การจำลองการถ่ายโอนความร้อนภายในแผงท่อให้ความร้อน โดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

บทคัดย่อ

การวิจัยนี้เสนอการคำนวณเชิงตัวเลขโดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อหาการกระจายอุณหภูมิที่ตำแหน่งต่าง ๆ ภายในแบบจำลองของแผงท่อให้ความร้อนขนาด 80x282.5x350 มิลลิเมตร โดยลักษณะของกลุ่มท่อภายในจัดวางเรียงแบบแนวเหลื่อมกันขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตร สำหรับการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตแก่แบบจำลองนั้น กำหนดให้อุณหภูมิที่ทางเข้ามีค่าเท่ากับ 20^oC, 25°C 30°C และ 35°C ตามลำดับส่วนภายในแบบจำลองกำหนดอุณหภูมิที่ผิวนอกของแผงท่อให้ความร้อนคงที่ไว้ที่ 50°C, 60°C, 70°C และ 80°Cตามลำดับ ส่วนผนังหุ้มฉนวนโดยรอบ (ไม่มีการสูญเสียความร้อน) จากผลการวิจัยจะพบว่าอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากมีผลทำให้เกรเดียนท์ของอุณหภูมิมีค่าสูงขึ้นและลักษณะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายในแบบจำลองนั้นมีลักษณะเพิ่มขึ้นสู่ภาวะอิ่มตัว นั่นคือ ค่าของอุณหภูมิจะมีค่าเพิ่มตามลำดับและมีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและเมื่อเวลาผ่านไปค่าของอุณหภูมิภายในของแบบจำลองจะมีค่าคงที่ หลังจากนั้นไม่ว่าจะเพิ่มเวลามากขึ้นเพียงใดก็ตามค่าของอุณหภูมิที่ตำแหน่งต่าง ๆ ภายในแบบจำลองจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง

คำสำคัญ : แผงท่อให้ความร้อน; การจำลองการถ่ายโอนความร้อน; ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

This research presented the simulation of heat transfer in heating tube bundle withfinite element method for finding the temperature distribution inside heating tube bundle modelat various positions with the dimension of 80x282.5x350 mm. The inside tubes group was instagger arrangement with 10 mm. diameter. The model conditions were determining theentrance temperature at 20°C, 25°C, 30°C and 35°C, determining the outside surface temperatureof heating tube bundle at 50°C, 60°C, 70°C and 80°C, the wall around the model wascovered with insulation (to prevent heat loss). It was found that the different level oftemperature led to increase gradient temperature, and the changing of temperature becomesaturated that is the temperature was consistently rising. After that the temperatureat each position in the heating tube bundle model became constant. Then no matterhow long it took, the temperature at each joint inside the model would no longer change.

Keywords : Heating Tube Bundle; Simulation of Heat Transfer; Finite Element Method