หม้อไอน้ำแบบที่มีการเผาไหม้และระเหยโดยตรงภายในวัสดุพรุนโดยไม่มีการสูญเสียความร้อนจากไอเสีย

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการออกแบบและสร้างหม้อไอน้ำแบบที่มีการเผาไหม้และระเหยภายในวัสดุพรุนโดยไม่มีการสูญเสียความร้อนจากไอเสีย หม้อไอน้ำที่เสนอนี้มีผนัง 2 ชั้นชั้นในเป้นห้องเผาไหม้และห้องผสม ชั้นนอกเป็นห้องต้มน้ำ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางชั้นนอกและชั้นในเท่ากับ 0.5 และ 0.35 m ตามลำดับ หม้อไอน้ำต้นแบบนี้สูง 0.8 เมตร ถูกทดสอบที่กำลังการผลิตไอน้ำ 20 kg/hr ภายใต้ความดันใช้งาน 2 bar(gauge) งานวิจัยนี้นำเสนอผลการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับความเป็นไปได้และสมรรถนะของหม้อไอน้ำต้นแบบทีสร้างขึ้น มีการเปรียบเทียบสมรรถนะของหม้อไอน้ำระหว่างกรณีที่มีและไม่มีวัสดุพรุน และกรณีที่ใช้วัสดุพรุนในปริมาณที่แตกต่างกัน คือ 25 kg และ 50 kg ตามลำดับ ผลการวิจัยพบว่า หม้อไอน้ำมีอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงสุด 1.05 m[subscript3]/hr ใช้อากาศสูงสุดที่ 17.5 m[subscript3]/hr อัตราการผลิตไอน้ำสูงสุด 12.84 kW และประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไอน้ำสูงสุดเท่ากับ 97.09% นอกจากนี้ยังพบว่า การจ่ายไอน้ำเข้าไปภายในห้องเผาไหม้ของหม้อไอน้ำที่มีวัสดุพรุนติดตั้งอยู่ไม่ส่งผลให้อุณหภูมิโดยรวมลดลง เพียงแต่ส่งผลให้อุณหภูมิลดลงชั่วขณะและยังส่งผลให้ประสิทธิภาพในการผลิตไอน้ำสูงขึ้นอีกด้วย

The purpose of this research was to design and construct a direct-fired-evaporated porous- medium boiler without flue gas heat loss. The proposed boiler has concentric double-shells of which the inner shell is a combustion and mixing chamber, and the outer shell is a boiling chamber. The outer and inner shell diameters are 0.5 m and 0.35 m, respectively. The height of this boiler prototype is 0.8 m. It was tested for the steam generation rate of 20 kg/hr under the pressure of 2 bar (gauge). This research examined the performance and feasibility of the proposed boiler. The experiment was to compare the performance of the boiler with and without a porous medium, and that of porous media of 25 kg and 50 kg, respectively. The results showed that the maximum fuel and air consumption rates were 1.05 m[subscript3]/hr and 17.5 m[subscript3]/hr, respectively. The maximum steam power was 12.84 kW, and the highest efficiency of the boiler was 97.09%. It was also found that the direct feed of steam into the inner combustion and evaporation chambers did not affect the steady state of the overall temperature profile. It only resulted in a temporary decrease of temperature and increased the efficiency of steam production.