การศึกษาการไหลของอากาศผ่านแดมเปอร์

Abstract

ศึกษาการพัฒนาการไหลของอากาศผ่านแดมเปอร์ชนิด 1 และ 3 แผ่น ซึ่งทำมุมกับการไหล 30 และ 45 องศา ในท่อสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยมีสภาวะเริ่มต้นเป็นแบบความเร็วสม่ำเสมอ และ Reynolds number ซึ่งคำนวณจากขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไฮดรอลิก ประมาณ 72,000 พบว่า การไหลของอากาศผ่านแดมเปอร์ชนิด 1 แผ่น มุม 30 และ 45 องศา (D1-30 และ D1-45) มีลักษณะการกระจายความดันรวมที่บริเวณหลังแดมเปอร์ (x/D <-2) คล้ายคลึงกันโดยแบ่งเป็นบริเวณที่มีความดันรวมสูงซึ่งมีลักษณะคล้ายเจ็ท 2 บริเวณ คือ บริเวณด้านบนซึ่งมีลักษณะของการไหลผ่านแผ่นแดมเปอร์ คล้ายกับการไหลผ่านดิฟฟิวเซอร์ และบริเวณด้านล่างซึ่งมีลักษณะของการไหลผ่านแผ่นแดมเปอร์ คล้ายกับการไหลผ่านนอซเซิล แต่จะมีลักษณะที่แตกต่างกันคือ กรณี D1-30 จะเกิดการรวมตัวของเจ็ทด้านนอซเซิลและดิฟฟิวเซอร์ที่ x/D = 4 โดยความดันรวมซึ่งมีค่ามากที่ด้านดิฟฟิวเซอร์จะหายไป แต่ความดันรวมที่มีค่ามากทางด้านนอซเซิลจะยังคงอยู่ และสลายไปที่ระยะประมาณ x/D = 8 ในทางกลับกันในกรณี D1-45 การกระจายตัวของความดันรวมที่มีค่ามากทางด้านนอซเซิล จะมีลักษณะคล้ายกับการกระจายตัวของความดันรวมของ vortex pairs แบบ commonflow-down โดย vortex จะมีขนาดใหญ่ขึ้นตามการพัฒนาของการไหล จนกระทั้งที่ระยะประมาณ x/D = 8 จะเกิดการรวมตัวของ vortex ซึ่งสำหรับทั้ง 2 กรณี จะสามารถประมาณได้ว่า บริเวณที่มีการผสมกันโดยอิทธิพลของความปั่นป่วนที่เกิดจากการรวมตัวของเจ็ท หรือ vortex จะอยู่ในช่วง x/D <-8-12 สำหรับในกรณีแดมเปอร์ชนิด 3 แผ่น มุม 45 องศา (D3-45) บริเวณด้านล่างจะมีการกระจายตัวของความดันรวมสูงแบ่งเป็นชั้นๆ ตามลักษณะของเจ็ทที่เกิดขึ้นจากการไหลผ่านนอซเซิล และบริเวณด้านบนจะมีการกระจายตัวของความดันรวมต่ำอย่างสม่ำเสมอ ตามลักษณะของการไหลผ่านดิฟฟิวเซอร์ และที่ x/D = 4 เป็นต้นไป การพัฒนาของการไหลจะมีลักษณะคล้ายกับกรณี D1-30 และไม่แสดงอิทธิพลของ vortex ให้เห็นได้อย่างเด่นชัด ในแง่ของการกระจายความดันสถิตตามความยาวท่อจะพบว่า สำหรับทุกกรณีทดลองจะมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันคือ ความดันสถิตจะลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงระยะ 3D แรกที่ด้านหลังแผ่นแดมเปอร์ จากนั้นจะฟื้นตัวขึ้นอีกครั้งจนถึงค่าสูงสุดภายในช่วง 6D แรก ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของขนาดของ effective area