การทำนายอัตราการถ่ายเทความร้อนในเงื่อนไขสถานะชั่วครู่ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดท่อความร้อนโดยใช้แบบจำลองสามมิติ

Abstract

บทคัดย่อ

การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์พัฒนาแบบจำลองสามมิติที่สภาวะชั่วครู่เพื่อใช้ทำนายอัตราการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดท่อความร้อน และเปรียบเทียบผลที่ได้จากการแบบจำลองกับผลการทดลอง ซึ่งงานวิจัยนี้ได้นำเสนอรายละเอียดในการคำนวณแต่ละส่วนของท่อความร้อนซึ่งประกอบด้วย ผนัง, วัสดุพรุน และแนวแกนไอ โดยประมวลผลเชิงตัวเลขด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ จากการประมวลผลแบบจำลองจะได้ค่าอัตราการถ่ายเทความร้อนของท่อความร้อนเพื่อนำไปออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดท่อความร้อน ซึ่งจากการประมวลผลและการทดลองพบว่าเปอร์เซ็นต์ที่ได้จากแบบจำลองเปรียบเทียบกับผลการทดลองโดยใช้สารทำงาน น้ำกลั่น, เอทานอล และ R134a เท่ากับ 10.3%, 10.4% และ 6.7% ตามลำดับ และได้ค่าอัตราการถ่ายเทความร้อนจากการทดลองโดยใช้สารทำงานน้ำกลั่น, เอทานอล และ R134a เท่ากับ 627.3 วัตต์, 522.8 วัตต์ และ 836.4 วัตต์ ตามลำดับ

Abstract The aim of this study was to develop a three-dimensional transient condition model to predict the heat transfer rate of a heat pipe heat exchanger. This paper presents the details of  the calculated domains, which consist of the wall, wick, and vapor core. They were numerically simulated using the finite element method. The heat transfer rate values obtained from the model simulation can be used to design heat pipe heat exchangers. The values obtained from the model calculation were then compared with the results from experiments, and the differences  were 10.3%, 10.4%, and 6.7% for the working fluids of distilled water, ethanol, and R134a, respectively. The working fluids of distilled water, ethanol, and R134a obtained heat transfer rates of 627.3 watts, 522.8 watts, and 836.4 watts from the experiments, respectively.