ระบบระบายความร้อนแบบทรานสไปเรชั่นโดยใช้วัสดุพรุนเซลลูลาร์เปิด ชนิดอะลูมินา – คอร์ดิไรท์ ที่มีค่าจำนวนรูต่อหนึ่งหน่วยนิ้ว (PPI) เท่ากับ 6.0

Abstract

การถ่ายเทความร้อนร่วมระหว่างการพาและการแผ่รังสีความร้อนของระบบระบายความร้อนแบบทรานสไปเรชั่นโดยใช้วัสดุพรุนชนิดเซลลูลาร์เปิดในสภาวะคงที่ ได้ถูกทำการศึกษาทั้งการทดลองและการคำนวณด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ วัสดุพรุนที่เลือกใช้ คือ อะลูมินา – คอร์ดิไรท์ (Alumina-Cordierite, Al-Co) ที่มีค่าความพรุนและจำนวนรูต่อหนึ่งหน่วยนิ้ว (PPI) เท่ากับ 0.873 และ 6.0 ตามลำดับ ฟลักซ์การแผ่รังสี (q_R) ที่แผ่ไปยังผิวด้านบนของวัสดุพรุนนั้นอยู่ในช่วง 0.988 ถึง 16.560 kW/m² แต่สำหรับอากาศที่ป้อนมาจากด้านล่างเข้าสู่ระบบมีค่าความเร็วในช่วง 0.212 ถึง 1.486 m/s ซึ่งในการนำเสนอจะจัดให้อยู่ในรูปเลขเรย์โนล์ด (Re) จากการศึกษาพบว่าเมื่อปริมาณ q_R มากขึ้น และ Re หรือความเร็วอากาศเย็นไหลเข้าระบบลดลง โครงสร้างทางอุณหภูมิของสถานะแก๊สและของแข็งในแผ่นวัสดุพรุนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น สำหรับค่าประสิทธิภาพเชิงอุณหภูมิ (h_T) จะเพิ่มขึ้นในช่วงแรกและเมื่อ Re > 70 จะลู่เข้าสู่ค่าคงที่ซึ่งมีค่าประมาณ 97% ส่วนประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงพลังงาน (h_C) พบว่ามีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตาม Re แต่จะสูงขึ้นเมื่อ q_R เพิ่มขึ้น ผลการเปรียบเทียบระหว่างการคำนวณและการทดลองมีความสอดคล้องกันอย่างเหมาะสม