การศึกษาเชิงตัวเลขของการไหลและการแลกเปลี่ยนความร้อนของน้ำ ในระบบระบายความร้อนมอเตอร์ของยานยนต์ไฟฟ้า

ผู้แต่ง

  • ศิวกร เกิงฝาก ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • วีรชัย ชัยวรพฤกษ์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • แสงกล้า เครือวัลย์ บริษัท เรียล บีพีเอ็ม จำกัด
  • ชาญเวช ศีลพิพัฒน์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • คเณศ คัจฉสุวรรณมณี ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

คำสำคัญ:

Motor cooling system, Computational fluid dynamics, Heat transfer, Pressure loss, Heat transfer efficiency

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาเชิงตัวเลขของการไหลและการถ่ายเทความร้อนของน้ำในระบบระบายความร้อนมอเตอร์โดยการใช้โปรแกรมสำเร็จรูปทางด้านพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ ANSYS-Fluent แบบจำลองสามมิติของน้ำในช่องทางไหลมีพื้นที่หน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมถูกสร้างขึ้นให้มีความกว้างเท่ากับ 25 มิลลิเมตร สูงเท่ากับ 5.45 มิลลิเมตร และมีระยะห่างระหว่างท่อเท่ากับ 10 มิลลิเมตร แบบจำลองความปั่นป่วน Realizable k-e และ Standard wall function ถูกเลือกใช้ในการวิเคราะห์เชิงตัวเลข ผิวร้อนถูกกำหนดเงื่อนไขค่าขอบให้มีอัตราการถ่ายเทความร้อนต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่คงที่เท่ากับ 56,523.15 วัตต์ต่อตารางเมตร น้ำที่ทางเข้าเปลือกมอเตอร์ระบายความร้อนถูกกำหนดให้มีอุณหภูมิเท่ากับ 50 องศาเซลเซียส และมีความเร็วเท่ากับ 2.4  4.8  7.2  9.6 และ 12 ลิตรต่อนาที ผลการวิเคราะห์การไหลและการแลกเปลี่ยนความร้อนของน้ำที่ไหลผ่านเส้นทางการไหลจำนวน 3 รูปแบบ แสดงให้เห็นว่าเส้นทางการไหลของน้ำในระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ส่งผลต่ออุณหภูมิที่บริเวณทางออกและความดันสูญเสีย การเปลี่ยนรูปแบบการไหลของน้ำสามารถทำให้เลขนัสเซิลท์และค่าตัวประกอบสมรรถนะทางความร้อนมีค่าเพิ่มขึ้นถึง 45.39% และ 31.25% ตามลำดับ ดังนั้นงานวิจัยชิ้นนี้จะเป็นข้อมูลสำคัญที่นำไปสู่การออกแบบและพัฒนาระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นต่อไปในอนาคต

References

Bangkok Mass Transit Authority (2023). รายงานประจำปีองค์การขนส่งมวลชนกรุงเทพ. องค์การขนส่งมวลชนกรุงเทพ. Available via DIALOG. http://www.bmta.co.th/sites/default/files/files/download/annual-report-bmta-2557.pdf. Accessed 23 Feb. 2023. (In Thai).

Nissan USA (2023). Nissan Product Specs Comparison. Nissan USA. Available via DIALOG. http://www.nissanusa.com/electric-cars/leaf/versions-specs. Accessed 23 Feb. 2023.

Renault (2023). Dimensions & Specifications Renault ZOE e-tech 100% Electric. Renault UK. Available via DIALOG. https://www.renault.co.uk/vehicles/new-vehicles/zoe/specifications.html. Accessed 23 Feb. 2023.

BMW Thailand (2022). Find & Buy.In: เลือก BMW ที่ใช่. BMW Thailand. Available via DIALOG. http://www.bmw.com/com/en/newvehicles/i/i3/2015/showroom/index.html. Accessed 23 Feb. 2023. (In Thai).

Rehman Z, and Seong K (2018). Three-D numerical thermal analysis of electric motor with cooling jacket. Energies, 11(1): 92.

Yunus A, Çengel and Ghajar AJ (2020). Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education.

Gnielinski V (1976). New equations for heat and mass transfer in turbulent pipe and channel flow. Int. Chem. Eng., 16(2): 359-368.

Petukhov BS (1970). Heat transfer and friction in turbulent pipe flow with variable physical properties. In: Advances in heat transfer (ed) (Vol. 6, pp. 503-564). New York: Elsevier.

Ahmed MH (2022). Investigation of the Heat Transfer and Pressure Drop in Tubes with Transverse Ribs of Zigzag Configurations. Applied Sciences, 12(11): 5734.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2023-09-07

ฉบับ

บท

บทความปริทรรศน์ (Review articles)