การพาความร้อนสำหรับการไหลของละอองน้ำแบบราบเรียบในท่อกลม

Abstract

งานวิจัยฉบับนี้ เป็นการศึกษาการถ่ายเทความร้อนของของไหลสองสถานะที่มีลักษณะการไหลแบบ droplet flow ภายใน thermal entrance region ของท่อกลม ภายใต้สภาวะอุณหภูมิผนังท่อคงที่ โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะวิเคราะห์ การเปลี่ยนแปลงขนาดของละอองน้ำ การเปลี่ยนแปลงความเร็วของไอน้ำร้อนยิ่งยวด การเปลี่ยนแปลงของค่า local NusseIt number และการเปลี่ยนแปลงของค่าอุณหภูมิเฉลี่ยของไอน้ำร้อนยิ่งยวด ด้านการคำนวณจะแบ่งการพิจารณาออกเป็น 2 ส่วน คือ 1. กรณีที่ velocity profile เป็น Langhaar velocity profile และ 2. กรณี velocity profile เป็น parabolic velocity profile โดยได้นำวิธีไฟโนท์ดิฟเฟอร์เรนซ์ ในการจัดรูปแบบของสมการเพื่อใช้ในภารคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ ผลการวิจัยพบว่าขนาดของละอองน้ำจะลดลงเร็วขี้น เมื่อขนาดของละอองน้ำมีขนาดเล็กลงมากขึ้น (ขนาดของละอองน้ำน้อยกว่า 0.8) ความเร็วของไอน้ำร้อนยิ่งยวดจะเพิ่มขึ้นจากผลฃองการระเหยของละอองน้ำ และเมื่อละอองน้ำระเหยตัวหมด ความเร็วจะคงที่ สำหรับค่า local Nusselt number จะมีค่าสูงกว่ากรณีที่เป็นของไหลสถานะเดี่ยว เนื่องจากละอองน้ำจะรับความร้อนจากไอน้ำร้อนยิ่งยวด ทำให้ไอน้ำร้อนยิ่งยวดรับความร้อนจากท่อได้ในปริมาณที่มากขึ้น และสำหรับอุณหภูมิเฉลี่ยของไอน้ำร้อนยิ่งยวดจะสูงขึ้น จนถึงอุณหภูมิของผนังท่อ แต่มีอัตราการเพิ่มขึ้นช้ากว่ากรณีที่เป็นของไหลสถานะเดี่ยว เนื่องจากไอน้ำร้อนยิ่งยวดถูกหล่อเย็นด้วยละอองน้ำ การเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ดังที่ได้กล่าวมา จะมีค่ามากน้อยเท่าใดนั้นจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ 3 ตัวคือ 1. Liquid loading parameter (A) 2. Heat sink parameter (S) และ 3. Wall superheat parameter (C)