การศึกษาปัจจัยที่มีผลกระทบต่อค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนภายในเตาฟลูอิไดซ์เบดชนิดหมุนวนแบบไซโคลนแฝด

Abstract

งานวิจัยนี้ได้จัดขึ้นเพื่อศึกษาค่าการถ่ายเทความร้อนของเตาฟลูอิไดซ์เบดชนิดหมุนวนแบบไซโคลนแฝด โดยใช้เชื้อเพลิง 4 ชนิด ได้แก่ แกลบ เปลือกถั่วลิสงสับ เปลือกเมล็ดพิสตาชิโอ และเปลือกเมล็ดทานตะวัน ในการทดลองนี้ใช้ทรายซิลิกาที่มีขนาด 450-550 μm มาเป็นวัสดุเบด โดยที่เบดมีความสูง 30 cm ทำการทดลองที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิงคงที่ 20 kg/h ปริมาณอากาศส่วนเกิน (EA) 20-80% และที่อากาศทุติยภูมิต่ออากาศรวม (S/T) 0-0.5 ตำแหน่งการวัดค่าสัมประสิทธ์การถ่ายเทความร้อนนั้นทำทั้งในแนวรัศมีและตลอดความสูงของเตาเผาที่ระดับความสูง 0.46, 0.95, 2.08 และ 2.57 m จากเหนือหัวกระจายอากาศและในแนวรัศมีของเตาเผาที่ r/R = 0, ±0.33, ±0.67 และ ±1 โดยนำเสนอค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน 3 แบบ คือ 1) ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในแนวรัศมี (hlocal ) 2) ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนตามตำแหน่งความสูงของเตา (hz) 3) 3) ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยตลอดทั้งเตาเผาตามสภาวะในการทลอง (have) ซึ่งใช้ทฤษฎีของวัตถุลัมป์เพื่อนำมาคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยมีทองแดงเป็นวัตถุลัมป์ (Lump) จากการทดลอง ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในแนวรัศมี (hlocal ) ที่บริเวณกึ่งกลางเตา (r/R = 0) เป็นตำแหน่งที่ให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนได้สูงที่สุดและจะมีค่าลดลงตามลำดับจนถึงผนังเตา ตำแหน่งความสูง Z = 0.46-0.95 m (bed zone) ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนตามตำแหน่งความสูงของเตา (hz) จะมีค่าสูงกว่าที่ตำแหน่งความสูง Z = 2.08-2.57 m (freeboard zone) เนื่องจากเป็นตำแหน่งที่มีทรายที่ใช้เป็นวัสดุเบดหนาแน่นจึงทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างวัสดุเบดกับลัมป์มากยิ่งขึ้น เมื่อเพิ่มปริมาณอากาศส่วนเกินจะส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ย (have) สูงขึ้น เนื่องจากการเพิ่มปริมาณอากาศส่วนเกินทำให้วัสดุเบดได้กระจายตัวแบบปั่นป่วนมากขึ้นส่งผลให้ความถี่ในการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอนุภาคเบดกับวัตถุลัมป์เพิ่มสูงขึ้น การเพิ่มอัตราส่วนอากาศทุติยภูมิต่ออากาศรวมทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนมีคำน้อยลงเมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะการทดลองที่ไม่ใช้อากาศทุติยภูมิ