การศึกษาผลของรูปร่างของชิ้นวัสดุต่อการขนถ่ายวัสดุด้วยอากาศ

Abstract

ศึกษาการขนถ่ายวัสดุในระบบการขนถ่ายวัสดุด้วยอากาศ เพื่อศึกษาผลของรูปร่างของชิ้นวัสดุที่มีต่อพฤติกรรมการขนถ่าย โดยได้ศึกษาพฤติกรรมการขนถ่ายของวัสดุ 3 ชนิดได้แก่ เมล็ดข้าวโพด เมล็ดถั่วเขียวและเม็ดพลาสติก ในลักษณะการไหลที่มีความหนาแน่นเฟสแบบเบาบาง โดยใช้เครื่องทดสอบการขนถ่ายที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อขนถ่าย 35 มิลลิเมตร และความยาวของท่อขนถ่าย 20 เมตร โดยวัสดุที่ถูกขนถ่ายนั้นจะวิ่งวนเวียนอยู่ภายในท่อ ข้อมูลที่นำมาสร้างกราฟแสดงลักษณะจำเพาะของการขนถ่าย และกราฟแสดงความเร็วของอากาศต่ำที่สุด ที่จำเป็นสำหรับการขนถ่ายของวัสดุแต่ละชนิด ซึ่งจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการออกแบบ สำหรับวัสดุชนิดอื่นที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับวัสดุที่นำมาทดสอบ ในการวิจัยพบว่าค่าความดันตกในรูปแบบนอร์มัลไลซ์ (Normalized Pressure Drop) ที่เกิดขึ้นในแนวการขนถ่าย และค่าความหนาแน่นเฟสของการขนถ่ายมีความสัมพันธ์ในลักษณะเชิงเส้น โดยความสัมพันธ์ดังกล่าวจะแตกต่างกันในวัสดุแต่ละชนิดเนื่องมาจากรูปร่าง ความหนาแน่นและคุณสมบัติอื่นๆ ของชิ้นวัสดุ จากการวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ของเทอมไร้มิติ ของการขนถ่ายร่วมกับชุดข้อมูลที่ได้จากการทดลอง เพื่อศึกษาผลของรูปร่างของชิ้นวัสดุที่มีต่อพฤติกรรมการขนถ่าย จะได้สมการแสดงพฤติกรรมการขนถ่ายของชิ้นวัสดุด้วยอากาศ เมื่อนำสมการดังกล่าวไปใช้ทำนายค่าความดันตก ของวัสดุที่มีค่าตัวประกอบรูปร่าง 0.77 ซึ่งอยู่ในช่วงของค่าตัวประกอบรูปร่างของชุดข้อมูลที่ใช้สร้างสมการ (0.69-0.91) พบว่าค่าที่ได้จากสมการเบี่ยงเบนไปจากค่า ที่ได้จากการทดลองสูงสุดเพียง 11% แต่เมื่อนำไปใช้กับวัสดุที่มีค่าตัวประกอบรูปร่าง 0.46 พบว่าค่าที่ได้เบี่ยงเบนไปจากการทดลองสูงสุดถึง 49% ผลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า ค่าตัวประกอบรูปร่างหรือรูปร่างของชิ้นวัสดุนั้น มีผลต่อพฤติกรรมการขนถ่าย โดยวัสดุที่มีรูปร่างแตกต่างกันจะส่งผลให้มีพฤติกรรมการขนถ่าย หรือค่าความดันตกที่เกิดในการขนถ่ายที่แตกต่างกัน นอกจากนี้จากตัวสมการยังบ่งชี้ให้เห็นว่า ผลของค่าตัวประกอบรูปร่างต่อพฤติกรรมการขนถ่ายจะมากหรือน้อยนั้น ขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อที่ใช้ในการขนถ่ายด้วย