การจำลองการถ่ายโอนความร้อนภายในแผงท่อให้ความร้อนโดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

การวิจัยนี้เสนอการคำนวญเชิงตัวเลขโดยมีระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อหาการกระจายอุณหภูมิที่ตำแหน่งต่างๆ ภายในแบบจำลองของแผงท่อให้ความร้อน โดยแบบจำลองสำหรับการวิจัยได้จำลองแบบมาจากชุดทดสอบแผงท่อให้ความร้อนขนาด 80x282.5x350 มิลลิเมตร ที่มีลักษณะของกลุ่มท่อภายในจัดวางเรียงแนบแนวเหลื่อมกันขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตร จากนั้นทำการเขียนโปรแกรมไฟไนจ์เอลิเมนต์ เพื่อหาค่าอุณหภูมิตามตำแหน่งที่ต้องการ สำหรับการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตแก่แบบจำลองนั้น กำหนดให้อุณหภูมิที่ทางเข้ามีค่าเท่ากับ 20 องศาเซลเซียส 25 องศาเซลเซียส 30 องศาเซลเซียส และ 35 องศาเซลเซียสตามลำดับ ส่วนภายในแบบจำลองกำหนดอุณหภูมิที่ผิวนอกของแผงท่อให้ความร้อนคงที่ไว้ที่ 50 องศาเซลเซียส 60 องศาเซลเซียส 70 องศาเซลเซียส และ 80 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ส่วนผนังหุ้มฉนวนโดยรอบ (ไม่มีการสูญเสียความร้อน) จากผลการวิจัยจะพบว่าอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากมีผลทำให้เกรเดียนท์ของอุณหภูมิมีค่าสูงขึ้นและลักษณะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายในแบบจำลองนั้นมีลักษณะเพิ่มขึ้นสู่ภาวะสมดุล นั่นคือค่าของอุณหภูมิที่บริเวณทางออกของแผงท่อให้ความร้อนจะมีค่าเพิ่มตามลำดับและมีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ และเมื่อเวลาผ่านไปค่าของอุณหภูมิภายในของแบบจำลองจะมีค่าคงที่