ผลของการใช้สนามไฟฟ้าในการเพิ่มการถ่ายเทความร้อนในของเหลวไดอิเลคทริก

Abstract

อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนได้ถูกนำมาใช้ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม เพื่อการประหยัดพลังงานและลดปัญหาสิ่งแวดล้อม ได้มีการออกแบบเพื่อเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อนได้แก่ การใช้ลำเจ็ท (jet) ของไหลเพื่อทำให้เกิดการปั่นป่วน รวมไปถึงการใช้สนามไฟฟ้า เป็นต้น ในงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาถึงการใช้สนามไฟฟ้าในการเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ในการถ่ายเทความร้อนในของเหลวไดอิเล็กทริก

ในงานวิจัยได้แบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน ในส่วนแรกเป็นการศึกษาพฤติกรรมของของเหลวไดอิเลกทริก (ใช้น้ำมันหม้อแปลง) ภายใต้สนามไฟฟ้า พารามิเตอร์ที่ศึกษาได้แก่ ขนาดของแรงดันที่ใช้ รูปแบบของอิเล็คโทรด ระยะห่างของอิเล็คโทรด และการกำหนดขั้วของอิเล็คโทรด ในส่วนที่สองเป็นการหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดแรงดันในสนามไฟฟ้า และค่าสัมประสิทธิ์ในการถ่ายเทความร้อน เมื่อมีการให้ความร้อนโดยแท่งความร้อน (heater) ในน้ำมันข้างต้น

จากผลการศึกษาภายใต้สนามไฟฟ้าพบว่า ของเหลวมีการหมุนวน โดยสังเกตเม็ดพลาสติกเล็กๆ ที่ลอยในของเหลว การหมุนวนจะรุนแรงขึ้นเมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น แต่ถ้าป้อนแรงดังไฟฟ้าสูงเกินไปก็จะทำให้อนุภาคของของเหลวเกิดการแตกตัว (breakdown) เกิดการเคลื่อนตัวของประจุไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด ค่ากระแสไฟฟ้าที่แรงดันต่างๆ เมื่อรูปร่างและระยะของอิเล็กโทรดต่างกันจะให้ค่าไม่เท่ากัน เมื่อมีการสลับขั้วไฟฟ้าไม่ก่อให้เกิดผลแตกต่างกัน และการถ่ายเทคความร้อนภายใต้สนามไฟฟ้าพบว่า ค่าสัมประสิทธิ์ในการถ่ายเทความร้อนในน้ำมันหม้อแปลง สามารถเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า เทียบกับกรณีที่ไม่อยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า