การออกแบบและทดสอบดิฟฟิวเซอร์ประกอบร่วมกับใบพัดคอมเพรสเซอร์วีลแบบการไหลผ่านของอากาศตามแนวรัศมีโดยใช้เทคนิควิธีการถ่ายภาพอนุภาค (DESIGN AND TEST OF A DIFFUSER FOR A RADIAL FLOW COMPRESSOR WHEEL USING PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY (PIV)

Abstract

บทคัดย่อ

      งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเชิงออกแบบเพื่อหามุมใบครีบของดิฟฟิวเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับประกอบร่วมกับใบพัดคอมเพรสเซอร์วีลแบบการไหลผ่านของอากาศตามแนวรัศมี ในการออกแบบดิฟฟิวเซอร์ได้นำค่ามุมองศาและค่าความเร็วทางออกของใบพัดคอมเพรสเซอร์วีลชนิดเซ็นตริฟูกอลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 142 มิลลิเมตร เป็นจุดเริ่มต้นของการคำนวณและนำเครื่องมือวัดความเร็วของของไหลโดยใช้เทคนิควิธีการถ่ายภาพอนุภาคแบบ Particle Image Velocimetry (PIV) มาวิเคราะห์พารามิเตอร์การไหลที่ไหลผ่านช่องใบครีบ

      การศึกษาได้แบ่งการทำงานออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนที่หนึ่งเป็นการออกแบบและคำนวณ ส่วนที่สองเป็นการจัดสร้างและทดสอบอุปกรณ์ ส่วนที่สามเป็นการวิเคราะห์และเปรียบเทียบผลที่ได้จากการคำนวณและการทดสอบ ซึ่งดิฟฟิวเซอร์ที่ได้จัดสร้างขึ้นนั้นมีทั้งหมด 5 มุม คือ 10 15 18 21 และ 25 องศา โดยพื้นที่หน้าตัดทางเข้าของใบครีบมีข้อกำหนดภายใต้เงื่อนไขของขนาดที่เท่ากันและทดสอบกับสภาวะอัตราการไหลของน้ำที่ 23 36 และ 41 ลิตรต่อนาที

      ผลการทดสอบพบว่ามุมใบครีบของดิฟฟิวเซอร์ที่ 21 องศา ให้ค่าที่ไหลผ่านช่องใบครีบดีที่สุดและไม่เกิดการแยกชั้นการไหล โดยความดันมีค่าสูงสุดที่ 1.442 กิโลนิวตันต่อตารางเมตร ความเร็วทางออกมีค่าที่ 2.73 เมตรต่อวินาที เส้นการไหลมีลักษณะที่ขนานไปกับพื้นที่หน้าตัดใบครีบ

Abstract

     This research is the aim to design for the appropriate diffuser fin for radial flow compressor wheel. The design parameters are fin angle and outlet velocity of 142 millimeters diameter centrifugal compressor wheel were used as the starting approach in calculation and the Particle Image Velocimetry (PIV) technique was used to analyze the parameter of flow pattern into the diffuser fin.

     The studies are divided into three parts. Firstly are the design and calculation. Secondary are creating and test equipment. Thirdly, compare the results between the calculation and experiment by the Particle Image Velocimetry (PIV) technique. In the experiment, the diffuser fin angle are variable from 10, 15, 18, 21 and 25 degrees, the entrance area of each fin was used as the same condition and test via the water flow rate 23, 36 and 41 liter per minute.

     The result shows that outlet diffuser fin angle at 21 degrees is the best and not separation result. The pressure at the maximum is 1.442 kN/m2 and outlet velocity is 2.73 meter per second. And the flow lines are parallel to the cross section fins.