การวัดแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ของเมล็ดข้าวเปลือก
ชาญชัย เจริญรื่น
วิทยานิพนธ์ (วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล)) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2544. 117 หน้า.
2544
บทคัดย่อ
การวัดแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ของเมล็ดข้าวเปลือก
การศึกษานี้เป็นการออกแบบและสร้างอุโมงค์ลมแบบดูดอากาศจากด้านบนลงสู่ด้านล่าง สำหรับศึกษาแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ของเมล็ดข้าวเปลือก ภายในอุโมงค์ลมจะมีแขนรองรับตัวอย่างทดสอบเป็นแบบยึดแน่นท่าตำแหน่งให้อยู่ในเส้นกระแสการไหลของอากาศ แรงต้านทานอากาศพลศาสตร์ที่เกิดขึ้นบนตัวอย่างทดสอบจะเกิดโมเมนต์ ดัดกระทำต่อแขนรองรับนั้น ซึ่งจะสามารถอ่านค่าขนาดของโมเมนต์คัดโดยสเตรนเกจ เมื่อมีแรงกระทำจะทำให้วงจรบริดจ์ของโหลดเซลล์อันประกอบกับสเตรนเกจเกิดความไม่สมดุลจะเกิดสัญญาณความเครียด สัญญาณนี้จะถูกแปลงให้เป็นแรงกระทำและเก็บบันทึกโดยเครื่อง Weight Transmitter กับเครื่อง online Datalogger เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ การทดสอบได้ทำกับเมล็ดพลาสติกทรงกลมและเมล็ดข้าวเปลือกที่ตำแหน่งการติดตั้ง 5 ตำแหน่งด้วยกันซึ่งใช้เมล็ดข้าวเปลือกจำนวน 3 สายพันธุ์คือ ข้าวเจ้า (พันธุ์หอยสุพรรณและพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105) ข้าวเหนียว (พันธุ์ กข.6 และพันธุ์เหนียวสันป่าตอง) ข้าวญี่ปุ่น (พันธุ์ ก.วก.1 หรือซาซานิชิกิ และพันธุ์ ก.วก.2 หรืออคิตะโคมาชิ) ความเร็วของอากาศที่ใช้ในการทดสอบจะเปลี่ยนแปลงเป็นจำนวน 7 ค่าด้วยกัน อยู่ในช่วงความเร็วตั้งแต่ 14 ถึง 50 m/s จากการทดสอบค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ของเม็ดพลาสติกทรงกลม ซึ่งมีค่าความเป็นทรงกลมโดยเฉลี่ย 98.95 เปอร์เซ็นต์ ได้กราฟค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทางอากาศพลศาสตร์เทียบกับเรย์โนลนัมเบอร์ จะมีค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (Coefficient ofDetermination) 0.8964 และมีค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์เท่ากับ 0.419 โดยเฉลี่ย ทั้งนี้ในช่วงของเรย์โนลนัมเบอร์ 5,811 ถึง 11,381 ซึ่งค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ที่ได้จะมีค่าคลาดเคลื่อน 8.60 เปอร์เซ็นต์ จากทางกลมทางทฤษฎี [Daugherty et al., 1989] จากการทดสอบค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์ของเมล็ดข้าวเปลือกทั้ง 6 พันธุ์ที่ติดตั้งแบบตรึงท่ารับกระแสลมคงที่ภายใต้กระแสอากาศของอุโมงค์ลมนั้น พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทางอากาศพลศาสตร์เทียบกับเรย์โนลนัมเบอร์ของเมล็ดข้าวเปลือกทั้ง 6 พันธุ์ให้ค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจโดยเฉลี่ย ประมาณ 0.6238 ซึ่งตำแหน่งที่มีค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์มากที่สุดคือประมาณ 0.949 โดยเฉลี่ย จะเป็นตำแหน่งที่ 3 ในช่วงของเรย์โนลนัมเบอร์ 4,244 ถึง 9,029 ซึ่งเป็นตำแหน่งที่กระแสลมเข้าปะทะด้านข้างของเมล็ดข้าวเปลือกอันเป็นท่าที่มีพื้นที่ขวางรับกระแสลมมากที่สุด สำหรับตำแหน่งที่มีค่าแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์น้อยที่สุด ที่ประมาณ 0.331 โดยเฉลี่ย เป็นตำแหน่งที่ 4 ในช่วงของเรย์โนลนัมเบอร์ 4,244 ถึง 9,029 ซึ่งเป็นตำแหน่งที่กระแสลมเข้าปะทะเมล็ดข้าวเปลือกทางหัวขั้ว (Sterile Lemma) ที่มีพื้นที่รับกระแสลมน้อยที่สุด