3. การพาความรอนแบบอสระจากวตถทรงกระบอกและแผนเรยบแนวตง (Free Convection from Vertical Cylinders and Plates) ในการพาความรอนแบบอสระ การไหลของตวกลางสามารถแบงออกเปน 2 ลกษณะคอการไหลแบบปนปวนและ

การไหลแบบราบเรยบ ซงการไหลในแตละลกษณะนน คาคงท C ,b , m และ n จะมคาทแตกตางกน เชน ส าหรบการไหลแบบปนปวน ซงมคาผลคณของ Gr และ Pr มากกวา 109 (NACA Report 1015, 1951) มรป

สมการของคา Nu คอ

4.0Pr021.0 GrNu (8)

ส าหรบการไหลแบบราบเรยบ ซงมคาผลคณของ Gr และ Pr นอยกวา 109 มรปสมการของคา Nu คอ

25.0Pr555.0 GrNu (9)

4. การพาความรอนแบบอสระจากวตถทรงกระบอกแนวนอน (Free Convection from Horizontal Cylinders) ส าหรบคาผลคณของ Gr และ Pr ทมคาอยระหวาง 103 และ 109 (Heat Transmission, 3rd ed, McGraw-

Hill, 1954) มรปสมการของคา Nu คอ

25.0Pr53.0 GrNu (10)

ส าหรบคาผลคณของ Gr และ Pr ทมคานอยกวา 104 มรปสมการของคา Nu ในรปแบบ logarithms (J.

Appl. Phys. Vol. 19, p. 1148, 1948) ดงน

3/1Pr00425.0

2exp

Gr

Nu

Nu

(11)

5. การพาความรอนแบบอสระจากแผนเรยบแนวนอน (Free Convection from Horizontal Plates) ส าหรบแผนรอนคว าหนาลง (Hot Plates Facing Downwards) และแผนเยนหงายหนาขน (Cold Plates

Facing Upwards) ซงมคาผลคณของ Gr และ Pr อยระหวาง 3 x 105 และ 1 x 109 มรปสมการของคา Nu คอ

25.0Pr270.0 GrNu (12)

รป 2 แผนรอนคว าหนาลงและแผนเยนหงายหนาขน ส าหรบแผนรอนหงายหนาขน (Hot Plates Facing Upwards) และแผนเยนคว าหนาลง (Cold Plates Facing

Downwards) ซงมคาผลคณของ Gr และ Pr อยระหวาง 1 x 105 และ 2 x 107 มรปสมการของคา Nu คอ

25.0Pr540.0 GrNu (13)

รป 3 แผนรอนหงายหนาขนและแผนเยนคว าหนาลง ส าหรบแผนรอนหงายหนาขน (Hot Plates Facing Upwards) และแผนเยนคว าหนาลง (Cold Plates Facing

Downwards) ซงคาผลคณของ Gr และ Pr อยระหวาง 2 x 107 และ 3 x 1010 มรปสมการของคา Nu คอ

3/1Pr140.0 GrNu (14)

ส าหรบการพาความรอนแบบอสระสภาวะแวดลอมทเปนอากาศ คาสมประสทธการพาความรอนสามารถหาได

จากสมการ

B

cL

TAh

(15)

เมอ A และ B คอคาคงท, T คอความแตกตางของอณหภมระหวางอณหภมผววตถและอณหภมอากาศ

และ L คอลกษณะของวตถมตตางๆ ดงตาราง 1

ตาราง 1 คา A และ B ส าหรบสมการท (15) ส าหรบวตถแบบตางๆ

รปรางวตถ ชวงคาของผลคณระหวาง

Gr และ Pr A B L (m)

ทรงกระบอกวางในแนวตง

1 x 104 to 1 x 109

1 x 109 to 1 x 1012 1.42 1.31

0.250 0.333

วดตามความสง(Height: H)

แผนเรยบวางในแนวตง 1 x 104 to 1 x 109

1 x 109 to 1 x 1012 1.42 1.31

0.250 0.333

วดตามความสง(Height: H)

ทรงกระบอกวางในแนวนอน

1 x 103 to 1 x 109

1 x 109 to 1 x 1012 1.32 1.24

0.250 0.333

วดตามแนวเสนผานศนยกลาง(Diameter: D)

แผนเรยบวางในแนวนอน (แผนรอนหงายหนาขนและแผนเยนคว าหนาลง)

1 x 105 to 1 x 107

1 x 107 to 1 x 1010 1.32 1.24

0.250 0.333

วดตามความยาว (Length: L)

แผนเรยบวางในแนวนอน (แผนเยนหงายหนาขนและแผนรอนคว าหนาลง)

1 x 105 to 1 x 1010 0.59 0.250 วดตามความยาว (Length: L)

2. การแผรงสความรอน (Thermal Radiation) การแผรงสความรอน คอ การถายเทความรอนทเกดจากแหลงความรอนหนงไปยงททมอณหภมต ากวา โดยไมตองอาศยตวกลาง เชน การแผรงสความรอนจากดวงอาทตยมายงโลก การแผรงสความรอนจากเตาไฟไปยงอาหารทปงยางบนเตาไฟ เปนตน การแผรงสของความรอนเปนการเคลอนทของคลนแมเหลกไฟฟาเชนเดยวกบแสง ซงเรยกวา คลนความรอน (Heat waves) ซงเดนทางดวยอตราเรว 300 x 106 เมตร (ในสภาวะสญญากาศ) คลนความรอนนนเองไมรอน แตเมอคลนความรอนนนถกวตถดดกลนไววตถนนจะรอนขน สงของทมสเขมจะดดกลนรงสความรอนไวไดมากกวาสงของทมสออนๆ โดยทวไป เมอรงสจะตกกระทบกบวตถ (ตวกลางโปรงแสง) แตละสวนของรงสจะสะทอน ถกดดกลน และผานทะลวตถ (Absorption, Reflection and Transmission) ซงมความสมพนธดงสมการ 1 ra (16) เมอ a คอ คาสดสวนการดดกลน (Absorptivity) r คอ คาสดสวนการสะทอน (Reflextivity) คอ คาสดสวนการผานทะล (Transmissivity)

เมอกลาวถงคณลกษณะการแผรงสของผวจรงทวไป จ าเปนจะตองเขาใจแนวความคดของวตถด า (Black Body) กอน วตถด าเปนผวทางจนตภาพ (ในอดมคต) ซงมคณลกษณะ คอ วตถด าจะดดรงสกระทบทงหมดไวไมมการสะทอนกลบ ( r = 0, a = 1) โดยไมค านงถงความยาวคลนและทศทาง และวตถด าจะแผรงสไดมากกวาวตถอนๆ ทกชนดทอณหภมและความยาวคลนเดยวกน เนองจากวตถด าเปนวตถทมการแผรงส และตวดดรงสทดทสด (Perfect Emitter and Absorber) ดงนนวตถด าถกน ามาใชจงเปนมาตรฐานในการเปรยบเทยบคณสมบตการแผรงสของผวจรงตางๆ

วตถผวทบ (Opaque) รงสจะไมสามารถผานทะลได (= 0) กรณของวตถเทา (Gray Body) บางสวนของรงสจะถกดดกลน โดยคาสดสวนของรงสทถกดดกลนโดยวตถเทาเมอเทยบตอวตถด าจะถกเรยกวาคา Emissivity ส าหรบวตถด าพลงงานความรอนทปลอยออกจะขนอยกบอณหภมของวสดและพนทผว ขณะทวตถเทาพลงงานความรอนทปลอยออกจะขนอยกบคา Emissivity ดวย ซงพลงงานทปลอยออกมาจะสามารถค านวณไดจากสมการของ Stefan-Boltzmann ดงน

4ATQr (17) เมอ rQ = อตราการถายเทความรอนจากการแผรงส, W = คา Emissivity

= Stefan-Boltzmann constant = 5.676 x 10-8 W/m2K4 A = พนทผวของตวแผรงส, m2 T = อณหภมทผวของตวแผรงส, K

นอกจากนสมการของ Stefan-Boltzmann ยงสามารถเขยนไดอกรปแบบหนง คอ

ETA

Qr 4

(18)

เมอ E คอ คาก าลงปลอยออก (Emissive Power) ซงหมายถง อตราการแผรงสความรอนทปลอยออกมาตอหนงหนวยพนทผวของวตถ การแผรงสระหวางพนผววตถ

ส าหรบระบบทมวตถ 2 วตถ แตละวตถจะแผรงสของตวมนเองออกมาซงจะขนอยกบขนาดและต าแหนงของวตถ และในขณะเดยวกนแตละวตถกจะไดรบรงสทอกวตถปลอยออกมา ถาเปนวตถด าพลงงานทงหมดจะถกดดกลน การแลกเปลยนพลงงานความรอนระหวางพนผวทงสองสามารถพจารณาจากพนผวขนาดเลก 1dA และ 2dA ซงอยบนพนผว 1A และ 2A ซงแตละพนผวมอณหภม 1T และ 2T ตามล าดบ และท ามม 1 และ 2 กบเสนตงฉากพนผว 1dA

และ 2dA สมการอตราการถายเทความรอนสทธ คอ

4

2

4

12

2121 coscosTT

r

dAdAQd r

(19)

เมออนทเกรตสมการ (19) จะได

4

2

4

11 TTAFQ vr (20) เมอ vF คอคา View Factor ขนอยกบลกษณะรปรางของผวสมผสทงสองทหนหากน ถาแตละผวมคา Emissivity เปน 1

และ 2 อตราการถายเทความรอนสทธ สามารถหาคาไดจากสมการ

4

2

4

11 TTAFFQ vr (21)

เมอ F คอ คา Emissivity Factor โดยคา vF และ F ของพนผวแบบตางๆ เปนดงแสดงในตาราง 2 ตาราง 2 คา vF และ F ของพนผวแบบตางๆ vF F

Infinite parallel planes 1 F =

111

1

21

Concentric spheres 1 F =

1

11

1

22

1

1 A

A

Infinite concentric cylinder 1 F =

1

11

1

22

1

1 A

A

Small surface A1 in a large totally enclosing surface A2

1 F = 1

โดยทวไป การแผรงสและการพาความรอนมกจะเกดขนรวมกนแสดงดงรป 4 คาสมประสทธการถายเทความรอน

รวม totalh สามารถหาไดจากผลรวมของคาสมประสทธการถายเทความรอนทงสอง คอ คาสมประสทธการแผรงส rh

และคาสมประสทธการพาความรอน convlh ดงสมการ convrtotal hhh (22) รป 4 ระบบทวไปทมการแผรงสและการพาความรอน

แผนความรอน

ซงคาอตราการถายเทความรอนโดยการแผรงสสามารถหาไดจาก 21 TTAhQ rr (23) อปกรณการทดลอง

รป 5 ชดอปกรณทดลองการแผรงสความรอนและการพาความรอนแบบอสระ

1. Vessel สวนของโดมหรอหองทดลอง 2. Test Gauge เกจวดความดนหลก ซงจะแสดงคาความดนสมบรณของระบบภายในหองทดลอง

ในหนวยของมลลบาร (mbar)

3. McLeod Vacuum gauge เกจวดความดนรอง ใชส าหรบวดคาความดนโดยละเอยดของระบบทดลองในกรณทระบบท างานภายใตความดนสญญากาศและไมสามารถอานจากเกจวดความดนหลกได

4. Leak Valve วาลวส าหรบปลอยอากาศเขาหองทดลอง (ในการทดลองนหามใช) 5. Selector Valve วาลวส าหรบการเลอกปลอยอากาศเขาหรอดดอากาศออกจากหองทดลอง 6. Temp. Selector หนาจอแสดงคาอณหภมพรอมปมเลอกต าแหนงอานคาอณหภม (ต าแหนงท 1

แสดงอณหภมผวของแทงความรอน และ ต าแหนงท 2 แสดงอณหภมผวของผนงหองทดลอง)

7. Volt Meter หนาจอแสดงคาแรงดนไฟฟาทปอนใหกบแทงความรอน 8. Amp Meter หนาจอแสดงคากระแสไฟฟาทปอนใหกบแทงความรอน 9. Variable Voltage ปมปรบคาแรงดนไฟฟา 10. Switch สวทชส าหรบเปดปดการท างานอปกรณ โดยทสวทชดานซายมอสด (Supply) เปน

สวทชหลกส าหรบการเปดปดการท างานอปกรณ สวทชตรงกลาง (Heater) เปนสวทชส าหรบการเปดปดการท างานของแทงความรอน และ สวทชดานขวามอสดเปนสวทชส าหรบการเปดปดการท างานของปมสญญากาศ

วธการทดลอง

1. ท าการเปดฝาคลอบโดมทดสอบโดยท าการหมนฝาโดมอยางชา ๆ และยกขนเพอปรบสภาพภายในโดมทดสอบใหอยภายใตความดนบรรยากาศ

2. ท าการยดแทงความรอนทมการตดตงสายวดอณหภมเขากบตวยดโดยสามารถท าการยดไดทงแนวตงและแนวนอน

3. ท าการตอสายของแทงความรอน สายวดอณหภมส าหรบวดอณหภมแทงความรอน และ สายวดอณหภมสภาพแวดลอมภายใน เขากบจดตอทก าหนดไวใหถกตอง

4. ท าการทาจารบหรอสารกนรวตรงบรเวณขอบของฝาคลอบโดมทดสอบและท าการปดฝาคลอบโดยการวางกดเหนอโดมและหมนฝาคลอบเพอใหแนใจวาจะไมมอากาศรวผานเขาออกได

5. เรมด าเนนการทดลอง

การทดลองท 1: การทดลองภายใตสภาวะความดนบรรยากาศ (1) ท าการเสยบปลกชดอปกรณทดสอบและเปดสวทชเพอใชงาน (ปมสวทชดานซายมอสด: Supply) (2) ท าการเปดสวทชจายกระแสไฟฟาใหกบแทงความรอน (ปมสวทชตรงกลาง: Heater) โดยเรมตนให

ก าหนดคาแรงดนไฟฟาไวท 4 โวลท (ปรบโดยการหมนปม Variable Voltage ตรงเหนอปมสวทช) (3) ท าการหมนปมเลอกต าแหนงการอานคาอณหภม (Selector Temp.) ใหอยในต าแหนงท 2 เพอสงเกตการ

เปลยนแปลงอณหภมผนงหองทดสอบหรอ 2T

(4) เมออณหภมภายในหองทดสอบหรอทผนงหองทดสอบมคาคงทใหท าการบนทกคากระแสไฟฟา อณหภมภายในหองทดสอบ และ อณหภมของผวของแทงความรอน หรอ 1T (อานคาโดยการหมนปม Selector Temp. ใหกลบมาอยในต าแหนงท 1)

(5) ท าการทดลองซ าตงแตขอท (2) – (4) โดยปรบคาแรงดนไฟฟาใหอยท 12 Volts และ 24 Volts ตามล าดบ

การทดลองท 2: การทดลองภายใตสภาวะสญญากาศ (1) ท าการหมนเปดวาลวดดอากาศ (หมน Selector Valve ในทศทวนเขมนาฬกาใหปลายไปอยในต าแหนงของ

“Vacuum”) จากนนเปดสวทชใหปมสญญากาศท างาน (ปมสวทชดานขวามอสด: Pump) (2) ท าการดดอากาศออกจากหองทดสอบไปเรอย ๆ จนกระทงความดนทอานไดจากเกจวดความดนหลกม

คาคงท (3) เมอความดนทอานไดจากเกจวดความดนหลกมคาคงทแลวใหท าการอานคาความดนจากเกจวดความดน

รอง (McLeod Gauge) และท าการบนทกคาความดนทอานได (4) ท าการปดสวทชการท างานของปมสญญากาศ (5) ใหท าการทดลองซ าขอ (2) – (4) ตามการทดลองท 1 โดยปรบแรงดนไฟฟาใหอยท 24 Volts, 12 Volts และ

4 Volts ตามล าดบ

การทดลองท 3: การทดลองเพอหาความสมพนธระหวางคาความดนและคาสมประสทธการพาความรอน (1) ท าการก าหนดคาความดนทตองการทดสอบ เชน -600 mbar, -400 mbar หรอ -200 mbar เปนตน (2) ท าการปลอยอากาศเขาไปในหองทดสอบเพอใหไดความดนตามทตองการ โดยการหมน Selector Valve

ในทศตามเขมนาฬกาชา ๆ และเมอไดความดนตามทตองการใหหมนวาลวกลบไปทต าแหนง “Vacuum” เหมอนเดม

(3) ใหท าการทดลองซ าขอ (2) – (4) ตามการทดลองท 1 โดยปรบแรงดนไฟฟาใหอยท 4 Volts, 12 Volts และ 24 Volts ตามล าดบ

6. เมอด าเนนการเสรจสนทง 3 การทดลองใหท าการปรบสภาพระบบเขาสสภาวะความดนบรรยากาศ โดยการหมน Selector Valve ไปยงต าแหนง “Vent” และกดคางไวเพอปลอยใหอากาศเขาไปในโดมทดสอบจนเตม และเพอใหมนใจวาอากาศสามารถเขาไปไดเตมโดมจรง เมอไมไดยนเสยงอากาศทไหลเขาสโดมแลวใหหมนวาลวทวนเขมนาฬกากลบไปในทศของ “Vacuum” ประมาณครงรอบแลวคางไวประมาณ 3 – 5 วนาท จากนนจงหมนกลบมาทต าแหนง “Vent” ซ าอกครง

7. ท าการปดสวทชทงหมดและถอดปลกอปกรณทดสอบ 8. ท าการค านวณหาคา Emissivity ของแทงความรอน , คาสมประสทธการแผรงสความรอน rh , และคา

สมประสทธการพาความรอน convh พรอมทงหาความสมพนธระหวางความดนและคาสมประสทธการพาความรอน

ตารางบนทกผลของการทดลองท 1 ความดน:______________________ mbar

ผลการทดลองและผลการค านวณ แรงดนไฟฟา (Volts)

4 Volts 12 Volts 24 Volts

ผลกา

รทด

ลอง ปรมาณกระแสไฟฟา I , แอมแปร: Amps

อณหภมผวของแทงความรอน 1T , เคลวน: K อณหภมผนงหองทดสอบ 2T , เคลวน: K

ผลกา

รค า

นวณ

อตราการถายเทความรอน rQ , วตต: W

สมประสทธการแผรงสความรอน rh , W/m2-K คา Emissivity

ตารางบนทกผลของการทดลองท 2 ความดน:______________________ mbar

ผลการทดลองและผลการค านวณ แรงดนไฟฟา (Volts)

4 Volts 12 Volts 24 Volts

ผลกา

รทด

ลอง ปรมาณกระแสไฟฟา I , แอมแปร: Amps

อณหภมผวของแทงความรอน 1T , เคลวน: K อณหภมผนงหองทดสอบ 2T , เคลวน: K

ผลกา

รค าน

วณ อตราการถายเทความรอน rQ , วตต: W

สมประสทธ การถายเทความรอนโดยรวม totalh , W/m2-K

สมประสทธการพาความรอน .convh , W/m2-K

ตารางบนทกผลของการทดลองท 3 ความดน:______________________ mbar

ผลการทดลองและผลการค านวณ แรงดนไฟฟา (Volts)

4 Volts 12 Volts 24 Volts

ผลกา

รทด

ลอง ปรมาณกระแสไฟฟา I , แอมแปร: Amps

อณหภมผวของแทงความรอน 1T , เคลวน: K อณหภมผนงหองทดสอบ 2T , เคลวน: K

ผลกา

รค าน

วณ อตราการถายเทความรอน rQ , วตต: W

สมประสทธ การถายเทความรอนโดยรวม totalh , W/m2-K

สมประสทธการพาความรอน .convh , W/m2-K แนวทางการค านวณ

1. ค านวณหาคาสมประสทธการแผรงสความรอน rh จากผลทไดจากการทดลองท 2 ซงสมมตใหเปนระบบสญญากาศทไมมอากาศเหลออยภายใน ดงนนการถายเทความรอนทเกดขนจงเกดจากการแผรงสเพยงอยางเดยว โดยสามารถค านวณหาคา rh ในหนวยของ W/m2-K ไดจากสมการท (23) ซงเขยนไดอยในรปของ

21 TTA

Qh r

r

โดยท rQ ในหนวย Watts มคาเทากบการถายเทความรอนออกจากแทงความรอนซงสมมตใหมคาเทากบอตราความรอนทปอนใหกบแทงความรอน ทงนหาไดจากผลคณระหวางคาแรงดนไฟฟา (Volts) และคากระแสไฟฟา (Amps) ดงสมการ VIQr

A ไดแกพนทผวของแทงความรอนซงในการทดลองนมคาเทากบ 8.14×10-6 m2, 1T ไดแกอณหภมทผวของแทงความรอน และ 2T เทากบอณหภมภายในหองทดสอบ (อณหภมทแทนในสมการสามารถเปนไดทงหนวยองศาเซลเซยสและหนวยเคลวน)

2. ค านวณหาคา Emissivity ของแทงความรอน จากผลทไดจากการทดลองท 2 ตามสมการท (17) ซงเขยนได

อยในรปของ

4

2

4

1 TTA

Qr

โดยท ไดแกคาคงทของ Stefan-Boltzmann ซงมคาเทากบ 5.6697×10-8 W/m2K4 แตทงนคาอณหภม 1T และ 2T ทแทนในสมการตองอยในหนวยของเคลวนเทานน โดยสามารถเปลยนอณหภมในหนวยขององศาเซลเซยสเปนเคลวนไดจากความสมพนธ 15.273 CK

3. ค านวณหาคาสมประสทธการพาความรอน convh จากผลทไดจากการทดลองท 1 และ 3 ซงภายในระบบมอากาศอยดวย ดงนนการถายเทความรอนทเกดขนจงมทงการพาความรอนและการแผรงสความรอน โดยการค านวณจะเรมจากการหาคาสมประสทธการถายเทความรอนโดยรวม totalh ในหนวยของ W/m2-K กอนจากสมการ

21 TTA

Qh total

total

โดยท totalQ ยงคงสามารถหาไดจากผลคณระหวางคาแรงดนไฟฟา (Volts) และคากระแสไฟฟา (Amps) A ไดแกพนทผวของแทงความรอนซงในการทดลองนมคาเทากบ 8.14×10-6 m2, 1T ไดแกอณหภมทผวของแทงความรอน และ 2T เทากบอณหภมภายในหองทดสอบ ตามทไดจากการทดลองท 1 และ 3 เมอไดคา totalh แลวสามารถหาคา convh ไดจากสมการท (22) ซงเขยนไดอยในรปของ

rtotalconv hhh โดยทคา rh เปนคาทค านวณไดจากผลในการทดลองท 2