การศึกษาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหัวเผาวัสดุพรุนที่ทำงานร่วมกับเตาแก๊สหุงต้มขนาด KB-8

เตาแก๊สหุงต้มถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศไทยและยังถูกออกแบบให้ใช้กับเชื้อเพลิงแก๊สปิโตรเลียมเหลว (LPG) ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงแก๊สที่สามารถนาไปใช้ในภาคส่วนต่าง ๆ เช่น ภาคครัวเรือน ภาคอุตสาหกรรม และภาคการขนส่ง ซึ่งภาคครัวเรือนจะมีสัดส่วนการใช้มากที่สุด ดังนั้นการเพิ่มสมรรถนะของเตาแก๊สหุงต้มจะช่วยให้มีการใช้พลังงานอย่างคุ้มค่าทั้งระบบในขณะเดียวกันพบว่าในภาคอุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อม (SMEs) มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและมีการใช้เตาแก๊สหุงต้มขนาด KB-8 กันอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตามเตาดังกล่าวยังไม่ได้รับการพัฒนาให้มีศักยภาพเท่าที่ควร ดังนั้นวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาแก๊สหุงต้ม ขนาด KB-8 โดยการนาเอาวัสดุพรุนแบบเม็ดกลมอัดแน่นมาติดตั้งแทนหัวเตาเดิมเพื่อช่วยส่งเสริมการเผาไหม้ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น วัสดุพรุนที่ใช้ในการทดสอบคือ หินตู้ปลาที่มีค่าความพรุน () ระหว่าง 0.39-0.45 โดยทดสอบเตาที่อัตราการป้อนเชื้อเพลิง (Heat input) จาก 5 ถึง 24 กิโลวัตต์ ภายใต้การปรับระยะความสูงก้นหม้อ (H) ในช่วงจาก 3 ถึง 15 เซนติเมตร ในงานวิจัยนี้จะแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนแรกคือ ศึกษาอิทธิพลของค่าความพรุนและระยะความสูงก้นหม้อต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อนและการปลดปล่อยมลพิษของหัวเผาวัสดุพรุนแบบทรงกระบอกตัน และส่วนสุดท้ายคือ ศึกษาอิทธิพลของขนาดท่อทางเข้าอากาศส่วนที่สอง (Di) ต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อนและการปลดปล่อยมลพิษของหัวเผาวัสดุพรุนแบบวงแหวน ซึ่งทำการทดสอบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อทางเข้าอากาศส่วนที่สอง 4 ขนาด ได้แก่ 1, 2, 3 และ 4 นิ้ว ผลจากการศึกษาพบว่าค่าความพรุนที่เหมาะสมของวัสดุพรุนคือ 0.41 และประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดของเตาจะเกิดขึ้นที่ระยะความสูงก้นหม้อที่เหมาะสมคือ 5 เซนติเมตร โดยมีค่าสูงสุดเท่ากับร้อยละ 63.22 อีกทั้งพบว่า การเหนี่ยวนาปริมาณอากาศส่วนที่สอง (SA) มีผลเป็นอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเผาไหม้ การปลดปล่อยมลพิษ CO จะลดลงเมื่อเพิ่มขนาด Di และเปลวไฟจะมีเสถียรภาพสมบูรณ์ภายในเตาโดย ปลดปล่อยมลพิษ CO และ NOx ในปริมาณ 1,000 ppm@0%O2 และ 40 ppm@0%O2 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของ Di จะทำให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนลดลงเนื่องจากพื้นที่ทางออกของเปลวไฟลดลงนั่นเอง อย่างไรก็ตาม พบว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดร้อยละ 66.34 จะเกิดขึ้นที่ระยะ H และ Di เท่ากับ 3 เซนติเมตร และ 2 นิ้ว ตามลาดับ อย่างไรก็ตามการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ยังอยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูงเนื่องจากการเหนี่ยวนำอากาศเพื่อการเผาไหม้ที่ยังไม่เพียงพอซึ่งจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาต่อไป