Open Access. Powered by Scholars. Published by Universities.®

Mechanical Engineering Commons™

Open Access. Powered by Scholars. Published by Universities.®

Engineering Science and Materials

Institution
Keyword
Publication Year
Publication
Publication Type
File Type

Articles 991 - 1020 of 1714

Full-Text Articles in Mechanical Engineering

Tailoring The Mechanical And Optical Properties Of Silicon-Niobium-Nitride Composite Coatings, Cristian Orozco Jan 2019

Tailoring The Mechanical And Optical Properties Of Silicon-Niobium-Nitride Composite Coatings, Cristian Orozco

Open Access Theses & Dissertations

Nitride nanocomposite thin films have generated significant attention as a result of their robust mechanical properties, excellent triobology, and good chemical (corrosion) stability. Due to their excellent hardness and high wear resistance NbN coatings have found use in a wide variety of applications such as the coating of cutting tools and to strengthen the surface mechanical properties of superconducting cavities. The mechanical properties of NbN can be further improved through mixing with Si3N4, leading to the formation of a nanocomposite structure. NbN-Si3N4 nanocomposite coatings have been actively studied due to their high hardness, high elastic modulus, and high resistance to …

Go to article

High Strength, Deformable Nanotwinned Al–Co Alloys, S. Xue, Qiang Li, D. Y. Xie, Y. F. Zhang, Han Wang, Haiyan Wong, J. Wang, Xinghang Zhang Jan 2019

High Strength, Deformable Nanotwinned Al–Co Alloys, S. Xue, Qiang Li, D. Y. Xie, Y. F. Zhang, Han Wang, Haiyan Wong, J. Wang, Xinghang Zhang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Aluminum (Al) alloys have been widely used in the transportation industry. However, most highstrength Al alloys to date have limited mechanical strength, on the order of a few hundred MPa, which is much lower than the flow stress of high-strength steels. In this study, we show the fabrication of nanocrystalline Al alloys with high-density growth twins enabled by a few atomic percent of Co solute. In situ uniaxial compression tests show that the flow stress of Al–Co solid solution alloys exceeds 1.5 GPa, while good work hardening capability is maintained. This study provides a new perspective on the design of …

Go to article

A Sensorless Force-Feedback System For Robot-Assisted Laparoscopic Surgery, Baoliang Zhao, Carl A. Nelson Jan 2019

A Sensorless Force-Feedback System For Robot-Assisted Laparoscopic Surgery, Baoliang Zhao, Carl A. Nelson

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The existing surgical robots for laparoscopic surgery offer no or limited force feedback, and there are many problems for the traditional sensor-based solutions. This paper builds a teleoperation surgical system and validates the effectiveness of sensorless force feedback. The tool-tissue interaction force at the surgical grasper tip is estimated using the driving motor’s current, and fed back to the master robot with a position-force bilateral control algorithm. The stiffness differentiation experiment and tumor detection experiment were conducted. In the stiffness differentiation experiment, 43 out of 45 pairs of ranking relationships were identified correctly, yielding a success rate of 96%. In …

Go to article

Effects Of Compositional Tailoring On Drug Delivery Behaviours Of Silica Xerogel/Polymer Core-Shell Composite Nanoparticles, Wenfei Huang, Chi Pong Tsui, Chak Yin Tang, Linxia Gu Jan 2019

Effects Of Compositional Tailoring On Drug Delivery Behaviours Of Silica Xerogel/Polymer Core-Shell Composite Nanoparticles, Wenfei Huang, Chi Pong Tsui, Chak Yin Tang, Linxia Gu

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Conventional core-shell polymer nanoparticles usually exhibit a rapid release rate with their release kinetics mainly adjusted through changing composition of the polymer shells, limiting their applications for prolonged drug delivery. As a solution to these problems, silica xerogel/polymer core-shellstructured composite nanoparticles have been proposed. Different with our previous work centring on studying process variables, we here focused on investigating the effects of key compositional variables on essential properties of the composite nanoparticles. The drug release profiles (in vitro) were well interpreted by the Baker and Lonsdale model on a predicted two-stage basis. The first stage (<1 day) was well controlled from 18.6% to 45.9%; the second stage (1–14 days) was tailored in a range from 28.7 to 58.2% by changing the composition of the silica xerogel cores and polymeric shells. A substantial achievement was reducing the release rate by more than 40 times compared with that of conventional polymer nanoparticles by virtue of the silica xerogel cores. A semi-empirical model was also established in the first attempt to describe the effects of polymer concentration and drug loading capacity on the size of the composite nanoparticles. All these results indicated that the composite nanoparticles are promising candidates for prolonged drug delivery applications.

Go to article

Unveiling The Operation Mechanism Of Layered Perovskite Solar Cells, Yun Lin, Yanjun Fang, Jingjing Zhao, Yuchuan Shao, Samuel J. Stuard, Masrur Morshed Nahid, Harald Ade, Qi Wang, Jeffrey E. Shield, Ninghao Zhou, Andrew M. Moran, Jinsong Huang Jan 2019

Unveiling The Operation Mechanism Of Layered Perovskite Solar Cells, Yun Lin, Yanjun Fang, Jingjing Zhao, Yuchuan Shao, Samuel J. Stuard, Masrur Morshed Nahid, Harald Ade, Qi Wang, Jeffrey E. Shield, Ninghao Zhou, Andrew M. Moran, Jinsong Huang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Layered perovskites have been shown to improve the stability of perovskite solar cells while its operation mechanism remains unclear. Here we investigate the process for the conversion of light to electrical current in high performance layered perovskite solar cells by examining its real morphology. The layered perovskite films in this study are found to be a mixture of layered and three dimensional (3D)-like phases with phase separations at micrometer and nanometer scale in both vertical and lateral directions. This phase separation is explained by the surface initiated crystallization process and the competition of the crystallization between 3D-like and layered perovskites. …

Go to article

Monolithic Heat-Transfer Device, Sidy Ndao, George Gogos, Dennis Alexander, Troy Anderson, Craig Zuhlke Jan 2019

Monolithic Heat-Transfer Device, Sidy Ndao, George Gogos, Dennis Alexander, Troy Anderson, Craig Zuhlke

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A monolithic heat-transfer device can include a container wall configured to retain a working fluid, where the container wall is formed of a single material. The container wall also includes an interior surface configured to be in fluid communication with the working fluid. The monolithic heat-transfer device also includes a channel disposed in the interior surface of the container wall, where the channel comprises a microstructure and a nanostructure. The microstructure and the nanostructure are materially contiguous with the single material forming the container wall. In some embodiments, the nanostructure comprises one or more layers of nanoparticles. The monolithic heat-transfer …

Go to article

Higher-Order Overtone Thickness-Shear Vibrations Of Multilayered Thin-Film Acoustic Wave Resonators And Angular Rate Sensing, Hui Chen, Ji Wang, Jianke Du, Jiashi Yang Jan 2019

Higher-Order Overtone Thickness-Shear Vibrations Of Multilayered Thin-Film Acoustic Wave Resonators And Angular Rate Sensing, Hui Chen, Ji Wang, Jianke Du, Jiashi Yang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

We propose a new structure for piezoelectric gyroscopes. It is made from multilayered thin films of AlN or ZnO with alternating c-axes along the film thickness. It is shown theoretically that when such a film is electrically driven into higher-order overtone thickness-shear vibration in one of the two in-plane directions of the film and is rotating about the film normal, the Coriolis force due to the rotation causes a higher-order overtone thicknessshear vibration in a perpendicular direction with an electrical output that can be used to measure the angular rate of the rotation. Different from existing thickness-shear mode piezoelectric gyroscopes …

Go to article

3d Printing Of Hybrid Mos2-Graphene Aerogels As Highly Porous Electrode Materials For Sodium Ion Battery Anodes, Emery Brown, Pengli Yan, Halil Tekik, Ayyappan Elangovan, Jian Wang, Dong Lin, Jun Li Jan 2019

3d Printing Of Hybrid Mos2-Graphene Aerogels As Highly Porous Electrode Materials For Sodium Ion Battery Anodes, Emery Brown, Pengli Yan, Halil Tekik, Ayyappan Elangovan, Jian Wang, Dong Lin, Jun Li

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

This study reports a 3D freeze-printing method that integrates inkjet printing and freeze casting to control both the microstructure and macroporosity via formation of ice microcrystals during printing. A viscous aqueous ink consisting of a molecular MoS2 precursor (ammonium thiomolybdate) mixed with graphene oxide (GO) nanosheets is used in the printing process. Post-treatments by freeze-drying and reductive thermal annealing convert the printed intermediate mixture into a hybrid structure consisting of MoS2 nanoparticles anchored on the surface of 2D rGO nanosheets in a macroporous framework, which is fully characterized with FESEM, TEM, XRD, Raman spectroscopy and TGA. The resulting …

Go to article

Three-Dimensional Character Of The Deformation Twin In Magnesium, Y. Liu, P.Z. Tang, M.Y. Gong, R.J. Mccabe, J. Wang, C.N. Tome Jan 2019

Three-Dimensional Character Of The Deformation Twin In Magnesium, Y. Liu, P.Z. Tang, M.Y. Gong, R.J. Mccabe, J. Wang, C.N. Tome

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Deformation twins are three-dimensional domains, traditionally viewed as ellipsoids because of their two-dimensional lenticular sections. In this work, we performed statistical analysis of twin shapes viewing along three orthogonal directions: the ‘dark side’ (DS) view along the twin shear direction (η1), the twinning plane normal (TPN) view (k1) and the ‘bright side’ (BS) view along the direction λ(=k1 × η1). Our electron back-scatter diffraction results show that twins in the DS and BS views normally exhibit a lenticular shape, whereas they show an irregular shape in the TPN view. Moreover, the findings in the TPN view revealed that twins grow …

Go to article

Spatiotemporal Characterizations Of Spontaneously Beating Cardiomyocytes With Adaptive Reference Digital Image Correlation, Akankshya Shradhanjali, Brandon D. Riehl, Bin Duan, Ruiguo Yang, Jung Yul Lim Jan 2019

Spatiotemporal Characterizations Of Spontaneously Beating Cardiomyocytes With Adaptive Reference Digital Image Correlation, Akankshya Shradhanjali, Brandon D. Riehl, Bin Duan, Ruiguo Yang, Jung Yul Lim

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

We developed an Adaptive Reference-Digital Image Correlation (AR-DIC) method that enables unbiased and accurate mechanics measurements of moving biological tissue samples. We applied the AR-DIC analysis to a spontaneously beating cardiomyocyte (CM) tissue, and could provide correct quantifications of tissue displacement and strain for the beating CMs utilizing physiologically-relevant, sarcomere displacement length-based contraction criteria. The data were further synthesized into novel spatiotemporal parameters of CM contraction to account for the CM beating homogeneity, synchronicity, and propagation as holistic measures of functional myocardial tissue development. Our AR-DIC analyses may thus provide advanced non-invasive characterization tools for assessing the development of spontaneously …

Go to article

Insulating Tunneling Contact For Efficient And Stable Perovskite Solar Cells, Jinsong Huang, Xiaopeng Zheng, Qi Wang, Yang Bai, Qingfeng Dong Jan 2019

Insulating Tunneling Contact For Efficient And Stable Perovskite Solar Cells, Jinsong Huang, Xiaopeng Zheng, Qi Wang, Yang Bai, Qingfeng Dong

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Perovskite-based photoactive devices, such as solar cells, include an insulating tunneling layer inserted between the perovskite photoactive material and the electron collection layer to reduce charge recombination and concomitantly provide water resistant properties to the device.

Go to article

Beyond The Toolpath: Site-Specific Melt Pool Size Control Enables Printing Of Extra-Toolpath Geometry In Laser Wire-Based Directed Energy Deposition, Brian T. Gibson, Bradley S. Richardson, Tayler W. Undermann, Lonnie J. Love Jan 2019

Beyond The Toolpath: Site-Specific Melt Pool Size Control Enables Printing Of Extra-Toolpath Geometry In Laser Wire-Based Directed Energy Deposition, Brian T. Gibson, Bradley S. Richardson, Tayler W. Undermann, Lonnie J. Love

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A variety of techniques have been utilized in metal additive manufacturing (AM) for melt pool size management, including modeling and feed-forward approaches. In a few cases, closed-loop control has been demonstrated. In this research, closed-loop melt pool size control for large-scale, laser wire-based directed energy deposition is demonstrated with a novel modification, i.e., site-specific changes to the controller setpoint were commanded at trigger points, the locations of which were generated by the projection of a secondary geometry onto the primary three-dimensional (3D) printed component geometry. The present work shows that, through this technique, it is possible to print a specific …

Go to article

Disposable Fluidic Self-Propelling Robot For Traversing A Tubular Passage, Carl Nelson, Benjamin Terry, Abolfazl Pourghodrat, Hossein Dehghani, Dmitry Oleynikov, Prithviraj Dasgupta Jan 2019

Disposable Fluidic Self-Propelling Robot For Traversing A Tubular Passage, Carl Nelson, Benjamin Terry, Abolfazl Pourghodrat, Hossein Dehghani, Dmitry Oleynikov, Prithviraj Dasgupta

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A probe for traversing a tubular passage includes an introducer to be supported at an entrance to the tubular passage. The probe also includes a probe tip to traverse the tubular passage, and a tube with an inflatable tube segment. In some embodiments, the inflatable tube segment is storable in the probe tip. The inflatable tube segment is configured to be inflated to push the probe tip away from the introducer toward an end on the tubular passage. In some embodiments, the probe includes a sealing mechanism, whre the sealing mechanism can be positioned between the inflatable tube segment of …

Go to article

Mechanical Stresses Associated With Flattening Of Human Femoropopliteal Artery Specimens During Planar Biaxial Testing And Their Effects On The Calculated Physiologic Stress-Stretch State, Majid Jadidi, Anastasia Desyatova, Jason N. Mactaggart, Alexey Kamenskiy Jan 2019

Mechanical Stresses Associated With Flattening Of Human Femoropopliteal Artery Specimens During Planar Biaxial Testing And Their Effects On The Calculated Physiologic Stress-Stretch State, Majid Jadidi, Anastasia Desyatova, Jason N. Mactaggart, Alexey Kamenskiy

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Planar biaxial testing is commonly used to characterize the mechanical properties of arteries, but stresses associated with specimen flattening during this test are unknown. We quantified flattening effects in human femoropopliteal arteries (FPAs) of different ages, and determined how they affect the calculated arterial physiologic stress-stretch state. Human FPAs from 472 tissue donors (age 12-82 years, mean 53±16 years) were tested using planar biaxial extension, and morphometric and mechanical characteristics were used to assess the flattening effects. Constitutive parameters for the invariant-based model were adjusted to account for specimen flattening, and used to calculate the physiologic stresses, stretches, axial force, …

Go to article

Correlation Microanalysis Of Localized Molecular Structure And Nano-Mechanical Property Of Pvdf Based Copolymer, Wen Qian, Shuo Sun, Charles Nguyen, Stephen Ducharme, Joesph A. Turner Jan 2019

Correlation Microanalysis Of Localized Molecular Structure And Nano-Mechanical Property Of Pvdf Based Copolymer, Wen Qian, Shuo Sun, Charles Nguyen, Stephen Ducharme, Joesph A. Turner

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Poly (vinylidenefluoride) (PVDF) and its copolymers, are well-recognized electroactive polymers. The PVDF polymer can crystallize in a quasi-hexagonal close-packed “β-phase” structure with the dipoles of all chains aligned with maximum spontaneous polarization [1-3]. Due to the limited availability of quantitative methods for nanoscale molecular structure and mechanical analysis, the polymer organization has not been fully optimized. For such ferroelectric polymers, the influence of nanoscale molecular structure on mechanical response is not well understood. In this paper, we demonstrate nanoscale characterization and measurement techniques, by comprehensive integrating atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), nano-infrared (nanoIR) spectroscopy, nanoindentation, chemical nanoIR mapping, …

Go to article

Mechanical Characterizations Of 3d-Printed Plla/Steel Particle Composites, Hozhabr Mozafari, Pengfei Dong, Haitham Hadidi, Michael P. Sealy, Linxia Gu Jan 2019

Mechanical Characterizations Of 3d-Printed Plla/Steel Particle Composites, Hozhabr Mozafari, Pengfei Dong, Haitham Hadidi, Michael P. Sealy, Linxia Gu

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The objective of this study is to characterize the micromechanical properties of poly-L-lactic acid (PLLA) composites reinforced by grade 420 stainless steel (SS) particles with a specific focus on the interphase properties. The specimens were manufactured using 3D printing techniques due to its many benefits, including high accuracy, cost effectiveness and customized geometry. The adopted fused filament fabrication resulted in a thin interphase layer with an average thickness of 3 μm. The mechanical properties of each phase, as well as the interphase, were characterized by nanoindentation tests. The effect of matrix degradation, i.e., imperfect bonding, on the elastic modulus of …

Go to article

Hemodynamic Interference Of Serial Stenoses And Its Impact On Ffr And Ifr Measurements, Siyeong Ju, Linxia Gu Jan 2019

Hemodynamic Interference Of Serial Stenoses And Its Impact On Ffr And Ifr Measurements, Siyeong Ju, Linxia Gu

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The hemodynamic interference of serial stenoses poses challenges for identifying the functional severity using the fractional flow reserve (FFR) method. The instantaneous wave-free ratio (iFR), i.e., the distal-to-proximal pressure ratio at 75% of diastole, was recently proposed to overcome the disadvantages of the FFR. However, the underlying mechanism remained ambiguous due to the lack of quantitative definition of hemodynamic interference. The objective of this study is to quantitatively define the hemodynamic interference and then examine its role on the FFR and iFR measurements. Pressure distributions, velocity fields, and Q-criterion which identifies vortices, were obtained through the computational fluid dynamics (CFD) …

Go to article

Hemodynamics And Wall Mechanics After Surgical Repair Of Aortic Arch: Implication For Better Clinical Decisions, Siyeong Ju, Ibrahim Abdullah, Shengmao Lin, Linxia Gu Jan 2019

Hemodynamics And Wall Mechanics After Surgical Repair Of Aortic Arch: Implication For Better Clinical Decisions, Siyeong Ju, Ibrahim Abdullah, Shengmao Lin, Linxia Gu

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Graft repair of aortic coarctation is commonly used to mimic the physiological aortic arch shape and function. Various graft materials and shapes have been adopted for the surgery. The goal of this work is to quantitatively assess the impact of graft materials and shapes in the hemodynamics and wall mechanics of the restored aortic arch and its correlation with clinical outcomes. A three-dimensional aortic arch model was reconstructed from magnetic resonance images. The fluid–structure interaction (FSI) analysis was performed to characterize the hemodynamics and solid wall mechanics of the repaired aortic arch. Two graft shapes (i.e., a half-moon shape and …

Go to article

Interface Facilitated Reorientation Of Mg Nanolayers In Mg-Nb Nanolaminates, Y. Chen, Mingyu Gong, N. A. Mara, Jian Wang Jan 2019

Interface Facilitated Reorientation Of Mg Nanolayers In Mg-Nb Nanolaminates, Y. Chen, Mingyu Gong, N. A. Mara, Jian Wang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Mg/Nb nanolaminates synthesized through vapor deposition techniques exhibit high flow strength without conventional twinning in Mg. In this work, we investigated the influence of laminated microstructures on deformation mechanisms of Mg nanolayers. Using molecular dynamics simulations, we explored that (0001)-oriented Mg layers transform or re-orient to {10¯10}-oriented Mg layers through nucleation and growth of {10¯12} twins by atomic shuffling, instead of conventional {10¯12} twinning shear. Such a reorientation accommodates in-plane compressive strain and out-of-plane tensile strain when Mg/Nb laminates are subjected to compression parallel to the Mg/Nb interfaces. The nucleation of {10¯12} twins is promoted at the Mg/Nb interface due …

Go to article

Predictive Peridynamic 3d Models Of Pitting Corrosion In Stainless Steel With Formation Of Lacy Covers, Siavash Jafarzadeh, Florin Bobaru, Ziguang Chen Jan 2019

Predictive Peridynamic 3d Models Of Pitting Corrosion In Stainless Steel With Formation Of Lacy Covers, Siavash Jafarzadeh, Florin Bobaru, Ziguang Chen

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

In this work, the peridynamic corrosion model is used for 3D simulation of pitting corrosion in stainless steel. Models for passivation and salt layer formation are employed to predict detailed characteristics of pit growth kinetic in stainless steels, such as lacy cover formation on top of the pit, and the diffusion-controlled regime at the pit bottom. The model is validated against an experimentally grown pit on 316L stainless steel in NaCl solution. Lacy covers in this model are formed autonomously during the simulation process. They are remarkably similar to the covers observed on top of the real pits.

Go to article

Predictive Peridynamic 3d Models Of Pitting Corrosion In Stainless Steel With Formation Of Lacy Covers, Siavash Jafarzadeh, Florin Bobaru, Ziguang Chen Jan 2019

Predictive Peridynamic 3d Models Of Pitting Corrosion In Stainless Steel With Formation Of Lacy Covers, Siavash Jafarzadeh, Florin Bobaru, Ziguang Chen

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

In this work, the peridynamic corrosion model is used for 3D simulation of pitting corrosion in stainless steel. Models for passivation and salt layer formation are employed to predict detailed characteristics of pit growth kinetic in stainless steels, such as lacy cover formation on top of the pit, and the diffusion-controlled regime at the pit bottom. The model is validated against an experimentally grown pit on 316L stainless steel in NaCl solution. Lacy covers in this model are formed autonomously during the simulation process. They are remarkably similar to the covers observed on top of the real pits.

Go to article

Literature Survey Of Wet-Waste And Hydrothermal Carbonization System: A Comparative Evaluation, Ramat Olaide Yusuf Jan 2019

Literature Survey Of Wet-Waste And Hydrothermal Carbonization System: A Comparative Evaluation, Ramat Olaide Yusuf

Dissertations and Theses

This thesis describes the process of Hydrothermal carbonization and a comparative assessment on recent work done on the process using different feedstocks such as Raw Apple (RA), Apple chip pomace (ACP), apple juice pomace (AJP), grape pomace (GP), macadamia nut-shell (MNS), Sewage Sludge (SS), Poultry Litter (PL) and Grape Marc (GM). The data obtained from the literature survey was compared with the data obtained by the CCL team on the SWPS gasifier (HTC of poultry litter) to obtain how carbon conversion efficiency, syngas composition, thermal efficiency, char production rate, gas production rate and energy utilization vary with carbonization process conditions, …

Go to article

A Process, Structure, And Property Study Of Gallium-Based Room Temperature Metallic Alloys, Courtney Lyn Titus Jan 2019

A Process, Structure, And Property Study Of Gallium-Based Room Temperature Metallic Alloys, Courtney Lyn Titus

UNF Graduate Theses and Dissertations

Amalgamations are a promising replacement for electronic solders, thermal interface materials, and other conductive joining materials. Amalgams are mechanically alloyed materials of a liquid constituent with a solid powder. Unlike traditional solders, these materials are processed at room temperature or slightly above, and can often operate at temperatures near, or beyond, their processing temperatures. Existing bonding processes require an excessive amount of heat, which may cause thermal stress to the electronic components and delaminate the attachment. Amalgams have promising characteristics for thermal interface materials (TIMs) due to being fully metallic, relatively easy of handling, and possessing metallic strength similar to …

Go to article

การศึกษาอิงพารามิเตอร์ของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบในช่องปิดสองช่องที่ติดกันด้วยการจำลองเชิงเลข, เทิดพงศ์ ช่วยแก้ว Jan 2019

การศึกษาอิงพารามิเตอร์ของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบในช่องปิดสองช่องที่ติดกันด้วยการจำลองเชิงเลข, เทิดพงศ์ ช่วยแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบในช่องปิดสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองช่องที่ติดกันแยกจากกันด้วยผนังร่วม โดยทีแต่ละช่องปิดมีการควบคุมอุณหภูมิด้วยเครื่องทำความร้อนแบบเปิดปิดแยกกันอย่างอิสระ การศึกษาใช้โปรแกรม ANSYS FLUENT 2019 จำลองการถ่ายเทความร้อนแบบการพาความร้อนตามธรรมชาติของอากาศที่มีการไหลแบบราบเรียบในช่องปิดและการนำความร้อนของผนังร่วมเมื่อเรย์เลห์นัมเบอร์มีค่าประมาณ 105 โดยกำหนดให้เครื่องทำความร้อนเปิดเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยในช่องปิดต่ำกว่า 299 K และปิดเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยในช่องปิดสูงกว่า 301 K ผลการจำลองแสดงว่าไม่ว่าจะเริ่มการควบคุมอุณหภูมิเมื่อใดก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป คาบของการควบคุมจะเข้าสู่สภาวะคงตัวโดยที่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเชิงคาบของทั้งสองช่องจะปรับจนมีค่าสอดคล้องใกล้เคียงกัน นอกจากนี้จากการศึกษาผลของสมบัติของผนังร่วมต่อการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบ 3 ชนิด ได้แก่ ทองแดง อลูมิเนียม และนิกเกิล พบว่าผนังร่วมที่ทำด้วยอลูมิเนียม ซึ่งมีค่า Thermal storage ต่ำที่สุด จะทำให้ของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบเข้าสู่สภาวะคงตัวและการสอดคล้องของอุณหภูมิของสองช่องได้เร็วที่สุด และในการศึกษาผลของอุณหภูมิภายนอกพบว่าอุณหภูมิภายนอกมีผลต่อคาบของการควบคุมอุณหภูมิเชิงคาบอย่างมาก โดยเมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขึ้นจะทำให้ระยะเวลาเปิดเครื่องทำความร้อนสั้นลงในขณะที่ระยะเวลาปิดยาวขึ้น และใช้เวลาเข้าสู่สภาวะคงตัวของการควบคุมเชิงคาบและการสอดคล้องกันของอุณหภูมิของสองช่องนานขึ้นด้วย ซึ่งส่งผลโดยรวมให้คาบการควบคุมยาวขึ้น เมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงเกินกว่า 298.15 K พบว่าอุณหภูมิของช่องปิดทั้งสองช่องไม่มีการปรับตัวเข้าหากัน

Go to article

ระบบควบคุมแบบปรับตัวได้พร้อมการควบคุมแรงฉุดลากสำหรับหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสองล้อ, ไม้ไฑ ดะห์ลัน Jan 2019

ระบบควบคุมแบบปรับตัวได้พร้อมการควบคุมแรงฉุดลากสำหรับหุ่นยนต์ขับเคลื่อนสองล้อ, ไม้ไฑ ดะห์ลัน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การควบคุมการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์สองล้อเพื่อให้การลื่นไถลที่ล้อให้น้อยที่สุดถือเป็นการเพิ่มความปลอดภัยให้กับหุ่นยนต์ที่ทำงานอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีคน ปกติแล้วการควบคุมแรงฉุดลากนั้นจำเป็นที่จะต้องมีการประมาณค่าพารามิเตอร์ทางพลศาสตร์ของการเคลื่อนที่เช่น ค่าความเฉื่อยและแรงเสียดทาน รวมถึงการประมาณค่าสัดส่วนของการลื่นไถลที่ล้อกับพื้น ซึ่งมักจะต้องใช้การคำนวณที่มีความสลับซับซ้อน ในงานวิจัยนี้เราจะใช้ตัวควบคุมแรงฉุดลากที่ปรับตัวได้ หรือ Model following control (MFC) โดยจะแปลงในอยู่ในรูปของเวลาแบบไม่ต่อเนื่อง (discrete time model) การทดลองจะใช้หุ่นยนต์แบบสองล้อที่ควบคุมแรงฉุดลากแบบจำลองการไถล เทียบกับการควบคุมโดยใช้ตัวควบคุมแบบพีดี ตามเส้นวิถีการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง รวมถึงการทดสอบการประมาณค่าแรงฉุดลากสูงสุดของหุ่นยนต์ และทดสอบการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ขึ้นและลงบนทางลาดชัน

Go to article

การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับวิเคราะห์สมดุลพลังงานในเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า, ณัฐภัทร ปรีชากุล Jan 2019

การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับวิเคราะห์สมดุลพลังงานในเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า, ณัฐภัทร ปรีชากุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับช่วยวิเคราะห์สมดุลพลังงานในเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า เพื่อทราบรายละเอียดการใช้พลังงานในเตาหลอมของโรงงาน และนำผลที่ได้ไปวางแผนและพัฒนาการประหยัดพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานในลำดับต่อไป โดยการพัฒนาโปรแกรมจะอาศัยข้อมูลจากโรงงานตัวอย่าง จำนวน 4 โรงงาน โดยใช้ข้อมูลของสารตั้งต้น ได้แก่ ปริมาณของ Scrap, ชนิดและปริมาณของเชื้อเพลิงที่ใช้, แก๊สออกซิเจนขาเข้า และสารตั้งต้นอื่น ๆ รวมถึงพลังงานไฟฟ้า สารผลิตภัณฑ์ ได้แก่ น้ำเหล็ก, ไอเสีย, Slag และองค์ประกอบของ Slag พบว่า ไอเสีย สารปรับคุณภาพของเหล็ก และปริมาณอากาศที่ไหลซึมเข้าสู่เตาหลอมระหว่างกระบวนการหลอม เป็นตัวแปรไม่ทราบที่ไม่สามารถตรวจวัดได้ โปรแกรมคำนวนนี้จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือส่วนวิเคราะห์สมดุลมวลโดยจะใช้การคำนวนย้อนกลับจากสารผลิตภัณฑ์เพื่อวิเคราะห์ตัวแปรไม่ทราบค่า และส่วนที่สอง คือ ส่วนวิเคราะห์สมดุลพลังงาน ซึ่งจะนำผลการวิเคราะห์สมดุลมวลที่ได้จากส่วนแรกมาวิเคราะห์การใช้พลังงานภายในเตาหลอม ผลการวิเคราะห์สมดุลพลังงานของโรงงานตัวอย่างทั้ง 4 โรงงาน พบว่ามีร้อยละของการใช้พลังงานใกล้เคียงกันโดยมีรายละเอียดดังนี้ พลังงานขาเข้าได้แก่ เอนทัลปีของสารขาเข้า 4-6 % พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ 40-55% พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง 8-15 % พลังงานจากปฏิกิริยา Oxidation ในการเกิด Slag 30-45 % พลังงานขาออกได้แก่ เอนทัลปีขาออกของเหล็ก 35-50% เอนทัลปีของ slag 3-7 % เอนทัลปีขาออกของไอเสีย 15-25 % การสูญเสียความร้อนจากน้ำระบายความร้อน 10-20% การสูญเสียพลังงานอื่น ๆ 10-25 % ผลการวิเคราะห์นี้ สามารถนำไปเป็นค่าอ้างอิงเพื่อคำนวณและประมาณการใช้พลังงานของโรงงานที่ใช้เตาหลอมอาร์คไฟฟ้าอื่น ๆ ในประเทศไทยที่มีตัวแปรไม่ทราบค่าได้

Go to article

อุปกรณ์ช่วยเดินแบบพาสซีฟสำหรับผู้มีภาวะเท้าตก, ทศวรรษ กิจศิริเจริญชัย Jan 2019

อุปกรณ์ช่วยเดินแบบพาสซีฟสำหรับผู้มีภาวะเท้าตก, ทศวรรษ กิจศิริเจริญชัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ภาวะเท้าตก (Foot-drop) คือภาวะที่ไม่สามารถควบคุมบริเวณปลายเท้าและสูญเสียการรับรู้อากัปกิริยา เป็นผลกระทบจากโรคทางระบบประสาทหรืออาจเกิดจากการดำรงชีวิตประจำวัน ภาวะเท้าตกสามารถทำให้เกิดปัญหาทั้งทางด้านร่างกายและจิตใจได้ เช่น การเกิดอุบัติเหตุจากการสะดุดในระหว่างการก้าวเดินและปัญหาด้านบุคลิกภาพ ปัจจุบันมีผู้ประสบภาวะเท้าตกจำนวนมากการรักษาให้หายขาดหรือดีขึ้นจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาในการฟื้นตัว ดังนั้นผู้เกิดภาวะเท้าตกแบบใดก็ตามจึงมีความต้องการอุปกรณ์ในการช่วยการเดิน ปัจจุบันมีการใช้กายอุปกรณ์ทั้งแบบล็อกข้อเท้าและแบบให้ข้อเท้าให้ตัวได้ แม้ว่าจะสามารถช่วยการก้าวเดินได้บางส่วน แต่การเดินปกติของมนุษย์จะมีช่วงที่เท้าของคนเราสามารถตกลงมาได้ และเมื่ออุปกรณ์ค้ำขาได้ล็อคข้อเท้าให้อยู่ในตำแหน่งคงที่ตลอดเวลา จึงทำให้ทำท่าการเดินไม่เป็นธรรมชาติเนื่องจากเท้าที่ถูกยึดอยู่ในมุมคงที่ ที่ผ่านมามีงานวิจัยต่าง ๆ ได้นำระบบแอกทีพเช่นการใช้พลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกล อาทิอากาศอัดความดันมาใช้เพื่อให้สามารถควบคุมการทำงานให้สามารถเดินได้เป็นธรรมชาติมากขึ้น รวมถึงสามารถเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนไหวมากขึ้น แต่เนื่องจากอุปกรณ์แอกทีพดังกล่าวมีความซับซ้อนและมีขนาดและน้ำหนักมากรวมถึงราคาที่สูง ทำให้ไม่เหมาะกับการนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาการแก้ปัญหาสภาวะเท้าตกด้วยการออกแบบกายอุปกรณ์ที่ใช้กลไกสภาพพาสซีฟที่สามารถช่วยให้ผู้ใช้ที่มีสภาวะเท้าตก โดยมีกลไกล็อคข้อเท้าไม่ให้ตกในตอนที่ยกเท้าและเมื่อส้นเท้ากระทบกับพื้นกลไกทำให้เท้าตบลงมาได้ ทำให้สามารถเดินได้ต่อเนื่อง โดยมีท่าทางการเดินที่เป็นธรรมชาติมากขึ้น

Go to article

การพัฒนาแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนของการระบายความร้อนด้วยการระเหยผ้าเปียกบนแผ่นเรียบเพื่อประยุกต์ใช้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์, บรรณพงศ์ กลีบประทุม Jan 2019

การพัฒนาแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนของการระบายความร้อนด้วยการระเหยผ้าเปียกบนแผ่นเรียบเพื่อประยุกต์ใช้กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์, บรรณพงศ์ กลีบประทุม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันการใช้พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีแนวโน้มสูงขึ้น เนื่องจากเป็นพลังงานหมุนเวียนและ ไม่ปล่อยมลพิษสู่ สิ่งแวดล้อม นักวิจัยพบว่าประสิทธิภาพในการผลิตกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อ ประสิทธิภาพมากที่สุด คือ อุณหภูมิดังนั้นจึงต้องมีการลดอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อรักษาประสิทธิภาพไว้งานวิจัยนี้จึงนำเสนอ แบบจำลองทางทฤษฎีสำหรับการลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบด้วยวิธีการระเหยผ้าเปียกซึ่งสามารถไปประยุกต์ใช้งานกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อ ทำนายผลการลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบและใช้เป็นเครื่องมือในการออกแบบติดตั้งจริง แบบจำลองแบ่งออกเป็น 3 กรณีได้แก่ กรณีแผ่นเรียบ ทั่วไป กรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลัง และกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังพร้อมกับแหล่งน้ำ สำหรับแบบจำลองกรณีแผ่น เรียบทั่วไปและกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังจะถูกตรวจสอบความถูกต้องจากการทดลองด้วยแผ่นเรียบที่ประดิษฐ์ขึ้นจากแผ่น อลูมิเนียมบางพร้อมกับติดแผ่นทำความร้อนซิลิโคนด้านบน โดยจะทำการทดลองภายในห้องจำลองสภาวะอากาศคงที่ ผลการทดลองพบว่าการ ติดตั้งผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลังสามารถลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้24.5 องศาเซลเซียส และแบบจำลองทางทฤษฎีสามารถทำนายผลลัพธ์ได้ ใกล้เคียงกับผลการทดลอง ดังนั้นแบบจำลองนี้มีความเป็นไปได้ที่จะนำไปใช้เป็นเครื่องมือในการออกแบบติดตั้งผ้าเพื่อลดอุณหภูมิเซลล์ แสงอาทิตย์จริงได้แต่ข้อจำกัดของการติดตั้งเฉพาะผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหลัง คือ ผ้าไม่สามารถลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้ตลอดเวลา เนื่องจากเมื่อ ผ้าระเหยน้ำออกไปหมดแล้วจะทำให้อุณหภูมิของแผ่นเรียบเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพลดลงอีกครั้ง สำหรับการแก้ไขปัญหานี้ทำได้โดยการเลือกใช้ ผ้าที่หนาขึ้นหรือมีความพรุนมากเพื่อยืดระยะเวลาในการลดอุณหภูมิส่วนกรณีแผ่นเรียบที่ติดผ้าชุ่มน้ำไว้ที่ด้านหหลังพร้อมกับแหล่งน้ำ เป็นการ ติดตั้งแหล่งน้ำเพิ่มเติมเพื่อให้ผ้าสามารถดูดน้ำจากแหล่งน้ำขึ้นมาลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้ตลอดเวลา ซึ่งวิธีนี้จะต้องคำนึงถึงระยะความสูง ของผ้าจากแหล่งน้ำถึงขอบบนของแผ่นเรียบที่เหมาะสมที่จะสามารถลดอุณหภูมิได้ตลอดและเกิดการสูญเสียน้ำน้อยที่สุด สำหรับกรณีนี้จะเป็น การศึกษาจากการคำนวณจากแบบจำลองเพียงอย่างเดียว ผลการจำลองพบว่าระยะติดตั้งผ้าที่เหมาะสมที่สุดมีค่าเท่ากับ 11.9 เซนติเมตร นอกจากนี้พบว่าสภาวะอากาศภายนอกส่งผลต่อความสามารถในการลดอุณหภูมิด้วย หากอุณหภูมิอากาศสูงขึ้นหรือความชื้นสัมพัทธ์ต่ำลงจะ ส่งผลให้ผ้าสามารถระเหยน้ำได้ดีและลดอุณหภูมิของแผ่นเรียบได้มากขึ้น สุดท้ายงานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาแบบจำลองที่สร้างขึ้นเพื่อนำไป ประยุกต์ใช้กับการจำลองเซลล์แสงอาทิตย์จริง ซึ่งจะทำการจำลองภายใต้สภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเป็นระยะเวลา 1 ปีโดยทำการ เปลี่ยนแปลงระยะติดตั้งผ้าและความหนาผ้าต่าง ๆ เพื่อประมาณค่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ปริมาณน้ำที่ใช้และปริมาณน้ำที่สูญเสียใน 1 ปีแล้ว นำผลที่ได้มาวิเคราะห์หาระยะความสูงในการติดตั้งผ้าและความหนาผ้าที่เหมาะสมที่สุด ผลการจำลองพบว่าการเลือกติดตั้งผ้าความหนา 3 เท่า ที่ระยะความสูง 10 เซนติเมตร หรือติดตั้งผ้าความหนา 4 เท่า ที่ระยะความสูง 12.5 เซนติเมตร เป็นการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด เพราะ สามารถเพิ่มการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้สูง และปริมาณน้ำที่สูญเสียไม่ถึงร้อยละ 10 เมื่อเทียบกับปริมาณน้ำที่ใช้ต่อปี

Go to article

การจำลองพลังงานของระบบปรับอากาศแบบปรับน้ำยาแปรผันและแบบเครื่องทำน้ำเย็นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำของอาคารเฉลิมราชกุมารี 60 พรรษา, อุกฤษฏ์ ใจงาม Jan 2019

การจำลองพลังงานของระบบปรับอากาศแบบปรับน้ำยาแปรผันและแบบเครื่องทำน้ำเย็นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำของอาคารเฉลิมราชกุมารี 60 พรรษา, อุกฤษฏ์ ใจงาม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กรุงเทพมหานครเป็นเมืองที่มีความหนาแน่นสูง ดังนั้นความต้องการในการใช้พลังงานอาคารจึงสูงเช่นกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับสภาพอากาศที่ร้อนชื้น ดังนั้นการเลือกระบบปรับอากาศที่เหมาะสมกับอาคารจึงเป็นสิ่งที่สำคัญในเรื่องการจัดการการใช้พลังงานของอาคาร งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการวิเคราะห์การใช้พลังงานระบบปรับอากาศในอาคารสูงที่อยู่ในสภาพอากาศร้อนชื้น โดยการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่างระบบปรับอากาศ VRF และระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ซึ่งเป็นระบบปรับอากาศที่พบบ่อยบนอาคารสูง ในการคำนวณการทำงานของระบบปรับอากาศทั้งปีนั้นจะใช้โปรแกรม EnergyPlus และโปรแกรม Openstudio โดยจะทำการจำลองพลังงานระบบปรับอากาศของอาคารเฉลิมพระเกียรติ 60 พรรษา อาคารแห่งนี้มีทั้งหมด 20 ชั้นติดตั้งระบบปรับอากาศ VRF ที่มีการใช้งานจริงและอีกทั้งอาคารแห่งนี้ตั้งอยู่ในกรุงเทพมหานคร ในการสร้างโมเดลอาคารจำลองแห่งนี้จะทำการอ้างอิงมาจากแบบพิมพ์เขียวทางการของอาคารและสร้างโดยโปรแกรม SketchUp อีกทั้งในส่วนของข้อมูลสภาพอากาศที่ใช้สำหรับการจำลองพลังงานจะใช้ข้อมูลจากกรมอุตุนิยมวิทยา สำหรับวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบ ระบบปรับอากาศ VRF จะใช้ข้อมูลแผ่นข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ที่อยู่ในระบบปรับอากาศที่มีการติดตั้งและใช้งานจริง ในขณะที่ระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system จะเลือกแผ่นข้อมูลจำเพาะจากบริษัท Trane ประเทศไทย โดยอ้างอิงขนาดของระบบปรับอากาศ VRF ที่มีการใช้งานอยู่แล้ว ผลการเปรียบเทียบพบว่าระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ใช้พลังงานรวมทั้งปีแตกต่างจากระบบปรับอากาศ VRF ได้ตั้งแต่ -7.20% ถึง +19.33% ขึ้นกับลักษณะการทำงาน โดยระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ที่ทำงานแบบ Optimal และใช้ปั๊มแบบ variable flow จะใช้พลังงานน้อยที่สุดและน้อยกว่าระบบปรับอากาศ VRF แต่เมื่อเปิดใช้งานเพียงบางชั้นให้พื้นที่ปรับอากาศน้อยกว่า 8,870.04 ตารางเมตร ระบบปรับอากาศแบบ VRF จะใช้พลังงานน้อยกว่า จากการศึกษาการประหยัดพลังงานด้วยการปิดใช้ระหว่างวันพบว่าหากปิดการใช้งานเพียงแค่ 30 นาทีระบบปรับอากาศ VRF จะประหยัดพลังงานสูงสุดที่ 5.63% แต่เมื่อมีการปิดการใช้งานระหว่างวันตั้งแต่ 1 ชั่วโมงถึง 3 ชั่วโมง ระบบปรับอากาศ Water cooled chiller system ที่ทำงานแบบ Uniform load และใช้ปั๊มแบบ Constant flow จะประหยัดพลังงานคิดเป็นร้อยละมากกว่าที่ 10.10% ถึง 25.43%

Go to article

การจำลองแบบเชิงตัวเลขสำหรับการแจกแจงอุณหภูมิในเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียง, ปวร สุภชัยพานิชพงศ์ Jan 2019

การจำลองแบบเชิงตัวเลขสำหรับการแจกแจงอุณหภูมิในเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียง, ปวร สุภชัยพานิชพงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เนื่องจากการตรวจสอบอุณหภูมิเหล็กแท่งในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าในระหว่างการลำเลียงเป็นสิ่งที่มีความสำคัญต่อกระบวนผลิตแต่สามารถทำได้ยาก ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตุประสงค์เพื่อสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขที่สามารถทำนายการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียงได้ รวมถึงการตรวจสอบผลที่ได้จากแบบจำลองกับผลที่ได้จากการวัดอุณหภูมิเหล็กแท่งจริงด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อน ในงานวิจัยนี้เลือกใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์ดิฟเฟอเรนซ์แบบสองมิติในการแก้ปัญหาการนำความร้อนภายในเหล็กแท่ง เพื่อคำนวณการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งภายใต้สภาวะที่ไม่มีฉนวนกันความร้อนและมีฉนวนกันความร้อนที่ความหนาต่าง ๆ ในระหว่างการลำเลียง ซึ่งเหล็กแท่งในแบบจำลองจะถูกพิจารณาว่ามีการสูญเสียความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมผ่านการพาความร้อนและการแผ่รังสีความร้อนเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการนำผลการแจกแจงอุณหภูมิของเหล็กแท่งที่ได้จากแบบจำลองมาคำนวณความร้อนที่สูญเสียสู่สิ่งแวดล้อมต่อเวลารวมถึงปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการอุ่นเหล็กแท่งที่ถูกลำเลียงมาเป็นเวลาต่าง ๆไปที่อุณหภูมิ 1250 องศาเซลเซียส ผลงานวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของเหล็กแท่งที่ได้จากแบบจำลองนั้นมีค่าแตกต่างจากค่าที่ได้จากการวัดจริงด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนอยู่ที่ร้อยละ 9.827 เมื่อเทียบกับค่าที่ได้จากการตรวจวัดและความหนาของฉนวนกันความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออุณหภูมิของเหล็กแท่งในระหว่างการลำเลียง ซึ่งงานวิจัยนี้อาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาระบบตรวจสอบและควบคุมอุณหภูมิรวมถึงการสูญเสียพลังงานความร้อนของเหล็กแท่งในกระบวนการผลิตเหล็กได้ในอนาคต

Go to article

First Prev Next Last