ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน
นักวิจัย : สมชาย วงศ์วิเศษ
คำค้น : Condensation , Evaporation , heat and mass transfer , Heat Exchanger , Heat transfer Enhancement , two-phase flow , การควบแน่น , การถ่ายเทความร้อนและมวล , การระเหย , การเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน , การไหลสองสถานะ , สารทำความเย็น , อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2553
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RTA4680004 , http://research.trf.or.th/node/4631
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ศาสตราจารย์ ดร. สมชาย วงศ์วิเศษ และคณะวิจัย ได้นำศาสตร์ของ การถ่ายเทความร้อนและมวล กลศาสตร์ของไหล การไหลสองสถานะ และเธอร์โมไดนามิกส์ มาประยุกต์ เพื่อพัฒนาอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนให้มีสมรรถนะสูงขึ้น โดยเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพและลดการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็น คณะวิจัย ได้ศึกษาวิธีพัฒนา คอนเดนเซอร์ และ อีวาโปเรเตอร์ ซึ่งถือเป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่อยู่ในวงจรการปรับอากาศและการทำความเย็น ให้สามารถแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่าง สารทำความเย็นกับอากาศได้ดียิ่งขึ้น การศึกษาสามารถทำทั้งจากการทดลองและจากการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ตัวอย่างของงานวิจัยได้แก่ การออกแบบอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบใหม่ๆซึ่งอาจเป็นแนวทางในการนำไปประยุกต์ใช้ต่อไปในอนาคต การศึกษาถึงผลของ รูปร่างของครีบที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อน ความหนาของครีบ ระยะห่างระหว่างครีบ วัสดุที่ใช้ ลักษณะการวางท่อ ต่อสมรรถนะทางการถ่ายเทความร้อน และการลดลงของความดันของอากาศขณะไหลผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน ทั้งที่ภาวะที่ผิวท่อด้านนอกของคอนเดนเซอร์มีสภาพแห้ง และที่ภาวะที่ผิวท่ออีวาโปเรเตอร์เปียกด้วยน้ำที่เกิดจากการควบแน่น คณะวิจัยยังศึกษาในส่วนอุปกรณ์ระเหยซึ่งถือเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่งในวงจรการปรับอากาศและทำความเย็น อาทิ การนำอีเจ็กเตอร์ และ การนำท่อคาปิลลารีทั้งแบบแอเดียแบติก และ แบบ นอนแอเดียแบติก มาใช้เป็นอุปกรณ์ระเหย โดยสามารถพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อจำลองการไหลของสารทำความเย็นในท่อคาปิลลารี ซึ่งมีการการไหลสองสถานะเป็นกลไกสำคัญ แบบจำลองดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการออกแบบหาขนาดท่อคาปิลลารีที่เหมาะสมที่ใช้กับสารทำความเย็นประเภทต่างๆ ที่ทำงานที่ภาวะต่างๆตามแต่กำหนด และเพื่อให้สะดวกต่อการใช้งานในภาคสนาม คณะวิจัยสามารถพัฒนา แผนภูมิ เพื่อใช้เลือกขนาดท่อคาปิลลารี ที่เหมาะสมกับสารทำความเย็นและภาวะการใช้งานจริง ในส่วนของสารทำงานในวงจรการปรับอากาศและการทำความเย็นซึ่งเราเรียกว่าสารทำความเย็นคณะวิจัย ได้ศึกษาคุณลักษณะเฉพาะในการไหลของสารทำความเย็นทางเลือกใหม่ทั้งจากการทดลองและจากการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ทั้งในด้านการถ่ายเทความร้อนและด้านกลศาสตร์ของไหล ในขณะที่สารทำความเย็นระเหย และควบแน่นภายในท่อเรียบและท่อที่ผิวภายในไม่เรียบ โดยศึกษาทั้งกับสารทำความเย็นบริสุทธ์และกับสารทำความเย็นที่มีน้ำมันหล่อลื่นผสมซึ่งตรงกับสภาพการใช้งานจริง ผลลัพธ์จากการศึกษาทางด้านการถ่ายเทความร้อนจะอยู่ในรูปของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน สำหรับในเชิงกลศาสตร์ของไหลจะเสนอผลในรูปของ รูปแบบการไหลสองสถานะซึ่งเป็นไปได้หลากหลายรูปแบบการไหล แฟกเตอร์ความเสียดทาน และ ความดันลด สหสัมพันธ์ที่พัฒนาได้ทั้งสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนและแฟกเตอร์ความเสียดทาน สามารถนำไปใช้ในการออกแบบอีวาโปเรเตอร์ และ คอนเดนเซอร์ ได้โดยตรง นอกจากนั้นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นมาสามารถนำไปเป็นแนวทางและใช้ดัดแปลงเพื่อการออกแบบอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่มีลักษณะแตกต่างออกไปได้ กล่าวโดยสรุปคณะวิจัยได้สร้างองค์ความรู้ใหม่โดยมีผลงานทางวิชาการที่ก้าวหน้าทันสมัย ผลงานได้ถูกนำไปอ้างอิงโดยนักวิทยาศาสตร์ในต่างประเทศ คณะวิจัยสามารถพัฒนาจากงานวิจัยพื้นฐาน สู่งานวิจัยประยุกต์ ความรู้ใหม่ต่างๆที่ได้จากงานวิจัยพื้นฐานเหล่านี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบอุปกรณ์ให้มีสมรรถนะสูงขึ้นได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมในประเทศโดยตรง นอกจากนั้นได้สร้างเครือข่ายงานวิจัยทั้งในประเทศและต่างประเทศ อันจะมีประโยชน์ต่อคนรุ่นหลังในการแลกเปลี่ยนวิทยาการที่ก้าวหน้าต่อไป Professor Dr. Somchai Wongwises and his research team has applied the sciences of heat and mass transfer, fluid mechanics, and thermodynamics in developing higher-performance heat exchangers, the main focus being on increasing the efficiency and reducing the power consumption of air conditioners and refrigerators. The research team has tried to study and develop condensers and evaporators, which are heat exchangers used in the cycle of refrigeration and air conditioning, to enable better heat exchange between the refrigerant and surrounding air. These studies covered both real experiments and simulation with mathematical models. One example of these studies is the design of new heat exchangers that can later be applied in the industry. Another important example is the study of the effects that various fin shapes, fin thickness, fin spacing, used materials and tube arrangement, used in heat exchangers, have on the efficiency of the heat transfer and pressure drop of air while flowing through heat the exchangers - both in the condition of the outer surface of the condenser being dry and in the condition of the surface of the evaporator being wet due to condensation. Moreover, the research team studied the expansion device, which is another important part functioning in the refrigeration and air conditioning cycles. The research used ejectors and both adiabatic and non adiabatic capillary tubes as expansion devices. Mathematical models were developed to simulate the flow of refrigerant in capillary tubes in which the two-phase flow was the key mechanism. These models have been proved reliable as results gained from these models were similar to those presented in many published research articles. These models could be utilized in designing the appropriate sizes of capillary tubes used with various kinds of refrigerant in different working conditions. To facilitate field use, the research team also developed a selection chart enabling easy selection of capillary tube size suitable for chosen kinds of refrigerant and working conditions. It is already known that even though the use of refrigerant is suitable for engineering aspects, it has some drawbacks in environmental aspects. In the near future, some refrigerants used nowadays will be banned. Thus, the research team has also studied the flow characteristics of alternative refrigerants both in terms of heat transfer and in terms of fluid mechanics. The flow characteristics were studied both while the refrigerants were flowing and evaporating, and while the refrigerants were flowing and condensing inside smooth pipes and non-smooth pipes. The studied refrigerants included both pure refrigerant and a mixture of refrigerant and lubricant oil. These studies covered both real experiments and developments of mathematical models. Results of heat transfer studies were presented in the form of a heat transfer coefficient, whereas results of fluid mechanics studies were presented in the form of a pressure drop plus the flow pattern occurring during phase changes. The developed correlations - both in terms of heat transfer coefficient and pressure drop - could be directly applied to the design of evaporator and condenser. The developed mathematical models could also be directly utilized or modified in the design of different heat exchangers. The new body of knowledge gained from this basic research can be applied in designing high-performance equipment that is directly useful in the industry.

บรรณานุกรม :
สมชาย วงศ์วิเศษ . (2553). คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมชาย วงศ์วิเศษ . 2553. "คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมชาย วงศ์วิเศษ . "คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2553. Print.
สมชาย วงศ์วิเศษ . คุณลักษณะการไหลสองสถานะของก๊าซ-ของเหลวและการเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อน. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2553.