Proceedings FEAT7

กลัน่ ภายใต้เง่ือนไขอัตราการจ่ายไอน้าและกาลัง จากข้อมูลผลการทดสอบน้ีจะเห็นได้ว่า ท่ีสภาวะ
ไม โค รเวฟ ท่ีสภ าวะต่ างๆ ซ่ึงด าเนิ น ก ารกลัน่ ท่ีดีท่ีสุด ของทัง้ จากกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้า
พชื วตั ถุดบิ ไปจนกระทงั่ ไม่มนี ้ามนั หอมระเหยออกมา ร่วมกับคล่ืนไมโครเวฟ และกระบวนการกลัน่ แบบ
ผลการเปรยี บเทยี บปรมิ าณน้ามนั หอมระเหยทก่ี ลนั่ ได้ ใช้ไอน้าอย่างเดียว ปรมิ าณน้ามนั หอมระเหยท่ีกลนั่
จากทงั้ 2 กระบวนการดงั กลา่ ว แสดงไดใ้ นรปู ท่ี 4 โดย ได้สูงสุด มีค่าใกล้เคียงกัน โดยผลการศึกษ าน้ี
ท่ีสญั ลักษณ์ SD คือ กระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้า สอดคล้องกับงานวิจัยของ Sahraoui et al. [4] กับ
อย่างเดยี ว (Steam Distillation) ส่วนสญั ลกั ษณ์ MSD งานวจิ ยั ของ Chemat et al. [3] ซง่ึ พวกเขาไดร้ ายงาน
คือ กระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้ าร่วมกับคล่ืน ผลการเปรยี บเทยี บกระบวนการกลนั่ น้ามนั หอมระเหย
ไมโครเวฟ (Microwave-Steam Distillation) จากดอกลาเวนเดอร์ (lavender flowers) แบบใชไ้ อน้า
ร่วมกบั คลน่ื ไมโครเวฟและแบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว ซ่งึ
0.6 ผลการศึกษาของพวกเขาพบว่า %Yield ของน้ามัน
หอมระเหยท่ีกลัน่ ได้ จากทัง้ สองกระบวนการ มีค่า
SD ไมแ่ ตกตา่ งกนั มากนกั
MSD at 200 W
0.5 MSD at 400 W
MSD at 600 W
MSD at 800 W
0.4
% Yield of Essential Oil (% )
0.3 Distillation time (min.)3.2 เวลาท่ีใช้ในการกลนั่ น้ามนั หอมระเหย
ผล ก ารบัน ทึก เวล าท่ีใช้ใน ก ารก ลัน่ น้ ามัน
0.2
หอมระเหย ในกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกบั
0.1 คล่ืนไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้า
อย่างเดยี ว โดยดาเนินการกลนั่ ไปจนกระทงั่ ไมม่ นี ้ามนั
0.0 หอมระเหย ออกมาจากระบบ ภายใต้เง่อื นไขสภาวะ
12 4 6 การทางานตา่ งๆ ซง่ึ ผลการศกึ ษาแสดงไดใ้ นรปู ท่ี 5

Steam Flow Rate (kg/h) 140

รปู ที่ 4 ผลการเปรยี บเทยี บปรมิ าณน้ามนั หอมระเหย SD
ทก่ี ลนั่ ไดจ้ ากกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้า 120 MSD at 200 W

ร่วมกบั คลน่ื ไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบ MSD at 400 W
ใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว MSD at 600 W
100 MSD at 800 W

จากรูปท่ี 4 จะเหน็ ไดว้ ่า กระบวนการกลนั่ แบบ 80
ใช้ไอน้าอย่างเดียว (SD) ปริมาณน้ามนั หอมระเหย
ท่กี ลนั่ ได้มี %Yield อยู่ระหว่าง 0.29 ถึง 0.46 โดยท่ี 60
สภาวะการจ่ายไอน้า 4 kg/h สามารถกลนั่ น้ามนั หอม
ระเห ย ได้ในปริมาณ %Yield สูงท่ีสุด คือ 0.46 40
(9.21 g) ส่วนกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกับ
คล่ืนไมโครเวฟ (MSD) พบว่า สามารถกลัน่ น้ามัน 20
หอมระเหยไดโ้ ดยมี %Yield อย่รู ะหว่าง 0.27 ถงึ 0.48
โด ย ท่ี ส ภ าว ะก ารจ่ าย ไอ น้ า 4 kg/h แ ล ะก าลัง 0
ไมโครเวฟ 400 W สามารถกลนั่ น้ามนั หอมระเหยได้ 12 4 6
ใน ป ริม าณ %Yield สูงท่ีสุ ด คือ 0.48 (9.63 g)
Steam Flow Rate (kg/h)

รปู ที่ 5 ผลการเปรยี บเทยี บเวลาทใ่ี ชใ้ นการกลนั่
น้ามนั หอมระเหยในกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้า
รว่ มกบั คลน่ื ไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบ

ใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว

231

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

จากผลการบันทึกเวลาท่ีใช้ในการกลัน่ น้ามัน Energy consumption (kWh)16
หอมระเหย ในกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกบั SD
คล่ืนไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้า
อย่างเดียว ดังแสดงในรูปท่ี 5 จะเห็นได้ว่าท่ีสภาวะ 14 MSD at 200 W
อัตราการจ่ายไอน้ าท่ี 1 kg/h 2 kg/h 4 kg/h และ MSD at 400 W
6 kg/h กระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้าอย่างเดียว
จะใช้เวลาในการกลนั่ มากกว่ากระบวนการกลนั่ แบบ 12 MSD at 600 W
ใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ โดยกระบวนการกลนั่ MSD at 800 W
แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว ใชเ้ วลาในการกลนั่ อยรู่ ะหว่าง
88.18 นาที ถึง 128.03 นาที ส่วนกระบวนการกลนั่ 10
แบบใช้ไอน้าร่วมกบั คล่ืนไมโครเวฟ ใช้เวลาในการ
กลนั่ อยู่ระหว่าง 40.52 นาที ถึง 104.22 นาที โดย 8
ในกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าอย่างเดยี ว สามารถ
กลัน่ น้ ามันหอมระเหยได้ %Yield สูงสุดเท่ากับ 6
0.46 (ท่ีสภ าวะการจ่ายไอน้ า 4 kg/h) ซ่ึงพ บ ว่า
ท่ีสภาวะดังกล่าว ใช้เวลาในการกลนั่ เท่ากบั 93.08 4
นาที ในขณะท่กี ระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกบั
คล่ืนไมโครเวฟ สามารถกลัน่ น้ามันหอมระเหยได้ 2
%Yield สูงสุดเท่ากับ 0.48 (ท่ีสภาวะการจ่ายไอน้า
4 kg/h และกาลงั ไมโครเวฟ 400 W) ซง่ึ พบวา่ ใชเ้ วลา 0
ในการกลนั่ เทา่ กบั 61.09 นาที 12 4 6

3.3 พลงั งานไฟฟ้าท่ีใช้ในการกลนั่ Steam Flow Rate (kg/h)
ผ ล ก า ร บั น ทึ ก ข้ อ มู ล พ ลั งงา น ไฟ ฟ้ า ท่ี ใช้
รปู ที่ 6 ผลการเปรยี บเทยี บพลงั งานไฟฟ้าทใ่ี ช้
ใน กระบ วน การกลัน่ แบ บใช้ไอน้ าร่วมกับ คล่ืน ในกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คลน่ื
ไมโครเวฟ และกระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้ า ไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้า
อย่างเดียว ท่ีสภ าวะการทางาน ต่างๆ โด ยใช้
เคร่ืองบันทึกพลังงานไฟฟ้า สามารถแสดงได้ดงั ใน อย่างเดยี ว
ภาพท่ี 6
จากผลการศกึ ษาในรูปท่ี 6 ช้ีให้เห็นว่าท่ีสภาวะ
อัตราการจ่ายไอน้ าท่ี 1 kg/h 2 kg/h 4 kg/h และ
6 kg/h กระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้าอย่างเดียว
ใช้พลงั งานไฟฟ้าในการกลัน่ มากกว่ากระบวนการ
กลัน่ แบบ ใช้ไอน้ าร่วมกับคล่ืน ไมโครเวฟ โดย
กระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าอย่างเดียว พลงั งาน
ไฟฟ้าท่ีใช้ในการกลนั่ มีค่าอยู่ระหว่าง 8.01 kWh ถึง
15.56 kWh สว่ นกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั
คล่นื ไมโครเวฟ พลงั งานไฟฟ้าทใ่ี ชใ้ นการกลนั่ มคี ่าอยู่
ร ะ ห ว่ า ง 3 .7 1 kWh ถึ ง 1 2 .1 3 kWh แ ล ะ ใ น
กระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว สามารถกลนั่
น้ามันหอมระเหยได้ %Yield สูงสุด เท่ากับ 0.46
(ท่ีสภาวะการจ่ายไอน้า 4 kg/h) ซ่ึงพบว่าท่ีสภาวะ
ดังกล่าว ใช้พลังงานไฟฟ้าในการกลนั่ เท่ากับ 8.31
kWh ในขณะทก่ี ระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั
คล่ืนไมโครเวฟ สามารถกลัน่ น้ามันหอมระเหยได้
%Yield สูงสุดเท่ากับ 0.48 (ท่ีสภาวะการจ่ายไอน้า
4 kg/h และกาลังไม โครเวฟ 400 W) ซ่ึงพ บ ว่า
พลงั งานไฟฟ้าทใ่ี ชใ้ นการกลนั่ มคี ่าเทา่ กบั 5.61 kWh

232

ตารางท่ี 1 สรปุ ผลการเปรยี บเทยี บระหวา่ งกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คลน่ื ไมโครเวฟ
และกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าอยา่ งเดยี ว

สรุปผลการเปรียบเทียบของกระบวนการกลัน่ เป็นผลมาจากกระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกบั
แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ และกระบวนการ คลน่ื ไมโครเวฟ ใชเ้ วลาในการกลนั่ ทน่ี ้อยกว่า
กลนั่ แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว สามารถสรุปไดด้ งั ตาราง
ท่ี 1 ซ่ึงจากตารางดังกล่าวจะเห็นได้ว่า ท่ีสภาวะ 4. สรปุ
การทางานท่ีดีท่ีสุด กระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้า จากการศกึ ษากรณีการกลนั่ น้ามนั หอมระเหยจาก
ร่วมกับคล่ืนไมโครเวฟ และกระบวนการกลัน่ แบบ
ใช้ไอน้าอย่างเดยี ว สามารถผลติ น้ามนั หอมระเหยได้ ใบโหระพาแบบใช้ไอน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ และ
ในปรมิ าณทใ่ี กลเ้ คยี งกนั และเม่อื ทาการเปรยี บเทยี บ กรณี การกลัน่ แบ บ ใช้ไอน้ าอย่ างเดีย ว พ บ ว่า
เวลาท่ีใช้ในการกลัน่ ของทงั้ สองกระบวนการ พบว่า กระบวนการกลนั่ แบบใช้ไอน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ
กระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ และกระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว สามารถ
จะใช้เวลาในการกลนั่ น้อยกว่ากระบวนการกลนั่ แบบ ผลิตน้ามนั หอมระเหยได้ ในปริมาณท่ีใกล้เคียงกัน
ใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว โดยคดิ เป็นเปอรเ์ ซ็นต์ของเวลาท่ี และเม่ือทาการเปรียบเทียบเวลาท่ีใช้ในการกลัน่
ลดลงเท่ากับ 34.36% ผลการศึกษาน้ีสอดคล้องกับ ของทงั้ สองกระบวนการ พบวา่ กระบวนการกลนั่ แบบ
งานวจิ ยั ของ Sahraoui et al. [4] ซ่งึ พบว่าการใชค้ ล่นื ใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ จะใช้เวลาในการกลนั่
ไมโครเวฟ ช่วยในกระบวนการกลนั่ น้ามนั หอมระเหย น้อยกว่ากระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว โดย
จากดอกลาเวนเดอร์แบบใช้ไอน้า จะใช้เวลาในการ คิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของเวลาท่ีลดลงเท่ากับ 34.36%
กลัน่ น้ อยกว่ากระบ วน การกลัน่ แบ บ ใช้ไอน้ า และเม่ือทาการเปรียบเทียบการใช้พลังงานไฟฟ้ า
อย่างเดียว และเม่ือทาการเปรียบเทียบการใช้ ในการกลัน่ พบว่า กระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้า
พลังงานไฟฟ้าในการกลนั่ พบว่า กระบวนการกลนั่ ร่วมกับคล่ืนไมโครเวฟ ใช้พลังงานไฟฟ้ าต่ากว่า
แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ ใชพ้ ลงั งานไฟฟ้า กระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าอย่างเดยี ว โดยคดิ เป็น
ต่ากว่ากระบวนการกลัน่ แบบใช้ไอน้าอย่างเดียว เปอร์เซ็นต์ท่ลี ดลงเท่ากบั 32.37% ซ่ึงเป็นผลมาจาก
โดยคิดเป็ นเปอร์เซ็นต์ท่ีลดลงเท่ากับ 32.37% ซ่ึง กระบวนการกลนั่ แบบใชไ้ อน้าร่วมกบั คล่นื ไมโครเวฟ
ใชเ้ วลาในการกลนั่ ทน่ี ้อยกวา่

233

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

5. กิตติกรรมประกาศ Applied Research on Medicinal and Aromatic
Plants, 4, pp. 55–65.
การดาเนินการวิจัยในครัง้ น้ี ทางคณะผู้วิจัย [6] Baser, K.H.C. and Buchbauer, G. (2010).
ข อ ข อ บ คุ ณ ส า นั ก งา น พัฒ น า ก า ร วิจัย ก า ร เก ษ ต ร Handbook of essential oils : science, technology,
(สวก.) ท่ีให้การสนับสนุนทุนวิจัยในปีงบประมาณ and applications, Florida USA: CRC Press, Taylor
25 6 1 แ ล ะ ข อ ข อ บ คุ ณ ค ณ ะวิศ ว ก ร รม ศ า ต ร์ and Francis Group.
มหาวิทยาลัยราชภัฏมหาสารคาม ท่ีสนับสนุนทัง้
อาคาร สถานท่ี และการดาเนินการต่างๆ จนโครงการ
สาเรจ็ ลุลว่ งตามวตั ถปุ ระสงคท์ ว่ี างไว้

6. เอกสารอ้างอิง

[1] กรมพัฒนาการแพทย์แผนไทยและการแพทย์
ทางเลือก (2550). ตาราวิชาการ สุคน ธบาบัด ,
กรุงเทพฯ: สานักกจิ การโรงพมิ พ์ องค์การสงเคราะห์
ทหารผ่านศกึ
[2] สรุ ตั น์วดี จวิ ะจนิ ดา (2560). เคร่อื งกลนั่ น้ามนั หอม
ร ะ เ ห ย , [ร ะ บ บ อ อ น ไ ล น์ ], แ ห ล่ ง ท่ี ม า :
http://clgc.agri.kps.ku.ac.th/index.php/distiller, เ ข้ า
ดเู ม่อื วนั ท่ี 20/02/2560.
[3] Chemat, F., Lucchesi, M.E., Smadja, J.,
Favretto, L., Colnaghi, G. and Visinoni, F. (2006).
Microwave accelerated steam distillation of
essential oil from lavender: A rapid, clean and
environmentally friendly approach, Analytica
Chimica Acta, 555, pp. 157–160.
[4] Sahraoui, N., Vian, M.A., Bornard, I.,
Boutekedjiret, C. and Chemat, F. (2008).
Improved microwave steam distillation apparatus
for isolation of essential oils comparison with
conventional steam distillation. Journal of
Chromatography A, 1210, pp. 229–233.
[5] Kusuma, H.S., Mahfud, M. (2017).
Comparison of conventional and microwave-
assisted distillation of essential oil from
Pogostemon cablin leaves: Analysis and
modelling of heat and mass transfer. Journal of

234

รหสั บทความ : RTT05

การทางานพร้อมกนั แบบจากดั เวลาของโครงขา่ ยประสาทเทียมที่ซบั ซ้อน
ท่ีมตี วั หน่วงแปรผนั ตามเวลาผสม

Finite-Time Synchronization of Complex Neural Networks
with Mixed Time-Varying Delays

ภรี ะพงพฒั น์ สงิ หค์ บิ ุตร1, นิภาวรรณ์ จนั ทรข์ นุ ทด1, ปิยนุช ป้องกนั 1, มงคล ลลี าไพบลู ย1์ , อนุชา กล่าน้อย1,
ญาดา พรภกั ด1ี , และ ณรงคศ์ กั ดิ ์ โยธา1*

1สาขาคณิตศาสตรแ์ ละสถติ ปิ ระยุกต์ คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละศลิ ปศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
ต.ในเมอื ง อ.เมอื งนครราชสมี า จ.นครราชสมี า ประเทศไทย 40000
ตดิ ต่อ: [email protected], 081-203-2223

บทคดั ย่อ
ในบทความน้ี ไดท้ าการศกึ ษาปัญหาการทางานพรอ้ มกนั แบบจากดั เวลาสาหรบั โครงข่ายประสาทเทยี มซบั ซ้อน
ท่มี ีตวั หน่วงแปรผนั ตามการแบ่งช่วงเวลา โดยการแนะนาหลกั การทางานพร้อมกนั ของโครงข่ายประสาทเทียม
การประยุกต์อสมการเจนเซ่นและการใชท้ ฤษฎขี องฟังกช์ นั ไลปูนอฟ คาซปิ สก้ี สาหรบั เงอ่ื นไขในการทางานพรอ้ ม
กนั ของระบบค่าคลาดเคล่อื นเพ่อื ใหไ้ ดเ้ กณฑข์ องเงอ่ื นไขทเ่ี พยี งพอนัน้ ไดม้ กี ารกาหนดในรปู แบบของอสมการเมท
ริกซ์เชิงเส้น นัน่ คือ โครงข่ายขับกับโครงข่ายตอบสนองสามารถทางานพร้อมกันแบบจากดั เวลาแม้จะได้รบั
ผลกระทบจากการรบกวนภายนอก และสดุ ทา้ ย ไดม้ กี ารยกตวั อยา่ งเชงิ ตวั เลขเพ่อื แสดงใหเ้ หน็ ถงึ ประสทิ ธภิ าพของ
ผลลพั ธท์ ไ่ี ด้
คาหลกั : ขอบเขตจากดั เวลา, การทางานพรอ้ มกนั , โครงขา่ ยประสาทเทยี ม, ตวั หน่วงแปรผนั ตามเวลา

Abstract
In this paper, the problems of finite-time synchronization have been concerned for complex neural
networks with interval time-varying delays. By introducing the synchronization concept, applying Jensen’s
inequality, and employing the Lyapunov-Krasovskii functional method, sufficient conditions are established
for the synchronization error systems to obtain several sufficient criteria achieved in the form of linear
matrix inequalities (LMIs), which implies that the drive networks can synchronize with the response
networks despite the effect of external disturbances. Finally, a numerical example is given to demonstrate
the effectiveness of the obtained results.
Keywords: finite-time bounded, synchronization, neural networks, time-varying delay

235

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

1. Introduction where xi (t) = xi1(t), ... , xin (t) n is the state
of the neural, A = diag(a1,...,an )  0 is a diagonal
The complex neural network exists in lots of matrix, W1 and W2 are connection weight
fields of natural and human activities. Over the matrices, E is real matrices, i (t) is the system
past couple of years, it has drawn a lot of
increasing attention in engineering, science, and external disturbance, f () = ( f1(),..., fn ())T
other fields [1-4]. The dynamics of complex neural denotes the activation functions with f (0) = 0 ,
networks is an important topic in the system (t) denotes the initial function,  nn
control area. From system control theory, a denotes the inner-coupling matrix, G = [gij ]NN
complex neural networks system can be defined
as a whole with specific functions by the denotes the outer-coupling matrix and satisfy:
interrelated and mutually constraining parts. The
states of the system are represented by the gij = g ji  0 (i  j),
variables that describe the behavior of the
system, and the system will evolve over time. As N
one of the most important behaviors of complex gii = −
neural network systems, synchronization has gij , i, j = 1, 2 , N.
become a central issue of research. To this day,
arduous efforts [5, 6] have been made on the j=1, ji
synchronization strategy of complex neural
network systems. There are different kinds of The interval time-varying delays and leakage
synchronization strategies, such as asymptotic
synchronization [7], finite-time synchronization [8], delay satisfy:
and so on. Amid the synchronization strategies,
finite-time synchronization is an effective strategy  0  1   (t )   2  , (2)
for fast synchronization because of its better −  1   (t )  2  ,
robustness and perturbation rejection ability [9].
So, the synchronization strategy used in this where 1,2, 1 and 2 are constants.
paper is finite-time synchronization. Consider the
following dynamical network consisting of N The activation functions fk (), k =1,2,...,n satisfy
coupled nodes can be described as follows:
fk (0) = 0 and for s1, s2  :, s1  s2

lk−  fk ( s1 ) − fk ( s2 )  lk+ , (3)
− s2
s1

where lk− ,lk+ are known real scalars and

( ) ( )L+ = diag l1+ ,l2+ ,...,ln+ , L− = diag l1− ,l2− ,...,ln− .

 xi (t ) = − Axi (t) + W1 f ( xi (t)) +W2 f ( xi (t − (t))) 2. Preliminaries

Definition 1 (Finite-time boundedness [9]) For

a given time constant c1  0,  0,T and
symmetric matrix   0, the neural networks (1)
is said to be finite time bounded with respect to
(c1, c2, T, , ) if there exist constants
c2  c1  0 such that

 N (1)  xT (t0 ) x(t0 )  c1  xT (t) x(t )  c2 , (4)
 t0 [− 2 ,0], t [0, T ].
 + gijxj (t − (t)) +Ei (t) + ui (t), 
 j=1
 x(t) = (t),
t [−2,0], i =1,2,..., N,

236

Definition 2 (Finite-time stability [9]) For a given ( ( ) ) 21 x(t −1 )−x t − (t) 
 −1) + x  .
time constant c1  0,T and symmetric matrix =  x (t t − ( )t −2 ( )xt−1 
  0, the neural networks (1) with (t) = 0 is
said to be finite-time stable with respect to  (t)−1 t − (t) s ds
(c1, c2,T, ) if there exist constants c2  c1  0
such that Lemma 3 [6]: Let  (t) be a continuous function

satisfying 0  1   (t)  2 . For any n  n real

matrix R2  0 and a vector x :−2,0 → n such
that the integration concerned below is well

 xT (t0 ) x(t0 ) c1  xT (t) x(t )  c2 , (5) defined, the following inequality holds for any
 t0 [− 2 , 0], t [0, T ].
 i1  q and real matrices Zi  qq , Bi  qn

Kronecker product, we can reformulate the satisfying Zi Bi   0, (i = 1, 2) and
* R2 
system as follows: 

x (t ) = −(IN  A) x(t) + ( IN  W1 ) f (x (t )) −t −1 ( 2 − t + s) xT (s) R2x (s) ds
 +(IN − t− 2
 W2 ) f ( x (t (t))) + Kx(t ) (6)

 + (G  ) x (t − (t )) + ( IN  E )(t),  1 ( 2 − (t ))2 1T1 Z111 + 2 ( 2 − (t ))1T1 B112
 2

Lemma 1 [4]: For a given matrix R  0, the + 1 ( 2 −1 )2 − ( 2 − (t ))2  2T1Z 221
following inequality holds for any continuously 2 

differentiable function x :a,b → n + 22T1B2 ( 2 − (t ))22 + ( (t ) −1 )23  ,
where

 ( )b xT (s) R x(s)ds  1 (t (t)) 1 t− (t)
a b−a 12 −
1T R1 + T2 R2 , = x − − 2 (t ) x (s) ds,

t− 2

where 1 = x(b) − x(a), 22 = x (t −1 ) − x (t − (t )),

1 b x (s)ds. 1 t−1 x (s) ds.
−
a (t) −1 t− (t)
x(b) (a) 23 x(t −1 )
2 = − x − b a = −


Lemma 2 [6]: Let  (t) be a continuous function

satisfying 0 1  (t) 2 . For any n  n real 3. Main results

matrix R1  0 and a vector x :−2,0 → n such Firstly, for the sake of simplicity representation
that the integration concerned below is well
andek = [0n(k−1)n In 0n(13−k)n ], k = 1, 2,3,...,13
defined, the following inequality holds for any
x(t) = e1(t), f ( x(t)) = e2(t), x(t − (t)) = e3(t),
2n 2n real matrices D satisfying , x(t −1 ) = e12(t), (t) = e13(t).

and*R1 D  0, where

R1   (t) = co1x(t), f (x(t)), x (t − (t)), f ( x(t − (t))),

−(2 −1 ) t −1 xT (s) R1 x ( s ) ds  21T1W  21 x (t −1 ), f ( x(t −1)), x (t − 2 ), f ( x(t − 2 )),
t− 2
t t−1 x(s) ds,

x(s) ds, t − (t )

t −1
 1

1
− 1T1 R111 − 2T1R121, 1

where R1 = diagR1,3R1 and  (t )−1

t − (t )

x(s) ds, x

t − 2
 ( ) 1

2 − (t )
t −1 , (t) ,

( ( ) ) 11 
 x t − (t) − x(t −2 )  such that
 x 
= t − (t) ( )+ x t −2 ( )t− (t)  ,

−2 x s ds

2 − (t) t −2

237

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

x =   (t), 5ij = (2 − (t))2 (Z1 − Z2 ) + ( 2 − (t)) 3
 = − ( IN  A) e1 + ( IN W1 ) e2 + ( IN W2 ) e4
  + ( (t) −1 ) 4 + 5, (12)
 
+ (G  ) e3 + ( IN  E ) e13 , 6ij = T6 17 + T7 16 + T8 29 + T9 28

 zij (t) = xi (t) − xj (t) , ij (t) = i (t) −  j (t) ,  + 1T0311 + 1T1310 ,
 
 f (zij (t)) = f (xi (t)) − f (x j (t)) ,
 with K = −P−1X

ij (t) = co1 zij (t), f (zij (t)), zij (t − (t)), 1 = e3T (Q3 − Q2 )e3 + e4T ( S3 − S2 )e4 ,

( ) ( ) (7)


f zij (t − (t)) , zij (t −1 ), f zij (t −1) , ( )2 = e1T Q1e1 − e7TQ3e7 + e5T Q2 − Q1 e5 + e2T S1e2 − e8T S3e8
+ e6T ( S2 − S1 )e6 ,
( ) ( ) t

 t−1 zij (s) ds,
zij t − 2 , f zij (t − 2 ) ,1
1

  t −1 t − (t ) 3 = 2B1 (e3 − )e11 + 2(e3 − )e11 T B1T + 2B2 (e5 − e3 )
 1 zij (s) ds, 1
 t − (t ) 2 − (t ) t −2 zij (s) ds, + 2(e5 − e3 )T B2T ,
 (t )−1




zij (t −1 ) ,ij (t) , 4 = 2B2 (e5 − )e10 + 2(e5 − e10 )T B2T ,

ij = − Ae1 + W1e2 + W2e4 − Ngije3 + Ee13 , ( )5 = e1T2
 R2 +  R2 e12 +  221Z2 + 2T D3 + 3T D2 + 2T R12

21 1 21 2

 + 3T R13,

Then we have the following result. 6 = e2 − L−e1, 7 = L+e1 − e2 , 8 = e4 − L−e3,

Theorem 1 For given scalars 1,2, 1, 2,,c1, 9 = L+e3 − e4 , 10 = e2 − e4 − L−e1 + L−e3,
 and T the networks (6) is finite-time bounded
11 = L+e1 − L+e3 − e2 + e4.
if there exist positive definite matrices
Proof. Select the following Lyapunov function:

P,Y1, Y2 , R1, R2 , X , Qk , Sl (k = 0,1,2,3, l =1,2,3) 5 (13)

real positive diagonal matrices 1,2,3 real V (t) =  Vk (t),
matrix Z2, B1, B2 M, N, Z1, and D of appropriate k =1
dimensions such that the following linear matrix
where

V1 (t ) = xT (t) (U  P)x(t) ,

V2 (t) = t xT (s) (U  Q0 ) x(s) d s,
t −1

inequalities hold: V3 (t) =t  xT ( s ) (U  Q1)x(s) + gT ( x(s))(U  S1)g ( x(s)) d s
t −1
 −  e1P e1T −e14 I e1T4  0, (8)
+ t −1  xT (s) (U  Q2 )x(s) + gT ( x(s))(U  S2)g ( x(s)) d s
t − (t )
1c2e−T  c1 +  (1 + e−T ), (9)
+ t − (t )  xT (s) (U  Q3 ) x(s) + gT ( x(s))(U  S3)g ( x(s) ) d s,
t − 2
M  
 N   0,  R1 D   0, Z1 B1   0, V4 (t) = t 1 (1 − t + s) xT (s) (U  Y1)x(s)
  R1   R2  t −1
 Y2    (10)
+ (1 − t + s)2 xT (s) (U  Y2 )x(s) d s,
Z2 B2 
   0, Z1  Z2 , V5 (t) = ( )t−1 xT (s) (U  R1)x(s)

t − 2
R2 21 1 − t + s

where R1 = diagR1,3R1 and + (1 − t + s)2 xT (s) (U  R2 ) x( s)  d s.


 = 1ij + 2ij + 3ij + 4ij + 5ij + 6ij , Calculating the time derivative o(1f1V) (t) along the
trajectories of (6), it obtains
 e1T P ij + T P e1 − 2e1T X e1 ,
1ij = ij V1(t) = 2xT (t)(U  P)x(t) ,

2ij = T Q0ij − e1T2Q0e12 , N (14)
ij
=
3ij = (1− (t)) 1 + 2 , T (t) 1ij ij (t),
ij

 1i j  N

( )  4ij =
T 12Y1 +12Y2 ij −1T diag Y1 , 3Y1 1 V2 (t) = xT (t)(U  Q0 )x(t) − xT (t −1)(U  Q0 )x(t −1) ,
ij

 + 21  N (e1 − e9 ) + (e1 − e9 )T NT  +  2 M , N (15)
   1 =
T (t) 2ij ij (t),
ij

1i j  N

238

N (16) 2[ fi (xi (t) − li− xi (t))] 1i [li+ xi (t)) − fi (xi (t)]  0,
V3 (t) 
T (t) 3ij ij (t),
ij

1i j N 2[ fi (xi (t − (t)) − li− xi (t − (t)))] 2i

V4 (t) = 12 xT (t)(U  (Y1 + Y2 )) x (t) [li+ xi (t − (t))) − fi (xi (t − (t))]  0,
2[ fi (xi (t)) − fi (xi (t − (t))) − li− (xi (t) − xi (t − (t)))] 3i
−  xt T (s)(U  Y1 ) x(s)ds

t −1 1

− t 2(1 − t + s)xT (s)(U  Y2 )x(s)ds, [li+ (xi (t) − xi (t − (t))) − fi (xi (t − (t)) − fi (xi (t))]  0,
t −1
where
V5 (t) =  2 xT (t − 1 )(U  (R1 + R2 ))x(t −1)
21 , and1 = diag{11,..., 1n} 2 = diag{21,..., 2n}
3 = diag{31,..., 3n} , which imply
−  xt −1 T (s)(U  R1 ) x( s)ds

t − 2 21

− t −1 2( 2 − t + s)xT (s)(U  R2 )x(s)ds, N (23)
t − 2  T
ij (t) 6ij ij (t)  0,

where 1ij , 2ij and 3ij are defined in (12). 1i j N

By Lemma (1) - (3), we have where 6ij is defined in (12).

−  xt T (s)(U  Y1 ) x(s)ds We obtain

t −1 1 J1 = V (t ) − V (t ) − T (t) (t )

N (17) (24)
   −
T (t) 1T diag Y1, 3Y1 1 ij (t), N iTj (t )  i j (t )  0,
ij
 
1i j  N

− t 2(1 − t + s)xT (s)(U  Y2 )x(s)ds 1i jN
t −1
where  is defined in (11).
N
 (18) −
T (t) 12 M + 41N (e1 − e9 ) ij (t), Then   0, so the inequality J1  0 holds, and
ij we can get

1i j  N

 xt −1 T N

t −2 21
 −  − T
(s)(U R1 ) x(s)ds ij (t )

1i j N V (t)   V (t ) +T (t ) (t ). (25)

{2T D3 +3T D2 −2T R1 2 −3T R1 3}ij (t) (19)

− t −1 2( 2 − t + s)xT (s)(U  R2 )x(s)ds Multiplication by e−t of both sides yields
t − 2

−  N T (t ) ( 2 − (t))2 Z1 + 4( 2 − (t))B1 e−tV (t )  e−tT (t ) (t ). (26)
ij

1i j  N

 (e3 − e11 ) + [( 2 ) − ( 2 − (t))2 ] Z2 + 4B2 Integrating two sides from 0 to t , t 0, T , we
21
have
(20)[(2 − (t))(e5 − e3 ) + ( (t) −1(e5 − e10 ] ij (t),

where R1 = diagR1,3R1 and e−t ( x(t)) ( x(0)) t (27)

1 = cole1 − e5 , e1 + e5 − 2e9, V −V    e−sT (s)(s)ds,

2 = cole3 − e7 , e3 + e7 − 2e10, 0

3 = cole5 − e3, e5 + e3 − 2e10, which implies that
So, we have
t
N (21)
V ( x(t))  e−tV ( x(0)) + et e−sT (s)(s)ds

0

V4 (t)  T (t) 4ij ij (t), ( ) e−tV ( x(0)) +  eT 1−e−T . (28)
ij

1i j  N

N (22) On the other hand, we define
V5 (t) 
T (t) 5ij ij (t),
ij

1i j N

where 4ij and 5ij are defined in (12). P = −1 2 P −1/2 , Qi = −1/2Qi −1/2 (i = 0,1, 2, 3),
Sk = −1/2Sk −1/2 (k = 1, 2, 3),
Moreover, from activation functions, for any Yl = −1 2Yl −1/2 , Rl = −1/2 Rl −1/2 (i = 1, 2)

1i  0, 2i  0, 3i  0, i = 1, 2, ... , n , it can deduce

239

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

By the same method used in [27] it real positive diagonal matrices 1, 2,3 real
follows that matrix M , N, Z1, Z2, B1, B2 and D of appropriate
dimensions such that the following linear matrix
V ( x(t))  eT [2 +13 +14 + 25 + 26
inequalities hold:
( )+ 12  2
2 7 + 2 8 ]c1 +  eT 1−e−T

2 (32)

( ) eT  c1 +  1− e−T  , (29)  −  e1P e1T  0,

where 1c2e−T  c1, (33)

 = 2 + 13 +  14 + 25 + 26 +  2 7 +  2 8 ,  M N   0,  R1 D   0, Z1 B1   0,
1 2  Y2   R1   R2 
  
2 2  (34)
(35)
1 = min (P), 2 = max (P), 3 = max (Q0 ),  Z B2 
 
4 = max (Q1 + LT+ S1L+ ), 5 = max (Q2 + LT+ S2 L+ ),  2   0, Z1  Z2 ,

6 = max (Q3 + LT+ S3L+ ), 7 = max (Y1 + LT+Y2 L+ ), R2

8 = max (R1 + LT+ R2 L+ ), where R1 = diagR1,3R1 and

On the other hand,  = 1ij + 2ij + 3ij + 4ij + 5ij + 6ij ,

V ( x(t))  min (P) xT (t )  x (t ) 1ij = e1T Pij + ijT P e1 − 2e1T X e1,
2ij = Tij Q0ij − e1T2Q0e12 ,
= 1xT (t )  x (t ). (30) 
3ij = (1− (t)) 1 + 2 ,
Combining (29) and (30), we obtain
( )  4ij = ijT 12Y1 +12Y2 ij −1T diag Y1,3Y1 1

xT (t )  x (t )  eT [ c1 +  (1−e−T )] . (31)  + 21  N (e1 − e9 ) + (e1 − e9 )T NT  +12M , (36)
 
1
5ij = ( 2 − (t))2 (Z1 − Z2 ) + ( 2 − (t)) 3
Condition (8) implies that for all t 0, T ,  + ( (t) −1 ) 4 + 5 ,

xT (t )  x (t )  c2.This completes the proof.  T6 17 + T7 16 + T8 29 + T9 28
Hence, by the Definition 1 the considered system 6ij =

 + 1T0311 + 1T1310 ,

(6) is finite-time bounded. with K = −P−1X and 1, 2 ,.., 11 as described
in Theorem 1.
If the external disturbance (t) = 0 , we have
Proof. The proof is similar to that of Theorem 1,

 ( )ij (t) = co1 zij (t), f (zij (t)), zij (t − (t)), f zij (t − (t)) , so it is omitted here.

( ) ( )zij (t −1 ), f zij (t −1) , zij (t − 2 ), f zij (t − 2 ) ,

t t −1 t − (t) 4. Numerical example
  1 zij (s) ds, 1 zij (s) ds, 1
 t − (t )  − (t ) t−2 zij (s) ds,
1 (t ) −1
t −1 2 Next, we show numerical example to
demonstrate the efficiency of the present results.
zij (t −1 ) , Example 1: Consider the complex neural

ij = − Ae1 + W1e2 + W2e4 − Ngije3 + E1e13. networks described in (6) with the following matrix
parameters:
Then we have the following result.

Theorem 2 For given scalars 1,2, 1, 2,,c1, 3.5 0  −1 0.4  0.4 −0.6
 and T , the networks (6) is finite-time stable if

there exist positive definite matrices A = 0 1.5 , W1 =  −0.2 −0.1 , W2 = 0.2 0.4 ,
 

P,Y1, Y2 , R1, R2 , X , Qk , Sl (k = 0,1, 2,3, l =1, 2,3)

240

0.2 0 −2 1 1  1 0 5. Conclusions
0 0.2 ,   0 In this paper, the finite-time synchronization
 = g =  1 −2 1  , E = 1  ,
1  problem of complex neural networks with time-
 1 −2 varying delays has been studied. By utilizing the
finite-time stability theory, the Lyapunov functional
f1(x1(t)) = 0.4 tanh(−x1), f2 (x2 (t)) = 0.6 tanh(−x2 ), method, Kronecker product properties, and some
inequality techniques, we have established a
i (t) = [sin(t)cos(t)]T . For given scalars 1 = 0.3, sufficient condition of the finite-time
synchronization for the addressed drive-response
 2 = 1.2, 1 = −0.3, 2 = −0.3,  = 0.1, c1 = 0.5, systems under the designed controller.
A numerical example illustrates the effectiveness
 =1, T = 5 and V is identity matrix. Solving LMIs of the estimated result.
(8)-(10) in Theorem 1 by the toolbox of MATLAB,
we can obtain c2 = 5.27 and hence, the 6. Acknowledgment
considered the system is finite-time bounded. This research project is supported by Thailand

For Theorem 2, we given scalars 1 = 0.3, Science Research and Innovation ( TSRI) .
Contract No. FRB650059 / NMA / 10
 2 = 1.2, 1 = −0.3, 2 = −0.3,  = 0.1, c1 = 0.5,
7. References
T = 5and V is identity matrix. Solving LMIs (32)- [1] Cichocki, A. and Unbehauen, R., (1993).
(34) by the toolbox of MATLAB, we can obtain Neural networks for optimization and signal
c2 = 7.87 and hence, the considered the system processing. Wiley, Hoboken.
is finite-time stable. The finite-time [2] Gu, K., Kharitonov, V.L. and Chen, J., (2003).
synchronization trajectories zi1(t) = xi (t) − x1(t), Stability of time-delay system, Boston:Birkhauser.
(i = 2,3) are shown in Fig.1 when initial condition [3] Wang, J. and Xu, Z., (2010). New study on
neural networks: the essential order of
x1(0) = 0.1 − 0.1T , x2(0) = 0.3 − 0.3T , x3(0) = 0.15 − 0.15T . approximation. Neural Netw. Vol. 23, pp. 618-624.
[4] Seuret, A. and Gouaisbaut, F. (2013).
Fig. 1. Finite-time synchronization trajectories Wirtinger-based integral inequality: application to
zi1(t) = xi (t) − x1(t), (i = 2,3) of the neural networks. time-delay systems. Automatica. vol. 49. pp.
2860-2866.
[5] Gong, D., Zhang, H., Wang, Z. and Huang, B.,
(2012). Novel Synchronization Analysis for
Complex Networks with Hybrid Coupling by

241

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

Handling Multitude Kronecker Product Terms,
Neurocomputing, vol. 82. pp. 14-20.
[6] Zhang, X.M. and Han, Q.L. (2014). Global
asymptotically stability analysis for delayed neural
networks using a matrix-based quadratic convex
approach. Neural Netw. Vol. 54, pp. 57-69.
[7] Park, M.J., Kwon, O.M., Park, Ju H., Lee, S.M.
and Cha, E.J. (2012). Synchronization criteria for
coupled neural networks with interval time-varying
delays and leakage delay, Appl. Math. Comput.,
vol. 218. pp. 6762-6775.
[8] Zhang, J. and Gao, Y., (2017).
Synchronization of coupled neural networks with
time-varying delay. Neurocomputing, vol. 219, pp.
154-162.
[9] Phanlert, C., Botmart, T., Weera, W. and
Junsawang, P,. (2021). Finite-time mixed
H /passivity for neural networks with mixed
interval time-varying delays using the multiple
integral Lyapunov-Krasovskii functional, IEEE
Access, vol. 9. Pp. 89461-89475.
[10] Shi Y. and Zhu P. (2016). Finite-time
synchronization of stochastic memristor based
delayed neural networks. Neural Computing and
Applications, pp. 1-9.

242

รหสั บทความ : RTT06

การศึกษาลกั ษณะของลาเจท็ น้าที่ผลิตจากชดุ ขบั แม่เหลก็ ไฟฟ้า
The study on water jet generated by electromagnetic actuator

สารสนิ โคตรธาดา, วรากร ภมู ภิ าค, วราภรณ์ มกุ ดาหาญ, สรุ ศกั ดิ ์ยอดประทุม และ อนิรตุ ต์ มทั ธจุ กั ร*์

หอ้ งปฏบิ ตั กิ ารการประยุกตใ์ ชล้ าเจท็ และการเผาไหม้ ภาควชิ าวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อบุ ลราชธานี 85 ถนน
สถลมารค์ ต.เมอื งศรไี ค อ.วารนิ ชาราบ จ.อบุ ลราชธานี 34190
*ตดิ ต่อ: E-mai [email protected]

บทคดั ย่อ
งานวจิ ยั น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ศกึ ษาลกั ษณะของลาเจท็ น้าทถ่ี ูกผลติ จากอุปกรณ์ผลติ ลาเจ็ททใ่ี ชแ้ ม่เหลก็ ไฟฟ้าเป็น
ตน้ กาลงั โดยอุปกรณ์ดงั กล่าวได้ถูกออกแบบและสรา้ งข้นึ ท่หี ้องปฏบิ ตั กิ ารการประยุกต์ใช้ลาเจท็ และการเผาไหม้
เพอ่ื ใชเ้ ป็นอุปกรณ์ต้นแบบในการสง่ ถ่ายยาแบบไมใ่ ชเ้ ขม็ โดยอาศยั หลกั การการขบั ดว้ ยการกระแทก ในการศกึ ษา
น้ีจะทาการถ่ายภาพจากกล้องวดิ ีโอความเรว็ สูงเพ่อื ศกึ ษาลกั ษณะของลาเจ็ทน้าท่ีถูกผลติ ข้นึ จากอุปกรณ์ จาก
การศกึ ษาพบว่า ภาพถ่ายจากกลอ้ งวดิ โี อความเรว็ สูงทาใหเ้ หน็ การพุ่งตวั ของลาเจท็ น้า และการกระจายตวั ของลา
เจ็ทน้าไดอ้ ย่างชดั เจนนอกจากน้ียงั สามารถคานวณหาความเรว็ ของลาเจ็ททเ่ี กดิ ขน้ึ ได้ โดยพบว่า ความถ่ขี องต้น
กาลงั ไฟฟ้ามผี ลทาใหค้ วามเรว็ ของลาเจท็ น้าทเ่ี กดิ จากชุดทดลองมกี ารเปลย่ี นแปลง ซง่ึ ลาเจท็ ทเ่ี กดิ จากความถ่ี 50
เฮริ ต์ จะให้ความเรว็ เท่ากบั 37.21 เมตรต่อวนิ าที ซ่งึ ยงั มคี วามเรว็ ทส่ี ูงกว่าความถอ่ี ่นื ๆ เม่อื มกี ารเปล่ยี นแปลง
ขนาดของลวดทองแดง จากภาพถ่ายจงึ สามารถสรุปไดว้ ่า ลาเจ็ททผ่ี ลติ จากชุดขบั แม่เหล็กไฟฟ้าท่อี อกแบบและ
สรา้ งขน้ึ น้มี ศี กั ยภาพในการพฒั นาเพอ่ื นาไปประยกุ ตใ์ ชง้ านเพอ่ื การฉีดยาแบบไม่ใชเ้ ขม็ ต่อไปในอนาคต
คาหลกั :ลาเจท็ น้า; ชดุ ขบั แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า; การถ่ายภาพ; ความเรว็ ลาเจท็

Abstract
The research aims to study the water jets produced by electromagnetic actuator. The device was
designed and built at the Jet and Combustion Laboratory to serve as a prototype device for needle-free
jet injection. Based on the principle of impact drive, the characteristics of the water jet were visualized by
a high-speed video camera. From the visualization, it was found that the frequency of the electricity
impaccted the jet speed. The jets generated by the frequency of 50 Hz provided a speed of 30.21 m/s.
This also has a higher speed than other frequencies, when there is a change in the size of copper wire.
Thus, it can be concluded that the jets produced by electromagnetic actuator has the potential to develop
for further applications in needle-free injections in the future.
Keywords: Water jet; Electromagnetic actuator; Visualization; Jet velocity

243

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

1. บทนา ข้อดีของต้นกาลังท่ีใช้แก๊สคือ สามารถควบคุม
ความเร็วของลาเจ็ทได้ แก๊สท่ีนิยมใช้คือ แก๊ส
การศึกษาเก่ยี วกบั ลาเจ็ทความเรว็ สูงทงั้ ในอดีต คาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สฮเี ลยี ม [6] แต่อย่างไรก็
และในปัจจุบนั มกี ารศกึ ษาอย่างกวา้ งขวางซง่ึ ทม่ี าของ ตามมีข้อเสียของต้นกาลังจาก แก๊สคือ ต้องมีระบบ
การศกึ ษาลาเจท็ เรม่ิ ตน้ จากการเคลอ่ื นทข่ี องเคร่อื งบนิ ผลติ แกส๊ และระบบอดั แก๊ส จงึ ทาใหต้ ้นกาลงั น้ีมขี นาด
ทบ่ี นิ ด้วยความเรว็ สงู ๆ ผ่านพายุฝน ทาใหพ้ ้นื ผวิ ของ ใหญ่ และมรี าคาแพง ดว้ ยเหตุน้ีจงึ ได้มกี ารคดิ คน้ ต้น
เคร่อื งบนิ และใบพดั ของเคร่อื งบนิ เกดิ ความเสยี หาย กาลงั ใหม่เพ่อื ใชผ้ ลติ ลาเจท็ สาหรบั การสง่ ถ่ายยาแบบ
ขน้ึ เน่ืองจากการกระแทกของเมด็ ฝน หลงั จากนัน้ เป็น ไม่ใชเ้ ขม็ นัน่ กค็ อื ตน้ กาลงั จากไฟฟ้า
ต้นมาก็ได้มีการศึกษาท่ีเก่ียวข้องกบั ลาเจ็ทในด้าน
ต่างๆ เพ่อื นาขอ้ มลู ทไ่ี ด้ จากการศกึ ษาไปประยุกต์ใช้ ในปี 2007 Stachowiak J.C. และคณะ
ในงานทางดา้ นวศิ วกรรม อาทิเช่น การตดั โลหะด้วย [7] ได้ใชต้ ้นกาลงั จากไฟฟ้าท่มี ีชุดขบั (Actuator) ทา
ลาเจ็ท (Jet cutting technology) [1] การฉีดน้ามัน จากเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric) ในการผลิตลา
เช้ือเพลิง (Fuel direct injection) [2] นอกจากน้ียัง เจ็ท โดยหลกั การทางานของชุดขบั เพยี โซอิเล็กทริก
สามารถประยุกต์ใชล้ าเจ็ทกบั งานทางดา้ นการแพทย์ คอื เม่อื มกี ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นเพยี โซอเิ ลก็ ทรกิ จะทา
ได้อกี ดว้ ย อาทเิ ช่น ใช้ลาเจท็ ในการผ่าตดั (Micro jet ให้เกิดการยืดหดตวั จึงใช้หลักการน้ีผลิตลาเจ็ท ซ่ึง
cutting) [3] การเจาะกระดูก (bone drilling) [4] และท่ี ขอ้ ดขี องชุดขบั เพยี โซอเิ ล็กทรกิ คอื สามารถควบคุม
นิยมมากในปัจจุบนั คอื ใชใ้ นการสง่ ถ่ายยาดว้ ยลาเจท็ ความเร็วของลาเจ็ทได้ แต่ข้อเสียคือ ปริมาตร
หรือการส่งถ่ายยาแบบไม่ใช้เข็ม (Needle free jet ของเหลวทอ่ี ย่ภู ายในหวั ฉดี น้อยมาก อย่ใู นระดบั นาโน
injection) โดยการทาให้ยากลายเป็นลาเจท็ ความเรว็ ลติ รถึงไมโครลติ รเท่านัน้ ต่อมาในปี 2012 Taberner
สูง ท่มี ีความเรว็ ตงั้ แต่ 100 - 200 เมตรต่อวินาที [5] และคณะ [5] ได้คิดค้นชุดขบั ใหม่ท่ีใช้ต้นกาลงั จาก
หรอื มคี วามดนั กระแทกมากกว่า 15 เมกกะปาสคาล ไฟฟ้าสาหรบั อุปกรณ์สง่ ถ่ายยาแบบไม่ใชเ้ ขม็ นัน่ กค็ อื
[6] ข้ึนไป ซ่ึงจะทาให้ยาสามารถเจาะชนั้ ผิวหนังได้ ชุดขับจากแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic) โดย
ดงั นนั้ จงึ ไมจ่ าเป็นตอ้ งใชเ้ ขม็ ฉีดยาอกี ต่อไป หลกั การทางานของชุดขบั แม่เหล็กไฟฟ้าคือ ใช้การ
ตดั กนั ของสนามแม่เหลก็ ระหวา่ งสนามแมเ่ หลก็ ไฟฟ้า
ปัจจุบนั อุปกรณ์ส่งถ่ายยาแบบไม่ใช้เขม็ ส่วนใหญ่ กั บ ส น า ม แ ม่ เห ล็ ก ถ า ว ร ซ่ึ งก า ร ตั ด กั น ข อ ง
ได้มีการวางจาหน่ ายในหลายๆ บริษัท [6] เม่ือ สนามแม่เหลก็ ทงั้ สองจะทาใหเ้ กดิ การเคล่อื นทข่ี น้ึ จงึ
พจิ ารณาต้นกาลงั ท่ใี ช้ในการผลติ ลาเจ็ทของอุปกรณ์ ใช้การเคล่อื นทน่ี ้ีในการผลติ ลาเจ็ทเพ่อื การส่งถ่ายยา
สง่ ถา่ ยยาแบบไม่ใชเ้ ขม็ ในแต่ละบรษิ ทั พบวา่ สว่ นใหญ่ แบบไม่ใช้เข็ม และในปี 2563 วิศรุต ศรีจนั ทร์ และ
จะใชต้ น้ กาลงั จากการสะสมพลงั งานซง่ึ มอี ยู่ 2 รปู แบบ คณะ[9] ได้ทาการศึกษาการผลิตลาเจ็ทจากชุดขับ
ดว้ ยกนั คอื สปรงิ และแก๊ส โดยขอ้ ดขี องต้นกาลงั จาก แม่เหล็กไฟฟ้ า โดยการใช้กล้องถ่ายความเร็วสูง
สปรงิ คอื อุปกรณ์จะมขี นาดเลก็ สะดวกในการใชง้ าน ศกึ ษาทค่ี วามถ่ี 33, 50 และ 250 เฮริ ์ต ซง่ึ มขี นาดของ
แต่ข้อเสียคือ ถ้าต้องการเพ่ิมความเร็วของลาเจ็ท ลวดทองแดงเสน้ ผ่านศูนยก์ ลาง 0.15 มลิ ลเิ มตรพบว่า
จะตอ้ งทาการปรบั แต่งอุปกรณ์ ใหม่ หรอื เปลย่ี นสปรงิ มคี วามเรว็ เท่ากบั 18.18, 36.21 และ 11.76 เมตรต่อ
ทม่ี คี ่าคงทข่ี องสปรงิ (K) ใหส้ ูงขน้ึ และทส่ี าคญั เม่อื ใช้ วนิ าที อย่างไรกต็ ามจากงานวจิ ยั ดงั กลา่ วตอ้ งใชร้ ะบบ
งานเป็นเวลานานจะทาให้ ค่า K ของสปรงิ ลดลงส่งผล อุปกรณ์การควบคุมทซ่ี บั ซ้อน และมรี าคาสงู และยงั มี
ต่อความเรว็ ของลาเจท็ และการส่งถ่ายยา ต่อมาไดใ้ ช้ การรายงานลกั ษณะของลาเจท็ ทผ่ี ลติ ออกจากการต้น
ต้นกาลังจากแก๊สในการส่งถ่ายยาโดยไม่ใช้เข็ม ซ่ึง

244

กาลงั จากแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าค่อนขา้ งน้อย ดงั นัน้ บทความ (ก)
น้ี จงึ มีแนวคดิ ในการศกึ ษาลักษณะของลาเจ็ทท่ผี ลติ
จากอปุ กรณ์ส่งถ่ายยาแบบไม่ใชเ้ ขม็ ซ่งึ ใชต้ วั ขบั ลาเจท็ (ข)
จากแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าเบอ้ื งตน้ ดว้ ยการถ่ายภาพจากกลอ้ ง รปู ท่ี 1 (ก) ชุดขบั ลาเจท็ ดว้ ยแม่เหลก็ ไฟฟ้าทม่ี ตี น้
ถา่ ยภาพความเรว็ สูง โดยมขี นาดของลวดทองแดงสนั้ กาลงั จากไฟฟ้า (ข) ลกั ษณะของหวั ฉีด
ผ่านศุนย์กลาง 0.11 มิลลิเมตร เพ่ือใช้เป็ นข้อมูล
พน้ื ฐานในการพฒั นาอุปกรณ์ดงั กลา่ ว เพอ่ื ใชใ้ นการส่ง (ก) ก่อนการขบั ดนั เคลอ่ื นท่ี
ถ่ายยาจรงิ ต่อไปไดใ้ นอนาคต (ข) หลงั การขบั ดนั เคล่อื นท่ี
รปู ที่ 2 วธิ กี ารผลติ ลาเจท็ แบบดนั (Driven method)
2. วิธีการศกึ ษา

ชุดขบั แม่เหลก็ ไฟฟ้า
ชุดขบั ลาเจ็ทด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีมีต้น

กาลงั จากไฟฟ้า จะถูกสรา้ งขน้ึ โดยใชห้ ลกั การพน้ื ฐาน
ของการผลิตลาเจ็ทแบบ Impact driven method [8]
ดงั แสดงในรปู ท่ี 1 (ก) โดยมสี ว่ นประกอบหลกั ทส่ี าคญั
ของอุปกรณ์ ไดแ้ ก่ ชดุ ขบั (Actuator) หวั ฉดี (Nozzle)
หรอื ส่วนผลิตลาเจท็ ในส่วนน้ีจะใช้วธิ ี driven method
ในการผลติ ลาเจท็ โดยจะใช้การเคล่อื นท่ขี องขดลวด
ทองแดง (Coil) ไปดนั ของเหลวท่บี รรจุในหวั ฉีดผ่าน
ชุดลูกสูบ ในส่วนน้ีประกอบด้วย หัวฉีด (Nozzle)
ลูกสูบ (Piston) และก้านสูบ (Piston rod) ดงั แสดงใน
รปู ท่ี 1 (ข) โดยมขี นาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลางของรหู วั ฉีด
(D) เท่ากับ 0.2 มิลลิเมตร ซ่ึงมีขนาดใกล้เคียงกับ
อปุ กรณ์ฉดี ยาแบบใชเ้ ขม็ ทใ่ี ชโ้ ดยทวั่ ไป และแหล่งจา่ ย
ไฟฟ้า (Power source) โดยชุดขบั จะถูกสร้างขน้ึ จาก
แม่เหล็กถาวรชนิด Neodymium magnet (NdFeB)
และมขี ดลวดทองแดง (Coil) จานวน 2 ชุด ได้แก่ ขด
ลวดทองแดง (Bobbin) เบอร์ 38 และ41 จานวน
400,370 รอบ 6 และ 25 ชัน้ ซ่ึงมีขนาดเส้นผ่าน
ศูนย์กลาง เส้นลวดทองแดงเท่ากบั 0.15 และ 0.11
มลิ ลเิ มตร มคี ่าความตา้ นทานรวมเทา่ กบั 7.2 และ 3.6
โอห์มตามลาดบั เป็นตวั เกบ็ พลงั งานไฟฟ้าจากเคร่อื ง
ขยายสญั ญาณ (Amplifier)

245

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

ในการทางานของชดุ ทดลอง หรอื อุปกรณ์ผลติ ลาเจท็ ท่ี Amplifier Controller High-speed video camera
ใชช้ ดุ ขบั จากแม่เหลก็ ไฟฟ้า เรมิ่ โดยเลอื กฟังกช์ นั หรอื
Mode (ฟังก์ชัน และ Mode ในการทดลองหมายถึง Electromagnatic actuator
ความถ่)ี การสง่ ถ่ายยาจากโปรแกรมทถ่ี กู บนั ทกึ ไวใ้ น
ชดุ ควบคุม (Controller) โดยในการศกึ ษาน้ีจะศกึ ษา 4 Led light set
ความถ่ี คอื 33,40,50 และ 66 เฮริ ์ต เมอ่ื สงั่ ใหอ้ ุปกรณ์
ทาการส่งถ่ายยา ชุดควบคุมจะส่งสญั ญาณทางไฟฟ้า รปู ที่ 3 การติดตงั้ กล้องวดิ ีโอความเร็วสูงท่ใี ช้ในการ
(Input signal) ไปยงั solenoid เพ่อื ให้กลไกท่ีล็อคชุด ถ่ายภาพลาเจท็
ขบั ยุบตัวลง จากนัน้ ชุดควบคุมจะส่งสญั ญาณทาง
ไ ฟ ฟ้ า (Input signal) เค ร่ื อ ง ข ย า ย สั ญ ญ า ณ 3. ผลการศึกษา
(Amplifier) เพ่ื อ ให้ เค ร่ือ งข ย า ย สัญ ญ า ณ เพิ่ ม รปู ท่ี 4 การถ่ายภาพลาเจท็ จากชดุ ขบั ขดลวด
กาลังไฟฟ้ าให้สูงข้ึน (High power signal) แล้วส่ง
ก า ลั ง ไ ฟ ฟ้ า นั้ น ไ ป ยั ง ชุ ด ขั บ (Actuator) ท่ี มี เบอร์ 38 ท่ีความถ่ตี ่างๆ พบว่าท่ีความถ่ี 33 เฮริ ์ต มี
ส่วนประกอบหลักคือ ขดลวดทองแดง (Coil) และ ความเรว็ 19.07 เมตรต่อวินาที ความถ่ี 40 เฮิร์ต มี
แม่เหลก็ ถาวรชนิด NdFeB เม่อื ขดลวดทองแดงไดร้ บั ความเรว็ 23.10 เมตรต่อวินาที ความถ่ี 50 เฮิร์ต มี
กาลงั ไฟฟ้าจากเคร่อื งขยายสญั ญาณ ขดลวดทองแดง ความเรว็ 27.08 เมตรต่อวนิ าที และความถ่ี 66 เฮริ ์ต
จ ะ ส ร้ า ง ส น า ม แ ม่ เห ล็ ก ไ ฟ ฟ้ า ข้ึ น แ ล ะ เม่ื อ มคี วามเรว็ 10.8 เมตรต่อวนิ าที รปู ท่ี 5 การถ่ายภาพ
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าตดั กบั สนามแม่เหล็กถาวร ขด ลาเจ็ทจากชุดขับขดลวดเบอร์ 41 ท่ีความถ่ีต่างๆ
ลวดทองแดงจะเกดิ การเคล่อื นท่ไี ปขบั ดนั ชุดลูกสูบท่ี พบว่าท่คี วามถ่ี 33 เฮริ ์ต มีความเรว็ 19.87 เมตรต่อ
อย่ภู ายในหวั ฉีด ดงั แสดงในรปู 2 (ก) ทาใหล้ ูกสบู เกดิ วนิ าที ความถ่ี 40 เฮิร์ต มีความเร็ว 26.80 เมตรต่อ
การเคล่อื นทเ่ี ขา้ ไปภายในหวั ฉีดและของเหลว หรอื ยา วนิ าที ความถ่ี 50 เฮิร์ต มีความเร็ว 30.21 เมตรต่อ
ท่ีอยู่ภายในหัวฉีดนั้นจะเคล่ือนท่ีไปยังรูหัวฉีดท่ีมี วนิ าที และความถ่ี 66 เฮริ ์ต มีความเรว็ 15.58 เมตร
ขนาดเลก็ อย่ทู ป่ี ลายสุดของหวั ฉีดทาใหเ้ กดิ เป็นลาเจท็ ตอ่ วนิ าที
ยาขน้ึ โดยการศกึ ษาลกั ษณะของลาเจท็ ในการศกึ ษาน้ี
จะทาโดยการถ่ายภาพดว้ ยกลอ้ งบนั ทกึ ภาพความเรว็
สูง (High speed video camera) ย่ีห้อ Photron รุ่น
Mini UX50 ความเรว็ ในการถ่ายภาพ 10,000 เฟรมต่อ
วนิ าที และความเรว็ shutter 1/20000 วนิ าที และการ
ตดิ ตงั้ ดงั รปู ท่ี 3

246

33 เฮริ ต์ 40เฮริ ต์ 50 เฮริ ต์ 66เฮริ ต์

รปู ที่ 5 ลาเจท็ น้าทข่ี บั โดยชดุ ขดลวดเบอร์ 41 (ต่อ)

50 เฮริ ต์ 66 เฮริ ต์ จากภาพถ่ายแสดงลาเจ็ทน้าในรปู ท่ี 4 และ 5
ท่ีผลิตลาเจ็ทได้ในแต่ละความถ่ี โดยมีขนาดของชุด
รปู ที่ 4 ลาเจท็ น้าทข่ี บั โดยชดุ ขดลวดเบอร์ 38 ขดลวดท่ีแตกต่างกัน พบว่าลาเจ็ทท่ี 50 เฮิร์ตมี
ความเรว็ เจท็ สงู สดุ ทงั้ สองขดลวด จากภาพถา่ ย พบว่า
ขดลวดเบอร์ 41 มีความเร็วอยู่ท่ี 30.21 เมตรต่อ
วินาที ทีขับโดยชุด ซ่ึงมีความเร็วเจ็ทมากกว่าชุด
ขดลวดเบอร์ 38 ท่ีมีความเร็วอยู่ท่ี 27.08 เมตรต่อ
วนิ าที ความถเ่ี ดยี วกนั

33 เฮริ ต์ 40เฮริ ต์ รปู ท่ี 6 แสดงตวอย่างพฤตกิ รรมของลาเจท็ น้าใน
อากาศท่ถี ูกถ่ายดว้ ยกลอ้ งวดิ โี อความเรว็ สูงตงั้ แต่ช่วง
เรมิ่ ต้นจนเกดิ ลาเจท็ โดยลาเจท็ น้าเรม่ิ จะพุ่งออกจาก
หัว ฉี ด แ ล ะ เกิ ด ก า ร ข ย า ย ตัว เพ่ิ ม ข้ึน ไ ด้ ร ะ ย ะ ห น่ึ ง
จากนัน้ ลาเจ็ทค่อยๆแตกตวั กลายเป็นฝุ่นละออง และ
เกิด Second jet ใหม่ออกมาดังรูป และเกิดการ
ขยายตัวและยุบลงแล้วเกิด Third jet ตามลาดับ
จากนนั้ ลาเจท็ ทข่ี ยายตวั จะแตกตวั กลายเป็นฝ่นุ ละออง
จางหายไป เน่ืองจากแรงต้านอากาศและการแตกตวั
ของแกนลาพ่งุ จนกลายเป็นฝ่นุ ละออง

รปู ท่ี 5 ลาเจท็ น้าทข่ี บั โดยชดุ ขดลวดเบอร์ 41

247

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

10 mm 10 mm 3 .เม่ือ ท า ก า ร เป ล่ีย น ข น า ด ข อ ง ล ว ด ท อ ง แ ด ง
Nozzle jet ความเรว็ ของลาเจท็ ท่ผี ลติ ไดท้ ค่ี วามถ่ี 50 เฮริ ต์ พบว่า
มคี วามเรว็ สงู กว่าทค่ี วามถอ่ี น่ื ๆ ทงั้ สองขนาด
t=0.000 ms t=0.001 ms
4.ชุดขบั ลาเจท็ ดว้ ยแม่เหล็กไฟฟ้าน้ีมศี กั ยภาพใน
1010mmmm 10 mm การปรบั ปรุงสาหรบั นามาประยุกต์ใช้ทาอุปกรณ์ส่ง
t=0.002 ms Second jet ถ่ าย ยาแบ บ ไม่ ใช้เข็ม ได้ แต่ อย่ างไรก็ต าม ยัง
จาเป็นตอ้ งทาการศกึ ษาและพฒั นาเพม่ิ เตมิ ในอนาคต
10 mm t=0.003 ms
5. กิตติกรรมประกาศ
t=0.004 ms 10 mm งาน วิจัยน้ี ได้รับ ทุ น สนั บ ส นุ นการวิจัยจาก
Third jet
t=0.005 ms มหาวทิ ยาลยั อุบลราชธานี งบประมาณสนับสนุนงาน
มู ล ฐ า น ( Fundamental Fund, FF) ป ร ะ จ า ปี
งบ ป ระ ม า ณ 2565 แ ล ะข อ ข อ บ คุ ณ ภ า ค วิช า
วิศ ว ก ร ร ม เค ร่ือ งก ล ค ณ ะ วิศ ว ก ร ร ม ศ า ส ต ร์
มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ท่ีให้ทุนสนับสนุนการ
นาเสนองานวจิ ยั

10 mm 10 mm 6. เอกสารอ้างอิง

t=0.006 ms t=0.007 ms [1 ] Hongxiang J, Changlong D and Jianghui D.
(2016). Investigation of rock cutting dust formation
รปู ที่ 6 ภาพการกระจายตวั ของลาเจท็ น้า and suppression using water jets during mining.
Powder Technology. Vol. 307. pp. 99-108.
4. สรปุ ผล [2] Lee K. H, Lee C H and Lee C. S. (2004). An
experimental study on the spray behavior and
จ า ก ก า ร ผ ลิ ต ล า เจ็ ท น้ า จ า ก ชุ ด ขั บ ท่ี ใ ช้ fuel Distribution of GDI injectors using the entropy
แม่เหล็กไฟฟ้า จากต้นกาลงั จากไฟฟ้า สามารถสรุป analysis and PIV method. Fuel. Vol. 83. No.8. pp.
ได้ ดงั น้ี 971-980.
[3] Rau HG, Buttler ER, Baretton G, Schardey HM
1.จากการถ่ายภาพ ทาให้สามารถเหน็ พฤตกิ รรม and Schildberg FW. (1997). Jet-cutting Supported
เบ้ื อ งต้ น ข อ งล าเจ็ท ท่ี ผ ลิต ได้จ าก ชุ ด ขับ ด้ ว ย by High Frequency Current: New Technique for
แม่เหลก็ ไฟฟ้าไดอ้ ยา่ งชดั เจน Hepatic Surgery. WORLD Journal of SURGERY.
Vol. 21. No. 3. pp. 259-260.
2.ท่ีความถ่ี 50 เฮิร์ต ท่ีชุดขับขดลวดเบอร์41 [4] Dunnen. S. D. and Tuijthof G.J.M. (2014). The
สามารถผลติ ลาเจ็ทท่มี คี วามเรว็ สูงสุดเท่ากบั 30.21 influence of water jet diameter and bone
เมตรต่อวนิ าที structural properties on the efficiency of pure

248

water jet drilling in porcine bone. Mechanical
sciences. Vol. 5. No. 2. pp.53-58.
[5] Taberner A, Hogan NC and Hunter IW. (2012).
Needle-free jet injection using real-time controlled
Linear Lorentz-force actuators. Medical
Engineering & Physics. Vol. 34. No. 9. pp. 1228-
1235.
[6] Shergold OA, Fleck NA and King TS. (2006).
The penetration of a soft solid by a liquid jet, with
Application to the administration of a needle-free
injection. Journal of Biomechanics. Vol. 39. No14.
pp. 2593-2602.
[7 ] Stachowiak, J.C, von Muhlen, M.G, Li, T.H,
Jalilian, L, Parekh, S.H, Fletcher, D.A. (2 0 0 7 ).
Piezoelectric Control of needle-free transdermal
drug delivery. Journal of Controlled Release. Vol.
124. No. 2. pp. 88-97.
[8 ] Bowden, F.P., and Brunton, J.H. (1 9 5 8 ) .
Damage to solids by liquid impact at supersonics
speed. Vol. 181. No. 4613. pp. 873-875.
[9] วศิ รุต ศรจี นั ทร์, เอกรฐั ทองวลิ ยั , ณัฐพล ชูจติ ร,
ภทั ราวรรณ ชิมชม, อนิรุตต์ มทั ธุจกั ร์ (2563). “การ
ถ่ายภาพลาเจ็ทน้าท่ผี ลติ จากชุดขบั แม่เหลก็ ไฟฟ้า” .
การประชุมวชิ าการระดบั ชาติ ราชมงคลสุรนิ ทร์ ครงั้ ท่ี
11 สุรนิ ทร์ 2563. COR2.

249

รหสั บทความ : RTT07

การศึกษาอิทธิพลของความดนั แกส๊ แอลพีจีต่อพฤติกรรมการเผาไหมข้ องหวั เผา
เซรามิกแบบ Rocket ด้วยพลศาสตรข์ องไหลเชิงคานวณ

A study on influence of LPG pressure on combustion behavior of a rocket type
ceramic burner by computational fluid dynamics

อาทติ ย์ แสงโสภา1 สารสนิ โคตรธาดา1 ภทั ราวรรณ ชมิ ชม1 เสฏฐวรรธ สุจรติ ภวตั สกลุ 2 อนริ ตุ ต์ มทั ธุจกั ร1์ *

1 หอ้ งปฏบิ ตั กิ ารการประยกุ ตใ์ ชล้ าเจท็ และการเผาไหม้ (Combustion and Jet Application Research Laboratory, CJARL)
ภาควชิ าวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อบุ ลราชธานี 85 ถนนสถลมารค์ ต.เมอื งศรไี ค อ.วารนิ ชาราบ จ.อบุ ลราชธานี

34190
2 ศนู ยเ์ ทคโนโลยโี ลหะและวสั ดุแห่งชาติ สานกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยแี หง่ ชาติ (MTEC)
114 อุทยานวทิ ยาศาสตรป์ ระเทศไทย ถนนพหลโยธนิ ตาบลคลองหนงึ่ อาเภอคลองหลวง จงั หวดั ปทมุ ธานี 12120

*ตดิ ต่อ: E-mail [email protected], เบอรโ์ ทรศพั ท์ 0-4535-3309, เบอรโ์ ทรสาร 0-4535-3308

บทคดั ยอ่
บทความน้ีมวี ตั ถุประสงคเ์ พ่อื ศกึ ษาอทิ ธพิ ลของความดนั แก๊สแอลพจี ีต่อพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ องหวั เผาเซรามิ
กแบบ Rocket โดยใช้วิธีพลศาสตร์ของไหลเชิงคานวณ (Computational Fluid Dynamics, CFD) ซ่ึงในการ
จาลองจะใชโ้ ปรแกรมสาเรจ็ รปู Fluent 15.0 โดยจะสรา้ งแบบจาลองและการกาหนดขอบเขตพน้ื ทข่ี องแบบจาลอง
ในลักษณะ 3 มิติ (3D model) ท่ีมีขนาดและลกั ษณะเท่ากบั หวั เผาเซรามิกแบบ Rocket ท่ีใช้งานจรงิ โดยมี
อทิ ธพิ ลของการป้อนเช้อื เพลงิ แก๊ส LPG ทค่ี วามดนั 4, 12, 24 และ 30 psi ซ่งึ พฤตกิ รรมการเผาไหมท้ เ่ี กดิ ขน้ึ จะ
ถูกแสดงผลในรปู แบบของอุณหภูมกิ บั ความเรว็ และทาการวเิ คราะหผ์ ลทไ่ี ดเ้ ปรยี บเทยี บกบั การทดลองโดยการ
วดั อุณหภูมกิ ารเผาไหม้ นอกจากน้ียงั นาผลการจาลองทไ่ี ดไ้ ปใชอ้ ธบิ ายผลของพฤติกรรมการไหลของของไหล
และการเผาไหม้ จากผลการศกึ ษา พบวา่ ผลของอทิ ธพิ ลของความดนั สามารถอธบิ ายพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ อง
หวั เผาได้อย่างชดั เจน โดยความเรว็ ของของไหลมคี ่าสูงสุดเท่ากับ 45.84 m/s ท่ีบริเวณก่ึงกลางหวั เตา และ
อุณหภูมิท่ีได้จากการจาลองมีค่าสูงสุดเท่ากบั 1,392 K ซ่ึงอุณหภูมิท่ีได้จากการจาลองมีค่าใกล้เคียงกับการ
ทดลอง โดยมคี ่าความคาดเคล่อื นเฉลย่ี 7.44% ดงั นัน้ จากการศกึ ษาแบบจาลอง Periodic model สามารถนาไป
ประยุกต์ใช้เพ่อื ออกแบบและปรบั ปรุงประสทิ ธภิ าพของหวั เผาเซรามิกแบบ Rocket ในอุตสาหกรรมให้สูงข้นึ
ตอ่ ไปในอนาคต
คาหลกั : พลศาสตรข์ องไหลเชงิ คานวณ, หวั เผาเซรามกิ แบบ Rocket, พรี อิ อดกิ

Abstract
This paper aims to study on influence of LPG pressure on combustion behavior of a rocket type ceramic
burner using computational fluid dynamics (CFD). The simulation model was done using Fluent 15.0 in
3D-model at the same size of the real burner. The influence of LPG fuel at a pressure of 4 12 24 and 30
Psi The combustion behaviors of ceramic burner were revealed by velocity vector and temperature
contour. The CFD results were confirmed with the experiment using temperature measurement.

251

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

Moreover, results of the simulations were used to explain fluid flow feature and combustion behavior.
From the CFD results, it was found that combustion behavior of the burner was clearly described using
the CFD model. The maximum fluid velocity was 45.84 m/s at the burner central area. Moreover, the
maximum temperature obtained from the simulation was 1,392 K. The temperature obtained from CFD
and experiment were similar, which the error was less than 7.44%. It is concluded that this model can be
applied to design and improved the thermal efficiency of ceramic burner type rocket in the industry future.
Keywords: Computational fluid dynamics, Rocket type ceramic burner, Periodic model

1. บทนา ทาให้ลาเจ็ทท่ีพุ่งออกมามีรูปแบบท่ีมีโค รงสร้าง
ซับ ซ้ อ น แ ต ก ต่ า ง จ า ก เจ็ ท ท่ี ไ ด้ จ า ก หัว ฉี ด ท่ี มี ท า ง
เน่ืองจากกระบวนการอบผลิตภัณ ฑ์ใน ออกเป็ นรูปวงกลม (Circular exit) ส่งผลให้เกิดการ
อุตสาหกรรมเซรามกิ เป็นกระบวนการทใ่ี ช้ความรอ้ น เหน่ียวนาอากาศส่วนท่ีหน่ึงได้มากข้ึน ส่วนในย่าน
จากการเผาไหมเ้ ป็นแหล่งพลงั งานหลกั ดงั นัน้ เพอ่ื ให้ อตั ราการไหลเช้อื เพลงิ สูงเจ็ทเช้อื เพลงิ มคี วามเรว็ สูง
ได้ผ ลิต ภัณ ฑ์ ท่ี มีคุ ณ ภ า พ ก า ร เผ า ไห ม้ ค ว ร จ ะ ต้ อ ง สามารถเหน่ียวนาอากาศได้ดี [1-4] มีการเผาไหม้
เป็นไปอย่างมีประสทิ ธิภาพให้อุณหภูมติ ามเง่อื นไข อย่างมีเสถียรภาพท่ีย่านอัตราการไหลเช้ือเพลิงต่า
กระบ วน การอบ ท่ีเหม าะสม มีการกระจายอุ ณ หภู มิ รวมถึงมปี รมิ าณมลพษิ ลดลง จากการศกึ ษาสว่ นใหญ่
ตลอดห้องเผาไหม้ในย่านเท่า ๆกนั รวมถึงใหม้ ลพิษ เป็ นการศึกษาด้านการทดลอง [4-6] จึงทาให้ไม่
ต่าโดยหวั เผาท่ีใช้อยู่ในอุตสาหกรรมปัจจุบันเป็นหวั สามารถอธิบายพฤติกรรมการเผาไหม้ท่ีเกิดข้นึ จริง
เผ า แ อ ล พี จี แ บ บ ผ ส ม กั น ม า ก่ อ น ( Premixed ภายในหัวเผาได้ ซ่ึงปั จจุบันเร่ิมมีการนาเอาวิธี
combustion) ซ่ึงเหน่ียวนาอากาศส่วนท่ีหน่ึงด้วย พลศาสตร์ของไหลเชงิ คานวณ (Computational Fluid
ตวั เอง (Self-entrainment) โดยจากการเผาไหม้ท่พี บ Dynamics, CFD) ม า ป ร ะ ยุ ก ต์ ใช้ ใน ก า ร ศึ ก ษ า
ในอุตสาหกรรมพบว่าหวั เผาชนิดน้ีให้เปลวไฟแบบ พฤติกรรมของหวั เผาประเภทต่าง ๆ และนาผลท่ีได้
แพร่ (Diffused flame) และไมม่ เี สถยี รภาพโดยเฉพาะ จากแบบจาลองมาเปรยี บเทยี บกบั ผลการทดลอง ซ่ึง
ในย่านการใช้งานเช้ือเพ ลิงต่ า เน่ืองจากมีการ พบว่า ผลท่ีได้จากแบบจาลองมีความสอดคล้องกับ
เหน่ียวนาอากาศไม่เพียงพอต่อการเผาไหม้ ทาให้มี การทดลอง ซ่ึงเป็ นประโยชน์ อย่างมากต่อการ
ความเขม้ ขน้ ของปรมิ าณคาร์บอนมอนอกไซด์รวมถึง ออกแบบพัฒนาและการปรบั ปรุงประสิทธิภาพเชิง
สารประกอบไนโตรเจนออกไซด์อยู่ในเกณ ฑ์สูง ความ ร้อน ข องหัวเผ า เน่ื องจาก CFD ช่ วย ให้
ในขณะทป่ี รมิ าณอากาศเหน่ียวนาจะเพยี งพอกต็ ่อเม่อื ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการทดลองแล้วยัง
ถกู ใชใ้ นยา่ นอตั ราการไหลสงู ๆ ซง่ึ เจท็ มคี วามเรว็ เพยี ง สามารถแสดงพฤติกรรมการไหลและการเผาไหม้ท่ี
พ อ ท่ีจ ะ เห น่ี ย ว น า อ า ก า ศ ส่ ว น ท่ีห น่ึ ง ใน ป ริม า ณ ท่ี เกดิ ข้นึ ภายในหวั เผาได้อกี ด้วย โดยในปี พ.ศ 2558
เหมาะสม ภายหลังจึงได้มีการวิจัยพัฒนาหัวฉีด อาวุธ ลภิรัตนากูล และคณะ [7] ได้ทาการศึกษา
เช้อื เพลงิ ให้มกี ารเหน่ียวนาอากาศส่วนท่หี น่ึงมากขน้ึ เก่ียวกับ อิทธิพลของรูปทรงวัสดุพรุนท่ีส่งผลต่อ
โดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ของหลกั การสมดุลระหว่างสปริง สมรรถนะของหวั เผาแอลพจี ใี นอุตสาหกรรมเซรามิก
ต่อแรงดนั เช้อื เพลงิ ท่กี ดลงบนฐานซ่งึ เช่อื มต่อกบั เขม็ ซ่ึ ง ไ ด้ ท ด ส อ บ ส ม ร ร ถ น ะ ก า ร เผ า ไ ห ม้ ข อ ง หัว เผ า
หัวฉีด โดยท่ีอัตราการไหลเช้ือเพลิงต่าทางออก เช้ือเพลิงแอลพีจีแบบผสมกันมาก่อนสาหรบั ใช้ใน
เช้อื เพลงิ จะมลี กั ษณะเป็นรูปวงแหวน (Annular exit)

252

อตุ สาหกรรมเซรามกิ เปรยี บเทยี บระหว่างหวั เผาวสั ดุ รปู ที่ 1 หวั เผาเซรามกิ แบบ Rocket
พรุนท่มี รี ูปทรงแตกต่างกนั ไดแ้ ก่ ทรงกระบอกตนั และ
ทรงกระบอกเจาะรตู รงกลาง เพ่อื ศกึ ษาอทิ ธพิ ลท่อี ตั รา ดังนัน้ งานวิจัยน้ีจึงมีแนวคิดในการศึกษา
การไหลเช้ือเพลิงต่าง ๆ ภายใต้ปริมาณ อากาศ อทิ ธพิ ลของความดนั ต่อพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ องหวั
ส่วนเกินเดียวกัน ซ่ึงการทดสอบหัวเผาวัสดุพรุน เผาเซรามิกแบบ Rocket ด้วยวิธีพลศาสตร์ของไหล
มุ่งเน้นการเพมิ่ สมรรถนะการเผาไหมส้ รา้ งเสถยี รภาพ เชิงคานวณ (Computational Fluid Dynamics, CFD)
และลดปรมิ าณมลพษิ โดยพจิ ารณาลกั ษณะเปลวไฟท่ี รว่ มกบั การทดลอง เพ่อื อธบิ ายพฤตกิ รรมการเผาไหม้
มองเห็นการกระจายตวั ของอุณหภูมิตามระดบั ความ ของหวั เผาเซรามกิ แบบ Rocket รวมถงึ ศกึ ษาอทิ ธพิ ล
สูงของห้องเผาไหม้และปริมาณก๊าซในไอเสียได้แก่ ของความดนั ของแก๊สแอลพีจีต่อพฤติกรรมการเผา
ออกซิเจนหลงั การเผาไหม้คาร์บอนมอนอกไซด์และ ไหมข้ องหวั เผา เพ่อื ไปสู่การพฒั นาประสทิ ธภิ าพของ
สารประกอบไนโตรเจนออกไซด์ จากผลการทดสอบ หวั เผาในอุตสาหกรรมตอ่ ไปในอนาคต
พบว่าโครงสรา้ งของวสั ดุพรุนทรงกระบอกเจาะรูมผี ล 2. วิธีการศึกษา
ทาใหเ้ หน่ยี วนาอากาศสว่ นทห่ี น่งึ เขา้ สทู่ ่อผสมไดด้ กี ว่า
หวั เผาทรงกระบอกตนั เน่ืองจากรูปทรงท่ีขวางช่อง 2.1พลศาสตรข์ องไหลเชิงคานวณ
การไหลน้อยกว่าอีกทังยังเป็ นการลดความดันตก
คร่อมระหว่างผิววสั ดุพรุนทงั้ 2 ด้านอกี ด้วย หัวเผา การจาลองด้วย CFD ของการศึกษาน้ีแบ่ง
วัสดุพ รุน ทั้ง 2 รูป ทรงมีให้ย่านการทางาน ท่ีมี ขอบเขตของการศึกษา เป็ นการจาลองเพ่ือศึกษา
เสถยี รภาพอย่ใู นช่วง 1.5 – 3 L/min เท่านัน้ เน่ืองจาก พ ฤ ติ ก ร ร ม ก า ร ก ร ะ จ า ย อุ ณ ห ภู มิ แ ล ะ ก า ร ก ร ะ จ า ย
ท่ี อตั ราการไหลเช้อื เพลงิ สูงทาให้ความเรว็ ก๊าซผสม ความเรว็ กรณีมกี ารเผาไหม้ ดงั แสดงในรปู ท่ี 2(a) ใน
สูงข้นึ ตาม ส่งผลใหอ้ ทิ ธพิ ลของการพดั พาเพมิ่ สูงข้นึ การวเิ คราะห์ ประมวลผล และแสดงผลของการจาลอง
ประกอบกบั ความเขม้ ขน้ เชอ้ื เพลงิ ทม่ี ากขน้ึ และอากาศ จะใช้ FLUENT 15.0 โดยขนั้ ตอนก่อนการวิเคราะห์
ส่วนท่ีสองเหน่ียวนาผ่านวสั ดุพรุนได้ยาก จึงทาให้ ประมวลผล และแสดงผลนัน้ จะทาการสรา้ งขอบเขต
เปลวไฟจงึ ตดิ อย่บู รเิ วณผวิ ของวสั ดุพรุนซ่งึ เป็นเปลว พ้นื ท่กี รดิ กาหนดเงอ่ื นไขขอบเขตและค่าตวั แปรต่าง
ไฟแบบแพร่เม่อื พจิ ารณาอุณหภูมิพบว่าหวั เผาวสั ดุ ๆ ให้กบั การไหลของของไหล การศกึ ษาน้ีจะทาการ
พรุนรูปทรงกระบอกเจาะรูให้ระดบั อุณหภูมิท่สี ูงกว่า จาลองพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ องเตาเซรามกิ โดยใช้
เน่ืองจากเซนเซอรต์ รวจวดั ไดอ้ ุณหภูมขิ องเปลวไฟใน การจาลอง CFD แบบ 3 มิติ โดยพิจารณาการไหล
ขณะท่ีรูปทรงกระบอกตันให้การกระจายอุณหภูมิท่ี แบบคงท่ี (Steady state) กรดิ ทใ่ี ชใ้ นการคานวณสรา้ ง
สม่าเสมอมากกว่าปรมิ าณมลพษิ ทเ่ี กดิ จากหวั เผาวสั ดุ โด ย GAMBIT ใน การศึกษ าน้ี เป็ น กริด รูป ท รง
พรุนทรงกระบอกตันมีค่าต่ากว่าทรงกระบอกเจาะรู ส า ม เห ล่ี ย ม ส่ี ด้ า น (Tetrahedral Grid) จ า น ว น
เน่ืองจากคุณสมบตั ิของวสั ดุพรุนช่วยในการกระจาย 125,000 Elements ดงั แสดงในรปู ท่ี 2(a)
และหมุนเวยี นก๊าซรอ้ นอยภู่ ายใน ซ่งึ งานวจิ ยั ทผ่ี ่านมา
เป็นเพยี งการทดสอบสมรรถนะการเผาไหมข้ องหวั เผา
เซรามกิ ดงั แสดงในรปู ท่ี 1 แต่ยงั ไม่ไดม้ กี ารนาเอาวธิ ี
พลศาสตรข์ องไหลเชงิ คานวณ (Computational Fluid
Dynamics, CFD) รว่ มกบั การทดลอง

253

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

Mass fraction of O2 0.2210557
Mass fraction of N2 0.7400301

Mass flow rate (kg/s) 0.008508460

Mass fraction of C3H8 0.02631015
24 Mass fraction of C4H10 0.01127620

Mass fraction of O2 0.2213616

Mass fraction of N2 0.7410520

Mass flow rate (kg/s) 0.009520631

(a) Mesh Mass fraction of C3H8 0.02611707
30 Mass fraction of C4H10 0.01119303

Mass fraction of O2 0.2214227

Mass fraction of N2 0.7412672

สมการท่ีเก่ยี วข้องในการแก้ปัญหาการไหลของของ

ไหลจะประกอบด้วย สมการอนุรักษ์มวล (Mass -

conservation equation), สม การอนุ รักษ์ พ ลังงาน

(Energy conservation equation), และสมการอนุรกั ษ์

โมเมนตัม (Momentum conservation equation) ใน

(b) Boundary condition การคานวณ ดงั น้ี

รปู ท่ี2 กรดิ ทใ่ี ชศ้ กึ ษาและเงอ่ื นไขขอบเขตการคานวณ 1. สมการอนุรกั ษม์ วล กรณไี หลอย่ใู นสภาวะคงท่ี  = 0
t
u + v + w = 0
สาหรบั เงอ่ื นไขกาหนดใหข้ อบเขตของอากาศ x y z (1)

รอบๆ หวั เตาเป็น Pressure outlet กาหนดให้ผนังมี

อุณหภูมิคงท่ีเท่ากับ 300 K ดังแสดงในรูปท่ี 2(b) 2. สมการอนุรกั ษ์พลงั งาน กรณภี าวะคงท่ี T = 0
t
สาหรบั ผนังของหวั เตากาหนดเป็น wall และกาหนดรู

หัวเตาเป็ น Mass flow inlet ซ่ึง Mass fraction ของ u T +v T +w T +  (Ts4 − Ts ) =  ( 2T + 2T + 2T ) + q (2)
x y z x 2 y 2 z 2
C3H8, C4H10, N2, O2 และ Mass flow rate ของแอลพี
จี ทไ่ี ดจ้ ากการคานวณ CFD โดยความดนั แก๊สแอลพจี ี

เท่ากบั 4, 12, 24 และ 30 psi ดงั แสดงในตารางท่ี 1 โดยท่ี

ตารางที่ 1 ขอ้ มลู Mass flow inlet q =WAH คือ พลงั งานท่ีเกิดจากปฏิกิริยาเคมีต่อหน่วย
ปรมิ าตรของของไหล
P, (psi) Detail Value

Mass flow rate (kg/s) 0.003407821  = k คอื ค่าสภาพการแพร่กระจายความรอ้ นของวสั ดุ
c
Mass fraction of C3H8 0.02998893
(Ts4 −Ts) คอื สมการการแผ่รงั สคี วามรอ้ น
4 Mass fraction of C4H10 0.01285294 3. สมการอนุรกั ษ์โมเมนตมั กรณภี าวะคงท่ี u = 0

Mass fraction of O2 0.2201551 t

Mass fraction of N2 0.737003 u u u P   u u u  (3)
x y z x y  y y z 
Mass flow rate (kg/s) 0.005980577 u + v + w = − +  + +

Mass fraction of C3H8 0.02723968 โดยท่ี
12 Mass fraction of C4H10 0.01167458

254

 คอื ความหนาแน่น (b)
คอื ความเรว็ ของของไหลในแนวแกน x รปู ที่ 3 (a) แผนผงั ชดุ ทดลองการวดั อณุ หภูมิ
คอื ความเรว็ ของของไหลในแนวแกน y
คอื ความเรว็ ของของไหลในแนวแกน z (b) ตาแหน่งในการวดั อุณหภมู ิ (unit: cm)
3. ผลการศึกษา
2.2 การทดลอง
2.2.1 การวดั อณุ หภมู ิ จากรูปท่ี 4 แสดงการเปรยี บเทยี บอุณหภูมทิ ่ี 4 psi
ตาแหน่งต่างๆ ดังแสดงในรูปท่ี 3(b) ในแนวแกน x
ก่อนการทดสอบต้องจุดหวั เผาแก๊สโดยเปิด และ y ท่ไี ด้จากการจาลองและการวดั อุณหภูมิ พบว่า
ล้นิ ควบคุมแก๊สท่ตี าแหน่งเปลวไฟสูงสุดเป็นเวลา 15 การกระจายตัวของอุณหภูมิท่ีได้จากแบบจาลองมี
นาที เพ่ือขจัดส่ิงท่ีเคลือบหรือตกแต่งไว้เป็ นการ ความสอดคล้องกับการทดลองจริง โดยอุณหภูมิ
ชวั ่ คราว ซง่ึ อาจมผี ลกระทบต่อการทดสอบ จากนัน้ ตงั้ บริเวณหัวเตาค่อนข้างจะใกล้เคียงกัน และค่อยๆ
ไวใ้ ห้เยน็ ลงจนมอี ุณหภูมเิ ท่ากบั อุณหภูมหิ ้อง แลว้ จงึ ลดลงตามระยะทางท่ีออกห่างจากหัวเตา โดยมีค่า
นาไปทดสอบ เพ่ือเป็นการยืนยันผลการจาลอง ใน ความ มีค่าความคลาดเคล่ือนเฉล่ียร้อยละ 7.44 ใน
การศกึ ษาน้ีจะทาการตรวจวดั อุณหภูมเิ ปลวไฟของหวั แนวแกน x และรอ้ ยละ 7.70 ในแนวแกน y
เตาเพ่ือใช้เป็ นข้อมูลเปรียบ เทียบกับผลการจาลอง
โดยทาการติดตงั้ อุปกรณ์การทดลองดงั รูปท่ี 3(a) ทา
การวดั อุณหภูมิของเปลวไฟท่รี ะยะห่างทุกๆ 1 cm จาก
จุ ดก่ึงกลางหัวเตา ดังแสดงในรูปท่ี 3(b) โดยใช้
Thermocouple K-type ซ่งึ มคี วามคลาดเคล่อื น  1.1
๐C หรอื รอ้ ยละ 0.4 ของคา่ ทอ่ี า่ นไดใ้ นการทดลอง และ
ใช้ Data Logger ในการบันทึกข้อมูล สาหรับการ
ทดลองน้จี ะใชค้ วามดนั แก๊สแอลพจี ที ่ี 4 psi

(a)
(a) แกน x

255

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

(b) แกน y (a) 4 psi (b) 12 psi
รปู ที่ 4 การเปรยี บเทยี บอณุ หภูมทิ ต่ี าแหน่งต่างๆ

จากรูปท่ี 5 แสดงอทิ ธพิ ลของความดนั แอลพี
จี ต่อการกระจายของอุณหภูมิเตาเซรามิกแบบ
Rocket บนกลางระนาบ ซ่ึงพบว่า เม่อื ความดนั
ของแอลพีจี เพมิ่ ข้นึ บรเิ วณท่มี ีอุณหภูมกิ ารเผา
ไหมส้ งู บรเิ วณหวั นนั้ จะลอยสงู ขน้ึ และแก๊สรอ้ นจะ
กระจายตวั ออกดา้ นขา้ งมากขน้ึ และอุณหภูมกิ าร
เผาไหมจ้ ะมคี า่ เพมิ่ สงู ขน้ึ ซ่งึ อุณหภมู กิ ารเผาไหม้
สูงสุดมีค่าเท่ากับ 1,374 K, 1,382 K, 1,385 K
และ 1,392 K ท่ีความดนั แก๊สแอลพีจี 4, 12, 24
และ 30 psi ตามลาดบั

(c) 24 psi (d) 30 psi

รปู ท่ี 5 อทิ ธพิ ลของความดนั แอลพจี ตี อ่ การกระจายตวั

ของอณุ หภมู เิ ตาเซรามกิ แบบ Rocket บนกลางระนาบ

256

(a) 4 psi (b) 12 psi 4. สรปุ ผลการศกึ ษา
จากการศกึ ษาอทิ ธพิ ลของความดนั แก๊สแอลพจี ตี ่อ
(c) 24 psi (d) 30 psi
พฤติกรรมการเผาไหม้ของเตาเซรามิกแบบ Rocket
รปู ที่ 6 อทิ ธพิ ลของความดนั แอลพจี ตี อ่ การกระจายตวั ด้วย วิธีพ ล ศ าส ต ร์ข อ งไห ล เชิงคาน ว ณ ร่ว ม กับ กา ร
ทดลอง สามารถสรุปไดด้ งั น้ี
ความเรว็ เตาเซรามกิ แบบ Rocketบนกลางระนาบ
1. จากการยนื ยนั ผลการจาลองพบว่า แบบจาลอง
เม่อื พจิ ารณาลกั ษณะการไหลของเปลวไหล มีความ ถู ก ต้ องแ ล ะน่ าเช่ือถือ โด ย มีค่ าคว าม
คลาดเคล่อื นไม่เกินร้อยละ 7.44 เม่อื เปรยี บเทียบกบั
จากรูปท่ี 6 จะพบว่าความดันแก๊สแอลพีจีต่อการ อุณหภมู ทิ ไ่ี ดจ้ ากการทดลอง

กระจายตวั ของความเรว็ ของหัวเผาเซรามิกท่รี ะนาบ 2. แบบจาลองสามารถใชใ้ นการอธบิ ายพฤติกรรม
การไหลและการเผาไหม้ของเตาเซรามิกได้อย่าง
ก่ึงกลาง เม่ือความดันแก๊สแอลพีจีเพิ่มข้ึนความเร็ว ชดั เจนมอี ณุ หภูมสิ งู สดุ เท่ากบั 1,392 K ทบ่ี รเิ วณกลาง
หวั เผา
ของเปลวไฟและแก๊สร้อนจะมีการกระจายตัวลอย
3. แบบจาลองของหวั เผาเซรามิกสามารถนาไป
สูงข้นึ ซ่ึงจะมคี วามสอดคล้องกบั การกระจายตวั ของ ประยุกต์ใช้เพ่อื ออกแบบและปรบั ปุรงประสทิ ธิภาพ
ของหวั เผาเซรามกิ แบบ Rocket ให้สูงข้นึ ต่อไปได้ใน
อุณหภูมดิ งั แสดงในรปู ท่ี 5 โดยความเรว็ สงู สุดเท่ากบั อนาคต
5. กิตติกรรมประกาศ
16.13 m/s, 28.69 m/s, 40.95 m/s และ 45.84 m/s ท่ี
ขอขอบคุณภาควชิ าวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะ
ค ว า ม ดั น แ ก๊ ส แ อ ล พี จี 4, 12, 24 แ ล ะ 30 psi วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี และ
หอ้ งปฏบิ ตั ิการการประยุกต์ใชล้ าเจท็ และการเผาไหม้
ตามลาดบั ( Combustion and Jet Application Research
Laboratory, CJARL)
6. เอกสารอ้างอิง

[1] P. Laphirattanakul. (2012) Mixing and
Combustion Improvement by Modified Nozzle on
a Premixed LPG Burner. Faculty of Engineering,
King Mongkut’ s Institute of Technology
Ladkrabang, Thailand.

[2] P. Laphirattanakul and J. Charoensuk. (2011).
The development of LPG burner in ceramics
industry: part 1. The 25th Conference of
Mechanical Engineering Network of Thailand.

257

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

[3] A. Laphirattanakul and J. Charoensuk. (2011). สกุล.(2562). การศกึ ษาอทิ ธพิ ลของความดนั แก๊สแอล
The study of capable in LPG turn up/down of พจี ตี ่อพฤติกรรมการเผาไหม้ของเตาประหยดั แก๊ส S-
semiautomatic LPG burner in ceramics industry : 10 ดว้ ยวธิ พี ลศาสตร์ของไหลเชงิ คานวณ. การประชุม
part 2. The 25th Conference of Mechanical วชิ าการเครอื ข่ายวศิ วกรรมเคร่อื งกลแห่งประเทศไทย
Engineering Network of Thailand. ครงั้ ท่ี 33 อดุ รธานี
[4] A. Laphirattanakul, P. Laphirattanakul and J. [9] บรษิ ทั เซล่าวลั ซพั พลาย จากดั . (2546). เขา้ ถงึ
Charoensuk. (2012). Comparison of conventional เม่อื (27 สงิ หาคม 2563) เขา้ ถงึ ไดจ้ าก
and developed LPG burner operating: fuel jet (https://www.cerawan.com)
shape and burner performance. The 26th [10] PTT Public Company Limited. (2012). What
Conference of Mechanical Engineering Network is natural gas. Available (http://goo.gl/2mrw7S)
of Thailand.
[5] Mujeebu, M.A., Abdullah, M.Z., Abubakar,
A.Z., Mohamad, A.A., Abdulah, M.K. (2009).
Combustion in porous media and its applications
– A comprehensive survey, Journal of
Environmental Management. Vol. 90. pp. 2287-
2312.
[6] Wood, S., Harris, A.T. (2008). Porous burners
for lean-burner applications, Progree in Energy
andCombustion Science. Vol. 34. pp. 667-684.
[7] อาวุธ ลภิรตั นากูล, ภรณ์เพ็ญ ลภิรตั นากูล และ
จารุวตั ร เจริญสุข. (2558). อิทธิพลของรูปทรงวสั ดุ
พ รุ น ท่ี ส่ ง ผ ล ต่ อ ส ม ร ร ถ น ะ ข อ ง หั ว เผ า แ อ ล พี จี ใ น
อุตสาหกรรมเซรามิกส์. ใน การประชุมเครือข่าย
วิศวกรรมเคร่ืองกลแห่งประเทศไทย ครัง้ ท่ี 29
นครราชสมี า. AEC016. ม.ป.ท.
[8] มานะ วชิ างาม, อนิรตุ ต์ มทั ธุจกั ร,์ ธนรฐั ศรวี รี ะกุล
, เสฏฐวรรธ สุจรติ ภวตั สกุลท และสุทธศิ กั ดิ ์ พงศ์ธนา
พาณิช. (2560). การจาลองพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ อง
หวั เผาแก๊สประหยดั พลงั งานโดยพลศาสตร์ของไหล
เ ชิ ง ค า น ว ณ . ใ น ก า ร ป ร ะ ชุ ม เ ค รื อ ข่ า ย
วิศวกรรมเคร่ืองกลแห่งประเทศไทย ครัง้ ท่ี 31
นครนายก. CST021. ม.ป.ท.
[9] ภทั ราวรรณ ชมิ ชม, อนิรุตต์ มทั ธุจกั ร์, มานะ วชิ า
งาม,ธนรัฐ ศรีวีระกุล และ เสฏฐวรรธ สุจริตภวัต

258

รหสั บทความ : RTT08

แบบจาลองอบแห้งชนั้ บางท่ีเหมาะสมสาหรบั การอบแห้งข้าวเปลอื ก
ด้วยเครอื่ งอบแห้งแบบพาหะลม

Appropriate Thin Layer Drying Model for Paddy Drying with Pneumatic Dryer

อภสิ กิ ธิ์ ภกั ดแี กว้ 1* กระวี ตรอี ำนรรค1 และ เทวรตั น์ ตรอี ำนรรค2

1 สำขำวศิ วกรรมเครอ่ื งกล มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยสี รุ นำรี 111 ถนนมหำวทิ ยำลยั ตำบลสุรนำรี อำเภอเมอื ง จงั หวดั นครรำชสมี ำ 30000
2 สำขำวศิ วกรรมเกษตร มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยสี รุ นำรี 111 ถนนมหำวทิ ยำลยั ตำบลสุรนำรี อำเภอเมอื ง จงั หวดั นครรำชสมี ำ 30000

*ตดิ ตอ่ : [email protected], เบอรโ์ ทรศพั ท:์ 0611147950

บทคดั ยอ่
งำนวจิ ยั น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ประเมินหำจำลองทำงคณิตศำสตร์ของกำรอบแห้งชนั้ บำงแบบสมกำรเอมพริ คิ ลั ท่ี
เหมำะสมสำหรบั ทำนำยกำรเปลย่ี นแปลงควำมชน้ื ของขำ้ วเปลอื กในกระบวนกำรอบแหง้ ของเครอ่ื งอบแหง้ พำหะลม
ขำ้ วเปลอื กท่ีใช้ทดสอบอบแห้งมีควำมช้ืนเริม่ ต้น 26%w.b. ปริมำณ 20 kg อตั รำกำรป้อนข้ำวเปลือกเป็น 8.45
kg/min และอัตรำกำรไหลของอำกำศอบแห้งเท่ำกับ 0.0631 m3/s คงท่ีตลอดกำรทดสอบ ทดสอบอบแห้ง
ขำ้ วเปลอื กด้วยอุณหภูมอิ ำกำศ 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั ผลกำรศกึ ษำพบว่ำ แบบจำลองของ Midilli et al. มี
ควำมเหมำะสมแก่กำรทำนำยคุณลกั ษณะกำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื งอบแหง้ แบบพำหะลม ภำยใต้เงอ่ื นไข
อุณหภมู อิ ำกำศอบแหง้ 70ºC และ 80ºC มำกทส่ี ุดเม่อื เปรยี บกบั แบบจำลองเอมพริ คิ ลั รูปแบบอ่นื โดยมคี ่ำ R2 สงู ถงึ
0.999 และ 0.998 สำหรบั กำรอบแหง้ ท่ี 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั และค่ำ RMSE ต่ำสุดเป็น 0.0083 และ 0.0115
สำหรบั กำรอบแหง้ ท่ี 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั
คาหลกั : แบบจำลองอบแหง้ ชนั้ บำง, แบบจำลองเอมพริ คิ ลั , กำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื ก, เครอ่ื งอบแหง้ พำหะลม

Abstract
This research aims to evaluate an appropriate empirical thin layer mathematical model for the moisture
ratio of paddy prediction in drying process with a pneumatic dryer. A 20 kg of paddy with initial moisture
content 26%w.b. was used as a sample in this experiment. The drying process were tested at drying air
temperature 70ºC and 80ºC under condition of paddy feed rate 8.45 kg/min and drying air flow rate of
0.0631 m3/s (constant throughout the experiment). The result found that Midilli s’ model was most suitable
for predicting the drying characteristics of paddy by a pneumatic dryer under drying air temperature
conditions, 70ºC and 80ºC when compared to the other empirical models in this study. The highest R2 of
prediction from Midilli s’ model is 0.999 and 0.998 for drying at 70ºC and 80ºC, respectively and the
lowest RMSE is 0.0083 and 0.0115 for drying at 70ºC and 80ºC, respectively.
Keywords: Thin layer drying model; Empirical model; Drying of paddy; Pneumatic dryer.

259

29 มนี ำคม 2565
คณะวศิ วกรรมศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยรี ำชมงคลอสี ำน

1. บทนา สมั ประสทิ ธิก์ ำรพำควำมช้นื สงู ทำให้กำรลดควำมช้ืน
เป็นไปไดอ้ ย่ำงรวดเรว็ [5] ถงึ แมว้ ่ำเทคนิคกำรอบแหง้
ขำ้ วเป็นพชื ธญั หำรทส่ี ำคญั ตอ่ ระบบเศรษฐกจิ และ พำหะลมจะมีข้อดีท่ีสำมำรถลดควำมช้ืนได้อย่ำง
วถิ ชี วี ติ ควำมเป็นอย่ขู องเกษตรกรไทยมำอย่ำงชำ้ นำน รวดเร็ว แต่กำรดำเนินกำรของเคร่ืองอบแห้งยัง
นอกจำกน้ี ขำ้ วหอมมะลิของไทย ยงั ได้รบั กำรขนำน จำเป็ นต้องใช้พลังงำนในกำรขับเคล่ือนระบบท่ี
นำมว่ำเป็นขำ้ วดที ส่ี ดุ ในโลกประจำปี 2020 และ 2021 ค่อนขำ้ งสูงเม่อื เปรยี บเทยี บกบั เครอ่ื งอบแหง้ แบบไหล
จำกกำรประกวดข้ำวโลกซ่ึงจดั ข้นึ โดยผู้ค้ำข้ำวของ คลุกเคลำ้ (LSU) ทน่ี ิยมใชก้ นั อยู่ในระดบั อุตสำหกรรม
สหรฐั อเมรกิ ำ [1] รำงวลั ท่ีได้รบั น้ีเป็นหน่ึงในควำม [6] ดังนัน้ จึงมีควำมพยำยำมในกำรวิจัยและพัฒนำ
ภำคภูมใิ จของคนไทยทัง้ ประเทศ จำกยอดรวมสถิติ เทคนิคกำรอบแห้งแบบพำหะลมน้ีอย่ำงต่อเน่ืองมำ
กำรส่งออกสินค้ำมำตรฐำนข้ำวหอมมะลิไทย ตำม จนถึงปัจจุบนั อำทิเช่น ศึกษำอิทธิพลของขนำดหอ
ใบรับ รองมำตรฐำน สิน ค้ำ ปี 2564 (มกรำคม - อบแห้งทม่ี ตี ่อประสทิ ธภิ ำพกำรใช้พลงั งำนของเคร่อื ง
กันยำยน) มีปริมำณกำรส่งออก 0.919 ล้ำนตัน คิด อบแหง้ แบบพำหะลม [7] กำรประเมนิ สมรรถนะเคร่อื ง
เป็นมูลค่ำรวมกว่ำ 24,290.33 ล้ำนบำท [2] ซ่ึงสร้ำง อบแหง้ ขำ้ วเปลอื กแบบพำหนะลม [8] กำรศึกษำและ
เมด็ เงนิ เขำ้ สปู่ ระเทศเป็นจำนวนมำก พฒั นำระบบกำรอบแห้งขำ้ วเปลือกด้วยพำหะลมและ
เกลยี วลำเลยี ง [9] กำรพฒั นำเคร่อื งอบแหง้ ขำ้ วเปลอื ก
โดยทวั่ ไปแล้วเกษตรกรมกั เก็บเก่ยี วข้ำวเม่ือถึง ด้วย เท ค นิ ค พ ำห ะล ม ห มุ น เวีย น [10] เป็ น ต้ น
ระยะเวลำท่เี หมำะสม โดยขำ้ วเปลอื กซ่งึ ถูกเกบ็ เก่ยี ว กำรศกึ ษำจลนพลศำสตร์กำรอบแห้งนับเป็นสงิ่ สำคญั
ใหม่จะมีควำมช้นื สูงประมำณ 20 ถงึ 25% มำตรฐำน ประกำรหน่ึงในกำรพฒั นำระบบเคร่อื งอบแห้ง เพรำะ
เปี ยก เพ่ือหลีกเล่ียงควำมเสียหำยและกำรเส่ือม ชว่ ยในกำรออกแบบและจำลองกระบวนกำรอบแหง้ ให้
คุณภำพของขำ้ วเปลอื กทอ่ี ำจเกดิ ขน้ึ ได้ จงึ จำเป็นต้อง มีควำมเหมำะสม อีกทัง้ ยังช่วยลดระยะเวลำและ
ดำเนินกำรลดควำมช้นื ของขำ้ วเปลอื กลงสู่ควำมช้นื ท่ี ค่ำใชจ้ ่ำยในกำรทำกำรทดลองลงได้ [11-13] กำรสรำ้ ง
เหมำะสมต่อกำรเก็บรักษำอย่ำงทันท่วงที โดย สมกำรเพ่อื ศึกษำกำรเปล่ยี นแปลงควำมช้ืนของกำร
International Rice Research Institute ไ ด้ ร ะ บุ ถึ ง อบแหง้ ขำ้ วเปลอื กโดยใชแ้ บบจำลองเอมพริ คิ ลั สำหรบั
ควำมช้นื ขำ้ วเปลอื กทเ่ี หมำะสมสำหรบั กำรจดั เก็บใน ปั ญหำกำรอบแห้งชัน้ บำงจึงเป็ นท่ีนิยมกันอย่ำง
ระยะเวลำ 8 ถึง 12 เดือน ว่ำข้ำวเป ลือกควรมี แพร่หลำยในปัจจุบนั [14-16]
ควำมชน้ื ไม่เกนิ 14% นอกจำกน้ีหำกตอ้ งกำรเกบ็ ไวใ้ ช้
เป็นเมลด็ พนั ธุ์ จำเป็นตอ้ งลดควำมชน้ื ขำ้ วลงใหต้ ่ำกวำ่ ง ำ น วิจัย น้ี จึง มี วัต ถุ ป ร ะ ส ง ค์ เพ่ื อ ป ร ะ เมิ น ห ำ
12% เพ่ือรกั ษำข้ำวไว้โดยไม่เส่อื มคุณภำพเม่ือเก็บ แบบจำลองเอมพริ คิ ลั แบบชนั้ บำงท่เี หมำะสมสำหรบั
รกั ษำในสภำพอำกำศแวดลอ้ มทวั่ ไป [3] ดว้ ยขอ้ จำกดั กำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื งอบแหง้ แบบพำหะลม
ของกำรอบแห้งแบบดัง่ เดิม (Conventional drying) ทัง้ น้ีแบบจำลองท่ีได้จะมีประโยชน์ในกำรทำนำย
ทำใหม้ กี ำรวจิ ยั และพฒั นำเทคนิคกำรลดควำมชน้ื ดว้ ย อัต ร ำ ส่ ว น ก ำ ร เป ล่ีย น แ ป ล ง ค ว ำ ม ช้ื น ข้ ำ ว เป ลือ ก
เคร่ืองอบแห้งเชิงกล (Mechanical drying) สำหรับ ระหว่ำงกระบวนกำรอบแห้งด้วยเคร่อื งอบแห้งพำหะ
อบแหง้ ขำ้ วเปลอื กในปัจจุบนั มำกขน้ึ [4] ลม เพ่ือใช้ในกำรวำงแผนกำรใช้งำนและกำรจัด
กำรพลงั งำนของเครอ่ื งอบแหง้ อยำ่ งเหมำะสมไดต้ อ่ ไป
เคร่อื งอบแห้งพำหะลมเป็นเคร่อื งอบแหง้ รูปแบบ
หน่ึงซ่ึงได้รับกำรวิจัยและพัฒ นำต่อเน่ืองมำกว่ำ
ทศวรรษ นิยมใช้ทำแห้งวสั ดุควำมช้นื สูงท่ีมีลกั ษณะ
เป็นอนุภำค เน่ืองจำกเทคนิคกำรอบแหง้ รปู แบบน้ีมคี ่ำ

260

2. อปุ กรณ์และวิธีการทดลอง จนกระทงั่ ขำ้ วเปลือกและอำกำศอบแห้งถูกแยกออก
จำกกันโดยไซโคลน ข้ำวเปลือกซ่ึงมีมวลมำกกว่ำ
2.1 เคร่อื งอบแห้งแบบพาหะลม อำกำศจะไหลเขำ้ สถู่ งั บรรจุขำ้ วเพ่อื รอกำรลำเลยี งเขำ้
สหู่ อ้ งอบแหง้ ในรอบถดั ไป ขณะทอ่ี ำกำศซง่ึ มมี วลน้อย
เคร่ืองอบแห้งพำหะลมเป็ นเคร่ืองอบแห้งท่ี จะถูกแยกออกทำงดำ้ นบนดงั รปู ท่ี 1
เหมำะสมแก่กำรลดควำมช้ืนวสั ดุแบบอนุภำค ด้วย 2.2 การเตรียมตวั อยา่ งข้าวสาหรบั ทดลอง
หลกั กำรทำงำนท่ีทำให้อนุภำคของแขง็ ประพฤติตวั
คล้ำยคลงึ กบั ของไหล ส่งผลให้เกดิ กำรถ่ำยเทควำม ขำ้ วเปลอื กพนั ธุ์ขำวดอกมะลิ 105 ถูกใช้เป็นวสั ดุ
รอ้ นและมวลท่มี คี ่ำค่อนขำ้ งสูง [5] ทงั้ น้ี ส่วนประกอบ สำหรบั ทดสอบ โดยปรบั ควำมช้นื ขำ้ วเปลอื กด้วยวิธี
ต่ำง ๆ ของเคร่อื งอบแห้งพำหะลมแสดงรำยละเอียด เติมน้ ำกลับสู่วัสดุ (Rewetting) ในกำรทดสอบ น้ี
ดงั รปู ท่ี 1 กำหนดให้ข้ำวเปลือกมีค่ำควำมช้ืนเป็ น 26%w.b.
ใกลเ้ คยี งกบั ขำ้ วช้นื ขำ้ วเปลอื กเกบ็ เกย่ี วใหม่

รปู ท่ี 1 แผนภำพเครอ่ื งอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กพำหะลม

เคร่อื งอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กแบบพำหะลมดำเนินกำร

โดยใชเ้ คร่อื งเป่ ำลมควำมดนั สงู ขนำด 1.5 kW ในกำร

ขบั เคล่ือนอำกำศผ่ำนเคร่อื งทำควำมร้อนด้วยไฟฟ้ำ รปู ท่ี 2 กำรเตรยี มตวั อยำ่ งขำ้ วสำหรบั ทดลอง

ขนำด 3 kW ควำมเร็วรอบของเคร่ืองเป่ ำลมและ

อุ ณ ห ภู มิ ข อ งอ ำ ก ำศ อ บ แ ห้ งถู ก ค ว บ คุ ม โด ย กระบวนกำรเตรยี มตวั อย่ำงทดสอบเรม่ิ จำกกำร
อนิ เวอร์เตอร์ ยห่ี อ้ Hitachi รนุ่ WJ200 ขนำด 2.2 kW น ำ ข้ำ ว เป ลือ ก ซ่ึ ง ผ่ ำ น ก ำ ร ท ำ ค ว ำ ม ส ะ อ ำ ด แ ล้ ว ม ำ
และชุดควบคุมอุณหภูมแิ บบพไี อดี รุ่น REX – C100 ตรวจสอบควำมช้นื เรม่ิ ต้นตำมสมกำรท่ี 1 [4] ด้วยวธิ ี
ตำมลำดบั ในขณะท่ขี ำ้ วเปลอื กจำกถงั บรรจุข้ำว ถูก อบลมร้อนอุณหภูมิ 105ºC เป็นเวลำกว่ำ 72 ชวั ่ โมง
ลำเลียงด้วยชุดลำเลียงข้ำวแบบสกรู มีต้นกำลงั เป็น (แสดงดงั รูปท่ี 2ก) เพ่ือใช้เป็นข้อมูลในกำรคำนวณ
มอเตอร์ขนำด 746 W ควบคุมควำมเร็วรอบด้วย ปริมำณ น้ ำท่ีต้องเติมกลับเข้ำไปยังข้ำวเปลือก
อนิ เวอร์เตอร์ ยห่ี อ้ Hitachi รนุ่ WJ200 ขนำด 2.2 kW (Rewetting) ตำมสมกำรท่ี 2 [4] เพ่ือให้ได้ควำมช้ืน
เม่ือข้ำวเปลอื กถูกป้อนมำยงั ทำงเขำ้ ของห้องอบแห้ง ตำมทต่ี อ้ งกำร
จะถูกกระแสอำกำศรอ้ นซ่งึ มคี วำมเรว็ สงู กว่ำควำมเรว็

สุดท้ำย (Terminal velocity) ทำใหข้ ้ำวเปลอื กลอยตวั M wb,initial = mw − md × 100% (1)
ขน้ึ และมพี ฤตกิ รรมคลำ้ ยคลงึ กบั ของไหล ขนั้ ตอนน้ีจะ mw

เกดิ กำรถ่ำยเทควำมรอ้ นและมวลระหว่ำงอำกำศรอ้ น 0.01(mw − md ) − (M w,target  mw )
กับข้ำวเปลือกช้ืนตลอดควำมยำวของห้องอบแห้ง (M wb,target − 0.01)
=(2)mwater

261

29 มนี ำคม 2565
คณะวศิ วกรรมศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยรี ำชมงคลอสี ำน

โดยท่ี (Moisture ratio, MR) คือปริมำณน้ำหรือควำมช้ืนท่ี
Mwb,initial คอื ควำมชน้ื ขำ้ วเรม่ิ ตน้ (%w.b.) เหลอื อย่ภู ำยในวสั ดุขณะกำลงั อบแหง้ เทยี บกบั ปรมิ ำณ
Mwb,target คอื ควำมชน้ื ขำ้ วทต่ี อ้ งกำร (%w.b.) น้ำหรอื ควำมช้ืนทงั้ หมดท่ีอยู่ภำยในวสั ดุซ่ึงสำมำรถ
mw คอื มวลชน้ื ของขำ้ วเปลอื ก (g) ระเหยได้ภำยใต้สภำวะกำรอบแห้งหน่ึง ๆ แสดง
md คอื มวลแหง้ ของขำ้ วเปลอื ก (g) ควำมสมั พนั ธไ์ ดด้ งั สมกำรท่ี 3
mwater คอื มวลน้ำทใ่ี ชก้ ำหนดควำมชน้ื (g)
MR = Mtime − M eq (3)
ทำกำรพ่นละอองน้ำตำมปรมิ ำณทค่ี ำนวณไดล้ งใน M initial − M eq
ขำ้ วเปลอื ก คลุกเคลำ้ ให้ทวั่ ถงึ กนั แลว้ เก็บขำ้ วเปลอื ก
ในภำชนะปิดสนิทและนำไปเกบ็ ในหอ้ งเยน็ อุณหภูมิ 2 โดยท่ี
- 5ºC เป็นเวลำกว่ำ 24 ชัว่ โมง ดังรูป 2ข ทำกำรนำ MR คอื อตั รำสว่ นควำมชน้ื
ขำ้ วเปลอื กออกมำคลุกเคลำ้ วสั ดุทุก 4 ชวั ่ โมง เพ่อื ให้ Mtime คอื ควำมชน้ื ขำ้ วเปลอื ก ณ เวลำใดๆ (%w.b.)
ควำมช้ืนข้ำวเกิดกำรแพร่กระจำยตัวทัว่ ทัง้ ภำชนะ Meq คอื ควำมชน้ื สมดุล (%w.b.)
บรรจุ [17] Minitial คอื ควำมชน้ื ขำ้ วเปลอื กเรม่ิ ตน้ (%w.b.)
2.3 การทดลองอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเคร่ือง
ตารางที่ 1 แบบจำลองเอมพิรคิ ลั สำหรบั กำรอบแห้ง
อบแห้งแบบพาหะลม
แบบชนั้ บำง [16]
ทำกำรอบแห้งข้ำวเปลือกท่ีอุณ หภูมิอำกำศ
อบแหง้ 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั กำหนดอตั รำกำร ช่อื แบบจำลอง แบบจำลอง
ป้อนข้ำวเปลอื ก 8.45 kg/min และอตั รำกำรไหลของ
อำกำศอบแห้ง 0.0631 m3/s คงท่ีตลอดกำรทดสอบ 1. Newton MR = exp(-kt)
ขำ้ วเปลอื กซ่งึ ผ่ำนกำรเตรยี มควำมชน้ื เรม่ิ ต้นดงั หวั ขอ้
2.2 ถูกนำมำอบแห้งแบบเป็นงวด (Batch) งวดละ 20 2. Page MR = exp(-ktn)
kg เป็นจำนวน 3 ซ้ำ สุ่มเก็บตวั อย่ำงขำ้ วเปลือกจำก
ทำงออกของไซโคลน จำนวน 3 ตวั อย่ำงทุก 10 นำที 3. Henderson and MR = a·exp(-kt)
เพอ่ื นำไปหำค่ำควำมชน้ื ดว้ ยวธิ อี บลมรอ้ น ดงั รปู ท่ี 1ก Pebis
เพ่อื ใช้เป็นขอ้ มลู สำหรบั พฒั นำแบบจำลองอบแห้งชนั้
บำงต่อไป กำรทดลองน้ีดำเนินกำรไปจนกระทัง่ 4. Logarithmic MR = a·exp(-kt) + c
ขำ้ วเปลอื กเหล่ำนัน้ มคี วำมชน้ื เขำ้ สู่ควำมชน้ื สมดุล จงึ
เป็นกำรสน้ิ สดุ กำรทดสอบ 5. Two term MR = a·exp(-k1t) + b·exp(-k2t)
2.4 การวิเคราะหแ์ บบจาลองอบแห้งชนั้ บาง 6. Midilli et al. MR = a·exp(-kt) + bt

แบบจำลองทำงคณิตศำสตรแ์ บบสมกำรเอมพริ คิ ลั 7. Wang and MR = 1 + a.t + b.t2
(Empirical equation) ท่เี หมำะสมสำหรบั ทำนำยอตั รำ Singh
กำรเปลย่ี นแปลงควำมชน้ื ของขำ้ วเปลอื กตำมเวลำ (t)
ในกระบวนกำรอบแห้ง ได้ถูกคดั เลือกมำจำนวน 7 คำนวณหำค่ำคงท่ีต่ำง ๆ ของแบบจำลองใน
แบบจำลอง (ตำรำงท่ี 1) โดยท่ี อตั รำส่วนควำมช้ืน ตำรำงท่ี 1 จำกกำรวเิ ครำะห์เชงิ ตวั เลข (Levenberg -
Marquardt Estimation Method) แ ล ะ ส ถิ ติ ด้ ว ย
โปรแกรม IBM SPSS Statistics
2.5 การตรวจสอบความเหมาะสมของแบบจาลอง

อบแห้งชนั้ บาง

ประเมนิ แบบจำลองทงั้ 7 แบบ ดว้ ยกำรตรวจสอบ
ค่ ำ สั ม ป ร ะ สิ ท ธิ์ก ำ ร ตั ด สิ น ใ จ (Coefficient of

262

Determination, R2) แ ล ะค่ ำรำก ท่ีส อ งข อ งค วำม ให้ผลดงั ตำรำงท่ี 2 โดยท่ี 5.35%w.b. เป็นควำมช้ืน
คลำดเคล่ือนกำลังสองเฉล่ีย (Root Mean Square สมดุลของข้ำวเปลือกสำหรบั กำรอบแห้งท่ีอุณหภูมิ
Error, RMSE) ดงั สมกำรท่ี 4 และ 5 ตำมลำดบั [16] อำกำศ 70ºC และ 4.36%w.b. เป็นควำมชน้ื สมดุลของ
ขำ้ วเปลอื กสำหรบั กำรอบแห้งท่อี ุณหภูมอิ ำกำศ 80ºC
( ) i=n 2 ผลกำรทำนำยค่ำอตั รำสว่ นควำมช้นื ขำ้ วเปลอื กทเ่ี วลำ
 MR − MR i,experiment ใด ๆ ของกำรอบแหง้ ดว้ ยแบบจำลองอบแหง้ ชนั้ บำงท่ี
i, prediction (4) แตกต่ำงกัน แสดงดังรูปท่ี 4 สำหรับกำรอบแห้ง
R2 = 1 −  i=1  ขำ้ วเปลอื กทอ่ี ุณหภมู อิ ำกำศ 70ºC และรูปท่ี 5 สำหรบั
 i=n 2  กำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กทอ่ี ุณหภมู อิ ำกำศ 80ºC

( ) 

 i=1
MR − MRi,experimenti,average

( )i=n 2
MR − MRi,experiment i, prediction
i=1 (5)
RMSE = n

โดยท่ี รปู ท่ี 3 ควำมสมั พนั ธข์ องควำมชน้ื ขำ้ วเปลอื กตอ่ เวลำ
MRi,experiment คือ อัตรำส่วนควำมช้ืนข้ำวเปลือก ณ อณุ หภมู อิ ำกำศอบแหง้ ทแ่ี ตกต่ำงกนั

จำกกำรทดลอง รปู ที่ 4 ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งอตั รำสว่ นควำมชน้ื
MRi,prediction คือ อัตรำส่วนควำมช้ืนข้ำวเปลือก ขำ้ วเปลอื กกบั ระยะเวลำอบแหง้ ท่อี ณุ หภูมิ 70ºC

จำกกำรทำนำย
MRaverage คอื ค่ำเฉล่ยี ของอตั รำส่วนควำมช้นื

ขำ้ วเปลอื กจำกกำรทำนำยจำนวน n ตวั อย่ำง

หำกค่ำ R2 ยงิ่ มคี ่ำเขำ้ ใกล้ 1 มำกจะหมำยถงึ ค่ำท่ี
คำนวณไดจ้ ำกแบบจำลองมคี วำมสอดคล้องกบั ขอ้ มูล
กำรทดลองมำก โดยท่ีค่ำ RMSE จะต้องมคี ่ำต่ำท่สี ุด
แบบจำลองอบแห้งชนั้ บำงท่เี หมำะสมในกำรอธิบำย
กำรเปล่ียนแปลงควำมช้ืนข้ำวเปลือกระหว่ำงกำร
อบแห้งด้วยเคร่อื งอบแห้งพำหะลม พิจำรณำได้จำก
กำรประเมินค่ำ R2 ท่ีเข้ำใกล้ 1 มำกท่ีสุดและค่ำ
RMSE ทเ่ี ขำ้ ใกล้ 0 มำกทส่ี ุด

3. ผลการทดลอง รปู ที่ 5 ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งอตั รำสว่ นควำมชน้ื
ขำ้ วเปลอื กกบั ระยะเวลำอบแหง้ ทอ่ี ุณหภมู ิ 80ºC
ค่ ำ เฉ ล่ีย ข อ ง ค ว ำ ม ช้ืน ข้ำ ว เป ลือ ก ท่ี ล ด ล ง ต ำ ม
ระยะเวลำกำรอบแห้ง จำกกำรทดลอง 3 ครัง้ ณ
อุณหภูมอิ ำกำศอบแห้งทแ่ี ตกต่ำงกนั แสดงดงั รูปท่ี 3
ควำมช้นื สมดุล (Meq) จำกขอ้ มลู กำรทดลอง ณ นำทที ่ี
600 ถูกนำมำใช้คำนวณหำค่ำอัตรำส่วนควำมช้ืน
(MR) และเปรยี บเทยี บผลกบั รปู แบบสมกำรเอมพริ คิ ลั

263

29 มนี ำคม 2565
คณะวศิ วกรรมศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยรี ำชมงคลอสี ำน

ตารางที่ 2 คำ่ คงทข่ี องสมกำรและผลควำมแมน่ ยำของแบบจำลองเอมพริ คิ ลั แบบต่ำง ๆ

ช่อื แบบจำลอง อุณหภมู ิ ค่ำคงทข่ี องแบบจำลอง R2 RMSE
0.990 0.0277
Newton 70ºC k = 0.006 0.994 0.0222
0.999 0.0093
80ºC k = 0.007 0.998 0.0127
0.994 0.0221
Page 70ºC k = 0.002, n = 1.200 0.995 0.0192
0.996 0.0178
80ºC k = 0.003, n = 1.135 0.996 0.0179
0.997 0.0161
Henderson and 70ºC k = 0.007, a = 1.064 0.996 0.0167
0.999 0.0083
Pebis 80ºC k = 0.007, a = 1.046 0.998 0.0115
0.979 0.0411
Logarithmic 70ºC k = 0.006, a = 1.077, c = -0.031 0.966 0.0509

80ºC k = 0.007, a = 1.051, c = -0.013

Two term 70ºC k1 = 0.004, k2 = 0.004, a = 43.594, b = -42.556
Midilli et al. 80ºC k1 = 0.005, k2= 0.005, a = 43.228, b = -42.196
70ºC k = 0.002, a = 0.980, b = 0.00000374, n = 1.241

80ºC k = 0.003, a = 0.982, b = 0.00002440, n = 1.200

Wang and 70ºC a = -0.004, b = 0.000004398

Singh 80ºC a = -0.005, b = 0.000005259

เม่ือพิจำรณำควำมสอดคล้องกนั ระหว่ำงผลกำร สำหรบั กำรอบแห้ง ณ อุณหภูมิอำกำศ 70ºC และ
ทำนำยอัตรำส่วนควำมช้ืนข้ำวจำกแบบจำลองท่ี ชว่ งเวลำตงั้ แต่ 0 - 50 นำที สำหรบั กำรอบแหง้ ขำ้ ว ณ
วเิ ครำะห์ได้กบั ผลกำรทดลองจรงิ พบว่ำ แบบจำลอง อณุ หภูมอิ ำกำศ 80ºC ภำยหลงั จำกระยะเวลำดงั กล่ำว
ของ Page และ แบบจำลองของ Midilli et al. มคี ่ำ R2 กำรถ่ำยเทควำมช้ืนจำกผิวของเมล็ดข้ำวเปลือกจะ
สูงถึง 0.998 - 0.999 สำหรบั กำรอบแห้งข้ำวเปลือก ถ่ำยเทไดน้ ้อยลง ทำให้เส้นกรำฟอตั รำส่วนควำมช้นื
ในช่วงอุณหภูมิ 70ºC - 80ºC และมคี ่ำ RMSE ต่ำกว่ำ กบั เวลำมลี กั ษณะทไ่ี ม่เป็นเชงิ เส้น ผลกำรทดสอบน้ีมี
แบบจำลองเอมพิริคัลแบบอ่ืน ๆ ผลท่ีกล่ำวมำน้ีมี ควำมสอดคล้องกับงำนวิจัยของ กิตติ สถำพร
ควำมสอดคลอ้ งกบั รูปท่ี 4 และ 5 ถงึ แมว้ ่ำแบบจำลอง ประสำธน์ และ โพธิท์ อง ประณีตพลกรงั [13] ท่ีได้
ทงั้ 2 แบบ สำมำรถใหผ้ ลกำรทำนำยท่ีมคี วำมแม่นยำ ทำกำรศกึ ษำจลนพลศำสตร์ของกำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื ก
คอ่ นขำ้ งสูงในระดบั ทย่ี อมรบั ได้ แต่อย่ำงไรกต็ ำม หำก ใน ลักษ ณ ะเดียวกัน เม่ือเป รียบ เทียบ รูป แบ บ
พิจำรณ ำค่ ำ R2 ป ระกอบ กับ RMSE จ ะเห็น ว่ำ ควำมสัมพันธ์ตำมสมกำรของ Midilli et al. (MR =
แบบจำลองของ Midilli et al. มคี วำมเหมำะสมแก่กำร a.exp (-ktn) + bt) พบว่ำรูปแบบดังกล่ำวเป็นผลรวม
ทำนำยคุณลกั ษณะกำรอบแห้งขำ้ วเปลอื กด้วยเคร่อื ง ระหว่ำงควำมสมั พนั ธ์แบบ Exponential (พจน์ a.exp
อบแห้งแบบพำหะลม ภำยใต้เงอ่ื นไขอุณหภูมอิ ำกำศ (-ktn)) กบั ควำมสมั พนั ธ์เชงิ เส้น (พจน์ bt) ด้วยเหตุน้ี
อบแห้ง 70ºC และ 80ºC มำกท่สี ุด เน่ืองจำกลกั ษณะ จงึ ทำให้แบบจำลองดงั กล่ำวเหมำะสมแก่กำรอธบิ ำย
กรำฟของผลกำรทดลอง (กำรลดลงของ MR) มี พฤติกรรมกำรอบแห้งข้ำวเปลอื กด้วยเคร่อื งอบแห้ง
แนวโน้มลดลงค่อนขำ้ งคงทใ่ี นช่วงตงั้ แต่ 0 - 100 นำที พำหะลมจำกกำรทดลอง นอกจำกน้ียงั ใหค้ ่ำ R2 สูงถงึ

264

0.999 และ 0.998 สำหรับกำรอบแห้งท่ีอุณ หภูมิ 4. สรปุ ผลการทดลอง
อำกำศ 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั และค่ำ RMSE ต่ำ
ท่ีสุด (0.0083 และ 0.0115 สำหรับ กำรอบแห้งท่ี งำนวิจัยน้ีมีจุดมุ่งหมำยเพ่ือหำแบบจำลองทำง
อุณหภูมิอำกำศ 70ºC และ 80ºC ตำมลำดับ) เม่ือ ค ณิ ต ศ ำ ส ต ร์ท่ีเห ม ำ ะ ส ม ส ำ ห รับ ท ำ น ำ ย อัต ร ำ ก ำ ร
เปรียบเทียบกับแบบจำลองเอมพิริคัลรูปแบบอ่ืนท่ี เปล่ยี นแปลงควำมช้นื ของขำ้ วเปลือกในกระบวนกำร
ผู้วิจยั เลือกใช้ในกำรศึกษำน้ี สำหรบั ผลกำรทำนำย อบแห้งของเคร่ืองอบแห้งพำหะลม ซ่ึงใช้อบแห้ง
อตั รำส่วนควำมช้นื จำกแบบจำลองของ Midilli et al. ข้ำวเป ลือกค วำมช้ืนเร่ิมต้น 26%w.b. 20 kg ซ่ึง
กบั อตั รำส่วนควำมช้นื ข้ำวเปลอื กจำกกำรทดลองถูก กำหนดใหอ้ ตั รำกำรป้อนขำ้ วเปลอื กและอตั รำกำรไหล
เปรยี บเทยี บดงั รปู ท่ี 6 และ 7 ตำมลำดบั ของอำกำศอบแหง้ คงทต่ี ลอดกำรทดสอบ โดยทำกำร
อบแห้งขำ้ วเปลอื ก ณ เงอ่ื นไขควบคุมอำกำศอบแห้ง
รปู ที่ 6 กำรเปรยี บเทยี บผลกำรทำนำยอตั รำสว่ น คงท่ี 70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั แบบจำลองอบแห้ง
ควำมชน้ื จำกแบบจำลองของ Midilli et al. กบั ชนั้ บำงไดร้ บั กำรพฒั นำขน้ึ จำกกำรเปรยี บเทยี บขอ้ มูล
อตั รำสว่ นควำมชน้ื ขำ้ วเปลอื กจำกกำรทดลอง ณ กำร กำรทดลองกับสมกำรเอมพิริคลั แบบต่ำง ๆ เพ่ือหำ
คำ่ คงทข่ี องสมกำรในกำรทำนำยค่ำอตั รำสว่ นควำมชน้ื
อบแหง้ ขำ้ วเปลอื กท่ี 70ºC ข้ำวเปลือก จำกกำรศึกษำพบว่ำ แบบจำลองของ
Midilli et al. มี ค ว ำ ม เห ม ำ ะ ส ม แ ก่ ก ำ ร ท ำ น ำ ย
คุณลกั ษณะกำรอบแห้งขำ้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื งอบแห้ง
แบบพำหะลม ภำยใต้เง่อื นไขอุณหภูมอิ ำกำศอบแห้ง
70ºC และ 80ºC มำกท่ีสุดเม่ือเปรียบกับแบบจำลอง
เอมพิริคลั รูปแบบอ่ืนท่ีผู้วิจยั เลือกใช้ในกำรศึกษำน้ี
ทั้งน้ี แบบจำลองดังกล่ำวสำมำรถปประเมินผล
อตั รำส่วนควำมช้ืนข้ำว ให้ค่ำ R2 สูงถึง 0.999 และ
0.998 สำหรบั กำรอบแหง้ ท่อี ุณหภูมอิ ำกำศ 70ºC และ
80ºC ตำมลำดับ และค่ำ RMSE ต่ำสุดเป็ น 0.0083
และ 0.0115 สำหรับกำรอบแห้งท่ีอุณหภูมิอำกำศ
70ºC และ 80ºC ตำมลำดบั

รปู ท่ี 7 กำรเปรยี บเทยี บผลกำรทำนำยอตั รำสว่ น 5. กิตติกรรมประกาศ

ควำมชน้ื จำกแบบจำลองของ Midilli et al. กบั ข อ ข อ บ คุ ณ ห้ อ ง ป ฏิ บั ติ ก ำ ร Agricultural
อตั รำสว่ นควำมชน้ื ขำ้ วเปลอื กจำกกำรทดลอง ณ กำร Machinery Research Laboratory สำขำวิศวกรรม
เกษตรและอำหำร มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยีสุรนำรที ่ี
อบแหง้ ขำ้ วเปลอื กท่ี 80ºC เอ้อื เฟ้ือสถำนทใ่ี นกำรทำวจิ ยั และใหก้ ำรสนับสนุนกำร
ทำวจิ ยั ในครงั้ น้ี

265

29 มนี ำคม 2565
คณะวศิ วกรรมศำสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยรี ำชมงคลอสี ำน

6. เอกสารอ้างอิง [8] จติ รำรตั น์ จอกกว่ิ (2559). กำรประเมนิ สมรรถนะ
เคร่อื งอบแห้งขำ้ วเปลอื กแบบพำหะลม. วทิ ยำนิพนธ์
[1] Thai Rice Exporters Association (2021). HOM ปริญญำมหำบัณฑิต สำขำวิชำวิศวกรรมกำรจัด
MALI NAMED BEST RICE IN WORLD: Thai Hom ก ำ ร พ ลังงำ น ส ำ นั ก วิช ำ วิ ศ ว ก ร ร ร ม ศ ำ ส ต ร์
Mali Rice was named the world’s best rice at the มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยสี ุรนำร.ี
2021 World Rice Conference held in Dubai. 2021, [9] วโิ รจน์ ฤทธทิ์ อง, ไพศำล กำรถำง และ วลั ลภ ภูผำ
URL: http://www.thairiceexporters.or.th, access on (2557). รำยงำนกำรวจิ ัยเร่อื ง กำรศกึ ษำและพฒั นำ
12/02/2022. ระบบกำรอบแหง้ ขำ้ วเปลอื กดว้ ยพำหะลมและเกลยี ว
[2] กรมกำรค้ำต่ำงประเทศ (2564). สถิติกำรส่งออก ลำเลยี ง, มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยรี ำชมงคลพระนคร.
ขำ้ วหอมมะลไิ ทย (รำยประเทศ / เปรยี บเทยี บรำยปี) [10] เทวรตั น์ ตรอี ำนรรค, กระวี ตรอี ำนรรค, เกียรติ
เดือน กนั ยำยน 2564, [ระบบออนไลน์], แหล่งท่ีมำ ศกั ดิ ์ ใจโต, จติ รำรตั น์ จอกกวิ่ , ธรี วฒั น์ ช่นื อศั ดงคต,
https://www.dft.go.th, เขำ้ ดเู มอ่ื วนั ท่ี 12/02/2565. นำกชนก ปรำงปรุ และ เบญจวรรณ วำนมนตรี
[3] Rice Knowledge Bank, IRRI (2022). Moisture (2562). รำยงำนกำรวิจัยเร่ือง กำรพัฒ นำเคร่ือง
content for safe storage, URL: อบแห้งข้ำวเปลือกด้วยเทคนิคพำหะลมหมุนเวียน,
http://www.knowledgebank.irri.org, access on มหำวทิ ยำลยั เทคโนโลยสี รุ นำร,ี รหสั โครงกำร: SUT7-
12/03/2022. 703-60-12-08.
[4] Chakraverty, A., & Singh, R. P. (2014). [11] ปฏวิ ตั ิ วรำมติ ร, บณั ฑติ กฤตำคม, นันทวฒั น์ วี
Postharvest technology and food process ระยุทธ, อำไพศักดิ ์ ทีบุญมำ และ โสภณ สินสร้ำง
engineering. CRC Press. (2556). แบบจำลองกำรอบแหง้ ทเ่ี หมำะสมสำหรบั กำร
[5] สมชำติ โสภณรณฤทธิ์ (2540). กำรอบแห้งเมล็ด อบแห้งบอระเพ็ดด้วยลมร้อน. วำรสำรวิชำกำร
พชื และอำหำรบำงประเภท, พมิ พค์ รงั้ ท่ี 7, กรุงเทพฯ: วศิ วกรรมศำสตร์ ม.อบ., 6(1), หน้ำ 1 - 8.
สถำบนั เทคโนโลยพี ระจอมเกลำ้ ธนบรุ .ี [12] ศวิ กร ศรธี ญั ญำกร, กรี ติ สุลกั ษณ์ และ ทวชิ จติ ร
[6] พริ สทิ ธิ์ ทวยนำค, มณฑล ชูโชนำค, มุสตำฟำ ยะ สมบูรณ์ (2563). แบบจำลองสัมประสิทธิก์ ำรแพร่
ภำ และ ประชำ บุณยวำนิชกุล (2557). กำรทบทวน ควำมช้ืนสำหรบั กำรอบแห้งชนั้ บำงของข้ำวเปลือก
พัฒนำกำรของกำรลดควำมช้ืนข้ำวเปลือกในทำง ด้ ว ย เค ร่ือ ง อ บ แ ห้ ง แ บ บ เป่ ำ พ่ น ห ล่ น อิ ส ร ะ .
อุตสำหกรรม, วำรสำรวศิ วกรรมศำสตร์ มหำวทิ ยำลยั วำรสำรวิชำกำรและวิจัย มทร.พระนคร, 14(2),
ศรีนคริทรวิโรฒ, 9(1), มกรำคม - มิถุนำยน 2557, กรกฎำคม - ธนั วำคม 2563, หน้ำ 183 - 197.
หน้ำ 68 - 74. [13] กติ ติ สถำพรประสำธน์ และ โพธทิ์ อง ปรำณีตพล
[7] ปิยะพล ฟุ้งพงศพ์ นั ธุ์, ศุภณฐั ์ ไผทโสภณ, อำนันท์ กรัง (2560). แบบจำลองทำงคณิตศำสตร์ในกำร
ตัน้ ภูมี, ฉัตรชัย นิมมล, กิตติ สถำพรประสำธน์ อบแห้งขำ้ วเปลอื กด้วยเคร่อื งอบแห้งแบบเจต็ สเปำต์
(2559). อิท ธิพ ล ข อ งข น ำ ด ห อ อ บ แ ห้ งท่ี มี ต่ อ เต็ดเบด, วศิ วสำรลำดกระบงั , 34(4), ธนั วำคม 2560,
ประสทิ ธภิ ำพกำรใชพ้ ลงั งำน ของเคร่อื งอบแห้งแบบ หน้ำ 22 - 29.
พำหะลม, วำรสำรวศิ วกรรมศำสตร์ มหำวทิ ยำลยั ศรี [14] ปฏวิ ตั ร วรำมติ ร, นันทวฒั น์ วรี ะยุทธ และ อำไพ
นครทิ รวโิ รฒ, 11(1), มกรำคม - มถิ ุนำยน 2559, หน้ำ ศกั ดิ ์ ทีบุญมำ (2553). กำรเปรียบเทียบแบบจำลอง
1 - 9. กำรอบแห้งด้วยลมรอ้ นระหว่ำงแบบจำลองเอมพีรคิ ลั

266

แ ล ะ แ บ บ จ ำ ล อ ง โ ค ร ง ข่ ำ ย ป ร ะ ส ำ ท เที ย ม ,
วำรสำรวิชำกำร วิศวกรรมศำสตร์ ม.อบ., 3(1),
มกรำคม - มถิ ุนำยน 2553, หน้ำ 60 - 68.
[15] Pratummasoot, N., & Mundpookier, T. (2021).
The Study of Thin Layer Drying Model of Chili,
Journal of Applied Research on Science and
Technology (JARST), vol. 20(2), December 2021,
pp.137 - 46.
[16] สุเนตร สบื ค้ำ และ ฤทธชิ ยั อศั วรำชนั ย์ (2554).
แบบจำลองทำงคณิตศำสตร์กำรอบแห้งสำหรบั วสั ดุ
พรุน, วำรสำรสมำคมวิศวกรรมเกษตรแห่งประเทศ
ไทย, 17(1), หน้ำ 59 - 66.
[17] ประชำ บุณ ยวำนิชกุล (2556). กำรประเมิน
กระบวนกำรเตรยี มตัวอย่ำงอ้ำงอิงสำหรบั เคร่อื งวดั
ควำมช้นื ขำ้ วเปลอื ก. วำรสำรมหำวทิ ยำลยั ศรนี ครนิ ท
รวิโรฒ (สำขำวิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี), 5(9),
มกรำคม - มถิ ุนำยน 2556, หน้ำ 47 - 55.

267

รหสั บทความ : RTT09

การทดสอบประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาแกส๊ ประหยดั พลงั งาน NB-5
The thermal efficiency test of Energy-saving gas NB-5 burner

ภทั ราวรรณ ชมิ ชม, มานะ วชิ างาม และ อนริ ตุ ต์ มทั ธุจกั ร*์

หอ้ งปฏบิ ตั กิ ารการประยกุ ตใ์ ชล้ าเจท็ และการเผาไหม้ (CJARL) ภาควชิ าวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อบุ ลราชธานี
85 ถนนสถลมารค์ ต.เมอื งศรไี ค อ.วารนิ ชาราบ จ.อบุ ลราชธานี 34190

* ตดิ ตอ่ : E-mail [email protected] โทรศพั ท์ 0-4535-3309, โทรสาร 0-4535-3308

บทคดั ยอ่
บทความน้ีมวี ตั ถุประสงคเ์ พอ่ื ทดสอบประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น (Thermal efficiency,th ) และวดั มลพษิ ทเ่ี กดิ ขน้ึ
ของเตา K-5 เปรยี บเทยี บกบั เตาแก๊สประหยดั พลงั งาน NB-5 ทอ่ี อกแบบและสรา้ งขน้ึ จากหอ้ งปฏบิ ตั กิ าร CJARL
ด้วยหลักการ Boling test ภายใต้มาตรฐาน DIN EN 203-2 จากการทดสอบ พบว่า เตา KB-5 และ NB-5 มี
ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นเฉลย่ี เท่ากบั รอ้ ยละ 32.68 และ 48.99 ตามลาดบั คดิ เป็นเปอรเ์ ซน็ การประหยดั เท่ากบั
รอ้ ยละ 33.29 ซ่งึ จะพบว่า เตา NB-5 มปี ระสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นสงู กว่าเตา KB-5 โดยมกี ารปลดปลอ่ ยมลพษิ ไม่
เกนิ ค่ามาตรฐาน มอก.2312-2549 (มาตรฐานผลติ ภณั ฑอ์ ุตสาหกรรมไทย)
คาหลกั : เตาแกส๊ ประหยดั พลงั งาน;ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น; มลพษิ

Abstract

The research aims to investigate the thermal efficiency and emission of KB-5 burner and compare with and
energy-saving gas NB-5 burner being designed and built by CJARL. The thermal efficiencies and emission
of all burners were tested by boiling test based on standard DIN EN 203-2. From testing, the average
thermal efficiencies of KB-5 and NB-5 burners were 32.68% and 48.99%, respectively. The percentage
energy-saving was 33.29%. It was found that the thermal efficiencies of NB-5 burner were higher than those
of KB-5 burner, which emissions is lower than the maximum CO level based on TIS 2312-2549 (Thai
Industrial Standard).
Keywords: Energy-saving gas burner; Thermal efficiency; Emission

1. บทนา ศึกษาวิจัยเพ่อื พฒั นาเตาแก๊สให้มีประสิทธภิ าพเชงิ
ความร้อนสูงข้นึ และลดการปล่อยปลดมลพษิ มาอย่าง
เตาแก๊สหุงต้มเป็ นอุปกรณ์ ในครัวเรือนท่ีเป็ นท่ี ตอ่ เน่ือง
นิยมใชง้ านกนั อย่างกวา้ งขวางทงั้ ในประเทศไทยและ
ในกลุ่มประเทศท่ีกาลังพฒั นา เน่ืองจากใช้งานง่าย ในปี ค.ศ. 1992, Tamir และคณะ [1] ได้ศึกษา
ปลอดภยั และราคาไมแ่ พง แต่ดว้ ยปัญหาดา้ นพลงั งาน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาหุงต้มท่ีใช้แก๊ส
และด้านมลพิษซ่ึงเป็ นท่ีทราบกันดี จึงทาให้มีการ ธรรมชาติเป็ นเช้ือเพลิง โดยการปรับปรุงจากเตา

269

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

แบบเดิม (Conventional burner, CB) เปล่ยี นมาเป็น burner, SB) กบั เตาแบบทวั่ ไป (Radial burner, RB)
เตาท่มี กี ารไหลแบบหมุนวน (Swirl burner, SB) จาก ด้วยการทดลอง พบว่า เตา SB ให้ประสทิ ธภิ าพเชงิ
การศกึ ษา พบว่า Swirl burner ท่ใี หป้ ระสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนสูงกว่าเตา RB และปล่อย CO สูงข้ึน
ความร้อนสูงสุดจะมีลกั ษณะเฉพาะคือ มุมเงย (  ) เล็กน้อย นอกจากน้ี ยังทาการศึกษาอิทธิพลของ
เท่ากับ 26 องศา มุมเอียง (  ) เท่ากับ 15 องศา Loading height, Primary aeration, Heat input ข อ ง
ขนาดของรทู แ่ี กส๊ ออกเทา่ กบั 3 mm จานวนรู 4 รู โดย เตา SB และ RB ซง่ึ พบว่า เมอ่ื Loading height ลดลง
ประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนสูงสุดของเตาแบบเดิมมี และ Heat input ลดลง ประสิทธิภาพเชิงความร้อน
ค่าประมาณ 52% แต่เม่ือเปล่ยี นมาใช้ Swirl burner เพม่ิ ขน้ึ และ CO ลดลง ในขณะท่ี Primary aeration ไม่
ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นสงู สุดของเตามคี ่าประมาณ ส่งผลมากนักกับทงั้ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนและ
58% ซง่ึ ผลจากการหมุนวนของเปลวไฟโดยแรงเฉือน CO ในการศกึ ษาน้ี นอกจากการปรบั ปรุงหวั เตาด้วย
น้ีจะส่งเสริมปัจจยั บวกต่าง ๆ คือ ระยะเวลาในการ การไหลแบบหมุนวนแล้วยังทาการติดตัง้ Semi-
ผสมของเช้อื เพลงิ และอากาศ เวลาในการสมั ผสั ของ confined combustion flame ซ่ึงทาให้ประสิทธิภาพ
เปลวไฟกับภาชนะและการดึงดูดอากาศส่วนท่ีสอง เชงิ ความรอ้ นเพม่ิ ขน้ึ 12% เมอ่ื เทยี บกบั เตา RB
เพมิ่ ขน้ึ
ในปี พ.ศ. 2558 ของ อนิรุตต์ มทั ธุจกั ร์ และคณะ
ปี ค.ศ. 2002, Jugjai และ Rungsimuntuchat [2] [4] พบว่า เตา EB มลี กั ษณะเปลวไฟทร่ี นุ แรงกว่า เตา
ได้นาเอาเทคโนโลยีวัสดุพรุนมาประยุกต์ใช้ในการ แก๊ส KB ทวั่ ไป โดยลกั ษณะเปลวไฟมสี ฟี ้าไม่มเี ขม่า
ส่งเสรมิ ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนของเตาแก๊สดว้ ย ซ่ึงแสดงถึงการเผาไหม้ท่ีสมบูรณ์นอกจากน้ี ยัง
การทดลอง โดยการนาเอาหวั เตาแบบทวั่ ไปประกอบ สามารถใช้งานร่วมกับภาชนะได้หลายขนาดและ
เข้ากับโครงสร้างวสั ดุพรุนได้ท่ีทาการออกแบบข้นึ รูปร่าง และมีประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนเฉล่ียสูงถึง
จากการศึกษา พบว่า โครงการวัสดุพรุนทาให้ 45% ซ่ึงสูงกว่าเตาแก๊ส KB ทัว่ ไป และในปี พ.ศ.
ประสทิ ธิภาพเชิงความร้อนสูงข้นึ เฉล่ยี 12% ซ่ึงคิด 2559 อนิรุตต์และคณะ [5] ได้ศึกษาการเพ่ิม
เป็นเปอรเ์ ซน็ ต์การประหยดั (%Energy saving) 30% ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นของเตาประหยดั พลงั งาน
นอกจากน้ียงั ได้ปรบั ปรุงหวั เตาให้เปลวไฟเป็นแบบ โดยไดน้ าหลกั การของการไหลแบบหมุนวน (Swirling
หมุนวน ซง่ึ พบว่า สามารถเพมิ่ ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความ flow) ของ Tamir และคณะ มาพฒั นาประสทิ ธภิ าพเชงิ
ร้อนให้สูงข้ึนได้โดยเฉล่ียประมาณ 20% เม่ือ ความร้อนของเตา EB แต่ด้วยขอ้ จากัดของลกั ษณะ
เปรียบเทียบกับเตาแบบ Swirl burner ท่ียงั ไม่มีการ ทางกายภาพของเตา EB ทไ่ี ม่สามารถกาหนด มุมเงย
ประกอบเข้ากับโครงสร้างวัสดุพรุน และเม่ือ (  ) และมุมเอยี ง ( ) ของรหู วั เผาใหเ้ ท่ากบั งานวจิ ยั
เปรียบเทียบกับเตาแก๊สท่ีใช้กันอยู่ทัว่ ไป พบว่า ของ Tamir และคณะ จงึ ได้กาหนด  และ  ของรู
สามารถเพมิ่ ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนใหส้ ูงข้นึ โดย หวั เตาเท่ากบั 50๐ และ 15๐ ตามลาดบั และทดสอบ
เฉล่ียประมาณ 30% และคิดเป็นอตั ราการประหยดั ประสทิ ธิภาพเชงิ ความร้อนไปเปรยี บเทียบ เตา EB
โดยเฉลย่ี ประมาณ 51% พบว่า เตา SEB มปี ระสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นเพม่ิ ข้นึ
โดยมีค่าสูงสุดเท่ากบั 54.66% ในขณะท่ีเตา EB มี
ในปี ค.ศ. 2007 Hou, และคณะ [3] ได้ทาการ ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนสูงสุดเท่ากบั 47.72% คดิ
เ ป รีย บ เ ทีย บ ป ร ะ สิทธิภ าพ เ ชิงคว า ม ร้อน แ ละ กา ร เป็นการประหยดั พลงั งานเท่ากบั 9.23%
ปลดปล่อย CO ของเตาท่มี ีเปลวไฟแบบหมุน (Swirl

270

นอกจากทาการศึกษาด้านการทดลองในการ 2. การทดสอบ
พฒั นาเตา EB แลว้ ยงั ทาการศกึ ษาพฤตกิ รรมการเผา การทดสอบประสิ ทธิ ภาพเชิ งความร้อน
ไหมข้ องเตา SEB และ EB ดว้ ยวธิ พี ลศาสตร์ของไหล
เชิงคานวณ (Computational fluid dynamics, CFD) ตามมาตรฐาน DIN EN 203-2
มาอย่างต่อเน่ือง [5-8] จากการจาลอง พบวา่ เตา SEB
จะมกี ารกระจายอุณหภูมิ ความเรว็ และ Heat flux สูง Manometer
กว่าเตา EB โดยมอี ุณหภูมิ ความเรว็ และ Heat flux
สูงสุดเท่ากบั 1,455 K, 1.83 m/s และ 28.39 kW/m2 Computer Data Logger
ตามลาดับ ซ่ึงช่วยอธิบายสาเหตุของการเพ่ิมของ
ประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนของเตา SEB และยืนยนั Exaust gas analyzer Pressure regulator
ผลทไ่ี ดจ้ ากการทดลอง [6] ดงั นัน้ จงึ พอทจ่ี ะคาดการณ์
จาก CFD ไดว้ ่า เตาทม่ี อี ุณหภูมิ ความเรว็ และ Heat Thermocouple K-type
flux สงู จะมแี นวโน้มทม่ี ี th สงู ตามไปดว้ ย
Pot
จากงานวจิ ยั ท่ผี ่านมา ผู้วจิ ยั จากห้องปฏิบตั ิการ
CJARL ได้นาความรู้และแนวคดิ ท่ไี ดศ้ ึกษาก่อนหน้า Burner
มาใชเ้ พ่อื ออกแบบเตาแก๊สประหยดั พลงั งาน NB-5 ดงั
แสดงในรปู ท่ี 1 ซ่งึ ออกแบบโดยใชค้ ุณสมบตั ขิ อ้ ดจี าก รปู ท่ี 2 การตดิ ตงั้ ชุดทดสอบประสทิ ธภิ าพเชงิ ความ
เตาขนาด 5 น้ิว ดว้ ยวธิ พี ลศาสตรข์ องไหลเชงิ คานวณ รอ้ น (Thermal efficiency,th )
(Computational Fluid Dynamics, CFD)
รูปท่ี 2 แสดงการติดตงั้ อุปกรณ์การทดลอง เพ่อื
รปู ที่ 1 เตาแกส๊ ประหยดั พลงั งาน NB-5 ทดสอบหาประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น ตามมาตรฐาน
DIN EN 203-2 [9] ซ่ึงใช้หลักการต้มน้า (Boiling test)
โดยเริ่มจากการอุ่นหวั เตาให้ร้อนเป็นเวลา 15 นาที
จากนัน้ นาน้าท่ชี งั ่ มวล 30.6 kg ในหมอ้ ขนาด 45 cm
พร้อมทงั้ วดั อุณหภูมิน้าก่อนต้ม ปรบั อตั ราการไหล
ของแก๊สตามตอ้ งการ แลว้ จงึ นาหมอ้ ดงั กล่าวไปตงั้ บน
เตาพรอ้ มทงั้ จบั เวลา และวดั อุณหภูมขิ องน้า จากนัน้
ต้ ม น้ า จ น ก ร ะ ทัง่ น้ า มี อุ ณ ห ภู มิถึง 90 ◦C แ ล้ว
คานวณหาประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น ดงั สมการท่ี (1)
ทัง้ น้ี ทาการทดสอบ 3 ซ้าในแต่ละกรณีเพ่ือความ
ถูกตอ้ งของขอ้ มลู

ดงั นัน้ บทความน้ีจึงมแี นวคิดในการนาเตาแก๊ส th =  (mwater  C  (t2 − t1 )  100 (1)
ประหยดั พลงั งาน NB-5 ท่อี อกแบบและสร้างขน้ึ จาก  LHV  v T 
ห้องปฏิบตั ิการ CJARL นามาทดสอบประสทิ ธิภาพ  
เชงิ ความร้อน (Thermal efficiency, th ) เพ่อื ใช้เป็น
แนวทางในการพฒั นารูปแบบเตาขนาด 5 น้ิว ให้มี เมอ่ื
ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นสูงขน้ึ เพ่อื ช่วยลดปรมิ าณ th คอื ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น, %
การใชแ้ ก๊สแอลพจี ตี ่อไป mwater คอื มวลของน้า = 30 kg
C คอื คา่ ความรอ้ นจาเพาะของน้าทใ่ี ช้
ทดสอบ = 4.18610-3 MJ/kg‧K
t1 คอื อุณหภูมเิ รม่ิ ตน้ ของน้า, ◦C

271

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน

t2 คอื อุณหภูมสิ ุดทา้ ยของน้า, ◦C เปอร์เซน็ ต์การรประหยดั พลงั งาน (%Energy saving)
LHV คอื ค่าความรอ้ นต่าของแก๊ส LPG ท่ี เท่ากบั รอ้ ยละ 33.29

ความดนั 101.3 kPa และ เม่อื พจิ ารณาปรมิ าณ CO จากรปู ท่ี 3 พบว่า จะมี
อุณหภูมิ 25 ◦C = 50.22 MJ/kg แนวโน้มเพ่มิ ข้นึ เม่ือ Fuel rate เพมิ่ ข้นึ ซ่ึงแสดงถึง
v คอื อตั ราการไหลของ LPG, kg/s การเผาไหม้ท่ีสมบูรณ์น้อยลง ซ่ึงสอดคล้องกบั th
T คอื เวลาทใ่ี ชใ้ นการทดสอบ, s โดยปรมิ าณ CO สงู สุดของเตา KB-5 และเตา NB-5 มี
ค่าเท่ากับ 423 ppm และ 921 ppm ซ่ึงมีค่าไม่เกิน
สามารถคานวณเปอรเ์ ซน็ ต์การประหยดั พลงั งาน มาตรฐาน มอก.2312-2549 [10] และปริมาณ NOX
(%Energy saving) ของเตาไดจ้ ากสมการท่ี (2) ของเตา KB-5 และเตา NB-5 มีค่าใกล้เคยี งกนั ในทุก
ความดนั แก๊สแอลพจี ี โดยมคี ่าสงู สุดไม่เกนิ 100 ppm
% Energy saving = th,2 −th,1 100 (2) ดงั แสดงในรปู ท่ี 5

th , 2 80

เมอ่ื คอื th ของเตา KB-5 70Thermal efficiency, th (%)
คอื th ของเตา NB-5
th,1 60
th,2
50
3. ผลการทดสอบ CO @ 0%O2, (ppm)
40
รูปท่ี 3 แสดงการเปรยี บเทยี บประสทิ ธภิ าพเชงิ
ความร้อน (Thermal efficiency,th ) ของเตา KB-5 30
และเตา NB-5 โดยแสดงผลด้วยค่าเฉลย่ี ทไ่ี ดจ้ ากการ
ทดลอง 3 ซ้า ซ่งึ มคี ่าความคลาดเคล่อื นเฉลย่ี เท่ากบั 20
รอ้ ยละ 1.2 จากการทดลอง พบว่า เม่อื ความดนั แก๊ส KB-5
แอลพจี หี รอื Fuel rate เพม่ิ ขน้ึ th ของเตา KB-5 และ
เตา NB-5 จะมคี ่าลดลง ถงึ แมว้ ่าความดนั แก๊สแอลพจี ี 10 NB-5
หรือ Fuel rate ท่ีเพม่ิ ข้นึ จะแสดงถึงว่าภาชนะได้รบั
พลงั งานความรอ้ นมากขน้ึ กต็ าม แต่ปรมิ าณความรอ้ น 0
สูญเสยี (Heat loss) กลบั มคี ่าเพมิ่ สูงขน้ึ มากกว่า จาก 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
การกระจายตัวของบริเวณท่ีมีอุณหภูมิสูงจะมีการ
กระจายออกสภู่ ายนอกหวั เตามากขน้ึ ดงั นนั้ จากผลท่ี LPG pressure, P (bar)
ได้จาก CFD จึงแสดงในเห็นว่าปริมาณ Heat loss ท่ี
เกดิ จาก Convection จะมคี ่ามากขน้ึ โดยท่ี th เฉลย่ี รปู ที่ 3 การเปรยี บเทยี บประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ น
ของเตา KB-5 มคี ่าร้อยละ 32.68 และ th เฉลย่ี ของ
เตา NB-5 มีค่าร้อยละ 48.99 และสามารถคิดเป็ น 1200
1100 KB-5
1000 NB-5
900
800
700
600
500
400
300
200
100

0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

LPG pressure, P (bar)

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบปริมาณ CO

272

200NOx @ 0%O2, (ppm) 6. เอกสารอ้างอิง

180 KB-5 [1] Tamir A., Elperin I. and Yotzer S. (1992).
160 NB-5
Performance characteristics of a gas burner with a
140 swirl central flame, Energy, Vol. 14(5), pp. 347-
362.
120 [2] Jugjai S, Rungsimuntuchart N. (2002). High
efficiency heat-recirculating domestic burners,
100 Experimental thermal and fluid Science, vol. 26,
pp. 581–592.
80 [3] Hou S.S., Lee C.Y, Lin T.H. (2007). Efficiency
and emissions of a new domestic gas burner with
60 a swirling flame, Energy conversion management,
vol. 48, pp. 1401–1410.
40 [4] อนิรุตต์ มทั ธุจกั ร์, นฤพนธ์ ตดิ มา และ อดศิ ร แยม้
ยวน (2559). การศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพเชิง
20 ความร้อนของเตาแก๊สประหยดั พลงั งานโดยการไหล
แบบหมุนวน, การประชุมวิชาการเครือข่ายพลงั งาน
0 แหง่ ประเทศไทย ครงั้ ที่12 (ENETT 12), มหาวทิ ยาลยั
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 นเรศวร, พษิ ณุโลก, 8-10 มถิ นุ ายน, 1275-1282.
[5] มานะ วชิ างาม, อนิรุตต์ มทั ธุจกั ร์, ธนรฐั ศรวี รี ะกุล
LPG pressure, P (bar) และ เสฏฐวรรธ สุจริตภวตั สกุล (2559). การจาลอง
พฤตกิ รรมการไหลในเตาแก๊สแรงดนั สูงแบบประหยดั
รูปท่ี 5 การเปรยี บเทยี บปรมิ าณ NOx พลงั งาน, ประชุมวชิ าการเครอื ขา่ ยวศิ วกรรมเครอื่ งกล
แ ห่ ง ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ย ค รั้ง ที่ 30 (ME-NETT 30),
4. สรปุ ผลการทดสอบ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา, 5 – 8
จากการทดสอบประสิทธิภาพเชิงความร้อน กรกฎาคม, CST0027.
[6] มานะ วชิ างาม, อนิรตุ ต์ มทั ธจุ กั ร์, ธนรฐั ศรวี รี ะกุล
(Thermal efficiency, th ) ของเตาท่ีมีการออกแบบ และ เสฏฐวรรธ สุจริตภวตั สกุล (2559). การจาลอง
และสรา้ งขน้ึ ในหอ้ งปฏบิ ตั กิ าร สามารถสรุปไดด้ งั น้ี พฤติกรรมการไหลในเตาแก๊สแรงดนั สูงแบบประหยดั
พลงั งาน, ประชุมวชิ าการเครอื ขา่ ยวศิ วกรรมเครอื่ งกล
1. เตา KB-5 มีประสทิ ธิภาพเชงิ ความร้อนเฉลย่ี แ ห่ ง ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ย ค รั้ง ที่ 30 (ME-NETT 30),
เท่ากบั รอ้ ยละ 32.68 มปี ระมาณ CO และ NOX สูงสุด มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา, 5 – 8
ไม่เกนิ 423 ppm และ 91 ppm ตามลาดบั กรกฎาคม, CST0027.
[7] Wichangarm, M., Matthujak, A., Sriveerakul, T.,
2. เตา NB-5 มีประสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนเฉลย่ี Sucharitpwatskul, S., Phongthanapanich S. (2018),
เท่ากบั รอ้ ยละ 48.99 มปี ระมาณ CO และ NOX สูงสุด
ไม่เกนิ 921 ppm และ 89 ppm ตามลาดบั

3. จากการทดสอบในห้องปฏบิ ตั กิ าร พบว่า เตา
NB-5 มี %Energy saving เท่ากบั ร้อยละ 33.29 เม่อื
เทยี บกบั เตา KB-5

5. กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบคุณ นายทนงศกั ดิ ์ภาระวนั นายพชิ ญา จงึ

จิตรักษ์ นายนันทวฒั น์ วงแก่น นักศึกษาชัน้ ปีท่ี 4
ระดบั ปรญิ ญาตรี ของหอ้ งปฏบิ ตั กิ ารการประยุกตใ์ ชล้ า
เจท็ และการเผาไหม้ (CJARL) ท่ชี ่วยดาเนินงานวจิ ยั
และขอขอบคุณภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะ
วศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อุบลราชธานี ทใ่ี หท้ ุน
สนบั สนุนการวจิ ยั

273

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
Numerical study of combustion phenomena in the
energy-saving cooking stove, 9th TSME
International Conference on Mechanical
Engineering, Thammasat University, Phuket,
Thailand, December, 11 - 14, 46-51.
[8] มานะ วชิ างาม, อนริ ตุ ต์ มทั ธุจกั ร์, ธนรฐั ศรวี รี ะกุล
และ เสฏฐวรรธ สุจรติ ภวตั สกุล (2561). อทิ ธพิ ลของ
การไหลแบบหมุนวนต่อพฤตกิ รรมการเผาไหมข้ องเตา
แก๊สหุงต้มแรงดันสูงโดยวิธีพลศาสตร์ของไหลเชิง
คานวณ, ประชุมวชิ าการเครอื ข่ายวศิ วกรรมเครอื่ งกล
แ ห่ ง ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ย ค รั้ง ที่ 32 (ME-NETT 32),
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอีสาน, มุกดาหาร.
3 – 6 กรกฎาคม, AEC-01.
[9] German Standards and Technical Rules (1997).
DIN-EN 203-2: Gas-heated catering equipment,
17.
[10] Industrial Standards (Thai Industrial Standard,
TIS) TIS. 2312-2549, “Household cooking stoves
using liquefied petroleum gas,” Vol.126, (episode
40).

274

บทความเฉพาะบทคัดย‹อ

Agriculture Machine and Automation Technologies

รหสั บทความ : AMA01-A

การศึกษาและสร้างระบบควบคมุ แขนรถขดุ อตั โนมตั ิแบบ 3 แกน
A Study and Construct 3-Axis Automatic Excavator Arm Control System

กนก เกาะม่วง บญุ นิมติ ร สรอ้ ยจติ ร ณฐั สริ ี บนิ สนั เทยี ะ, รตนิ นั ท์ เหลอื มพล และ สงั วาล บุญจนั ทร*์

สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
744 ถ.สุรนารายณ์ ต.ในเมอื ง อ.เมอื ง จ.นครราชสมี า 30000
*ตดิ ตอ่ : [email protected], 093-329-7272

บทคดั ยอ่
งานวจิ ยั น้ีมีวตั ถุประสงค์เพ่อื ศึกษาและสร้างระบบควบคุมอตั โนมตั ิสาหรบั การควบคุมแขนรถขุดแบบ 3 แกน
โดยแขนของรถขดู จะถูกสรา้ งขน้ึ เป็นแบบจาลอง ดว้ ยขนาดความสูงจากรางถึงบูม 0.055 m ความสูงบูม 0.17 m
ความยาวอาร์ม 0.15 m และความกวา้ งบุง้ กี๋ 0.058 m การเคล่อื นทข่ี องแขนรถขุดน้ีเป็นการเคล่อื นทใ่ี นแนวแกน X
และ Y บนรางขนาดความยาว 0.8 x 0.8 m ด้วยการขบั เคล่อื น DC สเต็ปมอเตอร์ และในแนวแกน Z ขบั เคล่อื น
ดว้ ยระบบไฮดรอลคิ ซง่ึ ควบคุมการทางานอตั โนมตั ิผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino UNO R3 ในการทดลองจะ
ทาการขดุ ดนิ ดว้ ยขนาดหลุม ความกวา้ ง x ความยาว x ความลกึ 0.4 m x 0.4 m x 0.1 m 0.3 m x 0.5 m x 0.1 m
และ 0.1 m x 0.3 m x 0.05 m ซ่งึ ถูกเตรยี มไวใ้ นกระบะทดสอบดว้ ยดนิ แตกต่างกนั 3 ประเภท คอื ดนิ ร่วน ทราย
และดนิ ร่วนปนทราย จากการทดลองพบว่า แขนรถขุดใชเ้ วลาในการขุดดนิ เฉล่ยี 30.13, 28.41 และ 15.22 นาที
และมคี วามคลาดเคล่อื นเฉลย่ี ของขนาดหลมุ ทส่ี ามารถขดุ ได้ 10.48% 10.42% และ 20% ตามลาดบั สาหรบั การขุด
ดินทงั้ 3 ประเภท นอกจากน้ียงั พบว่าความแม่นยาในการเคล่อื นท่ีเพ่อื ขุดดินในแนวแกน X และ Y จะมีความ
แม่นยาสงู กวา่ การเคล่อื นทใ่ี นแนวแกน Z

คาหลกั : แขนรถขดุ ; ระบบควบคุมอตั โนมตั ;ิ ระบบควบคมุ แบบ 3 แกน; ไมโครคอนโทรลเลอร;์ อาดรโู น อโู น อาร์
3

Abstract
This research was purposed to study and construct a 3-axis automatic excavator arm control system. The
excavator arm was constructed as a simulator with a distance of 0.055 m between boom and rail, a boom
height of 0.17 m, a boom length of 0.15 m, and a bucket width of 0.058 m. The excavator arm is
propelled in the direction of the X and Y axes on rails size of 0.8 x 0.8 m length by a DC stepping motor
and in the direction of the Z-axis by hydraulic cylinders which were controlled by the Arduino UNO R3
microcontroller. The experiments were carried out by excavating the soil with hole length x width x depth
of 0.4 m x 0.4 m x 0.1 m, 0.3 m x 0.5 m x 0.1 m, and 0.1 m x 0.3 m x 0.05 m in the tested box with

275

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
different three types of example soil: loam, sand, and sandy loam. From the experimental result, it was
found that the average excavation time was found to be 30.13, 28.41 and 15.22 minutes and hole size
errors of 10.48%, 10.42% and 20%, respectively, for three types of soil. Furthermore, the accuracy of
propulsion in a direction of X and Y axes was higher than Z axis.
Keywords: Excavator arm; Automatic control system; 3-axis controller; Microcontroller; Arduino UNO R3.

276

รหสั บทความ : AMA02-A

อิทธิพลของวสั ดพุ รนุ ชนิดเมด็ กลมอดั แน่นท่ีส่งผลต่ออตั ราการอบแห้ง
และคา่ ความสิ้นเปลอื งพลงั งานจาเพาะกรณีติดตงั้ วสั ดพุ รนุ ที่ผนังห้องอบแห้ง
The Influence of Packed-Bed Sphere Porous Media on Drying Rate and Specific
Energy Consumption in Case of Installing Porous Media on Drying Chamber Walls

รพพี งศ์ เป่ียมสวุ รรณ1, กนั ทรากร คาพาพุทธ2, ธนภทั ร กองทองนอก2, วรตุ ม์ เทพจนั อดั 2, ธรี ะ ฮวบขนุ ทด2
ปฏวิ ตั ิ วรามติ ร2*, บณั ฑติ กฤตาคม2, รตนิ นั ท์ เหลอื มพล2, อาไพศกั ดิ ์ ทบี ญุ มา3 และ อภนิ นั ต์ นามเขต3

1 สาขาฟิสกิ สป์ ระยกุ ต์ คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละศลิ ปศาสตร์
2 สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน 744 ถนนสุรนารายณ์ ตาบลในเมอื ง อาเภอเมอื ง จงั หวดั นครราชสมี า 30000
3 ภาควชิ าวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั อบุ ลราชธานี

85 ถนนสถลมารค์ ตาบลเมอื งศรไี ค อาเภอวารนิ ชาราบ จงั หวดั อุบลราชธานี 34190

*ผตู้ ดิ ตอ่ : [email protected], 044-233073 ตอ่ 3410

บทคดั ย่อ

บทความน้ีมวี ตั ถุประสงคเ์ พ่อื นาเสนออทิ ธพิ ลของวสั ดพุ รุนชนิดเมด็ กลมอดั แน่นทส่ี ง่ ผลตอ่ อตั ราการอบแหง้ และค่า

ความสน้ิ เปลอื งพลงั งานจาเพาะของการอบแห้ง กรณีตดิ ตงั้ วสั ดุพรุนทผ่ี นังหอ้ งอบแหง้ มนั สาปะหลงั เป็นวตั ถุดบิ ท่ี

นามาใชท้ ดลองอบแหง้ ดว้ ยลมรอ้ น วสั ดพุ รุนชนดิ เมด็ กลมอดั แน่น มคี า่ ความพรุนเท่ากบั 0.324, 0.349 และ 0.361

ความหนาชนั้ วสั ดพุ รุนเท่ากบั 3, 4, และ 5 เซนตเิ มตร อุณหภูมขิ องลมรอ้ นเท่ากบั 50, 60 และ 70 องศาเซลเซยี ส

ความเรว็ ลมคอื 2 เมตรต่อวนิ าที มุมทางเข้าของห้องอบแห้ง 30° ผลจากการทดลองพบว่าการติดตงั้ วสั ดุพรุน

ภายในหอ้ งอบแหง้ ช่วยสง่ เสรมิ การถ่ายเทความรอ้ นของกระบวนการอบแหง้ ทาใหก้ ารอบแหง้ มพี ฤตกิ รรมในเชงิ

บวก โดยท่ี DR สูงท่สี ุดเท่ากบั 0.078 kg/hr ท่คี ่าความพรุน 0.324 ขนาดความหนา 5 เซนติเมตร และอุณหภูมิ

อบแห้ง 70 °C ค่า SEC ต่าทส่ี ุดเท่ากบั 83.827 MJ/kgwater ทค่ี ่าความพรุน 0.324 ขนาดความหนา 5 เซนติเมตร
และอณุ หภูมอิ บแหง้ 50°C

คาหลกั : วสั ดุพรนุ ชนดิ เมด็ กลมอดั แน่น; อตั ราการอบแหง้ ; คา่ ความสน้ิ เปลอื งพลงั งานจาเพาะ; การอบแหง้

Abstract
This paper aims to present the influence of packed-bed sphere porous media affects drying rate and
specific energy consumption in case of installing packed-bed sphere porous media on the drying chamber
walls. Cassavas are used as drying sample. The porosities of porous media are 0.324, 0.349, and 0.361.
The porous thicknesses are 3, 4, and 5 centimeters. The drying temperatures are 50, 60, and 70 degree
celcius. The drying air velocity is 2 meters per second. The entrance angle of the drying chamber is 30°.
According to the study, the installation of porous media at the drying chamber walls promotes the heat
transfer of the drying process which the highest DR of 0.078 kg/hr at porous porosity of 0.324 porous

277

29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
thickness of 5 cm and drying temperature of 70°C and has the lowest SEC of 83.827 MJ/kgwater at porous
porosity of 0.324, porous thickness of 5 cm and drying temperature of 50°C.
Keywords: Packed-Bed Sphere Porous Media; Drying rate; Specific energy consumption; Drying

278

รหสั บทความ : AMA03-A

การให้น้าไส้เดือนดินในกะบะด้วยระบบอตั โนมตั ิ
Automatic watering system for earth worm in a basin

พลเทพ เวงสงู เนนิ 1, วารี ศรสี อน1, สาวติ รี ประภาการ1 และ จารณิ ี จงปลม้ื ปิต1ิ *

1 สาขาวชิ าวศิ วกรรมเครอ่ื งจกั รกลเกษตร คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน 30000
Department of Agricultural Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Technology,
Rajamangala University of Technology Isan 30000
Tel: 044-233000, Fax: 0-4423-3074, E-mail: [email protected]

บทคดั ยอ่
การวจิ ยั ครงั้ น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ศกึ ษาผลของการเลย้ี งไสเ้ ดอื นสายพนั ธุ์ AF (African night crawler) ในกะบะดว้ ย
การใหน้ ้าอตั โนมตั ิ โดยมเี งอ่ื นไขการควบคุมแบบกาหนดเวลา 3 วนั ต่อครงั้ และแบบช่วงความช้นื ท่ปี ัม๊ จะทางาน
เม่อื ความช้นื เบดด้งิ ต่ากว่ารอ้ ยละ 70 และหยุดการทางานเม่อื ความช้ืนเบดด้งิ สูงกว่ารอ้ ยละ 80 นอกจากน้ีมกี าร
ควบคมุ ปรมิ าณเบดดง้ิ ใหเ้ ท่ากนั คอื 3000 กรมั ต่อกะบะ และจานวนไสเ้ ดอื น 150 กรมั ต่อกะบะ จากการศกึ ษาพบวา่
การเล้ยี งในกะบะท่ไี ม่มกี ารเจาะรแู ละมกี ารควบคุมการใหน้ ้าอตั โนมตั ิมนี ้าหนักไสเ้ ดอื นท่เี พม่ิ ข้ึนร้อยละ 35 จาก
น้าหนักไสเ้ ดอื นเรม่ิ ตน้ มผี ลผลติ ของมูลไสเ้ ดอื นมากทส่ี ุดคอื รอ้ ยละ 80 ของเบดดง้ิ เรม่ิ ตน้ และมเี บดดง้ิ ทเ่ี หลอื น้อย
ท่สี ุดคอื ร้อยละ 20 ของเบดด้งิ เร่ิมต้น อาจเน่ืองมาจากการรกั ษาความช้นื ของเบดด้งิ ไดค้ งท่ีส่งผลต่อไส้เดือนกิน
อาหารไดด้ ี มกี ารเจรญิ เติบโตและให้ผลผลติ มูลไส้เดอื นมากทส่ี ุด เม่อื คานวณราคาขายมูลไส้เดอื นท่ี 20 บาทต่อ
กโิ ลกรมั สง่ ผลใหม้ รี ะยะเวลาคนื ทุนประมาณ 3 เดอื น
คาหลกั : ไสเ้ ดอื นดนิ ; ระบบใหน้ ้า; ระบบอตั โนมตั ;ิ

Abstract
The purpose of this research was to study the effect of earthworms AF (African night crawler) in cabs by
automatic watering system with time control conditions for 3 days at a time and humidity range that is
pump will operate when the bedding humidity is below 70 percent and stop when the bedding humidity is
above 80 percent. In addition, the bedding quantity is controlled to be equal, 3000 g per bucket, and the
amount 150 g of earthworms per litter. The study found that raising in litter box without perforations and
with controlled automatic watering had a 35 percent increase in worm weight from the initial worm weight.
The highest yield of vermicompost was 80 percent of the initial bedding. and the lowest remaining
bedding is 20 percent of the initial bedding. This may be due to the bedding's ability to maintain a
constant humidity that feeds the earthworms well. It has the highest growth and yield of vermicompost.
When calculating the selling price of earthworms at 20 baht per kg that effect to the results in a payback
period of approximately 3 months.
Keyword: Earthworm; Watering system; Automatic system

279

รหสั บทความ : AMA04-A

การพฒั นาอลั กอลิทึมโครงข่ายประสาทเทียมในบอรด์ อารด์ โู น่สาหรบั การควบคมุ
มอเตอรเ์ ครอื่ งหยอดเมลด็ ลงถาดเพาะกลา้

Developing a Neural Network Algorithm in an Arduino Board for Controlling the
Seedling Trays Sowing Machine

จารณิ ี จงปลม้ื ปิต1ิ , วารี ศรสี อน1, พรี ณฐั อนั สุรยี 1์ และ พลเทพ เวงสงู เนิน2*
Jarinee Jongpluempiti1, Waree Srison1, Peeranat Ansuree1 and Ponthep Vengsungnle

1สาขาวชิ าวศิ วกรรมเคร่อื งจกั รกลเกษตร คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน 30000
2 สถาบนั นวตั กรรมอาหาร แปรรปู สนิ คา้ เกษตรเพมิ่ มลู ค่า และเกษตรแมน่ ยา

คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน 30000
1Department of Agricultural Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Technology,

Rajamangala University of Technology Isan 30000
2Food Innovation Institute Processing Agricultural Products to Add Value and Precision Agriculture

Faculty of Engineering and Technology, Rajamangala University of Technology Isan 30000
Tel: 0866539179, Fax: 0-4423-3074, E-mail: [email protected]

บทคดั ยอ่
งานวจิ ยั น้ีเป็นการการพฒั นาอลั กอลทิ มึ โครงข่ายประสาทเทยี มในบอร์ดอาร์ดูโน่สาหรบั การควบคุมมอเตอรเ์ คร่อื ง
หยอดเมล็ดลงถาดเพาะกล้า โดยการทดสอบใหเ้ คร่อื งหยอดเมลด็ ทางานหยอดเมล็ดจานวน 1,000 เมล็ด ซ่งึ ใช้
บอร์ดไมโคคอลโทลเลอร์อาดูโน่ยโู น่ในการควบคุมระบบทงั้ หมด เพ่อื ใชใ้ นการเปรยี บเทยี บอลั กอลทิ มึ การควบคุม
แบบปกติเปรียบเทียบกับการใช้ระบบปัญญาประดิษฐ์ในการตัดสินควบคุมความเร็วของมอเตอร์ 3 ชุด เพ่อื
เปรยี บเทยี บประสทิ ธภิ าพของการทางาน ผลการศกึ ษาแสดงใหเ้ หน็ วา่ การนาเอาอลั กอลทิ มึ โครงขา่ ยประสาทเทยี ม
มาใชก้ บั การควบคุมสามารถเพมิ่ ประสทิ ธภิ าพของการทางานเฉลย่ี เทา่ กบั 97.19%
คาหลกั : อลั กอลทิ มึ ; โครงขา่ ยประสาทเทยี ม; อารด์ โู น่; การควบคมุ มอเตอร;์ ถาดเพาะกลา้

Abstract
This research is to develop a neural network algorithm in an Arduino board for controlling the sowing
machine motor in seedling trays. By testing the seeder to run 1,000 seeds, the Arduino UNO microcontroller
board was used to control the entire system. To compare the conventional control algorithm with artificial
intelligence to judge the speed control of 3 motors to compare their performance. The results showed that
applying a neural network algorithm to the control increased productivity by an average of 97.19%.
Keywords: Algorithm; Neural Networks; Arduino; Motor Control; Seedling Trays

281

บทความเฉพาะบทคัดย่อ

Environmental Management and Alternative Energy
Technology