วารสารวิศวกรรมเครื่องกลไทย

A comprehensive review of enhanced heat transfer with ribs/baffles in channels

2024-04-30T22:18:44+07:00

The paper discusses the evolution and current state of heat transfer augmentation technologies utilized in various thermal energy systems, such as solar air heaters, solar thermal systems, and gas turbines. Several turbulence generators, instance ribs and baffles, are regarded an efficient methods of increasing heat transfer rate to moving air in the ducts of solar air heaters, heat exchangers, and for turbine blade cooling. The application of rib/baffles is an excellent method for enhancing heat transfer rate to a flowing fluid inside the channel/duct of a solar air heater and in turbine blade cooling. This paper seeks to present an in-depth assessment of research activity in increased heat transfer in its presentation of ribs/baffles in channels. It gives readers a thorough understanding of the principles of enhanced heat transfer with ribs and baffles, how this knowledge has evolved over time. The effects of a variety of rib/baffle shapes on the heat transfer rate and pressure loss behaviors of solar air heaters are been addressed. The most effective ribs/baffles for augmenting heat transfer and minimizing pressure drop are those that have been carefully engineered to enhance the thermal performance factor. The mechanics of heat transfer enhancement and flow structure around the ribs/baffles will be the main topics of this review. We have done a thorough investigation into the heat transfer mechanism in a channel with different rib and baffles turbulators before drawing our conclusions from the literature review.

การศึกษาอัตราการเร่งและอัตราการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ดีเซลก่อนและหลังทำการรีแมพ

2024-04-30T21:19:16+07:00

อัตราการใช้เชื้อเพลิงที่มากขึ้นและมีอัตราเร่งที่ลดลงเป็นปัญหาสำคัญของรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงดีเซลที่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานนั้น รวมทั้งอาจพบปัญหาจากอัตราเร่งของรถยนต์ไม่คงที่ได้อีกด้วย งานวิจัยนี้จึงสนใจทำรีแมพ และโปรแกรมของกล่อง ECU ในรถยนต์ทดสอบที่ใช้เครื่องดีเซล โดยทำงานทดสอบหาอัตราการใช้เชื้อเพลิงและอัตราเร่งของรถยนต์ในการทำรีแมพ 2 ครั้ง ทั้งก่อนและหลังการทำรีแมพแต่ละครั้ง จากผลการทดสอบพบว่าอัตราการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ และอัตราเร่งของรถยนต์ก่อนการรีแมพเท่ากับ 11.88 กิโลเมตรต่อลิตร และ 1.23 m/s² ตามลำดับ หลังจากการรีแมพครั้งที่ 1 และ 2 พบว่าอัตราการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ และอัตราเร่งของเครื่องยนต์ เท่ากับ 12.72 กิโลเมตรต่อลิตร 17.25 กิโลเมตรต่อลิตร 1.27 m/s² และ 1.76 m/s² ตามลำดับ จากผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ารถยนต์ใช้เชื้อเพลิงดีเซลที่ใช้ในการทดสอบ ลดลง 7.07 และ 45.20 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และอัตราเร่งของรถยนต์มีค่าเพิ่มขึ้น 3.25 และ 43.08 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ข้อมูลจากงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้สนับสนุนการตัดสินใจทำรีแมพของเจ้าของรถยนต์ดีเซลได้

ตัวเลขไร้มิติสำหรับการออกแบบแผ่นรองกระแทกเบื้องต้น

2024-04-30T21:37:24+07:00

งานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการสร้างตัวเลขไร้มิติสำหรับเป็นแนวทางในการออกแบบแผ่นรองกระแทก โดยเริ่มจากศึกษาสมบัติในการรับแรงกระแทกของวัสดุด้วยการทดสอบปืนอัดลม วัสดุที่คัดเลือกมาทดสอบมีจำนวน 3 ประเภท ได้แก่ สารประกอบเส้นใย (Fiber Composite) โลหะ (Metal) และ โพลีเมอร์ (Polymer) ทดสอบที่การยิงกระสุนลูกแบริ่งที่ความเร็วในช่วง 130 – 320 เมตรต่อวินาที ข้อมูลที่ได้จากการทดสอบถูกจัดทำความสัมพันธ์ที่สามารถบ่งบอกพฤติกรรมการรับแรงกระแทกของวัสดุแต่ละชนิด จากนั้นจึงใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์สอบเทียบกับการทดสอบและขยายผลไปในย่านความเร็วอื่น แล้วนำผลการคำนวณที่ได้มาสร้างตัวเลขไร้มิติสำหรับการออกแบบหรือเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับงานที่เกี่ยวข้องกับแผ่นรองกระแทกในเบื้องต้น ทั้งนี้ตัวเลขไร้มิติที่นำเสนอถูกสร้างจากวัสดุที่ทำการทดสอบเท่านั้น และเป็นจุดอ้างอิงที่ดีในการพัฒนาตัวเลขไร้มิติสำหรับแผ่นรองกระแทกในงานอื่นต่อไป

ผลของชนิดและตำแหน่งติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการไพโรไลซิสชีวมวลที่ส่งผลต่อปริมาณและสมบัติของน้ำมันชีวภาพ

2024-04-30T21:48:27+07:00

การศึกษาผลของชนิดและตำแหน่งติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาต่อปริมาณและสมบัติของน้ำมันชีวภาพมีวัตถุประสงค์เพื่อไพโรไลซิสแบบเร็วของขี้เลื่อยด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา 3 ชนิด คือ ดินขาวเคโอลิน โดโลไมต์ และหินภูเขาไฟ ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกติดตั้ง 2 ตำแหน่ง คือ เครื่องปฏิกรณ์และกรองไอร้อน เงื่อนไขการทดลองอุณหภูมิไพโรไลซิส 500 องศาเซลเซียส ขี้เลื่อย 1 กิโลกรัม และ Weight Hourly Space Velocity (WHSV) ของน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการป้อนชีวมวล คือ 2 น้ำมันชีวภาพแบ่งออกเป็น 2 ส่วน น้ำมันชีวภาพหนักได้จากชุดควบแน่นด้วยน้ำหล่อเย็นและชุดควบแน่นด้วยเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตย์มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ น้ำมันชีวภาพเบาจากชุดควบแน่นด้วยน้ำแข็งผสมเกลือมีความหนาแน่นเท่ากับน้ำ น้ำมันชีวภาพหนัก คือ ผลิตภัณฑ์หลักที่นำไปวิเคราะห์สมบัติ ผลการวิจัย พบว่า การติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาดินขาวเคโอลินที่เครื่องปฏิกรณ์ได้ปริมาณน้ำมันชีวภาพสูงสุดร้อยละ 50.5 โดยน้ำหนัก แต่เมื่อติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาโดโลไมต์และหินภูเขาไฟปริมาณน้ำมันชีวภาพลดลงและมีปริมาณแก๊สเพิ่มขึ้นสูงถึงร้อยละ 56.7 โดยน้ำหนัก ผลวิเคราะห์สมบัติของน้ำมันชีวภาพหนัก พบว่า การติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาโดโลไมต์ที่เครื่องปฏิกรณ์ช่วยเพิ่มค่าความร้อนสูงสุดเป็น 36.8 เมกะจูลต่อกิโลกรัม และมีความหนืดต่ำสุด 42.4 เซนติสโตรก จึงสรุปได้ว่า การติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาดินขาวเคโอลีนที่ตำแหน่งเครื่องปฏิกรณ์ช่วยผลิตน้ำมันชีวภาพได้สูงสุด ขณะที่การติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาโดโลไมต์ที่ตำแหน่งเครื่องปฏิกรณ์ช่วยปรับปรุงสมบัติของน้ำมันชีวภาพได้ดี

การศึกษาการถ่ายเทความร้อน ความดันตกคร่อม และสมรรถนะเชิงความร้อนของท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นกั้นตัววีแบบบานพับในช่วงการไหลแบบปั่นป่วน

2024-04-30T22:01:35+07:00

บทความนี้นำเสนอการศึกษาเชิงตัวเลขของการถ่ายเทความร้อน ความดันตกคร่อม และสมรรถนะเชิงความร้อนของท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นกั้นตัววีแบบบานพับในช่วงการไหลแบบปั่นป่วน แผ่นกั้นตัววีแบบบานพับมีอัตราส่วนความสูงคงที่เท่ากับ 0.25 มีอัตราส่วนระยะพิตช์คงที่เท่ากับ 1.0 มีมุมปะทะการไหลคงที่ (α) เท่ากับ 45^o และได้ศึกษาถึงอิทธิพลของจำนวนรูเจาะ 1 รู (one-louver-punched V-baffle, OLPVB) และ 2 รู (two-louver-punched V-baffle, TLPVB) และอิทธิพลของมุมบานพับ (β) เท่ากับ 10^o, 20^o และ 30^o และได้นำแผ่นกั้นตัววีที่ไม่มีการเจาะ (typical V-baffle, TVB, β = 0^o) มาเปรียบเทียบผล จากผลการศึกษาพบว่า TVB ก่อให้เกิดกระแสการไหลหมุนหลัก ส่วนกรณี OLPVB และ TLPVB พบว่ากระแสการไหลจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือกระแสการไหลหมุนชนหลักและกระแสการไหลผ่านรู ส่งผลให้ค่า f/f₀ ลดลงต่ำกว่ากรณี TVB ในช่วง 3.74-23.59% และให้ค่า Nu/Nu₀ และ TEF ลดลงในช่วง 8.39-23.31% และ 7.37-17.06% กรณีศึกษาทั้งหมดให้ค่า Nu/Nu₀, f/f₀ และ TEF ในช่วง 3.33- 5.62, 22.29-46.24 และ 1.18- 2.1 เท่าเมื่อเทียบกับท่อเปล่า โดยกรณี TVB ให้ค่า TEF สูงที่สุดที่ 2.1 เท่า ที่ Re = 3000

การประยุกต์ใช้ผลึกเหลวเป็นเซนเซอร์วัดอุณหภูมิในกระบวนการถ่ายเทความร้อน

2024-04-30T22:38:08+07:00

ผลึกเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะนักวิจัยที่ทำการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการถ่ายเทความร้อนและพฤติกรรมของของไหลเพื่อเป็นเทคนิคในการถ่ายภาพความร้อนสำหรับการนำไปใช้ในการวัดการกระจายตัวของอุณหภูมิ ผลึกเหลวมีส่วนผสมของสารเคมีที่มีคุณสมบัติที่ก่อให้เกิดสีที่มีความแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ผลึกเหลวสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ เมื่อต้องการใช้ผลึกเหลวในการวัดอุณหภูมินั้นจำเป็นต้องมีการสอบเทียบเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและสีของผลึกเหลว ซึ่งในการถ่ายภาพ การวัดสีและแสง ความเป็นเส้นตรงและฮีสเทอรีซีสเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงในขณะที่ทำการสอบเทียบ บทความนี้จึงถูกออกแบบมาเพื่อให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับผู้ที่จะนำผลึกเหลวไปใช้งาน โดยเฉพาะหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับการสอบเทียบผลึกเหลว และเมื่อนำผลึกเหลวไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการถ่ายเทความร้อนในเครื่องอุ่นอากาศพลังงานแสงอาทิตย์แล้วแสดงให้เห็นว่าสามารถที่จะนำไปใช้วัดการกระจายตัวของอุณหภูมิได้อย่างถูกต้อง

อัลกอริทึมตัวกรองดิจิตอลสำหรับการลดทอนสัญญาณรบกวนในระบบการวัดการแกว่งของเครน

2024-04-30T22:46:08+07:00

ในการควบคุมเครนเพื่อทำการเคลื่อนย้ายวัตถุจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งโดยทำให้เกิดการแกว่งตัวในระบบเครนน้อยที่สุดนั้น ข้อมูลที่บ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ของเครนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการควบคุม ทั้งนี้การได้มาซึ่งข้อมูลการวัดที่ถูกต้องจะช่วยให้การประมวลผลการควบคุมทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามข้อมูลการวัดการเคลื่อนที่ของเครนซึ่งมักจะอยู่ในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จากเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์จะมีสัญญาณรบกวน (noise) ปนมาด้วยเสมอ หากระดับของสัญญาณรบกวนมีค่ามากจะทำให้การประเมินการแกว่งในระบบเครนผิดพลาดได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษาการสร้างอัลกอริทึมตัวกรองดิจิตอลแบบเวียนเกิด (recursive digital filter algorithm) เพื่อใช้ในการกำจัดสัญญาณรบกวนออกจากสัญญาณการวัดการแกว่งที่ได้จากเครื่องมือวัด การทดสอบอัลกอริทึมดังกล่าวกับสัญญาณรบกวนจำลองแสดงให้เห็นว่าสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่ถูกลดทอนให้น้อยลงอย่างมาก การลดทอนสัญญาณรบกวนด้วยวิธีการทางซอฟแวร์ (software filtering) ในลักษณะนี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติมเพื่อกรองสัญญาณรบกวนสำหรับระบบควบคุมเครน ซึ่งมีประโยชน์ในแง่ของการลดความซับซ้อน (complexity) ของฮาร์ดแวร์ในระบบควบคุมเครนลง