การสร้างและทดสอบสมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์ ที่อุณหภูมิต่ำ

Abstract

โครงการวิจัยนี้ ศึกษาถึงการสร้างและทดสอบสมรรถนะเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์แยกส่วนระเหยและส่วนควบแน่นชนิดไหลครบวงจร เพื่อใช้ถ่ายเทความร้อนจากอากาศร้อนสู่อากาศเย็น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สร้างขึ้น ดัดแปลงจากหม้อน้ำรถยนต์ ขนาดกว้าง 60 เซนติเมตร สูง 40 เซนติเมตร มีท่อเป็นท่อแบบแบน จำนวน 118 แท่งวางเป็น 2 แถวในแนวเดียวกัน (in-line) ติดครีบแบบ multilouver fin จำนวน 2 แผง ต่อถึงกันโดยท่อทองแดงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 3/8 นิ้ว ของไหลใช้งานเป็นน้ำบริสุทธิ์ สร้างเป็นฮีทไปป์โดยวิธีการต้มร่วมกับการดูดสุญญากาศ ในการทดสอบสมรรถนะโดยเปลี่ยนแปลงปริมาณของของไหลใช้งาน 40, 55, 70 และ 90 เปอร์เซ็นต์ของช่วงการระเหย พบว่า ที่ปริมาณของไหลใช้งาน 55-90 เปอร์เซ็นต์ จะให้สมรรถนะการทำงานของเครื่องดี นอกจากนี้ได้ทำการทดลองเปลี่ยนอุณหภูมิของของไหลร้อนชาเข้าที่ 50, 60, 70, 80, 90 และ 100 องศาเซลเซียส และเปลี่ยนอัตราไหลของอากาศทั้ง 2 สายในช่วง 2-6 เมตรต่อวินาที พบว่า ที่อัตราความเร็วสูง อัตราการถ่ายเทความร้อนจะสูงขึ้นด้วย อย่างไรก็ตามในการทดลองกับปริมาณของของไหลใช้งานต่ำๆ พบว่า เมื่อถึงจุดๆ หนึ่ง อัตราการถ่ายเทความร้อนจะไม่เพิ่มขึ้นและมีแนวโน้มว่าจะลดลง อัตราการไหลของอากาศในสายร้อนมีผลในการเปลี่ยนแปลงอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงกว่าสายเย็น ค่าของ U ที่ปริมาณของไหลใช้งาน 90 เปอร์เซ็นต์ จะอยู่ในช่วง 27-63 วัตต์ต่อองศาเซลเซียสและอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงสุดที่ความเร็วด้านร้อน 6 เมตรต่อวินาที ด้านเย็น 4 เมตรต่อวินาที จะได้เท่ากับ 27 กิโลวัตต์ที่อุณหภูมิขาข้าวของลมร้อน 100 องศาเซลเซียส ได้นำผลการทดลองมาหาสหสัมพันธ์เพื่อใช้ในการคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สร้างขึ้นในรูปแบบ UA = cRe[superscript *b](∆T)[subscript ln][superscript a] โดยค่าของ a, b และ c จะขึ้นกับปริมาณของของไหลใช้งานในแต่ละกรณี