ไอทีอุตสาหกรรม 25 พ.ค.2559 - เทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamics) เป็นวิชาที่ว่าด้วยความสัมพันธ์ระหว่างความร้อน พลังงาน และการเปลี่ยนรูปพลังงาน ซึ่งมีส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสารต่างๆ โดยเฉพาะน้ำ ซึ่งจะต้องเปิดตารางคุณสมบัติของน้ำเพื่อหาค่าความดัน อุณหภูมิ และสถานะของสาร โดยเฉพาะผู้ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำ หรือ Boiler มักจำเป็นต้องใช้กันโดยมาก แต่การหาค่าคุณสมบัติของน้ำจากตารางแบบเดิมในปัจจุบันกลายเป็นเรื่องล้าสมัย อีกทั้งยังเป็นเรื่องค่อนข้างยุ่ง เข้าใจยาก และอาจไม่ได้ค่าที่ตรงอย่างที่ต้องการ หากใครที่ไม่มีความรู้โอกาสผิดก็จะมากขึ้น และมักประสบปัญหาในการหาค่าจากตาราง

รศ.ดร.วันชัย อัศวภูษิตกุล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ได้พัฒนา “โปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำ” เพื่อให้นักศึกษาหรือผู้ที่ใช้งานบ่อยๆ สามารถทำความเข้าใจได้ง่ายขึ้นแทนการเปิดหาจากตารางแบบเดิม ล่าสุดโปรแกรมนี้ยังได้รับการจดลิขสิทธิ์เรียบร้อยแล้ว 

รศ.ดร.วันชัย กล่าวว่า เทอร์โมไดนามิกส์ ถือเป็นวิชาที่มีความสำคัญ เพราะเกี่ยวข้องกับเรื่องของพลังงานและการเปลี่ยนรูปพลังงาน ซึ่งนอกจากนักศึกษาภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลจะต้องเรียนแล้ว ผู้ที่เรียนวิศวกรรมศาสตร์ไม่ว่าจะเป็นภาควิชาวิศวไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ก็ต้องเรียนวิชาเทอร์โมไดนามิกส์นี้ ไม่เช่นนั้นจะไม่รู้เรื่องของพลังงาน ผู้เรียนจึงต้องมีความรู้และเข้าใจการหาค่าคุณสมบัติของน้ำจากตารางให้เป็น

แต่วิธีการหาค่าจากตารางเป็นเรื่องที่ค่อนข้างเข้าใจยาก จึงตัดสินใจเขียนเป็นโปรแกรมขึ้นใช้แทนตารางแบบเดิม เพื่อให้นักศึกษาหาค่าได้ง่ายและสะดวกขึ้นกว่าการใช้ตารางแบบเดิม โดยโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถใช้ได้ทั้งแบบออนไลน์และออฟไลน์บน web browser ทุกตัว

สำหรับวัตถุประสงค์หลักของการพัฒนาโปรแกรมดังกล่าวขึ้นมาก็เพื่อนำมาใช้ในการเรียนการสอนการศึกษาทั่วไป และยังสามารถนำไปต่อยอดประยุกต์ใช้กับภาคอุตสาหกรรมได้อีกด้วย

รศ.ดร.วันชัย ระบุว่า “โปรแกรมลักษณะนี้แม้จะเคยมีมาก่อน แต่มีข้อจำกัดอยู่มาก และยังไม่สามารถอธิบายได้ทั้งหมด อีกทั้งค่าที่หาได้ยังไม่มีการแสดงผลในรูปของกราฟให้เห็น รวมทั้งแปลงค่าตามหน่วยที่ต้องการไม่ได้ แต่ตัวโปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำที่ได้พัฒนาขึ้นใหม่นี้เป็นการนำเอาฐานข้อมูล (Data base) คุณสมบัติของน้ำมาพัฒนาและเขียนขึ้นตามที่เราต้องการ คือ สามารถรับได้ทุกหน่วย แปลงค่าได้ บอกสถานะของน้ำ พร้อมแสดงผลลงในกราฟต่างๆ ที่ต้องการ เข้าใจง่าย และนำไปประยุกต์ใช้ต่อได้ ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติเด่นของโปรแกรมนี้ที่แตกต่างจากที่มีอยู่”

“ยังไม่มีสถาบันการศึกษาหรือมหาวิทยาลัยใดทำขึ้นมาเพื่อการศึกษา มจธ.ถือเป็นที่เดียวที่พัฒนาโปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำเพื่อให้นักศึกษาได้เรียนรู้แทนตาราง และเหมาะในการใช้งานแม้จะยังไม่ฟูลออฟชั่น แต่ก็สามารถปรับเพิ่มฟังก์ชั่นได้เรื่อยๆ และยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ต่อในภาคอุตสาหกรรมได้ เช่น ในกระบวนการผลิตของเครื่องจักรไอน้ำก็สามารถนำโปรแกรมนี้ไปใช้คำนวณหาวัฎจักรการทำงานและประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว” รศ.ดร.วันชัย กล่าว

โปรแกรมฯนี้ได้เขียนไว้เป็นต้นแบบ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการหาค่าคุณสมบัติของสารอะไรก็ได้ ไม่จำเป็นต้องน้ำอย่างเดียว เพียงแค่มี data base ของสารที่ต้องการ เพราะสารบริสุทธิ์ทุกตัวจะมีคุณสมบัติหรือพฤติกรรมเหมือนกัน โดยการใส่ชื่อสารที่ต้องการหาค่าลงไปในช่อง จากนั้นโปรแกรมก็จะคำนวณหาค่านั้นออกมาแปลงค่าได้ทุกหน่วยตามที่ต้องการ และยังแสดงผลออกมาเป็นกราฟทำให้เข้าใจง่ายและสะดวกมากยิ่งขึ้น 

ตัวอย่างเช่น ใส่คำว่า “น้ำ” ลงไป โปรแกรมก็จะมีให้เลือกว่า เราต้องการหาสภาวะไหน ต้องการน้ำในอุณหภูมิเท่าไหร่ ความดันเท่าไหร่ ค่าพลังงานความร้อนรวมเท่าไหร่ ก็เลือกตามที่เราต้องการ จากนั้นเข้าไปเลือกหน่วยวัดที่ต้องการ หรืออยากรู้คุณสมบัติตัวอื่นๆ ก็สามารถใส่เพิ่มลงไปได้ เพราะมีเลือกให้ได้เยอะมากกว่าโปรแกรมอื่นๆ

เมื่อใส่ข้อมูลที่ต้องการหาทั้งหมดแล้ว (กำหนด ค่าตัวแปรที่ทราบเพียง 2 ค่า) โปรแกรมก็จะคำนวณผลออกมาและแสดงจุดของตำแหน่งที่เราต้องการหาลงในกราฟความสัมพันธ์ที่ต้องการ เช่น ความดัน-อุณหภูมิ (P-T), ความดัน-เอนทาลปี (P-h) และ อุณหภูมิ-ปริมาตรจำเพาะ (T-v) พร้อมเส้นอิ่มตัว หรือ Saturation Line ทำให้ทราบว่าสิ่งที่ต้องการหาอยู่สภาวะอะไร

ล่าสุด ได้พัฒนาเวอร์ชั่นใหม่ขึ้นอีก โดยสามารถคำนวณหาค่าที่ต้องการแสดงผลออกมากได้ทั้งกราฟและตาราง คือ จากกราฟเป็นตาราง และจากตารางเป็นกราฟได้อีกด้วย

Tags : อุตสาหกรรม, ข่าวอุตสาหกรรม, สื่ออุตสาหกรรม, โรงงาน, เครื่องจักรกล, การผลิต, พลังงาน, โลจิสติกส์, Industry, Industrial, Industrial News, Industrial Media, Factory, Machinery, Machine, Manufacturing, Energy, Logistic