แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการศึกษาระดับความสูงในการสูบน้ำ ของระบบสูบน้ำความร้อนด้วยกำลังไอน้ำแบบต่อเนื่อง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาระดับความสูงในการสูบน้ำของระบบสูบน้ำความร้อนด้วยกำลังไอน้ำ ซึ่งระบบประกอบด้วย ถังผลิตไอน้ำ ถังสูบน้ำ ถังน้ำหล่อเย็น โดยในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ที่ระดับความสูงในการสูบน้ำ 2-8 เมตร เป็นระยะเวลา 10 ชั่วโมง และเปรียบเทียบความแตกต่างกับการทดลองของอุณหภูมิน้ำในถังผลิตไอน้ำ อุณหภูมิถังสูบน้ำ และความดันในถังสูบน้ำ จากการศึกษาพบว่าในช่วงเริ่มต้นของการทดลองระบบใช้เวลานาน แต่ในรอบถัดไปจะใช้พลังงานและระยะเวลาในการทำงานน้อยลง เมื่อระดับความสูงในการสูบน้ำเพิ่มมากขึ้นปริมาณน้ำทั้งหมดที่สูบได้จะลดลง แต่ในทางตรงกันข้ามเมื่อระยะเวลาในการทำงานแต่ละรอบเพิ่มมากขึ้นและจำนวนรอบจะลดลง อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพปั๊มน้ำยังคงเพิ่มขึ้นเมื่อความสูงในการสูบน้ำเพิ่มขึ้น ผลของระดับความสูง 8 เมตร พลังงานที่ใช้ในการสูบน้ำ 112 กิโลจูล ประสิทธิภาพปั๊มน้ำ 1.86619% ปริมาณน้ำที่สูบได้ 1,428 ลิตร และผลที่ระดับความสูง 2 เมตร พลังงานที่ใช้ในการสูบน้ำ 40 กิโลจูล ประสิทธิภาพปั๊มน้ำ 0.66649% ปริมาณน้ำที่สูบได้ 2,040 ลิตร สรุปได้ว่าการเพิ่มระดับความสูงในการสูบน้ำช่วยให้เพิ่มประสิทธิภาพปั๊มน้ำให้สูงขึ้น จากงานวิจัยของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มีค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 0.7145, 1.8714 และ 8.3831% สำหรับอุณหภูมิน้ำในถังผลิตไอน้ำ อุณหภูมิถังสูบน้ำ และความดันในถังสูบน้ำ
Article Details
ลิขสิทธิ์เป็นของวารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
References
The Chaipattana Foundation. (2010, Jun 3). A new theory [Online]. Available: https://www.chaipat.or.th/2010-06-03-03-39-51.html
J. R. Jenness, “Some consideration relative to a solar power savery water pump,” Sol. Energy, vol. 5, no. 2, pp. 58-60, Apr-Jun. 1961.
J. W. Sheldon, R.A. Crane and S. C. Kranc, “Pumping action from heat-driven oscillations in a liquid-vapour column,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 9, no.10, pp. 1419-1425. Jul. 1976.
A. Date and A. Akbarzadeh, “Theoretical study of a new thermodynamic power cycle for thermal water pumping application and its prospects when coupled to a solar pond,” Appl. Therm. Eng., vol. 58, no. 1-2, pp. 511-521, Sep. 2013.
N. Kurhe, A. Funde, P. Gokhale, S. Jadkar, S. Ghaisas and A. Date, “Development of low temperature heat engine for water pumping application,” Energy Procedia, vol. 110, pp. 292-297, Mar. 2017.
Z.X. Wang, S. Du, L.W. Wang and X. Chen, “Parameter analysis of an ammonia-water power cycle with a gravity assisted thermal driven pump for low-grade heat recovery,” Renew. Energy, vol. 146, pp. 651-661, Feb. 2020.
S. Liengjindathaworn, K. Kirtikara, P. Namprakai and T. Kiatsiriroat, “Parametric studies of a pulsating-steam water pump,” Int. J. Ambient Energy, vol. 23, no. 1, pp. 37-46, Jan. 2002.
P. Namprakai, N. Roonprasang, N. Pratinthong, K. Sutthivirode and J. Sitranon, “Thermal Water Pump,” Thailand Petty Patent 7709, January 27, 2012.
J. Sitranon, C. Lertsatitthanakorn, P. Namprakai, N. Pratinthong, T. Suparos and N. Roonprasang, “Parametric consideration of a thermal water pump and application for agriculture,” J. Sol. Energy Eng. (ASME), vol. 137, no. 3, pp. 031006-1 - 031006-12, Jun. 2015.
K. Sutthivirode, N. Pratinthong, P. Namprakai, N. Roonprasang and T. Suparos, “Waste heat water pumping model with direct contact cooling,” J. Cent. South Univ., vol. 21, no. 10, pp. 3896-3910, Oct. 2014.
P. Moonsri, J. Kunchornrat and P. Namprakai, “Hybrid energy thermal water pump for producing hot water from a shallow well in Thailand,” J. Energy Eng. (ASCE), vol. 142, no. 3, pp. 04015023-1 - 04015023-15, Sep. 2016.
J. Sitranon, K. Sutthivirode and N. Roonprasang, “A Study of Discharge Heads Affecting the Temperature and Amount of Hot Water Using Mathematical Modeling of a Solar Water Heating System,” Srinakharinwirot Eng. J., vol. 15, no 1, pp. 97-107, Apr. 2020.
R. Bandaru, C. Muraleedharan and M.V. Pavan Kumar, “Modelling and dynamic simulation of solar thermal energy conversion in an unconventional solar thermal water pump,” Renew. Energy, vol. 134, pp. 292-305, Apr. 2019.
L. Jiang, R.Q. Wang and A.P. Roskilly, “Development of low temperature heat engine for water pumping application Techno-economic analysis on a small-scale organic Rankine cycle with improved thermal driven pump,” Energy Convers. Manag., vol. 217, pp. 112979, Aug. 2020.
Y. A. Cengel and A.J. Ghajar, Heat and mass transfer fundamentals and applications, 5th ed. New York: McGraw-Hill, 2015.
R. H. Perry, DW. Green and JO. Maloney, Perry's chemical engineers' handbook, 7th ed. New York: McGraw-Hill, 1997.