การออกแบบและประยุกต์ใช้หัวเผาวัสดุพรุนขนาดเล็กในการขึ้นรูปถังพลาสติก PE แบบหมุนเหวี่ยงแม่พิมพ์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาหัวเผาวัสดุพรุนขนาดเล็กที่ใช้ในการให้ความร้อนในกระบวนการขึ้นรูปแบบหมุนเหวี่ยงถังพลาสติก Polyethylene และเพื่อศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อกระบวนการการเผาไหม้ให้ความร้อนของหัวเผาวัสดุพรุนขนาดเล็ก ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการเปรียบเทียบคุณลักษณะเปลวไฟจากการทดลองระดับห้องปฏิบัติการและภาคสนาม การทดลองระดับห้องปฏิบัติการจะทำการศึกษาเปรียบเทียบหัวเผาขนาดเล็กแบบดั้งเดิม (Model A) ที่ใช้ในงานปกติกับหัวเผาที่ใส่เม็ดวัสดุพรุน ซึ่งมีการวางวัสดุพรุนที่ต่างกัน 5 รูปแบบคือ Model B, Model C, Model D, Model E, และ Model F โดยทำการวัดการกระจายตัวของอุณหภูมิที่ความดันปล่อยแก๊สต่างกัน 6 ระดับ คือ 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8 และ 2.2 bar ตามลำดับ จากการศึกษาเปรียบเทียบการกระจายตัวของอุณหภูมิกรณีเปลวไฟอิสระที่ทุกความดันพบว่าหัวเผาขนาดเล็กแบบดั้งเดิม (Model A) มีอุณหภูมิสูงสุดประมาณ 956.02 ?C ส่วนหัวเผาวัสดุพรุนที่มีการวางวัสดุพรุนในรูปแบบต่างๆพบว่า Model F มีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดประมาณ 914.97 ?C ตามด้วย Model D, Model E, Model B และ Model C มีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดประมาณ, 914.90 ?C, 903.28 ?C, 899.35 ?C และ 897.83 ?C ตามลำดับ และกรณีเปลวไฟปะทะแผ่นเหล็กแม่พิมพ์จากการศึกษาเปรียบเทียบการกระจายตัวของอุณหภูมิที่ความดัน 0.6, 1.0 และ 1.4 bar ระหว่างหัวเผาขนาดเล็กแบบดั้งเดิม (Model A) กับหัวเผาที่ใส่เม็ดวัสดุพรุนที่มีการวางวัสดุพรุนแบบ Model F ในการทดลองที่ระยะ 7 cm จากปลายหัวเผาถึงแผ่นเหล็กแม่พิมพ์ (เป็นระยะที่ใช้งานปกติในโรงงาน) พบว่า ที่ความดัน 0.6, 1.0 และ 1.4 bar Model A มีอุณหภูมิเฉลี่ยที่แผ่นเหล็กแม่พิมพ์สูงสุด 291.98 ?C, 314.96 ?C และ 334.52 ?C ตามลำดับ โดยส่วนใหญ่อุณหภูมิจะสูงที่สุดบริเวณกึ่งกลางแผ่นเหล็กแม่พิมพ์ตามแนวรัศมีของหัวเผา ส่วน Model F ที่ความดัน 0.6, 1.0 และ 1.4 bar มีอุณหภูมิเฉลี่ยที่แผ่นเหล็กแม่พิมพ์สูงสุด 249.42 ?C 247.24 ?C และ 246.04 ?C ตามลำดับ โดยส่วนใหญ่อุณหภูมิจะกระจายตัวบนแผ่นเหล็กแม่พิมพ์ค่อนข้างสม่ำเสมอกว่า Model A ทั้งนี้จะเห็นได้ว่าอุณหภูมิเฉลี่ยที่แผ่นเหล็กแม่พิมพ์ของ Model A มากกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยที่แผ่นเหล็กแม่พิมพ์ของ Model F อย่างไรก็ตามอุณหภูมิเฉลี่ยที่แผ่นเหล็กแม่พิมพ์ของ Model F ก็เพียงพอต่อการใช้งานจริงได้ ซึ่งมีค่าประมาณ 200 ?C และ Model F ยังสามารถให้อุณหภูมิที่มีการกระจายตัวได้คงที่ ทั้งในความดันต่ำ (0.6 bar) จนถึงความดันสูง (1.0 bar และ 1.4 bar) การทดลองภาคสนามจะทำการศึกษาเปรียบเทียบ Model A และ Model F ที่ความดันใช้งานปกติของโรงาน พบว่าการวาง Model F ที่ระยะเท่ากับ Model A คือระยะห่างปลายหัวเผาและแม่พิมพ์เท่ากับ 7 cm พบว่าใช้เวลาและแก๊สเชื้อเพลิงต่อรอบการผลิตในปริมาณที่มากกว่า Model A แต่การวาง Model F ที่ระยะห่างปลายหัวเผาและแม่พิมพ์เท่ากับ 10 cm พบว่าใช้เวลาและแก๊สเชื้อเพลิงต่อรอบการผลิตในปริมาณที่น้อยกว่า Model A จากการเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก Model A กับ Model F พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้ไม่ต่างกัน ดังนั้น Model F ที่เหมาะสมจะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้หากระยะห่างปลายหัวเผาและแม่พิมพ์มีความเหมาะสม

คำสำคัญ