วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2543

งานวิจัยนี้ศึกษาเกี่ยวกับการกระจายตัวของอุณหภูมิภายในห้องที่มีการระบายอากาศ โดยศึกษาผลกระทบของการใช้ Lobed nozzle รูปทรงปิรามิดที่มีความยาวคาบ และระยะห่างระหว่าง Lobe ต่างๆ กัน ควบคู่กับขนาดของช่องระบายอากาศออกด้านท้ายห้อง รวมทั้งผลกระทบของความเร็วอากาศเข้าควบคู่กับขนาดของช่องระบายอากาศออกด้านท้ายห้องสำหรับกรณีที่ไม่ใช้ Lobed nozzle โดยห้องที่ใช้ในการทดลองมีความกว้าง x ยาว x สูง = 50 x 100 x 50 เซนติเมตร(3) มีช่องปล่อยอากาศเข้าและช่องระบายอากาศออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความกว้างเท่ากับความกว้างของห้อง ความสูงของช่องปล่อยอากาศเข้า (h) มีค่าเท่ากับ 4 เซนติเมตร ในขณะที่ความสูงของช่องระบายอากาศออกสามารถปรับเปลี่ยนขนาดได้ สำหรับ Lobed nozzle ที่ใช้นั้นแบ่งออกเป็น 2 ชุด ซึ่งมีความยาวคาบของ Lobe เท่ากับ 2h และ 4h ตามลำดับ โดยในแต่ละชุดได้แปรเปลี่ยนระยะห่างระหว่าง Lobe ทั้งหมด 4 ค่าคือ Oh (Lobe วางติดกัน), 1h, 2h และ 4h และให้มีแอมปลิจูดและความลึกของ Lobe คงที่เท่ากับ 2h และ 1h ตามลำดับ การทดลองนี้ทำที่สภาวะซึ่งมีค่าแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิของอากาศเข้าและอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมประมาณ 40 ํC และมีเรโนลด์นัมเบอร์ซึ่งคำนวณจากความสูงของช่องปล่อยอากาศเข้าที่ความเร็วต่ำและสูงเท่ากับ 1,000 และ 8,800 ตามลำดับ จากผลการทดลองพบว่า Lobed nozzle จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผสมและทำให้การกระจายตัวของอุณหภูมิอากาศภายในห้องมีความสม่ำเสมอมากขึ้นกว่ากรณีที่ไม่ใช้ Lobed nozzle โดยเฉพาะในกรณีที่อัตราส่วนพื้นที่การเปิดผนังท้ายห้องน้อย (น้อยกว่า 24%) อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่อัตราส่วนพื้นที่การเปิดผนังท้ายห้องมาก Lobed nozzle จะไม่ส่งผลกระทบต่อการกระจายตัวของอุณหภูมิมากนัก ยกเว้นในบริเวณใกล้ทางออกของ Nozzle และจากจำนวน Lobed nozzle ทั้งหมด 2 ชุดที่ทำการศึกษานั้นพบว่า การกระจายตัวของอุณหภูมิอากาศภายในห้องจะขึ้นอยู่กับทั้ง ค่าความยาวคาบ และระยะห่างระหว่าง Lobe ในลักษณะที่ซับซ้อนและควบคู่กันไป โดย Lobed nozzle ชุดคาบ 2h ที่มีระยะห่าง 4h และชุดคาบ 4h ที่มีระยะห่าง 0h จะมีผลทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของห้องเพิ่มขึ้นสูงสุดในแต่ละชุด Lobe นอกจากนั้นเมื่อพิจารณารูปร่างการกระจายตัวของอุณหภูมิโดยละเอียด พบว่า การใช้ Lobed nozzle ทุกแบบจะทำให้รูปร่างการกระจายตัวของอุณหภูมิมีความเต็มรูปลงมาทางด้านล่างของห้องมากขึ้นเมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่ใช้ Lobed nozzle สำหรับผลกระทบของความเร็วอากาศเข้าในกรณีที่ไม่ใช้ Lobed nozzle นั้นพบว่า การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยที่บริเวณด้านบนและด้านล่างของห้องตามการเปลี่ยนขนาดของช่องระบายอากาศออกนั้น มีคุณลักษณะที่แตกต่างกัน กล่าวคือ 1) ที่บริเวณด้านบนของห้อง จะมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยตามขนาดช่องเปิดด้านท้ายห้อง ในลักษณะที่เหมือนกันทั้งในกรณีความเร็วต่ำและสูง กล่าวคือ 1.1) อุณหภูมิเฉลี่ยจะขึ้นอยู่กับขนาดช่องเปิดด้านท้ายห้องเฉพาะในช่วงการเปิดตั้งแต่กรณีที่เปิดผนังเต็มที่ จนถึงกรณีที่ปิดลงมาไม่เกิน [delta] เมื่อ [delta] คือความหนาของ Wall jet ที่ตำแหน่งท้ายห้องของกรณีที่เปิดผนังเต็มที่ 1.2) แต่หากทำการปิดผนังลงมามากกว่า [delta] แล้ว อุณหภูมิเฉลี่ยที่บริเวณด้านบนของห้องจะมีค่าประมาณคงที่โดยไม่ขึ้นกับขนาดของช่องเปิด ในทางตรงกันข้าม 2) ที่บริเวณด้านล่างของห้องนั้น จะมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยตามขนาดของช่องเปิดที่ขึ้นอยู่กับความเร็วอากาศเข้าเป็นอย่างมาก กล่าวคือ 2.1) ในกรณีความเร็วสูงพบว่า การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยที่บริเวณด้านล่างของห้องจะขึ้นอยู่กับขนาดช่องเปิดด้านท้ายห้องในลักษณะเดียวกับที่บริเวณด้านบนของห้อง นั่นคือ อุณหภูมิเฉลี่ยจะขึ้นอยู่กับขนาดของช่องเปิดตั้งแต่กรณีที่เปิดผนังเต็มที่ จนถึงกรณีที่ปิดลงมาไม่เกิน [delta] แต่จะมีค่าประมาณคงที่โดยไม่ขึ้นกับขนาดของช่องเปิด เมื่อทำการปิดผนังลงมามากกว่า [delta] ในขณะที่ 2.2) ในกรณีความเร็วต่ำพบว่า การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยจะมีลักษณะแปรผกผันแบบเชิงเส้นกับขนาดช่องเปิด ในช่วงการเปิด-ปิดช่วงกลางประมาณ 60% ของการเปิดเต็มที่และปิดเต็มที่ ถึงแม้ว่าจะทำการปิดผนังท้ายห้องลงมามากกว่า [delta] แล้วก็ตาม 3) ความแตกต่างของคุณลักษณะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยตามขนาดของช่องเปิดที่ความเร็วต่างกันนี้ สามารถอธิบายอย่างสังเขปได้ด้วยความแตกต่างของความสามารถในการหักเหเปลี่ยนทิศทางของ Wall jet ที่มีโมเมนตัมสูงและต่ำที่ต่างกัน กล่าวคือ เจ็ทที่มีโมเมนตัมสูงกว่าจะพยายามรักษาทิศทางการเคลื่อนที่เดิมไว้ได้ดีกว่าเจ็ทที่มีโมเมนตัมต่ำกว่า จึงเป็นผลทำให้เกิดการไหลหมุนวนภายในห้อง (Recirculation) ที่มีระดับความรุนแรงทีแตกต่างกัน ดังนี้ จึงได้เสนอให้ใช้ค่าคุณลักษณะเวลา [tau] ซึ่งนิยามเป็นเวลาที่อนุภาคของอากาศต้องใช้ในการเดินทางจากปลายปาก Nozzle ไปยังผนังฝั่งตรงข้ามด้านท้ายห้อง เป็นตัวบ่งชี้ขอบเขตระหว่างความเร็วสูงและต่ำ