sterling engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง cnc...

75
เครื่องยนต์สเตอร์ลิง Sterling Engine นายวิษณุ สุขสบาย นายนพกฤษฏิเอี่ยมรัตน์ นายฐาปนพงษ์ วงษ์ศิ นายลิขิต สิงห์คา นายนที ศรีวิชัย โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง สาขาวิชาเครื่องกล สาขางานเทคนิคยานยนต์ วิทยาลัยเทคโนโลยีภาคตะวันออก (อี.เทค) ปีการศึกษา 2554

Upload: others

Post on 10-Feb-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

I

เครองยนตสเตอรลง Sterling Engine

นายวษณ สขสบาย นายนพกฤษฏ เอยมรตน นายฐาปนพงษ วงษศ นายลขต สงหค า นายนท ศรวชย

โครงการนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพชนสง สาขาวชาเครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค) ปการศกษา 2554

Page 2: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

II

เครองยนตสเตอรลง Sterling Engine

นายวษณ สขสบาย นายนพกฤษฏ เอยมรตน นายฐาปนพงษ วงษศ นายลขต สงหค า นายนท ศรวชย

โครงการนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพชนสง สาขาวชาเครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค) ปการศกษา 2554

Page 3: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

I

ชอ : นายวษณ สขสบาย : นายนพกฤษฏ เอยมรตน : นายฐาปนพงษ วงษศ : นายลขต สงหค า : นายนท ศรวชย ชอเรอง : เครองยนตสเตอรลง สาขาวชา : สาขาวชาเครองกล สาขางานเทคนคยานยนต ภาค : ชางอตสาหกรรม

ทปรกษา : อาจารยวรต นมต ทปรกษารวม 1 : อาจารยจตรงค สมตระกล ทปรกษารวม 2 : อาจารยกตตพงษ กรวทยโยธน ปการศกษา : 2554

บทคดยอ

เครองยนตสเตอรลงเปนเครองยนตความรอนระบบปด 2 จงหวะใชความรอนจากภายนอก และใชกาซเปนสารท างาน ประดษฐขนเปนเครองแรกในป 1816 โดย Robert Sterling ทางคณะผจดท า ไดสรางเครองยนตสเตอรลงขนมาสองตวสองเครอง คอเครองตนแบบและเครองทน าไปใชผลตกระแสไฟ จากนนท าการทดลอง โดยใหความรอนกบเครองยนตทงสองเครอง ท าการบนทกผล การทดลอง และน างานทไดจากเครองยนตไปใชขบอลเทอรเนเตอร เพอผลตกระแสไฟฟา จากการทดลองสรปไดวาอณหภมทใหกบเครองยนตและรอบเครองยนต มความสมพนธกนคอ เมออณหภมเพมขนรอบเครองยนตจะเพมขนดวย ผลการทดลองไดคาอณหภมสงสดท 220 องศาเซลเซยสและรอบเครองยนตสงสดท 1089 รอบตอนาท แตเนองจากชดลกสบทท ามาจากหลอดแกวจะรบอณหภมสงสดไดไมเกน 200 องศาเซลเซยส ถาอณหภมมากกวา 220 องศาเซลเซยส ถาอณหภมมากกวา 220 องศาเซลเซยส จะสงผลใหชดลกสบทท าจากหลอดแกวแตก และเกดความเสยหายตอเครองยนต ดงนนจงมคาความปลอดภยของเครองยนตอยทอณหภม 200 องศาเซลเซยส เปนคาอณหภมทปลอดภยทสด และไดน าเครองยนตไปขบอลเทอรเนเตอรทรอบ 850 รอบตอนาท ไดกระแสไฟฟา 6.30 โวลต เปนคากระแสไฟฟาสงสด

: ค าส าคญ เครองยนตสเตอรลง

Page 4: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

II

Name : Mr.Wissanu Sooksabai : Mr.Nopphakrit Iamrat : Mr.Tapanapong Wongsi : Mr.Likit Singcam : Mr.Natee Sriwichai Title : Sterling Engine Major Field : Machinery field. Work technique motor vehicle branch. Faculty of : Mechanical Advisor : Mr.Wirat Numat Asst. Advisor 1 : Mr.Jaturong Somtrakul Asst. Advisor 2 : Mr.Kittipong Khonvittayayothin Year : 2011

Abstract

Sterling engines are heat engines 2 strokes off the heat from the outside. Gas and water works. The first machine was invented in 1816 by Robert Sterling and team preparation. Sterling engine is a two-two. Is a prototype and applied electricity. Of the experiment. The heat engine with two machines. Record the results and bring the engine to drive a dual-card technology award. To generate electricity. It was concluded that the engine temperature and engine speed. There is a correlation. When the temperature increases with increasing engine speed. The results were the highest temperature at 220 ° C and rev the engine up to 1089 rpm, but due to a cylinder made of glass tube to a maximum temperature not exceeding 200 ° C. If temperatures above 220 ° C. If the temperature is over 220. degrees Celsius will result in a cylinder made of a glass tube. And damage to the engine. Therefore, the engine is at a temperature of 200 degrees Celsius is the temperature of the safest. The engine used to drive up North I turn around 850 cycles per minute electrical current is 6.30 volts peak Key word : Sterling Engine

Page 5: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

III

กตตกรรมประกาศ

การจดท าโครงการ เรอง Sterling Engine ผจดท าโครงการขอขอบพระคณอยางยงส าหรบ อาจารยวรต นมต อาจารยกตตพงษ กรวทยโยธน อาจารยจตรงค สมตระกล และคณกฤษฏา กาวปลก ทใหค าปรกษาและค าแนะน า จากวทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค) และบรษท ไทย นปปอน เซอก จ ากด จงหวดชลบร ททานไดใหค าปรกษาเบองตนและแนวทางในการศกษาการสรางเครองยนต Sterling และคอยแนะน า แกไขปญหาตลอดระยะเวลาจนประสบความส าเรจ ขอขอบพระคณ อาจารยปน ประมาพนธ และอาจารย จตรงค สมตระกล วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค) ทไดตรวจสอบและใหค าปรกษารปเลมโครงงาน เรอง เครองยนต Sterling จนประสบความส าเรจไปดวยด ขอขอบพระคณ คณพอ คณแม ทคอยสนบสนนทนทรพยและใหก าลงใจดวยดจนประสบความส าเรจ

คณะผจดท า

Page 6: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

IV

สารบญ

เรอง หนา บทคดยอ I กตตกรรมประกาศ III สารบญ IV สารบญตาราง VI สารบญรปภาพ VII รายการสญลกษณ IX บทท 1 บทน า 1 1.1 ความเปนมาของโครงการ 1 1.2 วตถประสงคของโครงการ 1 1.3 ขอบเขตของโครงการ 2 1.4 วธการด าเนนการ 3 1.5 ประโยชนทไดรบของโครงการ 4 บทท 2 หลกการและทฤษฏทเกยวของ 5 2.1

เครองยนตความรอน 5

2.2 สวนประกอบของเครองยนตสเตอรลง 6 2.3 หลกการท างานของเครองยนตสเตอรลง 6 2.4 เครองยนตสเตอรลงแบบตาง ๆ 11 2.5 เครองยนตสเตอรลงในอนาคต 12 2.6 ของไหลทเรยกวาความรอน ทฤษฎแคลอรก 13 2.7 เครองจกรความรอนและผลงานของคารโนต 14 2.8 ความรอนคอการเคลอนไหว 14 2.9 การเปลยนสถานะของสาร 15 2.10 แผนผงแสดงการเปลยนแปลงสถานะของน า 16

บทท 3 การออกแบบและขนตอนการด าเนนการ 19 3.1 ขนตอนการด าเนนการ 20 3.2 ออกแบบโครงสรางเครองยนตสเตอรลง 21 3.3 ขนตอนการประกอบเครองยนตสเตอรลง 29 3.4 วธการทดลองและเกบขอมล 34

Page 7: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

V

สารบญ (ตอ)

เรอง หนา บทท 4 ผลการทดลอง 35 4.1 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบ (สเตอรลงตวตนแบบ) 35 4.2 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา) 37 4.3 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟา 38 (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา) 4.4 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ (สเตอรลงตวตนแบบ) 39 4.5 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา) 40 4.6 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระไฟฟา 41 (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา) บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ 42 5.1 สรป 42 5.2 ปญหาและแนวทางแกไข 42 5.3 แนวทางการพฒนา 43 บรรณานกรม 44 ภาคผนวก 45 ประวตผจดท า 56

Page 8: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

VI

สารบญตาราง

ตารางท หนา ตารางท 1.1 แผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 1/2554 3

ตารางท 1.2 แผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 2/2554 3

ตารางท 4.1 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบ สเตอรลงตวตนแบบ 35 ตารางท 4.2 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา 37 ตารางท 4.3 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟา 38 สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา

Page 9: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

VII

สารบญรปภาพ

รปท หนา รปท 2.1 แผนภาพเครองยนตความรอน 5 รปท 2.2 แสดงสวนประกอบของเครองยนตสเตอรลง 6 รปท 2.3 แผนภาพ ความดน-ปรมาตร 7 รปท 2.4 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร 8 รปท 2.5 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร 9 รปท 2.6 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร 10 รปท 2.7 เครองยนตสเตอรลงแบบรงบอมบ 11 รปท 2.8 เครองยนตสเตอรลงทใชความรอนอณหภมต า 11 รปท 2.9 เครองยนตสเตอรลงทใชพลงงานแสงอาทตยเปนแหลงพลงงานความรอน 12 รปท 2.10 เครองยนตสเตอรลงแบบอน ๆ 12 รปท 2.11 การผลตกระแสไฟฟาจากเครองยนตสเตอรลงทใชแสงอาทตยเปนแหลงความรอน 13 รปท 2.12 กราฟสรปความสมพนธระหวางเวลาทไดรบความรอนกบอณหภมทเปลยนไปของน า 17 รปท 2.13 กราฟสรปความสมพนธระหวางเวลากบอณหภมการเปลยนแปลงของน า 18 รปท 3.1 แสดงขนตอนการด าเนนการ 20 รปท 3.2 แบบโครงสรางทออกแบบไว 21 รปท 3.3 ด าเนนการเขาเครอง CNC 21 รปท 3.4 หลอดแกวทตดแลวเพอท ากระบอกสบ 32 รปท 3.5 หลอดแกวทตดแลวเพอท าลกสบ 23 รปท 3.6 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าฐาน 24 รปท 3.7 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าคลานยดเสอสบกลบฐาน 25 รปท 3.8 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าเสอสบ 26 รปท 3.9 เหลกทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวรบความรอน 26 รปท 3.10 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ 27 รปท 3.11 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดลกสบเขากบกานสบและกานสบ 28 รปท 3.12 ทองเหลองทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวลอชวยแรงทงสองขาง 28 รปท 3.13 ประกอบลอชวยแรงเขากบคลานยดเสอสบกบฐาน 29 รปท 3.14 ประกอบตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ 30 รปท 3.15 ประกอบตวรบความรอนเขากบเสอสบ 41

Page 10: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

VIII

สารบญรปภาพ (ตอ)

รปท หนา รปท 3.16 ประกอบฐานเขากบคลานยด 31 รปท 3.17 ประกอบตวยดลกสบเขากบลกสบ 31 รปท 3.18 ประกอบฐาน คลานยด และเสอสบเขาดวยกน 32 รปท 3.19 ประกอบตวรบความรอน และตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบเสรจ 32 รปท 3.20 ประกอบชดเสอสบ คลานยด และฐานเสรจ 33 รปท 3.21 ประกอบเครองยนตสเตอรลงเสรจ 33

รปท 4.1 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ สเตอรผลตตวตนแบบ 41 รปท 4.2 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ เฉลย สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา 42 รปท 4.2 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระไฟฟา 43 สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา

Page 11: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

IX

รายการสญลกษณ

ชอ ความหมาย Al อะลมเนยม

BaO แบเรยม CaCO3 แคลเซยมคารบอเนต CaO แคลเซยมออกไซด CGI Compacted graphite GT เหลกหลอเหนยว Na2CO3 โซเดยมคารบอเนต

SiO2 ซลคอนไดออกไซด SPA Super purity aluminium ZnO สงกะส

% เปอรเซนต

Page 12: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

1

บทท 1

บทน า

เครองยนตสเตอรลงเปนเครองยนตความรอนระบบปด 2 จงหวะใชความรอนจากภายนอก และใชกาซเปนสารท างาน ประดษฐขนเปนเครองแรกในป 1816 โดย Robert Sterling ตดตงในโรงงานอตสาหกรรม เครองยนตสเตอรลงรนตอมามขนาดเลกลงปลอดภยและเงยบเปนทแพรหลายในอตสาหกรรมขนาดเบาและตามบานเรอน เชน พดลม จกรเยบผา และเครองสบน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของโครงการ Sterling Engine เครองยนตทโลกลม หลายคนอาจสงสยวา Sterling Engine คออะไร Sterling คอเครองยนตความรอนทอาศยการขยายตวของอากาศเมอไดรบความรอนท าใหลกสบถกการผลกดนมประโยชนมากในการผลตกระแสไฟฟาเพราะเครองยนต Sterling engine จะเปนทางเลอกเกาทน ากลบมาใชใหมในการใชพลงงานความรอนแทนพลงงานอนๆ

คณะผจดท ามความคดวาควรจดท า Sterling engine จ าลองขนเพอเปนแนวทางในการศกษาในเรองของรปแบบกลไกและการประยกตใชในงานตางๆ ดงเชน การใชเปนเครองก าเนดไฟฟา การใชเปนเครองสบน า ฯลฯ และใชในวชาเทอรโมไดนามกส เนองจากชดทดลองมราคาแพงและไมเปนทแพรหลายมากนก คณะผจดท าจงไดเรมตนท าโครงการนขนมา

1.2 วตถประสงคของโครงการ

1.2.1 เพอสรางเครองยนต Sterling Engine ใชในการศกษา 1.2.2 เพอเปนการประยกตใชในการเรยนการสอน 1.2.3 เพอเปนเครองยนตตนแบบทจะน าไปประยกตใชในงานตางๆ 1.2.4 เพอใหเครองยนตใชเชอเพลงทมอยในประเทศ 1.2.5 เพอเปนการอนรกษหลกการของเครองยนต Sterling Engineไว

Page 13: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

2

1.3 ขอบเขตของโครงการ ผจดท าไดออกแบบและสราง เครองยนต Sterling Engine ซงมรายละเอยดของโครงการดงน

1.3.1 ฐานของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยม ขนาดความยาว 20cm ความกวาง 14 cm ความหนา 1.5 cm 1.3.2 ชดสงก าลงของเครองยนต Sterling Engine มสวนประกอบดงน 1.3.2.1 เพลาลอชวยแรง ใชเหลกทรงกระบอกตน ความหนา 6 mm ความยาว 7.5 mm 1.3.2.2 ลอชวยแรงดานสบเยน ใช ทองเหลอง ลกษณะกลมแบน ขนาดความหนา 1 cm ความกวาง 9.5 cm เจาะรเพอใชยดกานสบ 1.3.2.3 ลอชวยแรงดานสบรอน ใช ทองเหลอง ลกษณะกลมแบน ขนาดความหนา 1 cm ความกวาง 3.6 cm เจาะรเพอใชยดกานสบ 1.3.3 ดานกลางของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมแผนขนาด ความหนา 2 cm ความยาว 24 cm ความกวาง 6 cm เจาะรหวทายเพอใชยดฐานกบเสอสบ และเจาะรใสเพลากลางยาวจากหว 7cm รกวาง 3cm 1.3.4 เสอสบของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมแผน ขนาดความหนา 2 cm ความยาว 16 cm ความกวาง 6 cm เจาะรดานขาง 6 mm เพอใหอากาศไหลผานมายงลกสบเยน เจาะอก 2 รดานใตเสอสบขนาดเสนผานศนยกลาง 2.7 cm เพอท าใหเกดแรงดนบนหวลกสบ (ดานลกสบรอนเจาะใหทะล) 1.3.5 กระบอกสบของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมทรงกระบอก รดานในขนาดเสนผานศนย 2.7 cm ความสง 4.6 cm ความหนา 0.61 mm (ใสหลอดแกวไวดานในกระบอกสบ) 1.3.6 ลกสบของเครองยนต Sterling Engine มรายละเอยดดงน 1.3.6.1 ลกสบเยน ใช หลอดแกว ขนาดเสนผานศนย 2.7 cm ความสง 4 .4 cm ดานใตกลงไมเปนทยดกานสบขนาดเสนผานศนยกลาง 2.93 cm สง 3.9 cm เจาะรเพอยดกาน 1.3.6.2 ลกสบรอน ใชหลอดแกว ขนาดเสนผานศนย 2.7 cm ความสง 9.3 cm ดานใตกลงไมเปนทยดกานสบขนาดเสนผานศนยกลาง 2.93 cm สง 3.9 cm เจาะรเพอยดกาน 1.3.7 ตวรบความรอนของเครองยนต Sterling Engine ใชเหลกทรงกระบอก รดานในขนาด เสนผานศนยกลาง 3 cm ความสง 5 cm 1.3.8 กานสบของเครองยนต Sterling Engine ใชแผนอะครลค ขนาดความยาว 10.3 cm ความกวาง 1.7 cm ความหนา 5 cm 1.3.9 ใชพลงงานความรอนไปท าปฏกรยากบอากาศท าใหอากาศขยายตวดนลกสบ ท าใหเครองยนต Sterling Engine หมนไปขบอลเทอรเนเตอรเพอผลตกระแสไฟฟา

Page 14: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

3

1.4 แผนการด าเนนงาน ในการจดการโครงการเรมด าเนนการ ตงแตเดอน พฤษภาคม – กมภาพนธ โดยแบบออกเปน 2 ภาคเรยน คอ ภาคเรยนท 1/2554 และภาคเรยนท 2/2554 ซงมแผนการด าเนนการตามหวขอในตารางดงน ตารางท 1.1 แผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 1/2554

ตารางท 1.2 แผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 2/2554

ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ.

Page 15: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

4

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.5.1 ไดเครองยนต Sterling Engine 1.5.2 ไดสอการเรยนการสอนของวชา เทอรโมไดนามกส 1.5.3 ไดเครองยนต Sterling Engine มาใชงานเชง พาณช 1.5.4 ไดเครองยนตใชพลงงานทดแทนทสะอาดและดตอสงแวดลอม 1.5.5 เครองยนต Sterling Engine มคนรจกมากขน

Page 16: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

5

บทท 2

หลกการและทฤษฏทเกยวของ

เครองยนตอากาศรอนขนาดเลกยงคงผลตใชจนกระทงตนทศวรรษท 1900 จงถกแทนทดวย

เครองยนตสนดาปภายในและความกาวหนาทางดานไฟฟา ในปจจบนไมมการผลตเครองยนตสเตอรลงขนาดใชงาน แตยงคงมการวจยและพฒนาเนองจากเปนเครองยนตทมศกยภาพทางดานประสทธภาพสง และเปนเครองยนตท างานเงยบและสะอาด เครองยนตสเตอรลงรนททดลองในปจจบนมความส าเรจทางดานสมรรถนะในระดบทนาพอใจ จากการใชโลหะอลลอยดทนความรอนสง กลไกขบแบบใหม การใชคอมพวเตอรชวยออกแบบอปกรณแลกเปลยนความรอน และบรรจดวยฮเลยมหรอไฮโดรเจนทความดนสงเปนสารท างานเครองยนตสเตอรลงรนใหมสามารถน าหนาเครองยนตกาซโซลนและเครองยนตดเซล ขนาดเลกไดทางดานประสทธภาพ และอตราสวนก าลงตอน าหนก ในอนาคตเครองยนตสเตอรลงสามารถทจะใชเปนเครองยนตสะอาด เครองตดหญาทเงยบ และเครองก าเนดไฟฟาจากพลงงานแสงอาทตย

2.1 เครองยนตความรอน เครองยนตความรอนคออปกรณซงท าหนาทแปลงผนพลงงานความรอนหรอความรอนเป น

พลงงานกลหรองานอยางตอเนอง ความรอนจะถกปอนใหกบเครองยนตทางดานใดดานหนงแลวผลตงานออกมา เครองยนตความรอนจะผลตพลงงานกลออกมาตราบเทาทยงคงมความรอนปอนอย

รปท 2.1 แผนภาพเครองยนตความรอน

Page 17: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

6

2.2 สวนประกอบของเครองยนตสเตอรลง

รปท 2.2 แสดงสวนประกอบของเครองยนตสเตอรลง

เครองยนตสเตอรลงมลกสบ 2 อน มเฟสตางกน 90 องศาเซลเซยส และมบรเวณทอณหภม

ตางกน 2 แหง กาซหรออากาศซงเปนสารท างานจะถกปดไมใหมการรวไหลออกมาภายนอก ลกสบทมขนาดเลกกวาเปนลกสบก าลง (Power piston) ก าลงทออกจากเครองยนตสเตอรลง

ทงหมดไดจากลกสบก าลง ลกสบทมขนาดใหญกวาเรยกวา ลกสบไลหรอดสเพลสเซอร (Displacer piston) ลกสบไลจะมขนาดเลกกวาตวกระบอกสบเลกนอยอากาศภายในกระบอกสบสามารถเคลอนทผานดานขางของลกสบไลได หนาทของลกสบไลกคอไลอากาศในกระบอกสบใหเคลอนทอยระหวางดานรอนกบดานเยน ลกสบไลไมไดสรางก าลงใหกบเครองยนต 2.3 หลกการท างานของเครองยนตสเตอรลง

หลกการพนฐานของเครองยนตสเตอรลงคอม 2 กระบอกสบ ปลายดานหนงของกระบอกสบหนงรอนตลอดเวลา อกกระบอกสบหนงเยนตลอดเวลา มล าดบการท างานงาย ๆอย 4 ขนตอน คอ ขนท 1

Page 18: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

7

รปท 2.3 แผนภาพ ความดน-ปรมาตร

ลกสบก าลงอยทต าแหนงศนยตายบน ขนนเปนการใหความรอนกบอากาศภายในกระบอกสบ

โดยการเคลอนทของลกสบไล (Displacer piston) เพอใหอากาศสวนใหญไปรวมอยทางดานรอน อากาศไดรบความรอนมอณหภมสงขนและความดนเพมขน ขนตอนนเปนกระบวนการใหความรอนทปรมาตรคงตว (Isovolumetric heating process) ดแผนภาพ ความดน-ปรมาตร

Page 19: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

8

ขนท 2

รปท 2.4 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร

เมออากาศทางดานรอนมอณหภมเพมขนมผลท าใหความดนเพมขน เกดแรงดนลกสบก าลง

เคลอนทไปทศนยตายลาง อากาศยงคงไดรบความรอนขณะทปรมาตรของอากาศเพมขนความดนลดลงโดยทอณหภมคงตว ขนท 2 เปนกระบวนการขยายตวทอณหภมคงตว (Isothermal expansion process) ขนท 3

Page 20: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

9

รปท 2.5 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร

ผลของความตางเฟส 90 องศาเซลเซยส ระหวางลกสบทงสองท าใหลกสบไลเคลอนทและไลอากาศจากดานรอนไปทางดานเยนเพอทงความรอนใหกบสงแวดลอมท าใหอณหภมของอากาศลดลงความดนลดลง ลกสบก าลงอยทศนยตายลาง ขนท 3 เปนกระบวนการระบายความรอนทปรมาตรคงตว (Isovolumetric cooling process)

Page 21: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

10

ขนท 4

รปท 2.6 แผนภาพ ความดน – ปรมาตร

ลกสบก าลงเลอนไปทศนยตายบนอากาศถกอดใหมปรมาตรเลกลง และระบายความรอนใหกบสงแวดลอมดวยอณหภมคงตว ผลของความตางเฟส 90 องศาเซลเซยส ท าใหลกสบไลเคลอนทไลอากาศจากดานเยนกลบไปทางดานรอน แลวเครองยนตสเตอรลงกกลบไปสจดตงตนขนท 1 ขนท 4 เปนกระบวนการอดทอณหภมคงตว (Isothermal compression process)

Page 22: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

11

2.4 เครองยนตสเตอรลงแบบตาง ๆ

จากการวจยและพฒนาอยางตอเนองไดมการประดษฐคดคนกลไกอยางหลากหลายส าหร บเครองยนตสเตอรลง กลไกสวนใหญทออกแบบใชส าหรบเครองยนตสเตอรลงชนดทกระบอกสบแยกกน ซงนยมใชท าแบบจ าลองขนาดเลกและของเลนเครองยนตอากาศรอนดงแสดงเปนตวอยาง

รปท 2.7 เครองยนตสเตอรลงแบบรงบอมบ

รปท 2.8 เครองยนตสเตอรลงทใชความรอนอณหภมต า

Page 23: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

12

รปท 2.9 เครองยนตสเตอรลงทใชพลงงานแสงอาทตยเปนแหลงพลงงานความรอน

รปท 2.10 เครองยนตสเตอรลงแบบอน ๆ

2.5 เครองยนตสเตอรลงในอนาคต

เครองยนตสเตอรลงเปนอปกรณทมเสนหนาสนใจ ปลายดานหนงของกระบอกสบถกท าใหรอน ปลายทเหลอรกษาไวใหเยน งานทเอาไปใชประโยชนไดมาจากการหมนของเพลาเครองยนตสเตอรลงเปนเครองยนตระบบปด ไมมการดดไอด (Intake) และ ปลอยไอเสย (Exhaust) ความรอนถกปอนจากภายนอก อะไรกตามทสามารถเผาและใหความรอนไดจะใชเพอใหเครองยนตสเตอรลงท างาน เชน ถานหน ไม ฟางขาว แกลบ กาซโซลน แอลกอฮอล กาซธรรมชาต กาซมเทน และอน ๆ เครองยนตสเตอรลงไมตองการการเผ าไหม ความรอนเทานนทสามารถท าใหเครองยนตสเตอรลงสามารถท างานได ความรอนจากพลงงา นแสงอาทตย ความรอนใตพภพ และความรอนเหลอทงจากโรงงานอตสาหกรรม สามารถน ามาใชกบเครองยนตสเตอรลงได ก าลงจากเครองยนตสเตอรลงสามารถใชขบเครองก าเนดไฟฟาหรอจกรกลอนๆอยางไรกตามเครองยนตสเตอรลงกยงมขอจ ากดคอตองการเวลา

Page 24: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

13

ส าหรบอนเครองยนตกอนทจะสรางก าลงทสามารถเอาไปใชประโยชนได และเครองยนตไมสามารถเปลยนแปลงก าลงเอาตพตหรอเรงเครองไดอยางรวดเรว

รปท 2.11 การผลตกระแสไฟฟาจากเครองยนตสเตอรลงทใชแสงอาทตยเปนแหลงความรอน

2.6 ของไหลทเรยกวาความรอน ทฤษฎแคลอรก ความรอนเปนความลลบทนกฟสกสเฝาหาค าอธบายมานานแสนนาน ทฤษฎทใชอธบายความรอนทนยมในสมยกอนกคอ ทฤษฎแคลอรก ทกลาววาความรอนเปนของไหลชนดหนง โดยมสวนประกอบเปนสสารทเรยกวาแคลอรก ทฤษฎนถกเสนอโดย โจเซฟ แบลค นกฟสกสชาวสกอตแลนด และอองตวน ลาววซเยร นกเคม ในครสตศตวรรษท 18 แบลคไดนยามหนวยความรอนดงน: ความรอน 1 แคลอร คอ ความรอนทใชในการเพมอณหภมของน า 1 ปอนด ขนมา 1 องศาฟาเรนไฮต (ในปจจบนเรากยงใชหนวย แคลอรบางเกยวกบเรองของโภชนาการ อย เพยงแตเปลยนนยามเปน ความรอนทใชในการเพมอณหภมของน า 1 กรม ขนมา 1 องศาเซลเซยส ) งานของเขาไดถกน าไปศกษาตอในเรอง ความรอนจ าเพาะ ( specific heat) ของสสารอยางจรงจงในเวลาตอมา นอกจากนนแบลคยงไดนยาม ความรอนแฝง (latent heat) หรอความรอนทตองใสในระบบเพอท าใหวตถเปลยนสถานะ เชน จากของแขงเปนของเหลว หรอจากของเหลวเปนกาซ เปนตน แบลคไดสงเกตวาความรอนชนดนไมไดท าใหอณหภมของระบบเพมขนเลย จงไดตงชอวา ความรอนแฝง

Page 25: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

14

2.7 เครองจกรความรอนและผลงานของคารโนต ในยคปฏวตอตสาหกรรม เมอเราเขาใจธรรมชาตของความรอนดขนจงมการประดษฐคดคน เครองจกรความรอน มาใชงานกนอยางแพรหลาย ซงนบวาเครองจกรความรอนเปนสงทส าคญยงในการพฒนาความรดานอณหพลศาสตร และตอมาในป ค.ศ. 1824 ซาด คารโนต วศวกรชาวฝรงเศสไดตพมพผลงาน Reflections on the Motive Power of Fire ซงแสดงใหเหนวา เมอก าหนดแหลงก าเนดอณหภมสงและต าคใด ๆ แลว เครองจกรความรอนคารโนตเปนเครองจกรทใหงานทางกลศาสตรมากทสดเทาทเปนไปได (ตอมาเราทราบวาเครองจกรแบบผนกลบไดทกชนดมประสทธภาพสงสดเทาเครองจกรคารโนต) งานของเครองจกรคารโนตท าใหเราตระหนกถงขอบเขตทดทสดของเครองจกรความรอนเทาทเราท าได และยงเปนผลงานซงท าใหตอมาลอรด เคลวนและรดอลฟ เคลาซอสคนพบกฎขอทสองของอณหพลศาสตร นกฟสกสหลายทานถอวาคารโนตเปนหนงในผคนพบกฎขอทสองของอณหพลศาสตร อนง ในสมยนนคารโนตยงเขาใจผดวาความรอนคอของไหลอย เขาจงคดวาความรอนทงหมดจะไหลจากแหลงอณหภมสงไปยงแหลงอณหภมต าทงหมด เฉกเชนน าทงหมดไหลจากทสงไปยงทต า ซงเปนการเขาใจผดเนองจากตองมความรอนบางสวนถกแปรรปไปเปนงานทผลตไดจากเครองจกรความรอน (ตามกฎขอท 1 ของอณหพลศาสตร) ตอมา เอมล กลาปรง ( Émile Clapeyron) ไดพยายามเผยแพรงานของคารโนตโดยสรางสมการคณตศาสตรและไดอะแกรมของเครองจกรความรอนคารโนต ท าใหงานของคารโนตแพรหลายไปทว

2.8 ความรอนคอการเคลอนไหว ในชวงสงครามประกาศอสรภาพของอเมรกา ป ค.ศ. 1798 เบนจามน ทอมปสน (ตอมาไดรบแตงตงเปน เคานทรมฟอรด) สนใจธรรมชาตของความรอนมาก และรสกไมพอใจกบทฤษฎแคลอรกทผคนยอมรบกนในขณะนน ชวงทรมฟอรดไดถกแตงตงใหควบคมหนวยปนใหญของกองทพ เขาไดสงเกตเหนถงความรอนทเพมขนในปรมาณมหาศาลมากของปนใหญ เขาตงขอสงสยวาถาม สสาร ทชอวาความรอนจรง ปนใหญยอมสญเสยสสารเชนนนไปเปนจ านวนมาก แตผลจากการทดลองอยางระมดระวงของเขา กลบพบวาปนใหญมน าหนกเทาเดม (หรอสญเสยไปนอยมากจนไมสามารถตรวจสอบได) รมฟอรดไมเชอวาจะมสสารใด ๆ ทมมวลนอยขนาดนน เขาจงไดตพมพในผลงานของเขาใน London Philosophical Transactions วา จากการทดลองและการตรวจสอบ อยางละเอยดถถวนของผม ความรอนไมสามารถเปนอนใด นอกจากการเคลอนท (หมายถงวา ความรอนคอพลงงานจลนนนเอง)

Page 26: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

15

2.9 การเปลยนสถานะของสาร การเปลยนสถานะของสารอาจเปนการเปลยนแปลงประเภทดดพลงงานหรอคายพลงงาน ตวอยางการเปลยนแปลงสถานะของสารทพบในชวตประจ าวนไดแก น าแขงหลอมเหลวกลายเปนน าและน าไดรบความรอนกลายเปนไอเปนการเปลยนแปลงประเภทดดความรอน ในทางตรงกนขามเมอไอน าเปลยนสถานะกลบมาเปนน าและน าแขง เปนการเปลยนแปลงประเภทคายความรอน 2.9.1. คาความรอนแฝงจ าเพาะของการหลอมเหลว เปนคาพลงงานความรอนทน ามาใชเปลยนสถานะจากของแขงเปนของเหลว 2.9.2. ความรอนแฝงจ าเพาะของการกลายเปนไอ เปนคาพลงงานความรอนทน าไปใชในการเปลยนสถานะจากของเหลวเปนไอ คาความรอนแฝงจ าเพาะของการกลายเปนไอของสารทกชนด จะมคามากวาความรอนแฝงจ าเพาะของการหลอมเหลวเสมอ เชน - น ามคาความรอนแฝงจ าเพาะของการหลอมเหลว 80 แคลอรตอกรม หมายความวา ในการท าน าแขง 1 กรม ใหหลอมเหลวเปนน า ตองใชพลงงานความรอน 80 แคลอร - น ามคาความรอนแฝงจ าเพาะของการกลายเปนไอ 540 แคลอรตอกรม หมายความวา ในการท าน า 1 กรม อณหภม 100 องศาเซลเซยส ใหเปลยนเปนไอน า 1 กรม อณหภม 100 องศาเซลเซยส ตองใชพลงงานความรอน 540 แคลอร การหาคาปรมาณความรอนสามารถแยกพจารณาได 2 กรณ ดงน กรณท 1 การค านวณหาคาปรมาณความรอนทท าใหสารเปลยนสถานะโดยอณหภมคงท ค านวณไดจากสตร Q = mL เมอ Q คอ ปรมาณความรอนหรอคาความรอนแฝงทใชในการเปลยนสถานะ มหนวยเปนแคลอรหรอกโลแคลอร m คอมวลของสาร มหนวยเปนกรมหรอกโลกรม L คอ ความรอนแฝงจ าเพาะของสาร มหนวยเปนแคลอรตอกรมหรอกโลแคลอรตอกโลกรม กรณท 2 การค านวณหาปรมาณความรอนโดยทอณหภมเปลยนแปลง ค านวณไดจากสตร Q = mst เมอ Q คอ ปรมาณความรอนทสารไดรบ มหนวยเปนแคลอร m คอ มวลของสาร มหนวยเปนกรม s คอ ความจจ าเพาะของสาร มหนวยเปนแคลอรตอกรม องศาเซลเซยส (น าใชสญลกษณ c แทนคาความจจ าเพาะของน า) ของน าแขง และ ไอน า คอ ประมาณ 0.5

t คอ อณหภมของน าทเปลยนไป มหนวยเปนองศาเซลเซยส

Page 27: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

16

2.10 แผนผงแสดงการเปลยนแปลงสถานะของน า ในชวงหมายเลข 1 กบหมายเลข 3 สถานะเปลยนแตอณหภมไมเปลยน สวนในชวงหมายเลข 2 อณหภมเปลยนแตสถานะไมเปลยน นกเรยนจะไดศกษาการค านวณหาคาพลงงานทใชในการเปลยนสถานะจากตวอยางตอไปน ตวอยาง น าแขง 100 กรม อณหภม 0 องศาเซลเซยส ท าใหกลายเปนไอน าเดอด 10 กรม อณหภม 100 องศาเซลเซยส ใชความรอนกแคลอร วธคด

ความรอน ทใชทงหมด = 1 + 2 + 3 (1) ความรอนทน าแขง 10 กรม ใชในการหลอมเหลวเปนน าท 0 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงนจากสตร Q = mL เมอ m = มวลของน าแขง = 10 g L = ความรอนแงของการหลอมเหลวของน า = 80 cal/g แทนคา Q = 10 x 80= 800 cal (2) ความรอนทน า 0 องศาเซลเซยส รบเขาไปเพอท าใหมอณหภมเพมขนเปน 100 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงนจากสตร Q = mct เมอ m = มวลของน า =10g c = ความจความรอนจ าเพาะของน า = 1 cal/gC t = 100 C

แทนคา Q = 10 x 1 x 100 = 1000 cal (3) ความรอนทน า 100 องศาเซลเซยส ใชในการเปลยนสถานะเปนไอน าท 100 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงนจากสตร Q = mL เมอ m = มวลของน า = 10 g L = ความรอนแฝงของการกลายเปนไอของน า = 540 cal/g แทนคา Q = 10 x 540 = 5400 cal ดงนนคาพลงงานรวมทงสน = 800 + 1000 + 5400 = 7200 cal = 7.2 kcal

Page 28: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

17

จากตวอยาง เปนการเปลยนแปลงประเภทดดความรอน ซงน ามาเขยนเปนกราฟสรปความสมพนธระหวางเวลาทไดรบความรอนกบอณหภมทเปลยนไปของน าไดดงน

รปท 2.12 กราฟสรปความสมพนธระหวางเวลาทไดรบความรอนกบอณหภมทเปลยนไปของน า

ตวอยาง ไอน า 20 กรม ท 100 องศาเซลเซยส ท าใหเปนน าแขง 0 องศาเซลเซยส ทงหมด 20 กรม จะคายพลงงานเทาใด วธคด

(1) ความรอนทไอน า 20 กรม คายพลงงานออกมาเพอเปลยนสถานะเปนน าท 100 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงนจากสตร Q = mL เมอ m = 20 g L = 540 cal/gแทนคา ไอน าคายความรอนแฝง = 20 x 540 = 10800 cal

(2) ความรอนทน า 20 กรม อณหภม 100 องศาเซลเซยส คายความรอนอกมากลายเปนน าท 0 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงนจาก

สตร Q = mctเมอ m = มวลของน า =20 g c = ความจความรอนจ าเพาะของน า = 1 cal/gC t = 100 C (เปนอณหภมเปลยนจาก 0 C เปน 100 C) แทนคา น าคายความรอน = 20 x 1 x 100 = 2000 cal (3) ความรอนทน า 20 กรม อณหภม 0 องศาเซลเซยส คายออกมาท าใหเปนน าแขงท 0 องศาเซลเซยส ค านวณไดดงน จากสตร Q = mLเมอ m = มวลของน า = 20 g L = ความรอนแฝงของการหลอมเหลว = 80 cal/g แทนคา Q = 20 x 80 = 1600 cal

Page 29: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

18

ดงนนคาพลงงานรวมทงสน = 10800 + 2000 + 1600 = 14400 cal = 14.4 kcal จากตวอยางเปนการเปลยนแปลงประเภทคายความรอน ซงน ามาเขยนกราฟสรปความสมพนธระหวางเวลากบอณหภมการเปลยนแปลงของน า ไดดงน

รปท 2.13 กราฟสรปความสมพนธระหวางเวลากบอณหภมการเปลยนแปลงของน า

จากกราฟของการเปลยนแปลงประเภทดดความรอนและคายความรอน นกเรยนจะสงเกตเหนวาเสนกราฟทไดเมอเวลาผานไปมลกษณะกลบกน จากการศกษากจกรรมเรองการเปลยนสถานะของน า แสดงใหเหนวาความรอนท าใหสารเกดการเปลยนแปลงได เชน เกดการเปลยนแปลงสถานะหรอเปลยนอณหภม นอกจากทกลาวมาแลวพลงงานความรอนยงมผลตอการเกดการเปลยนแปลงของสารอกหลายประการ เชน การจดไมขดไฟ การเผากระดาษ ซงเปนการรวมตวของสารเชอเพลงกบกาซออกซเจน เกดเปนกาซคารบอนไดออกไซดและน า หากมการเผาไหมทสมบรณ แตถาหากมการเผาไหมทไมสมบรณจะเกดกาซคารบอนมอนนอกไซด แลวสารเดมจะเปลยนเปนธาตคารบอน แสดงวาพลงงานความรอนท าใหเกดการเปลยนแปลงได

Page 30: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

19

บทท 3

การออกแบบและขนตอนการด าเนนการ

เครองยนตสเตอรลงเปนเครองยนตตนแบบของนกศกษา ในระดบ ปวส. 2 ไวส าหรบประกอบการเรยนการสอนในวชาเทอรโมไดนามกต โดยการน าหลกการ Sterling Engine ของวชาเทอรโมไดนามกตมาท าเครองยนต โดยมขนตอนการด าเนนงาน ดงน

3.1 ขนตอนการด าเนนการ

รปท 3.1 แสดงขนตอนการด าเนนการ

ออกแบบโครงสรางเครองยนตสเตอรลง

เขยนแบบเครองยนตใน Auto CAD

ใชเครอง CNC กดงาน

ออกแบบหลอดแกว

ประกอบเขาทงหมด

Page 31: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

20

3.1 ขนตอนการด าเนนการ (ตอ)

รปท 3.1 แสดงขนตอนการด าเนนการ (ตอ)

ทดสอบครงท 1

ปรบปรงแกไข

ทดสอบครงท 2

สรปการทดสอบ

จดท ารายงานโครงการ 5 บท

น าเสนอ (ขนสอบ)

จบขนตอนการด าเนนการ

Page 32: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

21

3.2 ออกแบบโครงสรางเครองยนตสเตอรลง

3.2.1 ออกแบบและก าหนดโครงสรางของเครองยนตสเตอรลงซงเปนเหลก อลมเนยม และทองเหลองใหไดขนาดทเหมาะสม ขนาดทไดคอ ความกวาง 60 มลลเมตร ความยาว 160 มลลเมตร และหนา 10 มลลเมตร

รปท 3.2 แบบโครงสรางทออกแบบไว

3.2.2 ด าเนนการเขาเครอง CNC ใหไดขนาดและรปรางตามแบบทไดก าหนดไว

รปท 3.3 ด าเนนการเขาเครอง CNC

Page 33: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

22

3.2.3 หลอดแกวทตดแลวเพอท ากระบอกสบ

รปท 3.4 หลอดแกวทตดแลวเพอท ากระบอกสบ

Page 34: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

23

3.2.4 หลอดแกวทตดแลวเพอท าลกสบ

รปท 3.5 หลอดแกวทตดแลวเพอท าลกสบ

Page 35: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

24

3.2.5 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าฐาน

รปท 3.6 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าฐาน

Page 36: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

25

3.2.6 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าคลานยดเสอสบกลบฐาน

รปท 3.7 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าคลานยดเสอสบกบฐาน

Page 37: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

26

3.2.7 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าเสอสบ

รปท 3.8 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าเสอสบ

3.2.8 เหลกทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวรบความรอน

รปท 3.9 เหลกทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวรบความรอน

Page 38: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

27

3.2.9 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ

รปท 3.10 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ

Page 39: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

28

3.2.10 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดลกสบเขากบกานสบและกานสบ

รปท 3.11 อลมเนยมทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวยดลกสบเขากบกานสบและกานสบ

3.2.11 ทองเหลองทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวลอชวยแรงทงสองขาง

รปท 3.12 ทองเหลองทกดดวยเครอง CNC เพอท าตวลอชวยแรงทงสองขาง

Page 40: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

29

3.3 ขนตอนการประกอบเครองยนตสเตอรลง 3.3.1 ประกอบลอชวยแรงเขากบคลานยดเสอสบกบฐาน

รปท 3.13 ประกอบลอชวยแรงเขากบคลานยดเสอสบกบฐาน

Page 41: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

30

3.3.2 ประกอบตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ

รปท 3.14 ประกอบตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบ 3.3.3 ประกอบตวรบความรอนเขากบเสอสบ

รปท 3.15 ประกอบตวรบความรอนเขากบเสอสบ

Page 42: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

31

3.3.4 ประกอบฐานเขากบคลานยด

รปท 3.16 ประกอบฐานเขากบคลานยด

3.3.5 ประกอบตวยดลกสบเขากบลกสบ

รปท 3.17 ประกอบตวยดลกสบเขากบลกสบ

Page 43: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

32

3.3.6 ประกอบฐาน คลานยด และเสอสบเขาดวยกน

รปท 3.18 ประกอบฐาน คลานยด และเสอสบเขาดวยกน

รปท 3.19 ประกอบตวรบความรอน และตวยดกระบอกสบเขากบเสอสบเสรจ

Page 44: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

33

รปท 3.20 ประกอบชดเสอสบ คลานยด และฐานเสรจ

รปท 3.21 ประกอบเครองยนตสเตอรลงเสรจ

Page 45: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

34

3.4 วธการทดลองและเกบขอมล วธการทดลองและเกบขอมลเครองยนตสเตอรลง น าแกสกระปองมาใหความรอนทตวรบความรอนท าการน าเครองวดอณหภมมาวดและเครองวดรอบมาจบความเรวพรอมกนวาอณหภม 50 องศาเซลเซยส จะไดความเรวรอบเทาใดและท าการจดบนทก ท าการเพมอณหภมครงละ 10 องศาเซลเซยส ดคาทเครองจบความเรวท าการจดบนทกคาทไดทงหมดจนถงอณหภม 220 องศาเซลเซยส

Page 46: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

35

บทท 4

ผลการทดลอง

ในการทดลองประสทธภาพของเครองยนตสเตอรลงมรปแบบในการทดลองคอ การวดอณหภมทใหกบเครองยนตสเตอรลงจนกวาเครองยนตจะหมนแลวจดบนทกรอบเครองยนต ท าการเพมอณหภมแลวน าเครองวดรอบมาจบความเรวรอบของเครองยนตวาความรอน 100 องศาเซลเซยส เครองยนตจะหมนกรอบ แลวท าการเพมอณหภมอกครงละ 10 องศาเซลเซยส จนถงอณหภม 220 องศาเซลเซยส อานคารอบทไดและท าการจดบนทกผลทไดในการเพมอณหภม

4.1 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบ (สเตอรลงตวตนแบบ)

ตารางท 4.1 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบ สเตอรลงตวตนแบบ

อณหภม/องศาเซลเซยส รอบเครองยนต/รอบตอนาท หมายเหต

40 - 50 - 60 - 70 - 80 - 90 -

100 209.1 110 329.6 120 355.2 130 371

Page 47: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

36

ตารางท 4.1 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบ สเตอรลงตวตนแบบ (ตอ)

อณหภม/องศาเซลเซยส รอบเครองยนต/รอบตอนาท หมายเหต

140 443 150 457.7 160 850 170 890 180 960.4 190 970 200 1095 210 1139 220 1129

จากตารางการทดลอง เครองยนตสเตอรลงตนแบบพบ วา อณหภมกบรอบเครองยนต มความสมพนธกน เมออณหภมเพอขนรอบเครองยนตจะเพมขนดวย ทอณหภมสงสดไดคา 220 องศาเซลเซยส และรอบเครองยนตสงสด 1129 รอบตอนาท แตชดลกสบท าจากหลอดแกวจงรบอณหภมสงสดไดท 220 องศาเซลเซยส ถาอณหภมมากวา 220 องศาเซลเซยส จะสงผลใหชดลกสบทท าจากหลอดแกวแตกและเกดความเสยหายตอเครองยนตจงมคาความปลอดภยอยทอณหภม 200 องศาเซลเซยส เปนคาทปลอดภยทสด และเครองยนตจะเรมท างานเมออณหภม 100 องศาเซลเซยส

Page 48: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

37

4.2 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา)

ตารางท 4.2 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา อณหภม/

องศาเซลเซยส

รอบเครองยนตรอบตอนาท

ครงท 1

รอบเครองยนตรอบตอนาท

ครงท 2

รอบเครองยนตรอบตอนาท

ครงท 3

รอบเครองยนตรอบตอนาท

เฉลย 40 - - - - 50 56.4 276.5 210 180.9 60 74 356.3 294 241.4 70 221.1 412.2 346.5 326.6 80 442.5 477.8 388.5 436.3 90 454.4 548 563.7 522

100 483.4 792.7 680 651.8 110 516.7 841.3 708 688.6 120 608.7 887.6 756.5 750.9 130 641.9 901 813.3 785.4 140 750 932.3 876.3 854.8 150 790 956.7 898.7 881.8 160 820.7 971.7 920 904.1 170 834 982 931.3 915.7 180 858 990.4 945.5 931.3 190 888.6 1000 968.5 952.3 200 1036 1024 983 1014.3 210 1141 1056 1004.6 1067.2 220 1173 1083 1011 1089

จากตารางการทดลอง เครองยนตสเตอรลงตนแบบพบ วา อณหภมกบรอบเครองยนต มความสมพนธกน เมออณหภมเพอขนรอบเครองยนตจะเพมขนดวย ทอณหภมสงสดไดคา 220 องศาเซลเซยส และรอบเครองยนตสงสด 1089 รอบตอนาท แตชดลกสบท าจากหลอดแกวจงรบอณหภมสงสดไดท 220 องศาเซลเซยส ถาอณหภมมากวา 220 องศาเซลเซยส จะสงผลใหชดลกสบทท าจากหลอดแกวแตกและเกดความเสยหายตอเครองยนตจงมคาความปลอดภยอยทอณหภม 200 องศาเซลเซยส เปนคาทปลอดภยทสด และเครองยนตจะเรมท างานเมออณหภม 50 องศาเซลเซยส

Page 49: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

38

4.3 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟา (สเตอรตวผลตกระแสไฟฟา)

ตารางท 4.3 การทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟาเฉลย สเตอรตวใชผลตกระแสไฟฟา อณหภม/องศาเซล

เซยว รอบเครองยนต/รอบตอนาท กระแสไฟฟา / (V) หมายเหต

40 - - 50 100 1.00 60 148 1.30 70 200 1.50 80 229 2.10 90 301 2.30

100 364 2.60 110 410 2.93 120 450 3.40 130 500 3.80 140 555 4.00 150 599 4.60 160 665 4.80 170 700 5.60 180 743 5.60 190 800 6.10 200 850 6.30 210 870 6.60 220 900 6.68

จากทดลองพบวาอ ณหภม รอบเครองยนต และกระแสไฟฟา จะไดความเรวรอบทเรมหมนท 175 รอบตอนาท ทอณหภม 50 องศาเซลเซยส จะผลตกระแสไฟฟาได 0.187 V และความเรวรอบสงสดทใชงานคอ 1010 รอบตอนาท ทอณหภม 200 องศาเซลเซยส จะผลตกระแสไฟฟาได 1.005 V เพราะทอณหภม 200 องศาเซลเซยส เปนอณหภมทปลอดภยทสด

Page 50: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

39

4.4 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ (สเตอรลงตวตนแบบ)

รปท 4.1 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ สเตอรลงตวตนแบบ

จากกราฟจะเหนไดวา เมออณหภมเรมตน 100 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอรลงจะเรม

ท างานทรอบ 209 รอบตอนาท และเมออณหภมระหวาง 150-160 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอร

ลงจะมรอบสงขนมากทสด และเมออณหภมระหวาง 210-220 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอรลงจะม

รอบลดลงเพราะเมอถงอณหภม 220 องศาเซลเซยส กระบอกสบทางดานรอนจะมอณหภมเทากบ

กระบอกสบทางดานเยน จะเหนไดวาเมอเครองยนตสเตอรลงรบความรอน และท าใหอณหภมของ

กระบอกสบสงขนจะท าใหความเรวรอบของเครองยนตสเตอรลงเพมขนตามกน

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

อณหภม/องศาเซลเซยส 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

รอบเครองยนต/รอบตอนาท 209 329 355 371 443 457 850 890 960 970 1095 1139 1129

0

200

400

600

800

1000

1200

Page 51: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

40

4.5 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบเฉลย (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา)

รปท 4.2 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบ เฉลย สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา จากกราฟจะเหนไดวา เมออณหภมเรมตน 50 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอรลงจะเรม

ท างานทรอบ 181 รอบตอนาท และเมออณหภมระหวาง 80-90 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอร

ลงจะมรอบสงขนมากทสด และเมออณหภมระหวาง 210-220 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอรลงจะม

รอบลดลง เพราะเมอถงอณหภม 220 องศาเซลเซยส กระบอกสบทางดานรอนจะมอณหภมเทากบ

กระบอกสบทางดานเยน จะเหนไดวาเมอเครองยนตสเตอรลงรบความรอน และท าใหอณหภมของ

กระบอกสบสงขนจะท าใหความเรวรอบของเครองยนตสเตอรลงเพมขนตามกน

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

อณหภม/องศาเซลเซยส 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

รอบเครองยนต/รอบตอนาท 0 180 241 326 436 522 651 688 750 785 854 881 904 915 931 952 1014 1067 1089

0

200

400

600

800

1000

1200

Page 52: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

41

4.6 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟา (สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา)

รปท 4.3 กราฟการทดลองอณหภมกบความเรวรอบและกระแสไฟฟา สเตอรลงตวใชผลตกระแสไฟฟา จากกราฟ จะเหนไดวา เมออณหภมเรมตน 50 องศาเซลเซยส เครองยนตสเตอรลงจะเรมท างานท 100 รอบตอนาท และจะผลตกระแสไฟฟาท 1 โวลต และเมออณหภมระหวาง 80-90 องศาเซลเซยส รอบเครองยนตสเตอรลงจะมรอบทสงขนมากทสด และอณหภมระหวาง 170-180 องศาเซลเซยส กระแสไฟฟาจะเพมขนมากทสดใน 2 ชวงน เมออณหภม 170-180, 210-220 องศาเซลเซยส กระแสไฟฟาจะคงท เพราะเมอถงอณหภม 220 องศาเซลเซยส กระบอกสบทางดานรอนจะมอณหภมเทากบกระบอกสบทางดานเยน จะเหนไดวาเมอเครองยนตสเตอรลงรบความรอน และท าใหอณหภมของกระบอกสบสงขนจะท าใหความเรวรอบของเครองยนตสเตอรลงเพมขนตามกน และกระแสไฟฟากเพมขนตามกน

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

อณหภม/องศาเซลเซยว 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

รอบเครองยนต/รอบตอนาท 100 148 200 229 301 364 410 450 500 555 599 665 700 743 800 850 870 900

กระแสไฟฟา / (V) 1 1.3 1.5 2.1 2.3 2.6 2.93 3.4 3.8 4 4.6 4.8 5.6 5.6 6.1 6.3 6.6 6.68

0100200300400500600700800900

1000

Page 53: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

42

Page 54: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

42

บทท 5

สรปผลและขอเสนอแนะ

บทนกลาวถงปญหาและแนวทางในการแกไขปญหาในแตละจดทเกดขนกบโครงการเครองยนตสเตอรลง เพอทจะไดน าเอาไปศกษาแลวสามารถน าไปแกไขไดเมอเจอปญหาเหลานได

5.1 สรป 5.1.1 เครองยนต Sterling นนสรางขนมาเพอ เปนตนแบบของเครองยนต สนดาปภายนอก สามารถน ามาประยกตใชในงานตางๆได 5.1.2 เครองยนต Sterling นนสามารถน ามาใชงานไดจรง ไมวาจะเปนการปนไฟ ปมน าฯลฯ เครองยนตสามารถใหก าลงงานไดจรง 5.1.3 หลกการท างานของเครองยนต Sterling คอการน าความรอนมาเผาทหวเผา อณหภมตงแต 100 องศาเซลเซยส คอตวตนแบบ และ50 องศาเซลเซยส คอตวใชผลตกระแสไฟฟา ขนไปเครองยนตจงจะสามารถท างานได 5.1.4 รปทรง เปนทนาพอใจ เปนสงทโดดเดน แบบเครองยนตดดแปลงมาจาก ประเทศญปน 5.1.5 ผลการทดลองทออกมาจากตารางผลการทดลองแสดงใหใหเหนวา เมอทอลองหลายครงจะท าใหความเรวรอบต าลง เนองจากอณหภมทสบรอนและสบเยนไกลเคยงกบ แตถาความรอนทงสองสบตางกนมากจะท าใหความเรวรอบเพม

5.2 ปญหาและแนวทางแกไข เครองยนต Sterling นนมขอบกพรองบางประการ ทางคณะผจดท าไดรวบรวมขอมล และปญหา ปญหาทเกดขนและแนวทางการแกไขโดยระเอยดดงน 5.2.1 ปญหาความฝดของเครองยนต ปญหาความฝดของเครองยนต จงท าใหเครองยนตไมท างาน แนวทางการแกปญหา หาตลบลกปนมาใสทเพลากลางและกานสบ

Page 55: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

43 5.2.2 ปญหาหลอดแกวแตก (เมอใหความรอน) ปญหาหลอดแกวแตก (เมอใหความรอน) จงท าใหเครองยนตไมท างาน แนวทางการแกปญหา ใหความรอน หามเกน 220 องศาเซลเซยส 5.2.3 ปญหาการออกแบบไมไดสวน ปญหาการออกแบบไมไดสวน จงท าใหประกอบเครองยนตไมได แนวทางการแกปญหา ตรวจสอบแบบงานทกครนกอนสงโรงงาน CNC 5.2.4 ปญหาก าลงไมพอ ปญหาก าลงไมพอ จงท าใหปนอลเทอรเนเตอรไมได แนวทางการแกไขปญหา ทดรอบและอลเทอรเนเตอรทใชความเรวรอบต าและความฝดนอย

5.3 แนวทางการพฒนา เครองยนต Sterling ควรทจะมการพฒนาขนาดใหใหญขนกวานเพอทจะไดประสทธภาพมากขน สามารถน ามาผลตกระแสไฟฟา หรอน ามาปรบปรงท าเปนเครองสบน า และพฒนาใหเครองยนตสเตอรลง สามารถน าพลงงานความรอนทเหลอใชกลบมาใชใหเปนประโยชน

Page 56: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

44

บรรณานกรม

Willard W. Pulkradek . เครองยนต สนดาปภายใน.พมพครงท 1.กรงเทพมหานคร:เพยรสน เอด ดเคชน อนโดไชนา,พ.ศ. 2546 ผศ.ชาล ตระการกล.เทคโนโลย ซ เอน ซ.พมพครงท1.กรงเทพมหานคร:บรษท ส.เอเชยเพรส จ ากด,พ.ศ. 2553 มนตร พรณเกษตร.อณหพลศาสตร1.พมพครงท1.กรงเทพมหานคร.หจก. ส านกพมพฟสกสเซนเตอร,พ.ศ. 2549 วระ รตนไชย.ทฤษฏเครองกล.พมพครงท 1.กรงเทพมหานคร . หจก.เอช-เอน การพมพ,2544 สชาต ถกระเบยบ.ทฤษฏเครองมอกลเบองตน.พมพครงท3.กรงเทพมหานคร:หจก.เอช-เอน การพมพ,พ.ศ. 2552 www.en.wikipedia.org/wiki/Stirling_engine . (วนสบคนขอมล: 11 สงหาคม 2554.) www.ipst.ac.th/design/document/stirling_engine.pdf. (วนสบคนขอมล: 2 สงหาคม 2554) www.john-tom.com/html/SteamPlans.html . (วนสบคนขอมล: 27 กรกฎาคม 2554) www.th.wikipedia.org/wiki/. (วนสบคนขอมล: 19 มกราคม 2555.)

www.tontan123.exteen.com. (วนสบคนขอมล: 19 มกราคม 2555)

Page 57: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

45

ภาคผนวก

ก) รายการอปกรณ ข) วสดอปกรณทใชด าเนนงาน ค) แบบเสนออนมตโครงการ

Page 58: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

46

ภาคผนวก ก) รายการอปกรณ

อลมเนยม น ามาท าโครงสราง

แทง ทองเหลอง น ามาท า ลอชวยแรง

หลอด ฉดยา น ามาท าลกสบ และกระบอกสบ

เหลกหลอ น ามาท าหวเผาขงชนงาน

แผนอะครลค

Page 59: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

47

ภาคผนวก ก) รายการอปกรณ (ตอ)

ลกปนตลบ

นอตหกเหลยม

แกสกระปองและหวแกส

ปะเกนหนง

Page 60: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

48

ภาคผนวก ข) วสดอปกรณทใชด าเนนงาน

เครองเจยระไน

เครองกลง

ประแจหกเหลยม

เครองวดรอบแบบดจตอล

เครองวดอณหภมแบบดจตอล

สวานไฟฟา

คมปากแหลม

Page 61: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

49

Page 62: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

49

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ

เรอง เครองยนตสเตอรลง (Sterling Engine) ทปรกษา อาจารยวรต นมต ทปรกษารวม อาจารยจตรงค สมตระกล ทปรกษารวม อาจารยกตตพงษ กรวทยโยธน

เสนอ อาจารยทวศกด แสงพทกษ หวหนาภาคชางอตสาหกรรม

ผจดท าโครงการ 1. นายวษณ สขสบาย รหส 532128669816 หอง SA2/1 2. นายนพกฤษฏ เอยมรตน รหส 532128669821 หอง SA2/1

3. นายฐาปนพงษ วงษศ รหส 532128669852 หอง SA2/1 4. นายลขต สงหค า รหส 532128669854 หอง SA2/1

5. นายนท ศรวชย รหส 532128269858 หอง SA2/1

แบบขออนมตโครงการน เปนสวนหนงของวชาโครงการ รหสวชา 3106-6001 ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2554

วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

Page 63: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

50

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ)

1. ชอโครงการ (ภาษาไทย) เครองยนตสเตอรลง (ภาษาองกฤษ) Sterling engine 2. ชออาจารยทปรกษา อาจารยวรต นมต ชออาจารยทปรกษารวม 1 อาจารยจตรงค สมตระกล ชออาจารยทปรกษารวม 2 อาจารยกตตพงษ กรวทยโยธน 3. ชอผจดท าโครงการ

1 นายวษณ สขสบาย รหส 532128669816 หอง SA2/1 2 นายนพกฤษฏ เอยมรตน รหส 532128669821 หอง SA2/1

3 นายฐาปนพงษ วงษศ รหส 532128669852 หอง SA2/1 4 นายลขต สงหค า รหส 532128669854 หอง SA2/1

5 นายนท ศรวชย รหส 532128269858 หอง SA2/1

4. ความเปนมาของโครงการ Sterling Engine เครองยนตทโลกลม หลายคนอาจสงสยวา Sterling Engine คออะไร Sterling คอเครองยนตความรอนทอาศยการขยายตวของอากาศเมอไดรบความรอนท าใหลกสบถกการผลกดนมประโยชนมากในการผลตกระแสไฟฟาเพราะเครองยนต Sterling engine จะเปนทางเลอกเกาทน ากลบมาใชใหมในการใชพลงงานความรอนแทนพลงงานอนๆ

คณะผจดท ามความคดวาควรจดท า Sterling engine จ าลองขนเพอเปนแนวทางในการศกษาในเรองของรปแบบกลไกและการประยกตใชในงานตางๆ ดงเชน การใชเปนเครองก าเนดไฟฟา การใชเปนเครองสบน า ฯลฯ และใชในวชาเทอรโมไดนามกส เนองจากชดทดลองมราคาแพงและไมเปนทแพรหลายมากนก คณะผจดท าจงไดเรมตนท าโครงการนขนมา

Page 64: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

51

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ)

5. วตถประสงคของโครงการ 5.1 เพอสรางเครองยนต Sterling Engine ใชในการศกษา 5.2 เพอเปนการประยกตใชในการเรยนการสอน 5.3 เพอเปนเครองยนตตนแบบทจะน าไปประยกตใชในงานตางๆ 5.4 เพอใหเครองยนตใชเชอเพลงทมอยในประเทศ 5.5 เพอเปนการอนรกษหลกการของเครองยนต Sterling Engineไว

6. ขอบเขตของโครงการ

ผจดท าไดออกแบบและสราง เครองยนต Sterling Engine ซงมรายละเอยดของโครงการดงน 6.1 ฐานของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยม ขนาดความยาว 20cm ความกวาง 14 cm ความหนา 1.5 cm 6.2 ชดสงก าลงของเครองยนต Sterling Engine มสวนประกอบดงน 6.2.1 เพลาลอชวยแรง ใชเหลกทรงกระบอกตน ความหนา 6 mm ความยาว 7.5 mm 6.3 ดานกลางของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมแผนขนาด ความหนา 2 cm ความยาว 24 cm ความกวาง 6 cm 6.4 เสอสบของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมแผน ขนาดความหนา 2 cm ความยาว 16 cm ความกวาง 6 cm เจาะรดานขาง 6 mm เพอใหอากาศไหลผานมายงลกสบเยน เจาะอก 2 รดานใตเสอสบขนาดเสนผานศนยกลาง 2.7 cm เพอท าใหเกดแรงดนบนหวลกสบ (ดานลกสบรอนเจาะใหทะล) 6.5 กระบอกสบของเครองยนต Sterling Engine ใชอลมเนยมทรงกระบอก รดานในขนาด เสนผานศนย 2.7 cm ความสง 4.6 cm ความหนา 0.61 mm (ใสหลอดแกวไวดานในกระบอกสบ) 6.6 ลกสบของเครองยนต Sterling Engine มรายละเอยดดงน 6.6.1 ลกสบเยน ใชหลอดแกว ขนาดเสนผานศนย 2.7 cm ความสง 4.4 cm 6.6.2 ลกสบรอน ใชหลอดแกว ขนาดเสนผานศนย 2.7 cm ความสง 9.3 cm 6.7 ตวรบความรอนของเครองยนต Sterling Engine รดานในขนาด เสนผานศนยกลาง 3 cm ความสง 5 cm 6.8 กานสบของเครองยนต Sterling Engine ใชแผนอะครลค ขนาดความยาว 10.3 cm ความกวาง 1.7 cm ความหนา 5 cm

Page 65: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

52

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ) 8. แผนการด าเนนงาน ตารางแผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 1/2554

ตาราง แผนการด าเนนงาน ภาคเรยนท 2/2554

ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ.

Page 66: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

53

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ) 9. งบประมาณโครงการ ตารางแสดงรายการงบประมาณ

ล าดบ รายการ ราคา/ หนวย (บาท)

จ านวน ราคารวม

(บาท)

1 หลอดแกว 50 c 290 2 580 2 หลอดแกว 2 c 50 2 100 3 อลมเนยม 1000 6 6000 4 นอต 200 1 200 5 เหลก 300 2 600 6 ทองเหลอง 1100 2 2200 7 ตดหลอดแกว 20 8 160 8 กลงแกงาน 300 1 300 9 กาวทาปะเกน 200 1 200

10 ปะเกนหนง 60 1 60 11 ลกปน 3 mm 40 4 160 12 ลกปน 2 mm 30 8 240 13 ลกปน 6 mm 60 4 240 14 ตววดอณหภม 1500 1 1500 15 ตววดรอบ 900 1 900 16 หวแกส 450 2 900 17 แกสกระปอง 65 3 195 18 อะครลก 60 1 60 19 อลเทอรเตอร 400 1 400 20 ชดเฟอง 200 1 200 21 รวม 15195

Page 67: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

54

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ) 10. โครงสราง สเตอรลง

Page 68: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

55

ภาคผนวก ค) แบบเสนออนมตโครงการ (ตอ)

Page 69: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

56

Page 70: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

56

ประวตผจดท า

ชอ – สกล นายลขต สงหค า ชอเรอง Sterling engine สาขาวชา เครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

ประวตสวนตว วน เดอน ป ทเกด อาย 20 กนยายน 2534 จ.ชลบร อาย 20 ป ทอยปจจบน เจ.ออโตกลาส 56/25-29 ม.9 ต.นาปา อ.เมอง จ.ชลบร 20000 E-mail. [email protected]

ประวตการศกษา ระดบประถม พ.ศ. 2546 โรงเรยนปรชานศาสน ชลบร ระดบมธยม พ.ศ. 2549 โรงเรยนปรชานศาสน ชลบร

ระดบ ปวช. พ.ศ. 2552 วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

ประวตการท างาน พ.ศ. 2553 บรษท ชลบรฮอนดาคารส จ ากด

Page 71: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

57

ประวตผจดท า

ชอ – สกล นายวษณ สขสบาย ชอเรอง Sterling Engine สาขาวชา เครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

ประวตสวนตว วน เดอน ป ทเกด อาย 24 ตลาคม 2534 จ.อทยธาน อาย 20 ป ทอยปจจบน 480 ม.1 ต.เกาะจนทร อ.เกาะจนทร จ.ชลบร 20240 E-mail. -

ประวตการศกษา ระดบประถม พ.ศ. 2546 โรงเรยนชมชนบานหนองงาแซง ระดบมธยม พ.ศ. 2549 โรงเรยนกาญจนาภเษกวทยาลย อทยธาน

ระดบ ปวช. พ.ศ. 2552 วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

ประวตการท างาน พ.ศ. 2553 บรษท ชลบรฮอนดาคารส จ ากด

Page 72: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

58

ประวตผจดท า

ชอ – สกล นายนท ศรวชย ชอเรอง Sterling Engine สาขาวชา เครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

ประวตสวนตว วน เดอน ป ทเกด อาย 27 ตลาคม 2533 จ.สมทรปราการ อาย 20 ป ทอยปจจบน 32/1 ถ.กงแกว ต.ราชาเทวะ อ.บางพล จ.สมทรปราการ 10540 E-mail. [email protected]

ประวตการศกษา ระดบประถม พ.ศ. 2546 โรงเรยนสนเสรมวทย ระดบมธยม พ.ศ. 2549 โรงเรยนเทพศรนรมเกลา

ระดบ ปวช. พ.ศ. 2552 วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

ประวตการท างาน พ.ศ. 2553 บรษท ฮอนดาบางพล จ ากด

Page 73: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

59

ประวตผจดท า

ชอ – สกล นายฐาปนพงษ วงษศ ชอเรอง Sterling Engine สาขาวชา เครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

ประวตสวนตว วน เดอน ป ทเกด อาย 11 ธนวาคม 2534 จ.ชลบร อาย 20 ป ทอยปจจบน 302/238 ม.9 ต.บานสวน อ.เมอง จ.ชลบร 20000 E-mail. [email protected]

ประวตการศกษา ระดบประถม พ.ศ. 2546 โรงเรยนปรชานศาสน ชลบร ระดบมธยม พ.ศ. 2549 โรงเรยนปรชานศาสน ชลบร

ระดบ ปวช. พ.ศ. 2552 วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

ประวตการท างาน พ.ศ. 2553 บรษท ชลบรฮอนดาคารส จ ากด

Page 74: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

60

ประวตผจดท า

ชอ-สกล นายนพกฤษฏ เอยมรตน ชอเรอง Sterling Engine สาขาวชา เครองกล สาขางานเทคนคยานยนต

ประวตสวนตว วน เดอน ป ทเกด อาย 17 กมภาพนธ พ.ศ. 2533 อาย 21 ป ทอยปจจบน 2/5 ม.2 ต.ทาขาม อ.พนสนคม จ.ชลบร 20140 E-mail [email protected]

ประวตการศกษา ระดบประถม พ.ศ. 2545 โรงเรยนประชาสงเคราะห (หวไผ) ระดบมธยม พ.ศ. 2548 โรงเรยนพนสพทยาคาร ระดบปวช. พ.ศ. 2552 วทยาลยเทคโนโลยภาคตะวนออก (อ.เทค)

ประวตการท างาน พ.ศ. 2553 บรษท ชลบรฮอนดาคารส จ ากด

Page 75: Sterling Engine...ร ปท 3.11 อล ม เน ยมท ก ดด วยเคร อง CNC เพ อท าต วย ดล กส บเข าก บก านส บและก

61