การเพิ่มการถ่ายเทความร้อนในช่องแผ่นขนานโดยใช้ครีบหยัก

Abstract

การเพิ่มการถ่ายเทความร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยทั่วไปสามารถทำได้หลายวิธี การใช้ครีบวางขวางการไหลภายในท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนได้เป็นอย่างดี และลมร้อนที่ได้จากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนี้ ยังสามารถนำไปใช้งานในภาคเกษตรกรรมได้ โดยนำเข้าสู่กระบวนการถนอมอาหาร เช่น การอบแห้งมะพร้าวขูด การอบแห้งเมล็ดพริกไทย เป็นต้น ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาการถ่ายเทความร้อนและการสูญเสียความดันภายในช่องขนานที่มีอากาศเป็นของไหลทดสอบในสภาวะผิวเป็นแบบฟลักซ์ความร้อนที่ผิวคงที่ โดยใช้ครีบหยักติดตั้งในช่องขนานรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า สัดส่วนความกว้างต่อความสูงของช่องขนาน (Aspect Ratio, AR) = 10 ความสูงช่องขนาน (H) = 30 มิลลิเมตร สัดส่วนความสูงครีบต่อความสูงช่องขนาน (e/H) = 0.1, 0.2, 0.3 และ 0.4 สัดส่วนระยะพิตต์เท่ากับความสูงช่องขนาน (PR=H) = 1 โดยทำการติดตั้งครีบที่ผิวล่างของส่วนทดสอบ มีมุมปะทะ (α) = 30 degree Alpha การทดลองใช้ความเร็วอากาศในระดับต่างๆ กัน โดยแสดงในเทอมของเลขเรย์โนลดส์ (Re) อยู่ในช่วง 5,000 ถึง 23,000 เพื่อพิจารณาค่าการถ่ายเทความร้อนในเทอมของเลขนัสเซิลท์ (Nu) และการสูญเสียความดันในเทอมของตัวประกอบเสียดทาน (f) จากการทดลองพบว่าการใช้ครีบหยักให้ค่าการถ่ายเทความร้อนและการสูญเสียความดันเพิ่มสูงมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับช่องขนานที่มีผนังเรียบ การติดตั้งครีบที่ e/H=0.4 ให้ค่าเลขนัสเซิลท์สูงสุดตามด้วย e/H=0.3, e/H=0.2 และ e/H=0.1 ตามลำดับ แต่ตัวประกอบเสียดทานก็เพิ่มสูงขึ้นเช่นกัน จึงส่งผลให้ช่องขนานที่ e/H=0.2 มีค่าสมรรถนะการเพิ่มการถ่ายเทความร้อนสูงกว่ากรณีอื่น จะเห็นว่าการติดตั้งครีบหยักวางขวางการไหลสามารถช่วยเพิ่มค่าการถ่ายเทความร้อนได้เป็นอย่างดีและสามารถดึงเอาลมร้อนที่ได้นี้มาสู่กระบวนการไล่ความชื้นหรือกระบวนการอบแห้งได้