การศึกษาเชิงตัวเลขและทดลองลักษณะทางกายภาพของสแตกที่มีผลต่อสมรรถนะการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอะคูสติก

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาและพัฒนาระบบทำความเย็นแบบเทอร์โมอะคูสติก โดยทำการศึกษาลักษณะทางกายภาพของสแตกที่มีผลต่อสมรรถนะในการทำความเย็นของระบบ สแตกที่ใช้ในการทดสอบได้แก่สแตกแบบแผ่นสแตกแบบท่อและสแตกแบบตาข่าย นอกจากนี้งานวิจัยยังทำการศึกษาถึงอิทธิพลของความถี่ของคลื่นเสียง ตำแหน่งการวางของสแตก ขนาดความยาวของสแตก และการติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประกบเข้ากับสแตก ที่มีผลต่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายด้านทั้งสองของสแตก โดยสแตกที่ทดสอบอยู่ภายใต้ความดันบรรยากาศ และใช้ชุดลำโพงเป็นตัวขับ จากผลจากการทดลองพบว่าสแตกแบบตาข่ายสามารถให้ค่าผลต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายด้านทั้งสองของสแตกมากที่สุดประมาณ 27.0°C และอุณหภูมิปลายด้านเย็นต่ำสุดได้ถึง 14.3°C ต่อมาเมื่อนำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมาติดตั้งเข้ากับปลายด้านร้อนของสแตก พบว่าไม่สามารถช่วยลดอุณหภูมิปลายด้านเย็นของสแตกลงได้ซึ่งทั้งนี้อาจเกิดขึ้นเนื่องจากความดันลดที่เพิ่มขึ้นในระบบ

คำสำคัญ: การทำความเย็น เทอร์โมอะคูสติก สแตก สมรรถนะการทำความเย็น

Abstract

The objective of this research is to study and develop the thermoacoustic refrigeration system. The effects of stack geometries on the cooling performance of the system were investigated. The geometries of parallel plate, circular pore and mesh screen stacks were examined. In addition, the effects of sound wave frequency, the position of stack, the length of stack and the heat exchanger attached to the stack on the temperature difference across the ends of stack were also examined. The stacks here were tested under atmospheric pressure and a loudspeaker was used as an acoustic driver. As results, the mesh screen stack can provide the maximum temperature difference across the ends of stack up to 27.0°C, and the minimum cold-end temperature can drop down to 14.3°C. When ambient heat exchanger was installed at the stack’s hot-end, the temperature profile at the cold end of the stack cannot be further reduced. Possibly, it might be due to the increased pressure drop in the system.

Keywords: Refrigeration, Thermoacoustic, Stack, Cooling Performance