การศึกษาเชิงทดลองและค านวณของการย่างเนื้อในเตาย่างสเต็ก

งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาการถ่ายเทความร้อนตามธรรมชาติและพฤติกรรมการไหลของก๊าซร้อนภายในเตาย่างสเต็กเชิงพาณิชย์ โดยใช้การทดลองจริงร่วมกับการจำลองด้วยพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) การศึกษานี้เก็บข้อมูลการใช้ก๊าซและอากาศใน สภาพการทำงานจริง เพื ่อสร้างแบบจำลองทางเรขาคณิตของเตาย่างและจำลองกระบวนการเผาไหม้ก๊าซภายในเตา ทำการ ตรวจวัดอุณหภูมิภายในเตาเปล่า ที่มีการติดตั้งหัววัดอุณหภูมิทั ้งหมด 17 จุด ครอบคลุมตำแหน่งทางเข้าและทางออกของอากาศ และก๊าซ โดยแบ่งออกเป็น 3 ชั้นความสูง แต่ละชั้นมีการวัดอุณหภูมิ 5 ตำแหน่ง นอกจากนี้ ในการศึกษายังได้จำลองการย่างเนื้อ โดยใช้ CFD ร่วมกับการกำหนดคุณสมบัติของเนื้อ เช่น ความหนาแน่น การนำความร้อน และความจุความร้อน ที่เปลี่ยนแปลงตาม อุณหภูมิ เพื่อจำลองกระบวนการย่างเสมือนจริงและประเมินคุณภาพการถ่ายเทความร้อนจากก๊าซร้อนไปยังเนื้อได้อย่างแม่นยำ ผล การทดลองพบว่า อุณหภูมิภายในเตามีการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอ ชั ้นล่างสุดที ่ตำแหน่งกลางเตามีอุณหภูมิสูงกว่าจุดอื ่นอย่าง ชัดเจน ขณะที่บริเวณรอบข้างมีอุณหภูมิต่ำกว่ากลางเตาอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีผลต่างอุณหภูมิสูงสุดประมาณ 45°C ผลการจำลอง ด้วย CFD มีความสอดคล้องกับผลการทดลอง และสามารถอธิบายสาเหตุของการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในโครงสร้างเดิม ของเตาได้ จากนั้นทำการวิเคราะห์และปรับปรุงโครงสร้างเตาโดยการติดตั ้งแผ่นเหล็กเจาะรู เพื่อควบคุมทิศทางการไหลของก๊าซ พบว่าสามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิในแต่ละตำแหน่งได้เหลือเพียง 10°C ช่วยให้การกระจายความร้อนมีประสิทธิภาพ ยิ่งขึ้น ส่งผลต่อคุณภาพการย่างและลดเวลาที่ใช้ในการย่าง