เวลาเราเดินห้างหรือในตลาดนัดเรามักจะเจอกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่วางจำหน่ายกันอยู่ และผมก็มักจะสะดุดตากับอุปกรณ์อย่างหนึ่งคือพัดลมที่ไม่มีบพัด นั้นวางขายอยู่ โดยปกติพัดลมทั่วใบนั้นจะประกอบไปด้วยใบพัดที่อยู่ในที่ครอบตะแกรงกันมือหรือสิ่งต่างๆเข้าชนกับใบพัด ตัวใบพัดนั้นจะต่อเข้ากับตัวมอเตอร์ดดยตรง เมื่อเรากดปุ่มเปิดมอเตอร์ก้จะเริ่มหมุนทำให้ใบพัดหมุนตาม ด้วยลักษณะการออกแบบของใบพัดทำให้อากาศถูกดึงเข้าสู่ใบพัดจากทางด้านหลังและพ่นออกทางด้านหน้า นั่นคือพัดลมปกติที่เราเห็นกัน แต่พัดลมที่ไม่มีใบพัดนั้นล่ะทำงานอย่างไร
โดยปกติแล้วเวลาที่เราจะทำการสูบน้ำ หรือปั๊มอากาศเข้าหรือออกนั้นด้วยเทคโนโลยีที่เรามีอยู่ส่วนใหญ่แล้วเราจะใช้ใบพัดในการดึงของไหลต่าง ๆ เข้ามา แล้วพัดลมที่ไม่มีใบพัดที่เห็นกันอยู่ละ ใช้อะไรในการดึงอากาศมาพ่นออก ในที่สุดก็ถึงบางอ้อ พัดลมไร้ใบนั้นจริงๆแล้วมันก็ไม่ได้ไร้ใบพัดซะทีเดียว แต่มันมีใบพัดอยู่ แต่เก็บอยู่ในส่วนของตัวด้ามหรือตัวขาตั้งนั่นเอง การหลบใบพัดเข้าไปอยู่ในตัวเครื่องนั้นทำให้เกิดความปลอดภัยจากการโดนใบพัดบาดมือ
ผมได้ลองวาดแบบ 3 มิติของตัวพัดลมไร้ใบพัดนี้ออกมา โดยรวมแล้วจะมีหน้าตาดังแสดง ลมจะถูกดูดเข้ามาในตัวเครื่องโดยผ่านรูพรุนรอบๆ รูนี้จะช่วยกรองวัตถุต่างๆที่อาจถูกดูดเข้ามาทำความเสียหายได้ ลมจะผ่านใบพัดไหลเข้าสู่ด้านบนเข้าสู่เคสที่เป้นรูปโดนัท ลมจะเข้าไปอั้นอยู่ในเคสนี้ และที่เคสนี้จะมีร่องเปิดสู่ภายนอกนอยู่ ความดันที่สุงขึ้นในเคสทำให้ลมภายในถูกดันออกสู่ภายนอก ทำให้เกิดลมพัดเข้าสู่ตัวเรานั่นเองครับ
คำพูดยังคงสู่ภาพไม่ได้ เราลองมาดุลักษณะของการไหลของอากาศภายในตัวเครื่องของพัดลมไร้ใบพัดกัน ในที่นี้ผมได้สร้างบพัดอย่างง่ายสำหรับกาจำลองการไหล ใบพัดยี้อาจไม่ได้มีประสิทธิภาพดีเหมือนในตลาด แต่ก็พอให้เห็นคอนเซปต์ของการไหลได้ครับ ผมได้วางตัว computational Domain ให้คลุมตัวโมเดล โดยการวิเคราะห์การไหลนี้จะเป้นการวิเคราะหืหการไหลแบบภายนอก External Flow ถึงแม้จะมีการไหลภายในตัวของชิ้นงานแต่ก้เป้นการไหลที่เกิดจากภายนอกเข้าสู่ภายใน การ Mesh ตัวโดเมนนี้ผมใช้ Local Mesh ช่วยในการ Mesh ให้ละเอียดในช่วงใกล้ผิวของชิ้นงาน รูเล็ก โดยใช้ Refinement ระดับ 3 ทำให้ได้อิลิเมนต์ที่ละเอียดขึ้นในบริเวณนี้ครับ
จากนั้นผมกำหนด Roating Region ลงไปในโดเมน เนื่องจากมีการหมุนของใบพัดที่อยู่ในตัวของพัดลม Rotating Region นี้จะเป็นอากาศที่หมุนตัดใบพัดโดยใบพัดนั้นอยู่นิ่ง แต่ในมุมมองกลับกัน คือใบพัดหมุนตัดอากาศนั่นเอง กำหนดความเร็วของการหมุนลงไปก็เป็นอันเรียบร้อยสำหรับการกำหนดการหมุนให้ใบพัดครับ
ที่นี้เรามาดูผลลัพืกัน หลังจากที่ใช้เวลารันนานประมาณ 1 วัน ก็ได้ผลลัพธ์ออกมา ภาพหน้าตัดแสดงความเร็วในการไหลของอากาศนั้นผ่าตัวใบพัด ไปออกยังช่องออก เป็นไปตามที่คาดครับ อากาศจะถูกดูดผ่านรูเล็กที่อยู่บนตัวเครื่อง อากาศจะผ่านตัวใบพัดเข้าไปสู่ในห้องโดนัทด้านบน และอากาศจะไหลออกไปทางรู พ่นออกไปสู่ตัวเราครับ
การไหลของอากาศนี้เราสามรถแสดงเป็น Flow Trajectory คือดูเส้นการไหลของตัวอนุภาคได้ ก็จะได้เห็นรูปแบบที่ดูง่ายเหมือนจริงครับ
ผลการวิเคราะห์นี้เกิดจากการสงสัยเมื่อไปเดินผ่านตลาดนัดมาว่าพัดลมไร้ใบนั้นทำงานอย่างไร แล้วใช้ SOLIDWORKS Simulation ในการช่วยศึกษาและตอบคำถามทางวิศวกรรมได้ แล้วเพื่อนล่ะครับมีคำถามอะไรในใจ ให้ Metro SOLIDWORKS ช่วยได้นะครับ
แอดโจ๊ก
สนใจ SOLIDWORKS ติดต่อเราได้ที่
โทร 02-089-4145 (จ-ศ 8.30 – 17.00 น.)
LINE@ : @metrosolidworks คลิก https://bit.ly/2yrNF24
เว็บไซต์ https://metrosystems-des.com/solidworks/contact-us/
YouTube https://www.youtube.com/user/MetroSolidWorks
Facebook Fanpage https://www.facebook.com/metrosolidworks/
Inbox มาเลยก็ได้น้า
รัก SOLIDWORKS สุด ๆ คลิกเลย https://www.facebook.com/groups/2076765539017446/