การจำลองลักษณะการเผาไหม้ของหัวเตาแก๊สแอลพีจีสำหรับการหุงต้มในครัวเรือน

วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาลักษณะการเผาไหม้ของหัวแก๊สหุงต้มแอลพีจี (LPG) ที่ใช้สำหรับการหุงต้มในครัวเรือน ประเภทแรงดันสูง ขนาด KB-5 ด้วยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) ในรูปแบบการไหลแบบปั่นป่วน k- ชนิด RNG คำนวณร่วมกับแบบจำลอง species transport แบบมีปฏิกิริยาการเผาไหม้ จากการเปรียบเทียบผลการจำลองกับผลการทดลองของหัวเตาแบบทั่วไป (CB) ที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิง เท่ากับ 9.48 กิโลวัตต์ พบว่า มีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาณ mass fraction ของแก๊สออกซิเจน ( O2), แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เท่ากับร้อยละ 7.68, 12.73 และ 15.78 ตามลำดับ ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จากรูปแบบการจำลองสามารถยอมรับได้ จึงนำรูปแบบการจำลองไปใช้ในการทำนายลักษณะการเผาไหม้ของหัวเตาแก๊สหุงต้ม ขนาด KB-5 ที่สภาวะการทำงานต่าง ๆ และขนาดรูปร่างต่าง ๆ ของหัวเตา ทั้งนี้พบว่าขนาดรูทางออกของเปลวไฟ (Dp) มีอิทธิพลต่อลักษณะการเผาไหม้โดยสำหรับหัวเตาทั่วไปที่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางรูทางออกของเปลวไฟ (Dp) เท่ากับ 2.0 มิลลิเมตร ให้อุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟ เท่ากับ 1854.33 เคลวิน นอกจากนั้นยังได้ทำการจำลองการเผาไหม้ ที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิงต่าง ๆ กับหัวเตาแบบหมุนวัน (SB) ขนาด KB-5 เปรียบเทียบกับหัวเตาแบบทั่วไป พบว่า ที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิงเท่ากับ 9.48, 11.06, 12.48 และ 13.48 กิโลวัตต์ หัวเจาแบบหมุนวนให้ค่าอุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟ เท่ากับ 1887.17, 1910.34, 1911.34 และ 1921.98 เคลวิน ตามลำดับ ซึ่งสูงขึ้นเมื่อเทียบกับหัวเตาแบบทั่วไปในทางทฤษฎี อุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟที่สูงกว่าจะให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อน (th) ที่สูงกว่าด้วย ทั้งนี้ได้ทำการพิสูจน์ด้วยการวัดค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนจากการทดลอง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่ได้จากหัวเตาแบบหมุนวนมีค่าเพิ่มขึ้น 3.91, 3.45, 5.78 แ
ละ 6.02 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหัวเตาแบบทั่วไป ที่ทุกอัตราการป้อนเชื้อเพลิง อีกทั้งได้มีการนำเสนอผลกระทบของมุมเอียง () และมุมเงย () ของรูทางออกเปลวไฟ ต่อลักษณะการเผาไหม้ของหัวเตาแบบหมุนวน โดย พบว่า หัวเตาแบบหมุนวนที่มีมุมเอียงเท่ากับ 15 องศา และมุมเงยเท่ากับ 26 องศา ที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิง 9.48 กิโลวัตต์ ให้ค่าอุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟเท่ากับ 1889 เคลวิน