การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19545 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-19545 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
การไหลของอากาศ การอบแห้งแบบพ่นกระจาย ยาง การอบแห้ง เจ็ต พลศาสตร์ของไหล |
| spellingShingle |
การไหลของอากาศ การอบแห้งแบบพ่นกระจาย ยาง การอบแห้ง เจ็ต พลศาสตร์ของไหล ณัฐวุฒิ หัสนะชัย การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| description |
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562 |
| author2 |
ชยุต นันทดุสิต |
| author_facet |
ชยุต นันทดุสิต ณัฐวุฒิ หัสนะชัย |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
ณัฐวุฒิ หัสนะชัย |
| author_sort |
ณัฐวุฒิ หัสนะชัย |
| title |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| title_short |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| title_full |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| title_fullStr |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| title_full_unstemmed |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| title_sort |
การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19545 |
| _version_ |
1806509635052503040 |
| spelling |
th-psu.2016-195452024-07-09T07:08:15Z การทำแห้งละอองน้ำยางธรรมชาติโดยลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ Drying of Natural Rubber Latex Atomization Using Hot Gas from Pulse Combustor ณัฐวุฒิ หัสนะชัย ชยุต นันทดุสิต Faculty of Engineering Mechanical Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล การไหลของอากาศ การอบแห้งแบบพ่นกระจาย ยาง การอบแห้ง เจ็ต พลศาสตร์ของไหล วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องกล), 2562 The main objective of this research is to study the method for producing natural rubber powder from natural rubber latex by spray drying process under hot gas jet generated from a pulse combustor. The pulse combustor is valvelss Helmholtz type that having single tailpipe and single air inlet. In the experiments, study flow characteristics of hot air jet generated by Helmholtz pulse combustor. The distance from tailpipe outlet was varied at 1D, 2D, 3D, 4D, 5D, 6D, 7D and 8D where D was an inner diameter of tailpipe equal to 47 mm. The flow rate of LPG fuel was varied at 22, 25 and 29 V/min. In addition, the experimental study of spray nozzle configuration consisted of 3 air inlet positions. The flow rate of air inlet into the nozzle was varied at 70, 80 and 90 V/min and the flow rate of latex was varied at 20, 40 and 60 g/min. The rubber latex was sprayed from developed air spray nozzle into the drying chamber. Then the latex droplets was heated by hot air and dried in the chamber. After the drying process, the morphology and particle size of natural rubber powders were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and electron micro analyzer, respectively. The thermal properties of natural rubber powder was analyzed by thermogravimetry. The properties of raw rubber and Mooney viscosity of natural rubber powder were analyzed. The vulcanized rubber was characterized by mechanical analysis. Including the calculation of total energy consumption in the drying process. The result showed that jet temperature and jet velocity of hot air from the pulse combustor decreased according to increasing of distance from tailpipe outlet. Especially, the jet temperature decreased rapidly. The distributing temperature of the hot air in the drying chamber generated from the pulse combustor. It is distributed throughout the chamber. Drying efficiency and rapid drying of latex. For the effect of spray nozzle configuration at the different air inlet position. It was found that the spray nozzle configuration at the air inlet position tilt angle of 40 degrees with the latex inlet pipe provided good spraying performance in all cases of air flow rate. At the air flow rate of 90 V/min and the flow rate of latex at 20 g/min, the dispersion of the latex was very small and without the blockage of the rubber in the spray nozzle. From the study of various conditions in the spray drying process, in the case studies using talcum powder as a coating for natural rubber particles. It was found that the optimum condition for drying rubber latex was condition for the supplied flow rate of LPG fuel was 29 V/min, the entrance speed of drying chamber was 12 m/s and the flow rate of latex at 20 g/min. After the drying process, the morphology and particle size of natural rubber powders were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and electron micro analyzer, respectively. The range of particle size was found from a range of 50 μm to 300 μm. To examine the thermal properties of rubber powder, it was found that thermal stability was around 200 °C. From the Mooney viscosity test, it was found that the natural rubber powder had Mooney viscosity equal to 43.87. Natural rubber powder has tensile strength and hardness equal to 16 MPa and 55, respectively. For studying various conditions in the spray drying process. In the case studies using zinc stearate as a coating of natural rubber particles. It was found that the optimum conditions for spray drying process were the condition for the supplied flow rate of LPG fuel was fixed at 29 l/min, the velocity inlet of drying chamber was 12 m/s and the flow rate of latex at 20, 40 and 60 g/min. At the time of the experiment, the temperature was distributed in the drying chamber. From the study of morphological characteristics of natural rubber particles by electron scanning electron microscope. It was found that the spherical shapes were dispersed without clinging to each other and the particle size was in the range of 90 μm to 600 μm. The rubber powdered has the thermal stability about 200 °C, while, the natural rubber powder having Mooney viscosity equal to 47.65. From mechanical properties testing, it was found that natural rubber powder coated with zinc stearate has the tensile strength and 100% modulus that is close to the case of STR 5L rubber block, with a value of about 10 and 0.95 MPa, respectively. ทุนศิษย์ก้นกุฏิคณะวิศวกรรมศาสตร์ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตยางธรรมชาติผงจากน้ํายางธรรมชาติด้วยกระบวนการอบแห้งละอองน้ํายางภายใต้สภาวะอากาศร้อนที่สร้างจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ โดย ห้องเผาไหม้ที่ใช้เป็นห้องเผาไหม้แบบ Helmholtz ชนิดไร้วาล์ว ที่มีท่อทางเข้าอากาศทางเดียวและ มีท่อส่งเป็นแบบท่อเดียว ในการทดลองจะศึกษาลักษณะพฤติกรรมการไหลของเจ็ทลมร้อนที่สร้างจาก ห้องเผาไหม้แบบพัลส์ โดยตัวแปรที่ใช้ในการศึกษาประกอบด้วย ระยะห่างจากปากทางออกท่อส่งถึง หัววัดเท่ากับ 1D, 2D, 3D, 4D, 5D, 6D, 7D และ 3D โดยที่ D คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่ง เท่ากับ 47 mm และปรับเปลี่ยนอัตราการจ่ายเชื้อเพลิงของแก๊ส LPG ที่ 22, 25 และ 29 Vmin เพื่อ ศึกษาดูพฤติกรรมการไหลของลมร้อนจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ และงานวิจัยนี้ได้สนใจที่จะศึกษา รูปแบบของหัวฉีดที่สามารถสร้างละอองน้ํายาง โดยตัวแปรที่ใช้ในการศึกษารูปแบบหัวฉีดสร้างละออง น้ํายางประกอบด้วย รูปแบบหัวฉีดที่ระยะท่อทางเข้าอากาศที่แตกต่างกัน 3 รูปแบบ อัตราการไหล ของอากาศที่ 70, 80 และ 90 Umin และอัตราการไหลของน้ํายางที่ 20, 40 และ 60 g/min จากนั้น จะศึกษาสภาวะต่าง ๆ ในกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย และหลังจากอบแห้งโดยได้ผลิตภัณฑ์ยาง ธรรมชาติผงแล้ว จะนําอนุภาคยางธรรมชาติมาวิเคราะห์ลักษณะทางสัณฐานและขนาดของอนุภาค ยางธรรมชาติผงด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และเครื่องวิเคราะห์อิเล็กตรอน แบบจุลภาค ตามลําดับ ทั้งนี้ได้ทําการวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนของยางธรรมชาติผง การทดสอบ สมบัติของยางดิบและความหนืดมูนนี้ การทดสอบคุณสมบัติทางกลของยางธรรมชาติผง รวมถึงการ คํานวณค่าความสิ้นเปลืองพลังงานรวมในระบบอบแห้ง จากผลการศึกษาพบว่า อุณหภูมิเฉลี่ยและความเร็วเฉลี่ยของเจ็ทลมร้อนที่สร้างจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์จะมีค่าลดลงตามการเพิ่มขึ้นของระยะห่างจากปากทางออกท่อส่ง โดยเฉพาะ อุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อระยะห่างจากปากทางออกท่อส่ง XD เพิ่มขึ้น โดยการกระจาย อุณหภูมิของลมร้อนภายในห้องอบที่สร้างจากห้องเผาไหม้แบบพัลส์ มีการกระจายได้ทั่วห้องอบ ทําให้ การอบแห้งมีประสิทธิภาพและสามารถอบแห้งละอองน้ํายางได้อย่างรวดเร็ว สําหรับผลของรูปแบบ หัวฉีดสร้างละอองน้ํายางที่ตําแหน่งท่อทางเข้าอากาศที่แตกต่างกัน จากการทดลองพบว่ารูปแบบ หัวฉีดที่ตําแหน่งท่อทางเข้าอากาศเอียงทํามุมกับท่อทางเข้าน้ํายาง 40 องศา มีลักษณะการกระจาย ของละอองน้ํายางได้ดีในทุกกรณีของอัตราการไหลของอากาศ โดยที่เงื่อนไขกรณีอัตราการไหลของ อากาศเท่ากับ 90 Vmin และอัตราการไหลของน้ํายางที่ 20 g/min มีลักษณะกระจายของละออง น้ํายางเป็นละอองขนาดเล็กได้ดีโดยไม่เกิดการอุดตันของยางในรูหัวฉีด จากการศึกษาสภาวะต่างๆ ในกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย กรณีศึกษาใช้ผงทัลคัมเป็นสารเคลือบผิวอนุภาคยางธรรมชาติพบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการอบแห้งละอองน้ํายางคือ เงื่อนไขกรณีอัตราการจ่ายเชื้อเพลิงของ แก๊ส 29 Umin ความเร็วทางเข้าห้องอบ 12 m/s และอัตราการไหลของน้ํายาง 20 g/min เมื่อนํายาง ธรรมชาติผงที่เตรียมได้จากกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอยมาวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าลักษณะทางสัณฐานของอนุภาคยางธรรมชาติที่เคลือบด้วยผงทัลคัม 200 °C มีลักษณะเป็นเม็ดทรงกลมยึดเกาะติดกันและมีขนาดของอนุภาคอยู่ในช่วง 50 um ถึง 300 pm จากการทดสอบสมบัติทางความร้อนพบว่ามีความเสถียรภาพทางความร้อนอยู่ที่ประมาณ จากการทดสอบความหนืดมูนนี่พบว่ายางธรรมชาติผงมีค่าความหนืดมูนนี้เท่ากับ 43.87 และยาง ธรรมชาติผงมีความต้านทานต่อแรงดึงและค่าความแข็งเท่ากับ 16 MPa และ 55 ตามลําดับ สําหรับในการศึกษาสภาวะต่าง ๆ ในกระบวนการอบแห้งแบบพ่นฝอย กรณีศึกษาใช้ ซิงค์สเตียเรทเป็นสารเคลือบผิวอนุภาคยางธรรมชาติ พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการอบแห้งละอองน้ํา ยางแบบพ่นฝอยคือ เงื่อนไขกรณีอัตราการจ่ายเชื้อเพลิงของแก๊สเท่ากับ 29 Vmin ความเร็วทางเข้า ห้องอบเท่ากับ 12 m/s และปรับอัตราการไหลของน้ํายางเท่ากับ 20, 40 และ 60 g/min โดยในขณะ ทําการทดลองมีการกระจายอุณหภูมิได้ทั่วห้องอบ ทําให้การอบแห้งมีประสิทธิภาพและอบแห้งละอองน้ํายางได้อย่างรวดเร็ว จากผลการศึกษาลักษณะทางสัณฐานของอนุภาคยางธรรมชาติผงด้วยกล้อง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งกราด พบว่ามีการกระจายตัวเป็นอนุภาคทรงกลมโดยที่ไม่ยึดเกาะติดกัน เป็นกลุ่มก้อนและมีขนาดของอนุภาคอยู่ในช่วง 90 um ถึง 600 um จากผลการทดสอบสมบัติทาง ความร้อนของยางผง พบว่ามีค่าความเสถียรภาพทางความร้อนของยางธรรมชาติประมาณ 200 °Cโดยที่ยางธรรมชาติผงมีค่าความหนืดมูนนี (Mooney viscosity) เท่ากับ 47.65 จากการทดสอบ สมบัติทางกล พบว่ายางธรรมชาติผงที่เคลือบด้วยซิงค์สเตียเรท มีค่าความต้านทานต่อแรงดึงและค่า โมดูลัสที่ใกล้เคียงกับกรณีของยางแท่ง STR SL โดยมีค่าประมาณ 10 และ 0.95 MPa ตามลําดับ ในขณะที่ค่าความแข็งและระยะยืด ณ จุดขาดของยาง มีค่าเท่ากับ 59 และ 755% ตามลําดับ 2024-07-09T07:08:15Z 2024-07-09T07:08:15Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19545 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |