การวิเคราะห์เชิงตัวเลขของวัฏจักรการทำงานที่เหมาะสมสำหรับรีเจเนอเรเตอร์แบบโครงอิฐทนไฟ

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้มีจุดประสงค์เพื่อหาค่าของวัฏจักรการทำงานที่ดีที่สุดของระบบ รีเจเนอเรเตอร์ ซึ่งสามารถหาได้จากลักษณะการกระจายของอุณหภูมิของกระบวนการนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ในรีเจเนอเรเตอร์ โดยใช้ระเบียบวิธีเชิงตัวเลขประกอบกันกับการทำการทดลอง ทั้งนี้ได้ทำการทดลองตรวจวัดและเก็บข้อมูลที่จำเป็นต่างๆ เช่น อุณหภูมิของไหลและโครงอิฐทนไฟ ส่วนประกอบก๊าซเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ และอัตราการใช้น้ำมัน โดยได้ทำการทดลองที่บริษัท ไทยแลนด์สเมลติ้งแอนด์รีไฟนิ่ง จำกัด (ไทยซาร์โก) ซึ่งเป็นโรงงานถลุงแร่ดีบุก สำหรับระเบียบวิธีเชิงตัวเลขที่ใช้ในที่นี้ จะใช้วิธีไฟไนต์ดิฟเฟอเรนต์ในการคำนวณการกระจายตัวของอุณหภูมิและปริมาณความร้อนทิ้งที่นำกลับมาได้มากที่สุด ซึ่งจะได้พิจารณาผลกระทบของการนำความร้อนทั้งในทิศทางตามแนวการไหลและในทิศทางตั้งฉากกับการไหลที่มีต่อตัววัสดุสะสมความร้อน ผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณได้ถูกนำมาปรับเทียบกับการทดลอง และนำมาวิเคราะห์เพื่อสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถใช้ในการคำนวณหาค่าวัฏจักรการทำงานที่ดีที่สุดของรีเจเนอเรเตอร์ จากการตรวจสอบพบว่า ผลการคำนวณที่ได้มีความสอดคล้องกันดีกับผลเฉลยแม่นตรง และผลการทดลองที่นำมาเปรียบเทียบ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์นี้มีความถูกต้องอยู่ในระดับที่น่าพอใจ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ถูกพัฒนาให้สามารถใช้งานได้โดยง่าย บนระบบ Windows และให้นำไปใช้ในการคำนวณหาวัฏจักรการทำงานที่เหมาะสมของรีเจเนอเรอเตอร์ ที่เวลา 30 นาที และสามารถนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ได้ 32.80% จากการคำนวณโดยใช้โปรแกรมที่สร้างขึ้นพบว่าเมื่อใช้เวลาในการสลับคาบการไหล 6 นาที สามารถนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ได้มากที่สุด 32.26% ซึ่งเพิ่มขึ้นเพียง 0.46% เมื่อพิจารณาในแง่ของความสะดวกในการทำงาน จึงสรุปได้ว่าคาบการทำงานที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีความเหมาะสมกับโครงสร้างและแบบของรีเจนเนอเรเตอร์แล้ว