การศึกษาระบบเก็บรักษาความร้อน โดยอาศัยความร้อนแฝงที่อุณหภูมิปานกลาง

A study of Medium Temperature Phase Chage Thermal storage System

Name: สิริมา พนมอุปถัมภ์

keyword: ระบบเก็บรักษาความร้อน

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้เป็นการศึกษาระบบเก็บรักษาความร้อนโดยอาศัยความร้อนแฝงที่อุณหภูมิ ปานกลาง โดยแบ่งการศึกษาออกเป็นสองส่วนคือ การพัฒนาโมเดลทางคณิตศาสตร์สำหรับหน่วย เก็บรักษาความร้อน และการทดลองเพื่อศึกษาผลของอัตราการไหลที่มีต่อประสิทธิภาพในการเก็บ รักษาความร้อนและการนำความร้อนไปใช้งาน ในส่วนแรกเป็นการพัฒนาปรับปรุงโมเดลทางคณิต ศาสตร์ที่ปใช้คำนวณสมรรถนะของระบบ โดยใช้วิธีเอนทาลปีสามระดับ ในการทำนายการเปลี่ยน แปลงภายในท่องได้ใช้สมการ Fourier เขียนในรูปของ Finite difference ได้ศึกษาผลของช่วงเวลา และการแบ่งขนาดชั้นของถัง เพื่อให้ได้พารามิเตอร์สำหรับนำไปใช้ในการคำนวนเพื่อศึกษาผลของ อัตราการไหลต่อสมรรถนะในการดึงความร้อน และนำความร้อนเข้าไปเก็บสะสมในระบบเก็บรักษา ความร้อน และได้ทำการศึกษาโดยการทดลองโดยใช้ระบบเก็บรักษาความร้อนต้นแบบขนาด 3 กิโล วัตต์ -ซม. ที่สุวิทย์ แซ่เตีย ได้ออกแบบและสร้างขึ้น ซึ่งมีลักษณะเป็นเครื่องถ่ายเทความร้อนที่สาร ตัวกลาง (เกลือยูเทคติกของ NaNO 3 - KNO3) บรรจุอยู่ในท่อเหล็กไร้สนิม วางเรียงเป็นชั้น ๆ ขวาง กับทิศทางการไหลของของไหลถ่ายเทความร้อน (น้ำมันคาลเทกซ์ เทกซาเทอม)เพื่อศึกษาผลของ อัตราการไหล โดยใช้ค่าอัตราการไหล 13, 9 และ 5 ลิตรต่อนาที พบว่าการกระจายของอุณหภูมิน้ำ มันที่ทางออกขึ้นอยู่กับอัตราการไหล โดยที่อัตราการไหลต่ำ อุณหภูมิด้านข้างบริเวณที่ใกล้กับแผ่น เหล็กที่รองรับกลุ่มท่อจะสูงกว่าตรงกลางทั้งนี้เนื่องจากการนำความร้อนจากโดรงสร้างเหล็กที่รอง รับกลุ่มท่อมีอิทธิพลต่ออุณหภูมิน้ำมันที่ทางออกด้านบนของถังมากกว่าการพาความร้อน อุณหภูมิ ของน้ำมันตามความสูงของถังช่วงดึงความร้อนออกจากระบบจะเห็นการแยกชั้นของอุณหภูมิน้ำมัน ตามความสูงของถังได้ชัดเจน สำหรับอุณหภูมิของสารตัวกลางภายในท่อต่างกันไม่มาก เนื่องจาก ท่อมีขนาดเล็กซึ่งอาจพอสรุปได้ว่าในการสร้างโมเดลทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณสมรรถนะของระ บบ อาจไม่ต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในท่อมากนัก ในการทดสอบโมเดลที่พัฒนาขึ้น โดยทำการเปรียบเทียบผลการคำนวณกับการทดลอง พบว่าการกระจายของอุณหภูมิแต่ละจุดมีความแตกต่างกันอยู่บ้าง แต่มีแนวโน้มและผลของอัตรา การไหลต่อสมรรถภาพเป็นไปในทางเดียวกัน เมื่อคำนวณประสิทธิภาพในการเก็บความร้อนของ ระบบพบว่าที่อัตราการไหลต่ำจะมีประสิทธิภาพทางความร้อนสูงกว่าที่อัตราการไหลสูง

Abstract: This thesis is a study of medium temperature phase change thermal storage system. The study is divided into two parts. In the first part, a mathematical model for predicting the system performance was developed by using the three levels enthalpy method. A Fourier equation in the form of finite difference was used to predict the storage material temperature and enthalpy change. To select .. parameters for the prediction in studying the effect of working fluid flow rates, the effect of the time interval and the size of the divided storage unit was studied. The calculations were done by varying the time interval which was found to have no effect on the results when the calculation is stable. The second part was the experimental study of the effect of working fluid flow rates, the 3-kW-hr pilot scale thermal storage system, designed and constructed by Suvit Tia, was used for the experimental study. The unit was designed similar to a. cross flow heat exchanger a number of stainless steel tubes containing the storage material (the eutectic salt of NaN03- KNO3) were place perpendicularly to the flow direction of working fluid (Caltex Texatherm). Three flow rates were used in the study,?they were 13, 9 and 5 litre/minute. The dispersion of the oil temperature near the outlet was dependent on the flow rate. At the lower flow rate the oil temperature of both sides near the steel plates which support the tube bundle was higher than in the middle possibly due to the heat conduction by the steel support plate. In the discharging period, the stratification of oil temperature was clearly demonstrated. Because of the small tube size used, the temperature of the storage material were almost independent of the position with in a tube. The mathematical model were tested by comparing the predicted temperature with the experimental data. Although the temperature predicted deviated from that measured experimentally significantly, the trends and the dependent on flow rate were similar. The overall thermal efficiency of the system at low flow rate was found to be higher than at the high flow rate.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ศักรินทร์ ภูมิรัตน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2531

Modified: 2556-05-25

Issued: 2555-03-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE209

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE209ab.pdf	58.42 KB	20	2022-07-18 17:30:32
2	CHE209.pdf	4.47 MB	41	2021-03-08 17:59:38

ใช้เวลา

0.033251 วินาที