การศึกษากระบวนการการถ่ายเทมวลและความร้อนในเครื่องกลั่นแอลกอฮอล์ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

A Study of Mass and Heat Transfer Processes in Alcohol Solar Still

Name: ปกรณ์ นุชน้อย

Name: Pakorn Nuchnoi

keyword: เครื่องกลั่นแอลกอฮอล์ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษากระบวนการถ่ายเทมวลและความร้อนในเครื่องกลั่นแอลกอฮอล์ โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยทำการสร้างเครื่องกลั่นและทำการทดสอบโดยการวัดตัวแปร ต่างๆ และศึกษาเปรียบเทียบกับทฤษฎี เครื่องกลั่นที่สร้างขึ้นเป็นแบบอ่างน้ำเคลื่อนที่ได้ มีกระจกปิด ด้านเดียวมีจำนวนทั้งหมด 6 เครื่อง เครื่องกลั่นมีกระจกปิดเอียงทำมุม 14 องศากับแนวระดับตัวถัง ของเครื่องกลั่นทำด้วยเหล็กแผ่นอาบสังกะสีและหุ้มด้วยฉนวนสไตโรโฟม พื้นล่างของเครื่องกลั่นปู ด้วยถ่านหุงข้าว จากการเปรียบเทียบอัตราการกลั่นต่อวันของผลที่คำนวณได้ทางทฤษฎีและผลการ ทดลองพบว่าผลที่ได้จากการคำนวณสูงกว่า ผลจากการทดลองประมาณ 5-30% และสำหรับการเปรียบ เทียบความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่กลั่นได้จากการทดลอง กับผลทางทฤษฎีพบว่า ผลจากการคำนวณ ทางทฤษฎีให้ผลที่สูงกว่าการทดลองประมาณ 5-15 % นอกจากนี้ยังได้มีการวิเคราะห์ถึงอัตราการถ่าย เทมวลสารและความร้อนในรูปแบบต่างๆ ของ เครื่องกลั่นเป็นรายชั่วโมง และพบว่าพลังงานแสงอา ทิตย์เมื่อตกกระทบเครื่องกลั่นจะมีประมาณ 5% สะท้อนกลับ และอีก 5% ดูดกลืนที่ผิวกระจกและที่ เหลือส่วนใหญ่ประมาณ 90% จะผ่านทะลุไปยังเครื่องกลั่น ซึ่งพลังงานนี้เกือบทั้งหมดถูดดูกกลืนโดย สารละลายและที่ด้านล่างของตัวเครื่องกลั่น สารละลายเมื่อได้รับพลังงานจะร้อนขึ้น จะถ่ายเทความ ร้อนให้กับกระจก 3 รูปแบบ คือการพาโดยธรรมชาติ , การระเหย และการแผ่รังสี และพบว่าในช่วง กลางวันการถ่ายเทความร้อนจะเป็นการระเหยส่วนใหญ่ คือ 60-70% โดยการพาและการแผ่รังสีจะ ประมาณ5-10% และ 25-30% ตามลำดับ สำหรับในช่วงกลางคืนพบว่าพลังงานส่วนใหญ่จะเป็นการ แผ่รังสี คือประมาณ 50-60% ที่เหลือเป็นของการพา 10-15% และการระเหย 30-40% สำหรับการสูญ เสียพลังงานจากตัวเครื่องกลั่นจะประกอบด้วยการพาความร้อนและการแผ่รังสีที่ผิวกระจกและการนำ ความร้อนที่ผิวด้านล่างและด้านข้างของเครื่องกลั่น ในเวลากลางวันจะประกอบด้วยการแผ่รังสีประมาณ 45-55% การนำความประมาณ 5-15% ที่เหลือเป็นการสูญเสียโดยการพา ส่วนในเวลากลางคืนพบว่าการ แผ่รังสีมีค่าสูงมากคือประมาณ 85-90% ของอัตราการสูญเสียความร้อนทั้งหมด สำหรับการเปรียบเทียบ ผลของอัตราการกลั่นเมื่อความเข้มข้นของแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้นพบว่าอัตราการกลั่นจะมากขึ้น ถ้าความเข้ม ข้นของสารละลายเพิ่มขึ้น และจากการเปรียบเทียบผลของอุณหภูมิของสารละลายเริ่มต้นพบว่าถ้าอุณหภูมิ ของสารละลายเพิ่มขึ้นจะทำให้อัตราการกลั่นเพิ่มขึ้นโดยที่ความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่ได้ไม่เปลี่ยน แปลงมากนัก

Abstract: Mass and heat transfer processes of the alcohol solar still were studied. Six solar still were constructed and tested. Various parameters were measured for comparison with calculations. The six stills were portable basin type with single slope cover. The inclinations of transparent glass covers were set at 14 degree. The main bodies were made of gaevanized iron and insulated with polystyrene foam. The inside of the stills were lined with charcoal as absorbing material. Prediction of distilltion rate by mass and heat transfer theories was 5-30 % higher than that of experimental results. The concentration of distillate were also measured and compared with the calculation from phase equilibria relations. These analyses showed that the actual concentration obtained from experiment were 5-15 % lower than that predicted. The hourly heat and mass transfer of various mode at the solution surface and the glass cover were estimated. The results showed that 5% of the solar radiation, which reached the basin stills was reflected and approximatly 5% was absorbed by the cover. The major portion, 90%, was transmitted through the cover. This transmitted energy was absorbed by the solution and bottom of the basin. The radiation heat losses from the still during the day and night were found to be 5-10% and 50-60% of the total losses,respectively. The other losses comprised of evaporation and natural convection which were found to be 60-70% & 5-10% during the day and 30-40% & 10-15% during the night, respectively. From the cover and the outer surface of the still, the portion of radiation and conduction heat losses during the day were 45-55% and 5-15%, respectively, the the remainder was heat losses by convection. At night-time, the majority of losses to atmosphere was by radiation, which amounted to 85-90% of total losses. In additions, the effect of feed concentration and initial temperature were investigated. It was found that the rate of distillation increased both with feed concentration and the solution temperature.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

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

Name: ศักรินทร์ ภูมิรัตน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2526

Modified: 2555-12-01

Issued: 2555-02-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: MEE259

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	MEE259.pdf	1.37 MB	112	2026-07-20 10:10:20
2	MEE259ab.pdf	34.27 KB	43	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.036974 วินาที