การออกแบบสร้างและทดสอบหม้อไอน้ำเทอร์โมไซฟอนแนวนอน
คำสำคัญ:
หม้อไอน้ำ, เทอร์โมไซฟอน, ท่อโค้ง, สมรรถนะ, จุดเดือดบทคัดย่อ
การศึกษาเชิงทดลองในการออกแบบ สร้าง และทดสอบหม้อไอน้ำเทอร์โมไซฟอนแนวนอนครั้งนี้กระทำขึ้นเพื่อศึกษาลักษณะการทำงาน อิทธิพลของการไหลกลับของของเหลว อัตราการเติมน้ำเป็นสารทำงานที่เหมาะสม และสมรรถนะในการถ่ายโอนความร้อนโดยรวมของหม้อต้มทรงกระบอกแนวนอน ซึ่งทำด้วยท่อทองแดงที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 123 mm ยาว 250 mm ทำการทดลองด้วยฟลักซ์ความร้อนคงที่ในช่วง 10–100 kW/m2 และอุณหภูมิคงที่ในช่วง 50–90◦C ในขณะที่คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำเย็นซึ่งมีอุณหภูมิน้ำเข้าคงที่เท่ากับ 25 ◦C ผลการทดลอง พบว่า หม้อไอน้ำเทอร์โมไซฟอนสามารถถ่ายโอนความร้อนได้ในลักษณะเทอร์โมไซฟอนชนิดวงจรทั่วไป การไหลกลับของของเหลวเหนือผิวการเดือดแบบปลายท่อโค้งให้ผลดีต่อสมรรถนะในการถ่ายโอนความร้อน ขณะที่อัตราการเติมที่เหมาะสมเท่ากับ 10% ของปริมาตรระบบ โดยมีค่าความต้านทานความร้อนรวมต่ำสุดเท่ากับ 0.065 ◦C/W เมื่อฟลักซ์ความร้อนเท่ากับ 100 kW/m2
References
Wannapakhe, S., 2012, “Heat Pipe and Thermosyphon Applications in Thailand,” The Journal of KMUTNB., 22 (3), pp. 689–702. (In Thai).
Sukchana, T. and Thadniam, V., 2019, “A Technique of Heat Pipe Filling with the Refrigerants Vapor Compression Method,” The Journal of KMUTNB, 29 (1), pp. 93–102 (In Thai).
Srimuang, W. and Kokpimai, D., 2013, “Enhancement of Heat Transfer Efficiency of Flat Two Phase Closed Thermosyphon by Using Copper Nano Powder with Water as Working Fluid,” Burapha Science Journal, 18 (1), pp. 125–136. (In Thai).
Pipatpaiboon, N., Rittidech, S. and Paramatthanuwat, T., 2013, “Heat Transfer Characteristics of Oscillating Heat Pipes,” KMUTT Research and Development Journal, 36 (2), pp. 259–270. (In Thai).
Nakkaew, S. and Wongwises, S., 2018, “Application of Heat Pipes to Enhance Performance of Air Conditioning System,” KMUTT Research and Development Journal, 41 (3), pp. 267–279. (In Thai).
Siricharoenpanich, A., Rittidech, S. and Bubphachot, B., 2014, “Performance Improvement of air Conditioner by using Closed-Loop Oscillating Heat Pipe with Check Valves,” Journal of Science and Technology Mahasarakham University, 33 (3), pp. 294–299. (In Thai).
Kanjai, S. and Mongkon, S., 2017, “Dehumidification Potentiality of Evaporative Cooling System for Residential Home by Heat Pipe,” Engineering Journal Chiang Mai University, 24 (1), pp. 166–179. (In Thai).
Sichamnan, S., Chompookham, T. and Rittidech, S., 2016, “Efficiency Enhancement of Solar Panels using Copper Mesh Wick Heat Pipe,” UBU Engineering Journal, 9 (1), pp. 11–22. (In Thai).
Nimmol, C. and Ritthong, W., 2012, “Application of Thermosyphon Heat Pipes for Paddy Dehydration Process,” KKU Research Journal, 17 (6) pp. 862–879. (In Thai).
Gedik, E., 2016, “Experimental Investigation of the Thermal Performance of a Two-Phase Closed Thermosyphon at Different Operating Conditions,” Energy and Buildings, 127, pp. 1096–1107.
Ong, K.S., Goh, G., Tshai, K.H. and Chin, W.M., 2016, “Thermal Resistance of a Thermosyphon Filled with R410A Operating at Low Evaporator Temperature,” Applied Thermal Engineering, 106, pp. 1345–1351.
Chen, S. and Yang, J., 2016, “Loop Thermosyphon Performance Study for Solar Cells Cooling,” Energy Conversion and Management, 121, pp. 297–304.
Liu, Y., Li, Z., Li, Y., Kim, S. and Jiang, Y., 2018, “Experimental Investigation of Geyser Boiling in a Two-Phase Closed Loop Thermosyphon with High Filling Ratios,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 127, pp. 857–869.
Gorecki, G., 2018, “Investigation of Two-Phase Thermosyphon Performance Filled with Modern HFC Refrigerants,” Heat and Mass Transfer, 54, pp. 2131–2143.
Dobriansky, Y. and Wojcik, R., 2019, “State of the Art Review of Conventional and Anti-Gravity Thermosyphons: Focus on Two Working Fluids,” International Journal of Thermal Sciences, 136, pp. 491–508.
Kleanthous, A. and Van G., R.A., 2017, “Influence of Boiler Size and Location on One-Dimensional Two-Phase Vertical Pipe Flow,” International Journal of Thermal Sciences, 121, pp. 150–162.
Jiang, F., Tan, Y., Qi, Guo-Peng., Chen, Wen-jing., Han, Xiao-Yu and Li, Xiu-lun., 2016, “Heat Transfer Enhancement in a Closed Thermosyphon with Thermally Conductive PA6/Water,” Applied Thermal Engineering, 101, pp. 322–329.
Aghel, B., Rahimi, M. and Almasi, S., 2017, “Heat Transfer Enhancement of Two Phase Closed Thermosyphon using a Novel Cross Flow Condenser,” Heat Mass Transfer, 53 (3), pp. 765–773.
Kiseev, V. and Sazhin, O., 2019, “Heat Transfer Enhancement in a Loop Thermosyphon using Nanoparticles/Water Nanofluid,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 132, pp. 557–564.
He, H., Furusato, K., Yamada, M., Shen, B., Hidaka, S., Kohno, M., Takahashi, K. and Takata, Y., 2017, “Efficiency Enhancement of a Loop Thermosyphon on a Mixed-Wettability Evaporator Surface,” Applied Thermal Engineering, 123, pp. 1245–1254.
Zhang, H., Shao, S., Gao, Y., Xu, H. and Tian, C., “The Effect of Heating Power Distribution on the Startup Time and Overshoot of a Loop Thermosyphon with Dual Evaporators,” Applied Thermal Engineering, 132, pp. 554–559.
Zhang, H., Shao, S., Gao, Y., Xu, H. and Tian, C., 2018, “The Transient Response, Oscillation and Internal Flow of a Loop Thermosyphon with Dual Evaporators,” International Journal of Refrigeration, 88, pp. 451–457.
Zhang, H., Shao, S., Xu, H. and Tian, C., 2019, “Experimental Investigation on a Loop Thermosyphon with Three Evaporators: Unique Startup and Oscillation Phenomena,” International Journal of Refrigeration, 99, pp. 363–370.
Padilla, M., Revellin, R. Wallet, J. and Bonjour, J., 2013. Flow Regime Visualization and Pressure Drops of HFO-1234yf, R-134a and R-410A During Downward Two-Phase Flow in Vertical Return Bends, International Journal of Heat and Fluid Flow, 40, pp. 116–134.
Chehade, A.A., Louahlia-Gualous, H. Le Masson, S. Victor, I. and Abouzahab-Damaj, N., 2014, “Experimental Investigation of Thermosyphon Loop Thermal Performance,” Energy Conversion and Management, 84, pp. 671–680.
Sukchana, T. and Pratinthong, N., 2017, “Effect of Bending Position on Heat Transfer Performance of R-134a Two-Phase Close Loop Thermosyphon with an Adiabatic Section using Flexible Hoses,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 114, pp. 527–535.
Chiapero E.M., Fernandino, M. and Dorao, C.A., 2014. “Experimental Results on Boiling Heat Transfer Coefficient Frictional Pressure Drop and Flow Patterns for R134a at a Saturation Temperature of 34 oC,” International Journal of Refrigeration, 40, pp. 317–327.
Reay, D.A. and Kew, P.A., 2006, Heat Pipes, Jordan Hill, Burlington.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2020 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science and Engineering Connect ในทุกรูปแบบ รวมถึงข้อความ สมการ สูตร ตาราง ภาพ ตลอดจนภาพประกอบในรูปแบบอื่นใด เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี การนำเนื้อหา ไม่ว่าจะในรูปแบบใด ของบทความไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ ต้องได้รับอนุญาตจากบรรณาธิการวารสารอย่างเป็นลายลักษณ์อักษรก่อนเท่านั้น
