Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1247
Title: การศึกษาผลกระทบเนื่องจากรูปแบบของครีบต่อการถ่ายเทความร้อน โดยใช้เทคนิค CFD
Other Titles: A study of effects of fin configuration to heat transfer using CFD technique
Authors: ณรงค์ ทิพย์มงคลศิลป์, 2520-
Advisors: สมประสงค์ ศรีชัย
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email: Somprasong.S@chula.ac.th
Subjects: เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
ความร้อน -- การถ่ายเท
พลศาสตร์ของไหล
Issue Date: 2545
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ศึกษาถึงผลกระทบต่อลักษณะการไหล และการกระจายตัวของอุณหภูมิของกาศ รวมไปถึงความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อน และกลไกทางกลศาสตร์ของไหลที่เกิดขึ้นในขณะที่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน อันเนื่องมาจากรูปร่างของครีบโดยการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ โดยการจำลองปรากฏการณ์จะคำนวณด้วยชุดของสมการอนุรักษ์ (Conservation Equations) ซึ่งประกอบด้วย สมการความต่อเนื่อง (Continuity Equations) สมการอนุรักษ์โมเมนตัม (Momentum Equations) สมการอนุรักษ์พลังงาน (Energy Equations) และแบบจำลองการไหลแบบปั่นป่วน (Turbulent Model) สำหรับการศึกษาในงานวิจัยชิ้นนี้ได้ใช้เทคนิค Computational Fluid Dynamics (CFD) ซึ่งได้แก่โปรแกรม PHOENICS มาใช้ในการคำนวณ โดยที่ความน่าเชื่อถือและความเหมาะสมของโปรแกรม ได้ถูกตรวจสอบด้วยข้อมูลการทดลองของ R. S. Mullisen และคณะ เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง ที่ใช้ก่อนที่จะนำไปใช้ในงานวิจัยต่อไป งานวิจัยนี้ได้ศึกษาความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อน และพฤติกรรมการไหลที่เปลี่ยนไป อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนรูปร่างลักษณะของตัวครีบ โดยในงานวิจัยชิ้นนี้ได้แบ่งลักษณะของตัวครีบออกเป็น 3 ลักษณะ คือ Inline Continuous Plate Fin, Inline Plate Fin และ Louver Plate Fin โดยผลจากการจำลองแสดงให้เห็นว่า ความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกิดขึ้นในกรณี Inline Continuous Plate Fin จะมีค่าน้อยกว่ากรณี Inline Plate Fin และ Louver Plate Fin ตามลำดับ แต่ค่าความดันลดที่เกิดขึ้นในระบบของกรณี Inline Continuous Plate Fin ก็จะมีค่าต่ำที่สุดด้วย โดยผลจากการจำลองพบว่า สาเหตุที่ครีบที่มีรูปร่างต่างกันจะให้ค่าการแลกเปลี่ยนความร้อนที่แตกต่างกัน เนื่องมาจากอากาศที่ไหลผ่านตัวครีบในทั้ง 3 กรณี มีพฤติกรรมการไหลที่แตกต่างกัน โดยสามารถแบ่งลักษณะการไหลที่เกิดขึ้นออกได้เป็น 2 บริเวณ คือ บริเวณชั้นขอบเขตความร้อน และบริเวณที่เกิดการไหลแบบหมุนวน โดยในบริเวณภายในชั้นขอบเขตความร้อน อากาศที่ไหลผ่านจะมีค่าความเร็วต่ำ ทำให้การแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นแบบการนำความร้อนเป็นหลัก ในขณะที่ในบริเวณที่เกิดการไหลแบบหมุนวน อากาศจะมีความเร็วสูงกว่า และมีความปั่นป่วนมากกว่า นอกจากนี้ยังมีการหมุนวนของอากาศทำให้การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดได้ดีขึ้น โดยที่ในบริเวณนี้การแลกเปลี่ยนความร้อนที่เกิดขึ้นจะเป็นแบบการพาความร้อนเป็นหลัก
Other Abstract: To study effects of fin configuration to the flow pattern and temperature distribution of air including heat transfer performance and fluid mechanism occurred using mathematical model. The simulation were solving a set of conservation equations, consisting of continuity equations, momentum equations, energy equations and turbulent models. Computational Fluid Dynamics (CFD) technique, i.e. PHENICS program, was used in this study. The reliability and suitability of model and program is validated against detailed experiment data of R.S. Mullisen, et al. for validating the accuracy of mathematical model before utilize this model in this study. The thesis was studied on the effects of fin configuration to the heat transfer performance and fluid behavior by simulating three categories of fin configuration, consisting of Inline Continuous Plate Fin, Inline Plate Fin and Louver Plate Fin. The result of the simulation shows that the heat transfer performance in case Inline Continuous Plate Fin is less than in case Inline Plate Fin and Louver Plate Fin, respectively. However, the Inline Continuous Plate Fin has given the lowest value in term of the pressure drop. In addition to the simulation result, the reason of fin configuration affecting to the heat transfer performance is due to the 2-differential characteristic of the air flowing through these 3 categories of the fin configuration, the thermal boundary layer and the vortex shedding. The air flowing in the thermal boundary layer area has low velocity and the dominant heat transfer characteristic of this area is the conduction phenomena. In case of the vortex shedding area, air has higher velocity and has more turbulence while the vortex shedding characteristic also causes the better heat transfer performance in this area. Furthermore, the dominant heat transfer phoenomena of this area is the convection phoenomera.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2545
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมเคมี
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1247
ISBN: 9741722141
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Narong.pdf7.61 MBAdobe PDFView/Open


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