การวิเคราะห์ด้วยพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณเพื่อหาผลกระทบเนื่องจากการอัดความดันภายในเครื่องยนต์สเตอร์ลิงชนิดเบต้าทำงานบนแหล่งความร้อนอุณหภูมิคงที่

Abstract

การศึกษานี้เป็นการศึกษาพารามิเตอร์ของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงชนิดเบต้า โดยพารามิเตอร์ที่ทำการศึกษาได้แก่ ความดัน (Charged pressure) ที่อัดเข้าไปภายในเครื่องยนต์สตอร์ลิง โดยการคำนวณผลทางพลศาสตร์ของไหลและการวิเคราะห์กำลังของเครื่องยนต์ผ่านการใช้โปรแกรม ANSYS Fluent 16.2 ในการวิเคราะห์โดเมนของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงถูกสร้างในลักษณะของ 2D-Axisymmetric และแบบจำลองความปั่นป่วน 𝑘 − 𝜀 กำหนดให้แหล่งอุณหภูมิความร้อนคงที่ 773 K แหล่งอุณหภูมิความเย็นคงที่ 300 K และมีกำหนดการอัดความดันตั้งแต่ 1, 2, 3 และ 4 bar โดยผลจากการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่ากำลัง อัตราการถ่ายเทความร้อน ความเร็วของอากาศภายในเครื่องยนต์เปลี่ยนแปลงไปตามการอัดความดัน การอัดความดันภายในจะทำให้อากาศมีการเปลี่ยนแปลงความดันในวัฏจักรที่มากขึ้นถึงส่งผลให้กำลังสูงสุดที่ได้มีค่าเพิ่มมากขึ้นตามการอัดความดัน ในขณะเดียวกันอากาศที่เป็นสารทำงานจะมีความเร็วการไหลและอัตราการถ่ายเทความร้อนที่ผิวสูงขึ้นเมื่อความดันภายในเครื่องยนต์ถูกอัดให้มีค่าเพิ่มมากขึ้น แต่ในทางกลับกันการกระจายของอุณหภูมิภายในมีค่าที่ต่ำลงซึ่งตรงกันข้ามกับค่าของการอัดความดัน

This project presented an investigation of effect of charged pressure for power generation from Beta-Stirling engine. The engine was calculated power output and analyzed by computational fluid dynamics software (ANSYS Fluent 16.2). The control volume was considered as 2D axisymmetric for numerical method and the 𝑘 − 𝜀 turbulence model was used. The engine was calculated at constant hot end temperature, 773 K and constant cold end temperature, 300 K. The charged pressure in each case was 1, 2, 3 and 4 bar. The results showed that power output, heat transfer rate and flow velocity were varied depending on the charged pressure. Increasing charged