Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1208
Title: การศึกษาและพัฒนาอุปกรณ์อุ่นอากาศด้วยไอเสียสำหรับเตาเผาอุตสาหกรรม
Other Titles: A study and development of recuperator for heating furnace
Authors: วรวุฒิ มั่นสกุล, 2521-
Advisors: สมพงษ์ พุทธิวิสุทธิศักดิ์
พงษ์ธร จรัญญากรณ์
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email: fmespt@eng.chula.ac.th
fmepcr@eng.chula.ac.th
Subjects: เตาเผา
ความร้อน -- การถ่ายเท
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
Issue Date: 2544
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ศึกษาการออกแบบอุปกรณ์อุ่นอากาศ (Recuperator) สำหรับเตาเผาสปริงแผ่น (Leaf Spring) เพื่อนำก๊าซไอเสียที่บริเวณปล่องไอเสียของเตาเผามาอุ่นอากาศก่อนเข้าเตาเผา โดยออกแบบและสร้างติดตั้งใช้งานจริงที่บริษัทบางกอก สปริง อินดัสเทรียล จำกัด ในการออกแบบ Recuperator นั้นได้ใช้วิธี Effectiveness-NTU Method เนื่องจากไม่รู้อุณหภูมิของอากาศและก๊าซเสียที่ออกจากอุปกรณ์อุ่นอากาศ โดยศึกษาแบบ Cross-Flow Two-Pass Heat Exchanger ซึ่งจากการคำนวณเป็นอุปกรณ์ที่มีค่า NTU มากที่สุดเมื่อเทียบกับชนิดอื่นๆ โดยกำหนดความยาวของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสม กับพื้นที่ติดตั้งบนเตาเผาเป็นค่าคงที่เท่ากับ 1.2 เมตร แล้วเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดต่างๆ กัน แล้วพิจารณาผลของการแลกเปลี่ยนความร้อน ความดันสูญเสียที่เกิดขึ้น ขนาดของอุปกรณ์อุ่นอากาศ และราคาที่ใช้ในการสร้างพบว่า อุปกรณ์อุ่นอากาศที่เหมาะสมในการนำไปสร้างใช้งานจริง คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.0318 เมตร ความยาว 1.2 เมตร ความหนาของผนังท่อ 2 มม. จำนวน 78 ท่อ ลักษณะการจัดเรียงท่อแบบแนวเยื้องกัน (Staggered) ซึ่งผลการทดลองหลังติดตั้งกับปล่องไอเสียของเตาเผาแล้ว พบว่า สามารถอุ่นอากาศก่อนเข้าเผาไหม้จากเฉลี่ย 48 ํC เป็น 200 ํC สามารถประหยัดน้ำมันเตาได้เฉลี่ยประมาณ 9% ของการใช้น้ำมันเตาของเตาเผา (คิดเป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายประมาณ 416,000 บาทต่อปี) มีประสิทธิผล 26% และเมื่อติดตั้งกับเตาเผาแล้วสามารถเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาเผาจาก 21% เป็น 26% โดยเกิดความดันสูญเสียประมาณ 0.343 kPa ระยะเวลาการคืนทุนประมาณ 8 เดือน และอัตราผลตอบแทนการลงทุนประมาณ 151% ซึ่งประโยชน์ที่ได้จากการวิจัย สามารถนำการออกแบบไปประยุกต์ใช้กับเตาในอุตสาหกรรมประเภทอื่นๆ ที่มีอุณหภูมิของก๊าซไอเสียสูงและมีปริมาณมากเพียงพอ ที่จะนำมาอุ่นอากาศเข้าเผาไหม้ให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น เพื่อเป็นการประหยัดพลังงานของโรงงานอุตสาหกรรม
Other Abstract: To systematically design and fabricate a recuperator for a leaf spring furnace with moderate flue gas temperature (665 ํC) at Bangkok Spring Industrial Co., Ltd. The recuperator is used for increasing the combustion air and thus reducing the heavy oil consumption of the furnace. The Effectiveness-NTU method is chosen for the design process because the inlet and outlet temperatures of the device are not known initially. By using the cross-flow two-pass heat-exchanger type, which has highest NTU value compared to others, with a fixed tube length of 1.2 m and various diameter sizes, and considering the heat-exchanging effect, pressure losses, the cost and the size of the device, it is found that the suitable recuperator for the present work consists of 78 staggered tubes with 0.0318-m diameter and 0.002-m tube thickness. After installing the recuparator at the exhaust of the furnace, it is found that the combustion air is preheated from 48 ํC to 200 ํC. As a result, the usage of heavy oil is reduced by 9% of the overall amount. The effectiveness of the recuperator is about 26% and the thermal efficiency is increased from 21% to 26%. The pressure drop is 0.343 kPa. The payback period is 8 months and the internal rate of return is 151%. The recuperator design process of the present work can be applied to similar industrial furnaces with large amount of moderate-temperature exhaust gas. This, in a way, will promote energy conservation in Thai industries.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2544
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมเครื่องกล
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1208
ISBN: 9740313841
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Worrawut.pdf5.18 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.