แบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์ของการแผ่รังสีความร้อนในห้องปรับอากาศแบบแผ่รังสีทำความเย็น

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้แสดงวิธีการแก้ปัญหาการถ่ายเทความร้อนแบบการพาร่วมกับการแผ่รังสีความร้อนในห้องปิดที่มีลักษณะคล้ายกับห้องปรับอากาศแบบแผ่รังสีทำความเย็น ซึ่งโดยปกติ สภาวะจริงของห้องปรับอากาศนั้น จะมีการไหลของอากาศเป็นแบบปั่นป่วนและมีค่าเรย์เลห์นัมเบอร์มากว่า 10[superscript 9] แต่ทั้งนี้ เนื่องจากเป็นการศึกษาในเบื้องต้น จึงได้สมมติให้การไหลเป็นแบบราบเรียบ มีค่าเรย์เลห์นัมเบอร์เท่ากับ 10[superscript 5] และเป็นการไหลแบบไม่อัดตัวที่สภาวะคงตัวในสองมิติ ส่วนการถ่ายเทความร้อนจะพิจารณาเฉพาะการแผ่รังสีความร้อนร่วมกับการพาความร้อนแบบอิสระเท่านั้น โดยการวิเคราะห์ปัญหาจะใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์วอลุมร่วมกับวิธีเมตริกซ์ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นถูกตรวจสอบความถูกต้องโดยการนำผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์การไหลและการถ่ายเทความร้อนในห้องปิดรูปสี่เหลี่ยม ไปเปรียบเทียบกับปัญหาที่มีผลการทดลองหรือผลการคำนวณด้วยระเบียบวิธีเชิงตัวเลขอื่นๆ ก่อนที่จะนำโปรแกรมไปศึกษาปัญหาการถ่ายเทความร้อนในห้องปิดที่เปรียบเป็นห้องปรับอากาศแบบแผ่รังสีทำความเย็น สำหรับปัญหาที่นำมาศึกษาแยกตามตำแหน่งการทำความเย็นมีสามแบบคือ พื้นทำความเย็น ผนังทำความเย็น และเพดานทำความเย็น โดยห้องปิดมีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างเท่ากับ 0.5, 1 และ 2 ซึ่งจากการศึกษาในที่นี้พบว่าการติดตั้งเพดานทำความเย็นมีความเหมาะสมมากที่สุดสำหรับห้องปิดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและแบบโถงกว้างที่ต้องการใช้งานเต็มพื้นที่ห้อง เมื่อพิจารณาถึงการประหยัดพลังงานและลักษณะการกระจายอุณหภูมิที่เหมาะสม นอกจากนี้ในวิทยานิพนธ์ยังได้แสดงผลลัพธ์ของลักษณะการกระจายอุณหภูมิและรูปแบบการไหลในห้องปิด ซึ่งจะทำให้เกิดความเข้าใจในปรากฏการณ์ของการไหลและการแผ่รังสีความร้อนมากขึ้น อันจะนำไปสู่การออกแบบและการเลือกใช้งานที่เหมาะสม อีกทั้งยังเป็นข้อมูลเบื้องต้นที่จะนำไปสู่การศึกษาระบบปรับอากาศแบบแผ่รังสีทำความเย็นที่มีลักษณะคล้ายสภาพจริงยิ่งขึ้น