การสร้างและทดลองสมรรถนะเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์ และพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณออกแบบ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Fabrication & performance test of Heat-Pipe heat exchanger and development of its computer design program

Author

พิชัย ตั้งสถาพรพาณิชย์, บัณฑิตวิทยาลัย

Year (A.D.)

1986

Document Type

Thesis

First Advisor

วิวัฒน์ ตัณฑะพานิชกุล

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1986.615

Abstract

โครงการวิจัยนี้ศึกษากรรมวิธีสร้างท่อฮีทไปป์แบบไร้วิกค์ขึ้นเองในห้องทดลอง โดยมุ่งเน้นกรรมวิธีที่เอื้ออำนวยการสร้างฮีทไปป์ไร้วิกค์จำนวนมากในเวลาสั้น (mass production) กรรมวิธีที่พัฒนาขึ้นนี้ให้ความร้อนต่อท่อฮีทไปป์ไร้วิกค์โดยใช้ออยบาธ (oil bath) ฮีทไปป์ไร้วิกค์ที่สร้างขึ้นเป็นท่อแก้วแข็ง เส้นผ่าศูนย์กลางภายในและภายนอกเป็น 8 และ 10 ม.ม. ตามลำดับ และความยาว 37 ซม.  1 ซม. ของไหลใช้งานเป็นน้ำบริสุทธิ์ อุณหภูมิของออยบาธตั้งไว้คงที่ที่ 125 C ได้ทดลองสร้างขึ้น 2 งวดทั้งหมดประมาณ 500 แท่ง จากผลการทดสอบปรากฏว่าใช้งานได้ร้อยละ 70 ส่วนเวลาที่ใช้ในการผลิตฮีทไปป์ไร้วิกค์เฉลี่ยแล้วประมาณ 3 คน-ชม./แท่ง นอกจากนี้ได้คิดหาพัฒนาทดสอบสมรรถนะขั้นต้นของแท่งฮีทไปป์โดยใช้ออยบาธที่อุณหภูมิคงที่ 90C และเทปวัดอุณหภูมิชนิด 70 C ในการจับเวลาตอบสนองของฮีทไปป์ที่ได้ ในการทดสอบสมรรถนะการถ่ายเทความร้อนที่สภาวะคงที่ ได้เปลี่ยนมุมของแท่งฮีทไปป์ที่ 5, 25, 40, 70 และ 90 องศา พบว่าที่มุม 70 องศา ให้อัตราการถ่ายเทความร้อนสูงสุด เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์ที่ทดลองสร้างขึ้นมีทั้งหมด 2 เครื่อง เครื่องแรกมีจำนวนฮีทไปป์ 27 แท่ง จากนั้นได้ออกแบบปรับปรุงและสร้างเครื่องต้นแบบซึ่งมีฮีทไปป์ 240 แท่ง ในการทดสอบสมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์ทั้ง 2 เครื่อง ได้ศึกษาการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของไหลร้อนและเย็นซึ่งเป็นน้ำทั้งคู่ ในการทดลองสมรรถนะของเครื่องต้นแบบได้เปลี่ยนแปลงมุมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ 5, 25, 40, 70 และ 90 องศา และพบว่ามุม 90 องศาให้อัตราการถ่ายเทความร้อนที่ดีที่สุด นอกจากนี้ได้ทดลองเปลี่ยนอัตราไหลของน้ำในเครื่องที่ 4, 7, 10, 13 และ 16 ลิตรต่อนาที และพบว่าที่อัตราความเร็วสูงอัตราการถ่ายเทความร้อนจะสูงขึ้นด้วย อนึ่ง อัตราไหลภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่ำ ทำให้เกิดการกระจายอุณหภูมิภายในเครื่องเป็นชั้น ๆ ในแนวดิ่งซึ่งมีความซับซ้อนมาก และพบว่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของฟิล์มชั้นนอกมีค่าสูงสุด จึงเป็นตัวกำหนดอัตราการถ่ายเทความร้อนของเครื่อง ค่า UA เฉลี่ยที่ได้จากการทดสอบมีค่าประมาณ 0.12-0.43 Watt/ C/ แท่งฮีทไปป์ และอัตราการถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยเท่ากับ 3-16 Watt/แท่งฮีทไปป์ ซึ่งยังต่ำกว่าขีดจำกัดสูงสุดในเชิงทฤษฎีมาก 270-570 Watt ที่อุณหภูมิ 30-80 C การคำนวณสมรรถนะของฮีทไปป์ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้ใช้ทฤษฎีของการเดือด และทฤษฎีฟิล์มของนัสเซลท์มาคำนวณ และได้เขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณออกแบบ

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

ตั้งสถาพรพาณิชย์, พิชัย, "การสร้างและทดลองสมรรถนะเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฮีทไปป์ และพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณออกแบบ" (1986). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 47528.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/47528