การศึกษาเชิงตัวเลขเพื่อทำนายอิทธิพลของความชื้นต่อสมรรถนะผนังปล่องรังสีดวงอาทิตย์

Numerical prediction of the effect of humidity on the performance of solar chimney

Name: ชัชวินท์ ชินสรนันท์

keyword: ผนังปล่องรังสีดวงอาทิตย์

; การพาความร้อนแบบอิสระ

; แรงลอยตัว

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาอิทธิพลของความชื้นที่มีต่อสมรรถนะผนังปล่องรังสีดวงอาทิตย์ โดยการจำลองการไหลของอากาศสองมิติด้วยโปรแกรมการคำนวณพลศาสตร์ของไหล ANSYS fluent 14.0 โดยอ้างอิงอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างของปล่องรังสีดวงอาทิตย์ที่ให้อัตราการระบายอากาศสูงสุดจากงานวิจัยก่อนหน้า ซึ่งงานวิจัยนี้ได้มีการสอบเทียบผลการทดลอง (validation) กับงานวิจัยอื่นมาแล้วพบว่า โปรแกรมสามารถวิเคราะห์ผลได้ตรงกับผลการทดลองจริง การจำลองวิเคราะห์เปรียบเทียบผลของอากาศที่กำหนดคุณสมบัติแตกต่างกัน 2 แบบคือ การกำหนดอากาศให้เป็นอากาศแห้ง (dry air) ที่ใช้คุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติ และการกำหนดอากาศให้เป็นอากาศที่มีความชื้น (moist air) ที่มีคุณสมบัติเป็นของผสม (air-vapor mixture) โปรแกรมคำนวณพลศาสตร์ของไหลสามารถวิเคราะห์อากาศที่มีความชื้นได้โดยใช้โหมด species transport โดยการกำหนดให้ สปีชีส์ที่ 1 เป็นไอน้ำ (vapor) และสปีชีส์ที่ 2 เป็นอากาศ (air) ที่มีอัตราส่วนมวลแต่ละสปีชีส์ที่ทางเข้าปล่องตามอัตราส่วนความชื้นในอากาศ งานวิจัยนี้กำหนดความสูงของผนังเท่ากับ 3.00 เมตรทุกกรณี ค่าความชื้นกำหนดจากค่าสัดส่วนมวล (mass fraction) ในโปรแกรม ANSYS fluent 14.0 โดยงานวิจัยนี้จะกำหนดขอบเขตการศึกษาการวิเคราะห์อากาศชื้นที่มีความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) ระหว่าง 30%-80% ในโหมด species transport ผลการจำลองเมื่อปล่องรังสีดวงอาทิตย์อยู่ในสภาวะคงที่พบว่าความเร็วอากาศและอุณหภูมิภายในช่องอากาศระหว่างผนังไม่แตกต่างกันที่ค่าความชื้นดังกล่าว อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบอากาศแห้ง กับอากาศที่มีความชื้น พบว่าความเร็วอากาศและทิศทางของการไหลมีความแตกต่างกัน อากาศแห้งจะมีความเร็วอากาศเฉลี่ยภายในปล่องสูงกว่าอากาศชื้นคิดเป็นร้อยละเท่ากับ 15.6 ที่ช่องทางออกอากาศ และร้อยละ 26.3 ที่ช่องทางเข้า อากาศชื้นมีความเร็วอากาศที่น้อยกว่าอากาศแห้งทำให้มีการระบายอากาศร้อนได้น้อยกว่าอากาศแห้ง ปล่องอากาศชื้นจึงมีการสะสมความร้อนภายในซึ่งส่งผลต่ออุณหภูมิโดยรวมภายในปล่องที่สูงกว่าอากาศแห้งประมาณ 0.5C ผลการจำลองการเปลี่ยนขนาดช่องอากาศระหว่างผนัง 3 ขนาดคือ 0.10 เมตร 0.20 เมตร และ 0.30 เมตร พบว่าไม่ส่งผลต่อทิศทางการระบายอากาศหรืออุณหภูมิในปล่องในกรณีที่อากาศแห้ง แต่จะพบการวนกลับของอากาศชื้นในช่วงกลางปล่องลงมาที่ช่องเปิดทางเข้าเมื่อช่องอากาศมีขนาดแคบหรือกว้างจนเกินไป ผลการจำลองการเปลี่ยนขนาดช่องเปิดอากาศเข้าและออก 3 ขนาดคือ 0.05 เมตร 0.10 เมตร และ 0.15 เมตร พบอากาศไหลวนกลับที่กลางปล่องและการไหลย้อนกลับที่ช่องทางออกเมื่อช่องเปิดมีขนาดมากกว่า 0.05 m อัตราส่วนของความสูงต่อความกว้างของปล่องที่เหมาะสมที่สุดเท่ากับ 13.8 : 1 หรือมีค่าเท่ากับความสูงผนัง 3.00 เมตร ช่องอากาศระหว่างผนัง 0.20 เมตร ซึ่งตรงการทดลองจริงในงานวิจัยก่อนหน้าในประเทศไทย ขนาดช่องเปิดทางเข้าและออกอากาศควรจำกัดให้มีขนาดไม่เกิน 0.05 เมตร เพื่อประสิทธิภาพการระบายอากาศสูงสุด

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์. หอสมุดแห่งมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: preserv@tu.ac.th

Name: สุดาภรณ์ สุดประเสริฐ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก

Name: ผดุงศักดิ์ รัตนเดโช

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

Created: 2557

Modified: 2565-01-27

Issued: 2565-01-27

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

DOI: 10.14457/TU.the.2014.161

tha

DegreeName: สถาปัตยกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: สถาปัตยกรรม

Grantor: มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6007chatchawin.pdf	10.96 MB

ใช้เวลา

0.031876 วินาที