การวิเคราะห์พฤติกรรมและประสิทธิภาพการเก็บรวบรวมอนุภาคของเครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิต 2 ขั้นสำหรับการกำจัดอนุภาคจากกระบวนการคั่วกาแฟ

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

บทความวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์พฤติกรรมอนุภาคและประสิทธิภาพการเก็บรวบรวมอนุภาคของเครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิต 2 ขั้นสำหรับการกำจัดอนุภาคจากกระบวนการคั่วกาแฟ โดยจำลองเชิงตัวเลขของเครื่องตกตะกอนแบบ 2 มิติได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยโปรแกรมสำเร็จรูป COMSOL MultiphysicsTM เพื่อศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของอนุภาคภายในเครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิตด้วยสมการ Poisson’s สมการ Navier-Stokes และสมการแรง Khan and Richardson และได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ขึ้นสำหรับทำนายประสิทธิภาพการตกตะกอนของเครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิตด้วยโปรแกรมคำนวณทางคณิตศาสตร์ MATLAB 7.0 ในการคำนวณจะถูกประเมินสำหรับอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 0.1 ถึง 100 ไมโครเมตรแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ขั้วดิสชาร์จอยู่ในช่วง 10 ถึง 30 กิโลโวลต์และอุณหภูมิขณะทำงานของไอเสียอยู่ในช่วง 60 ถึง 120 องศาเซลเซียส ซึ่งผลการวิเคราะห์พฤติกรรมอนุภาคและประสิทธิภาพการเก็บรวบรวมอนุภาคที่ได้จากการศึกษานี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการออกแบบเครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้า

คำสำคัญ: ฝุ่นควัน การคั่วกาแฟ ประสิทธิภาพ เครื่องตกตะกอนเชิงไฟฟ้าสถิต ฝุ่นละออง

Abstract

In this research paper, the behavior and collection efficiency of particles in two-stage electrostatic precipitators (ESPs) for removing particulate matter during the coffee roasting process were analyzed. A 2D numerical model of ESP was developed using a commercial computational fluid dynamic software package, COMSOL MultiphysicsTM to numerically study the particle behavior and collection efficiency inside the ESP. The NavierStokes equation, the Laplace equation, and the Khan and Richardson equation were solved . The mathematical model for predicting the particle collection efficiency of the ESP was also developed using MATLAB 7.0. These calculations were evaluated for a particulate diameter of 0.1–100 µm using an applied voltage for discharge electrode of 10–30 kV and a controlled exhaust temperature of 60–120 °C. The analysis of particle behavior and the collection efficiency of particles in the ESP were particularly useful in the wire-plate ESP design.

Keywords: Dust, Coffee Roasting, Collection Efficiency, Electrostatic Precipitator, PM