การหาคำตอบเชิงตัวเลขของการพาความร้อนแบบอิสระ จากชุดครีบรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในแนวดิ่งบนพื้นผิวในแนวดิ่ง

Abstract

ทำนายลักษณะการไหลของของไหลและการถ่ายเทความร้อน ซึ่งเกิดจากการพาความร้อนแบบอิสระ จากชุดครีบรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในแนวดิ่งบนพื้นผิวในแนวดิ่ง และเสนอผลลัพธ์ที่ได้จากการวิจัยในรูปที่ สามารถนำไปใช้ออกแบบชุดครีบรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าในแนวดิ่งบนพื้นผิวในแนวดิ่ง ในการทำนายลักษณะการไหลของของไหลและการถ่ายเทความร้อนจากชุดครีบ ได้ใช้วิธีการไฟไนต์ดิฟเฟอเรนซ์ (finite difference) ในการหาคำตอบเชิงตัวเลขของสมการเชิงอนุพันธ์ ซึ่งควบคุมปัญหาและได้ประดิษฐ์โปรแกรมคอมพิวเตอร์ขึ้น เพื่อใช้แก้สมการไฟไนต์ดิฟเฟอเรนซ์ ผลการวิจัยพบว่า การเกิด fully developed ของ boundary layer เมื่อค่าระยะห่างระหว่างแถวครีบมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับความยาวครีบ จะส่งผลให้ครีบมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนต่ำ และเมื่อเปรียบเทียบค่า Nusselt number ที่ได้จากการทำนายโดยการศึกษานี้กับผลการทดลองที่มีผู้ทำไว้ 2 ราย พบว่าค่าที่ได้จากการทำนายต่ำกว่าผลการทดลอง ทั้งนี้เนื่องจากผลของการแผ่รังสีความร้อนออกจากชุดครีบที่ใช้ในการทดลอง ความร้อนสูญเสียผ่านฉนวนของอุปกรณ์ทดลอง และข้อสมมุติที่กำหนดขึ้นในการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ ที่ว่าชุดครีบมีลักษณะเป็น infinity fin arrays ทำให้ค่า Nusselt number ที่ได้จากการทดลองสูงกว่าค่าที่ได้จากการทำนาย ผลที่ได้จากการทำนายโดยการศึกษานี้ได้ถูกเสนอในรูปของสมการของค่า Nusselt number ในเทอมของตัวแปรที่เกี่ยวข้อง เพื่อความสะดวกในการนำไปใช้ในการออกแบบครีบ