การเพิ่มความสามารถการตกตะกอนอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กจากการเผาไหม้ภายใต้สนามพลาสมา ด้วยการใช้ตัวขวางการไหล

บทคัดย่อ

การรวมตัวของอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กโดยเฉพาะที่มีขนาดเล็กว่า 1 ไมครอน จากการเผาไหม้ ภายใต้สนามพลาสมา พบว่า การรวมตัวของอนุภาคขนาดเล็กมากจะมีประสิทธิภาพลดลง เมื่อความเร็ว ในการเคลื่อนที่ของอนุภาคสูงขึ้น ดังนั้น ในงานวิจัยนี้ จึงหาแนวทางในการเพิ่มความสามารถในการ ตกตะกอน โดยการติดตั้งตัวขวางการไหล ก่อนทางเข้าสู่สนามไฟฟ้า โดยในการศึกษาจะพิจารณา ลักษณะการไหลของของไหลผ่านตัวขวางการไหลด้วยเทคนิค CFD เพื่อเลือกลักษณะของตัวขวางการ ไหลและตำแหน่งติดตั้งที่น่าสนใจ หลังจากนั้นจะถูกนำมาทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการ เพื่อศึกษาผล ของประสิทธิภาพและผลกระทบของตัวขวางการไหลที่มีต่อการรวมตัวของอนุภาคขนาดเล็ก ภายใต้ สนามพลาสมาชนิดไม่มีความร้อน การทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการ จะใช้อุโมงค์ลมทำจากอะคริลิค ใสขนาด กว้าง 6 cm ยาว 8 cm สูง 60 cm อนุภาคควันเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซล ลักษณะ ของอิเล็กโทรดเป็นแบบลวดและแผ่นทำจากแผ่นสแตนเลส โดยดิสชาร์จอิเล็กโทรดเป็นแบบฟันเลื่อย และคอลเลคติงอิเล็กโทรดเป็นแบบแผ่น การศึกษาจะพิจารณาผลการทดสอบผลของความเข้มข้นของ อนุภาค ความชื้นอากาศ อุณหภูมิก๊าซ ลักษณะการวางดิสชารจ์อิเล็กโทรด และผลของตัวขวางการไหล ที่มีต่อการรวมตัวของอนุภาคขนาดเล็ก ในการทดสอบ จะพิจารณาผลในช่วง แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ 15- 35 kV ความถี่พัลส์ 1-10 kHz ความเร็วก๊าซ 1-3 m/s อุณหภูมิก๊าซ 25-90 oC ผลการศึกษาการไหลของของไหลผ่านตัวขวางการไหลด้วย CFD พบว่า ลักษณะตัวขวางการ ไหลแบบทรงกระบอกกลมและแบบแผ่นเรียบที่เอียงทำมุมปะทะ 45o เป็นลักษณะที่น่าสนใจ เนื่องจาก ลักษณะทรงกระบอกจะเกิดความดันตกคร่อมน้อยที่สุด ส่วนลักษณะแบบแผ่นเรียบจะเกิดการลักษณะ การแกว่งของวอร์เทครุนแรงที่สุด และในการศึกษาผลของพารามิเตอร์ต่างๆ ที่มีต่อการรวมตัวของ อนุภาคขนาดเล็ก พบว่า ความเข้มข้นของอนุภาคสูงจะมีประสิทธิภาพในการรวมตัวดีกว่าอนุภาคต่ำ ผล ของลักษณะการวางดิสชาร์จอิเล็กโทรด พบว่า การวางแนวฟันเลื่อยขวางการเคลื่อนที่ของอากาศจะมี ประสิทธิภาพในการลดจำนวนอนุภาค ดีกว่าการวางแนวฟันเลื่อยแนวเดียวกับการเคลื่อนที่ของอากาศ ความชื้นอากาศจะมีผลต่อการเกิดการลัดวงจรของกระแสไฟฟ้าในอากาศ ซึ่งความถี่พัลส์ต่ำจะมีโอกาส เกิดการลัดวงจรได้ง่ายกว่าความถี่พัลส์สูง อุณหภูมิของก๊าซในการทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการ สามารถทดสอบได้ไม่เกิน 100 oC ทำให้เห็นผลไม่ชัดเจนมากนัก ซึ่งผลของอุณหภูมิก๊าซ พบว่า ที่ อุณหภูมิสูงขึ้นประสิทธิภาพในการลดจำนวนของอนุภาคจะดีขึ้นเล็กน้อย และในส่วนผลของการติดตั้ง ตัวขวางการไหลทั้ง 2 แบบ พบว่า การติดตั้งตัวขวางการไหลในกรณีที่ความเร็วก๊าซสูงขึ้นจะสามารถ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการลดจำนวนอนุภาคขนาดเล็กได้ โดยลักษณะตัวขวางการไหลแบบแผ่นเรียบ และทรงกระบอกกลมจะสามารถลดจำนวนอนุภาคได้ประมาณ 37% และ 27% ตามลำดับ เทียบกับ กรณีที่ไม่มีตัวขวางการไหล ที่อัตราการไหล 1 m/s แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 35 kV ความถี่พัลส์ 10 kHz

คำสำคัญ