การศึกษาสมรรถนะของอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและครีบ

Abstract

โครงงานนี้เป็นการศึกษาสมรรถนะของอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบและท่อ ภายใต้สภาวะผิวแห้ง โดยศึกษาผลกระทบของอัตราการไหลของน้ำ อุณหภูมิน้ำทางเข้าความเร็วของอากาศ และลักษณะทิศทางการไหลของน้ำภาย

ในท่อ อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองประกอบไปด้วย อุโมงค์ลมแบบเปิด และอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อทองแดงและครีบชนิดรอยหยักลูกคลื่นซึ่งทำจากอลูมิเนียม น้ำร้อนไหลในท่อและอากาศไหลผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความ

ร้อน ตัวอย่างอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนมีทั้งหมด 5 ตัวอย่าง ในการทดลองจะทดลองในสภาวะต่างๆ โดยปรับค่าอุณหภูมิของน้ำภายในท่อให้เป็น 45-60 องศาเซลเซียส, ความเร็วของอากาศ 2-12 เมตรต่อวินาที และอัตราการไหล

ของน้ำในท่อ 0.06-0.16 กิโลกรัมต่อวินาที ผลการทดลองแสดงสมรรถนะของอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน โดยนำเสนอในรูปของความสัมพันธืระหว่างการถ่ายเทความร้อน สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ความดันที่ลดลง และความ

เร็วของอากาศ และยังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างโคลเบิร์นแฟคเตอร์(j-factor) แฟคเตอร์ความเสียดทาน(Friction factor) และค่าเรโนลด์นัมเบอร์ (Re) จากการทดลองสามารถสรุปได้ว่าเมื่ออัตราไ/หลของอากาศที่เพิ่มจะทำให้อัตราการ

ถ่ายเทความร้อน สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน และความดันที่ลดลงเพิ่มมากขึ้น เมื่อเพิ่มอัตราไหลของน้ำและอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นจะทำให้สมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีค่าดีขึ้นเช่นเดียวกันแต่ความดันที่ลดลงและ

แฟคเตอร์ความเสียดทานไม่ค่อยเปลี่ยนแปลง ส่วนเมื่อเปรียบเทียบลักษณะทิศทางการไหลของน้ำภายในท่อ พบว่าอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่น้ำไหลพร้อมกันทั้งสองท่อ (ตัวที่1) มีการถ่ายเทความร้อนดีที่สุด ข้อมูลจากการทดสอบ

สมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบและท่อสามารถใช้เป็นฐานข้อมูลในการวิจัยและพัฒนาต่อไปในอนาคต This project is studied about performance of fin-and-tube heat exchangers. The effects of water flow rate, water temperature, air velocity and flow direction of water in tube are experimentally investigated under dry air conditions. The experimental apparatus consists essentially of open wind tunnel and wavy fin-and-tube heat exchangers made from aluminum plate finned and copper tube. Air and water are used to be working fluids in air-side and tube-side, respectively. A total of 5 samples of the fin-and-tube heat exchangers are tested. The experiment test in several conditions and vary temperature of water (45, 50, 55 and 60 C), air velocity (2- 12m/s) and water flow rate in tube (0.067, 0.100, 0.130 and 0.167 kg/s). The test results is compared the performance of the heat exchanger which be presented between heat transfer rate, heat transfer coeffient, air-side pressure drop and air velocity. And also show graphbetween the Cobum j-factor, friction factor and Reynolds number. From the experimental results, it is found that when the air flow rate increase, so the heat transfer rate, heat transfer coefficient and the pressure drop were increased.And the water flow rate or water temperature were increased, the heat transfer rate, heat transfer coefficient and Colbum factor ware increased but the pressure drop and friction factor were not change. The comparison of flow direction of water in tube, the heat exchanger with flow water in simultaneously both rows (sample no. 1) was the best heat transfer rate. This experimental data of the heat exchanger performance can be used for the data base research and development in the future.