อัดอากาศลงท่อ ได้อากาศร้อนและเย็น
อ่าน: 4531บันทึกนี้เข้าใจยากอยู่สักหน่อย คือเราจะสร้าง Ranque Hilsch vortex tube ครับ
Vortex tube แบบนี้ ปล่อยอากาศอัด ให้หมุนอยู่ในท่อ ปลายหนึ่งมีช่องเล็กให้อากาศแทรกออก ปลายนี้จะเป็นปลายร้อน อากาศที่แทรกออกนอกช่องเล็กไม่ได้ ก็จะหมุนวนสวนกลับไปภายในท่อ ไปออกอีกปลายหนึ่งซึ่งเปิดไว้ กลายเป็นอากาศเย็น
จะร้อน จะเย็นขนาดไหน ก็แล้วแต่ปริมาณอากาศที่อัดเข้ามา แรงดันอากาศ และปลายที่ปล่อยให้อากาศออกทั้งสองครับ
ถามว่าทำอันนี้ไปทำไม คือว่าจากสถิติรูปแบบของอากาศ เมื่ออากาศร้อนขึ้น 1°C มักจะมีการระบาดของโรคทางเดินอาหาร หลังจากนั้นลมฟ้าอากาศก็จะแปรปรวน ฝนตกและหิมะหนัก เนื่องจากปริมาณไอน้ำในอากาศมีมากขึ้น (ไฟดับ) — เรื่องนี้ ถ้าไม่เชื่อ weather pattern ก็ไม่เป็นไรครับ มันเป็นเพียงข้อสังเกตเท่านั้น ไม่ได้ยืนยันว่ามันจะเกิดขึ้น
เมื่อคิดจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอากาศ ก็ต้องทำงาน (ใส่ Work ลงไป) ในกรณีนี้ งานคือการอัดอากาศ ส่วน vortex tube อยู่เฉยๆ
อากาศอัด สามารถหาได้โดยการแยกอากาศที่มีแรงดันออกจากน้ำตาม [บันทึกชุดกังหันน้ำก้นหอย] โดยการตั้งถังดักอากาศขวางไว้ เมื่อน้ำสลับอากาศผ่านมาตามท่อ พอเจอถังดักอากาศ อากาศอัดก็ลอยขึ้นสูง ส่วนน้ำไหลผ่านไปได้ — อากาศร้อนจากปลาย vortex tube เอาไปทำ pre-heat อบแห้งไม้หรือพืชผลทางการเกษตรได้ อากาศเย็นเอาไปใช้ปรับอากาศได้(มั๊ง) หรือว่าจะเอาอุณหภูมิที่ต่างกันระหว่างปลายร้อนกับปลายเย็น ไปใช้ใน LTD Sterling Engine ก็ได้ครับ คงไม่มีประสิทธิภาพมากนักหรอก แต่ก็น่าจะสนุกดี
vortex tube อันนี้ ทำด้วยท่อ PVC ซึ่งหาได้ง่าย เราเริ่มจากจุดที่ปล่อยอากาศอัดเข้าไปก่อน
ที่เห็นเป็นท่อใหญ่นั้น ที่จริงแล้ว ข้างในเป็นท่อซ้อนกันสองชั้น อากาศอัดจะถูกปล่อยเข้าไปห้องระหว่างท่อทั้งสองชั้น (เรียกเป็น inlet chamber ก็แล้วกันครับ) แล้วจึงปล่อยจากห้องนี้ผ่านท่อชั้นในเข้าไปใน vortex อีกครั้งหนึ่ง
การปล่อยอากาศอัดเข้าไปใน vortex (ท่อชั้นใน) ใช้วิธีเจาะรูเฉียงๆ ให้อากาศไหลขนานกับผิวท่อ สร้างให้เกิดการหมุนของอากาศ อากาศอัดจะหมุนอยู่ริมของของท่อสีฟ้า เคลื่อนไปทางขวาไปออกทางปลายร้อน ส่วนอากาศที่ออกทางนั้นไม่ได้เนื่องจากเปิดไว้นิดเดียว ก็จะหมุนย้อนกลับมากลางท่อสีฟ้า มาผ่านแหวนขนาดเล็กออกไปยังปลายเย็นคือท่อสีดำทางซ้าย
ทางฝั่งปลายร้อน มีกรวยสำหรับปรับขนาดที่อากาศออกได้
ไม่ว่าจะร้อนหรือเย็น ต่างก็เคยเป็นอากาศเนื้อเดียวกันมาก่อน หรือมองได้ว่าสิ่งที่เป็นเนื้อเดียวกันมาก่อน พออัดและปั่นเข้า ก็แยกเป็นขั้วได้; การอัดและปั่น มีวัตถุประสงค์อยู่แล้ว อยู่ดีๆ คงไม่ทำหรอกครับ ดังนั้นแทนที่จะมาโต้วาทีว่าร้อน-เย็น อะไรดีกว่ากัน ควรมองย้อนไปอีกนิดว่าอัดและปั่นเพื่ออะไร
« « Prev : ความสำเร็จไม่มีทางลัด
Next : EM ในคลอง » »
2 ความคิดเห็น
โลกนี้ยังมีนักคิดอะไรได้แผลงมากมายที่เราไม่รู้จัก ผิดหรือถูกไม่รู้ แต่ขอแค่คิดก็ถูกในตัวของมันเองแล้ว
ในเรื่องนี้ ผมขอเสริมว่า อาจผิดหลักการพื้นฐาน ที่อากาศวิ่งย้อนกลับกับเย็นกว่าอากาศวิ่งทางตรง เพราะการวิ่งย้อนกลับนั้น ระยะทางมันยาวกว่าสองเท่า เกิดการเสียดสีมากกว่าสองเท่า แถมมีการบิดเกลียวอีก การทำเช่นนี้จะทำให้เกิดการเสียดสี เปลี่ยนพลังงงานกลไปเป็นพลังงานความร้อน ดังนั้นอากาศที่วกกลับแล้วไปออกอีกด้านน่าจะ “ร้อนกว่า” แทนที่จะ “เย็นกว่า” นะครับ (ผมเดา)
การทำปลายท่อให้บานออก เพื่อลด อภ. อากาศนั้น มันเป็นไปได้ในเชิงทฤษฎี แต่พอไปวัดจริงๆ อภ. เพิ่มเพียง 0.00001 C เท่านั้น ยกเว้น ความเร็วสูงระดับ supersonic เช่น Mach 3 อาจเพิ่ม 1 C แต่ถ้า Mach 10 อาจเพิ่ม 20 C ถ้า Mach 25 แบบที่ space shuttle เข้าสู่บรรยากาศโลก อาจเพิ่ม 10000 C
ระบบดังว่านี้ ผมเดาว่าแม้ทำได้ดังที่กำหนด อาจพบปัญหาที่ Energy in สูงกว่า ผลประโยชน์ที่ได้ หรือถ้าใช้พลังแดดขับเคลื่อน ค่าก่อสร้างระบบอาจสูงมากจนไม่คุ้มกับสิ่งที่จะได้มาครับ
ทั้งหมดนี้เดาเอานะครับ อาจผิด (ยกเว้นเรื่อง การเพิ่มขึ้นของอภ.อากาศ ที่พอมีประสบการณ์)
ท่อนี้เป็นไปตามหลักการของ Ranque-Hilsch vortex tube ซึ่ง Ranque ได้ค้นพบปรากฏการณ์นี้เมื่อเกือบ 80 ปีก่อน แล้ว Hilsch ปรับปรุงและอธิบายไว้เมื่อหกสิบกว่าปีที่แล้วครับ สร้างอุณหภูมิต่างกันที่สองปลายได้โดยไม่มีส่วนเคลื่อนไหว (ใช้อากาศอัดเคลื่อนไหวแทน)
[ค้น google]