ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม
นักวิจัย : วาทิต ภักดี
คำค้น : a rectangular wave guide , during microwave heating , investigation of heat and fluid flows , saturated multi-layered porous , การไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้น , พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อน , พลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟ , ใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2553
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5180238 , http://research.trf.or.th/node/3130
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้จะศึกษาการถ่ายเทความร้อนในวัสดุพรุนอิ่มตัวที่ได้รับพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟโดยวัสดุพรุนมีลักษณะเป็นแบบหลายชั้น (multi-layered) ซึ่งกล่าวได้ว่ามีการกระจายของความพรุนที่ไม่สม่ำเสมอ โดยมุ่งเน้นการศึกษาโดยอาศัยพื้นฐานทางทฤษฎีในโครงสร้างระดับจุลภาค (microscopic level) เพื่อพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการถ่ายเทความร้อนเพื่อทำนายและศึกษาพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อน, ตัวแบบ Brinkmann-Forchheimerถูกนำมาใช้เพื่อคำนวณพฤติกรรมการไหลผ่านวัสดุพรุน และใช้ Maxwell’s equations สำหรับคำนวณการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยระเบียบวิธี finite difference time domain (FDTD) คำตอบทั้งหมดที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาคำนวณโดยอาศัยวิธี SIMPLE การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง, การกระจายตัวของอุณหภูมิ และลักษณะการเคลื่อนตัวของของไหลในช่องว่างของรูพรุนอันเนื่องมาจากความร้อนที่เกิดขึ้นภายในจากพลังงานคลื่นไมโครเวฟ ศึกษาถึงรูปแบบการไหลของของเหลวในวัสดุพรุนและลักษณะการกระจายตัวของความร้อนในชิ้นทดสอบซึ่งจำลองเป็นวัสดุพรุนโดยใช้ลูกแก้ว (glass beads) และน้ำที่แทรกตัวในช่องว่างระหว่างลูกแก้วซึ่งบรรจุในกล่อง (packed bed) ที่ได้รับคลื่นไมโครเวฟความถี่ 2.45 GHz ที่โหมด TE10ในท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม จากผลการวิจัยพบว่า จากการเปรียบเทียบผลการคำนวณกับผลจากการทดลอง ตัวแบบที่นำเสนอสามารถทำนายพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนในวัสดุพรุนได้อย่างถูกต้อง และความไม่สม่ำเสมอของค่าความพรุนมีผลต่อการไหลของมวลสารและการถ่ายเทความร้อนในวัสดุพรุนอย่างมีนัยสำคัญ องค์ความรู้ที่ได้รับจากงานวิจัยชิ้นนี้มีประโยชน์อย่างสูงต่ออุตสาหกรรมต่างๆมากมาย รวมไปถึงเทคโนโลยีการการเก็บรักษาเนื้อเยื่อในงานด้านการแพทย์ นอกจากนี้องค์ความรู้ดังกล่าวยังสามารถนำไปช่วยวิเคราะห์เชิงลึกสำหรับปัญหาที่มีการเปลี่ยนสถานะของสสาร อาทิเช่น ปัญหาการเย็นเยือกในวัสดุพรุน (freezing in porous media) และปัญหาการทำละลายในวัสดุพรุน (melting in porous media) เป็นต้น The transient natural convection flow through a fluid-saturated porous medium in a square enclosure with a partial convection condition was investigated using Brinkmann-extended Darcy model. Physical problem consists of a rectangular cavity filled with porous medium. The cavity is insulated except the top wall that is partially exposed to an outside ambient. The exposed surface allows convective transport through the porous medium, generating a thermal stratification and flow circulations. The formulation of differential equations is nondimensionalized and then solved numerically under appropriate initial and boundary conditions. The finite difference equations handling the convection boundary condition of the open top surface are derived. In addition to the negative density gradient in the direction of gravitation, a lateral temperature gradient in the region close to the top wall induces the buoyancy force under an unstable condition. The two-dimensional flow is characterized mainly by the clockwise and anti-clockwise symmetrical vortices driven by the effect of buoyancy. Unsteady effects of associated parameters were examined. The modified Nusselt number (Nu) is systematically derived. This newly developed form of Nu captures the heat transfer behaviors reasonably accurately. It was found that the heat transfer coefficient, Rayleigh number, Darcy number as well as flow direction strongly influenced characteristics of flow and heat transfer mechanisms. Thereafter, the microwave heating of a porous medium with a non-uniform porosity is numerically investigated, based on the proposed numerical model. A two-dimensional variation of porosity of the medium is considered. The generalized non-Darcian model developed takes into account of the presence of a solid drag and the inertial effect. The transient Maxwell’s equations are solved by using the finite difference time domain (FDTD) method to describe the electromagnetic field in the wave guide and medium. The temperature profile and velocity field within a medium are determined by the solution of the momentum, energy and Maxwell’s equations. The coupled non-linear set of these equations are solved using the SIMPLE algorithm. In this work, a detailed parametric study is conducted for a heat transport inside a rectangular enclosure filled with saturated porous medium of constant or variable porosity. The numerical results agree well with the experimental data. Variations in porosity significantly affect the microwave heating process as well as convective flow pattern driven by microwave energy

บรรณานุกรม :
วาทิต ภักดี . (2553). การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วาทิต ภักดี . 2553. "การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
วาทิต ภักดี . "การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2553. Print.
วาทิต ภักดี . การวิเคราะห์พฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและการไหลวัสดุพรุนอิ่มตัวแบบหลายชั้นที่ได้รับพลังงานความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟโดยใช้ท่อนำคลื่นทรงสี่เหลี่ยม. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2553.