Thermal Efficiency Improvement of Clay Brick Rectangle Down Draft Kilns

Abstract

The purpose of this research is study the properties of bricks, use of a brick kiln, energy used to burn, heat loss of brick kiln and the thermal efficiency of a rectangular down draft brick kiln. Then improvement to increase the efficiency of the rectangular down draft brick kiln. By selecting suitable thermal insulation materials that are simply to find locally, namely air, wood ash and rice husk ash. Conducted the test by insulating to prevent heat loss at the kilns wall. The insulation thickness was 10 cm. and 15 cm., and at three levels of insulation densities:high,medium and low. A total of 14 experiments were conducted. Then compare the heat efficiency of the furnace before and after the insulation. The results showed that the water absorption capacity of the 4-hole brick was 13.68%, the 8-hole brick 12.37%, the shrinkage of the 8-hole brick 1.06%, of the 4-hole brick 1.65%, and the total heat energy obtained from firewood was 142,777 MJ, the total number of bricks used in burning is 50,997 pices, weighing 56,678 Kg. The specific energy consumption used in burning bricks is 2.52 KJ/Kg of bricks. Accumulated energy loss at the kiln wall 34,466.57 MJ, equivalent to 24.14% ;heat energy lost by conduction 15,914.83 MJ, equivalent to 11.15% heat loss from the chimney 6,695.38 MJ, equivalent to 4.69%. The heat transferred to the brick is 85,700.22 MJ, representing 60.02%.The trermal efficciency of the kiln can be calculated as 0.60. The results showed that a brick kiln with insulated air with a thickness of 15 centimeters had the lowest heat loss at the wall, 0f 9.56 MJ, with a thermal efficiency of 0.32. The heat loss from the thermal conductivity of the furnace wall before insulating is 261.56 MJ. Corresponding with the thermal efficiency was 0.06 The thermal efficiency of the test kiln before and after improvement had an increase of 26.67%.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาคุณสมบัติของอิฐ การใช้เตาเผาอิฐ พลังงานที่ใช้ในการเผา ความร้อนสูญเสียของเตาเผาอิฐ และประสิทธิภาพทางความร้อนของเตาเผาอิฐแบบสี่เหลี่ยมชนิดทางเดินลมร้อนลง แล้วหาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของเตาเผาอิฐแบบสี่เหลี่ยมชนิดทางเดินลมร้อนลง โดยเลือกใช้วัสดุฉนวนกันคววามร้อนสูญเสียที่เหมาะสมและหาได้ง่ายในท้องถิ่น คือ อากาศ ขี้เถ้าไม้ ขี้เถ้าแกลบ ทำการทดสอบโดยการทำเป็นฉนวนป้องกันความร้อนสูญเสียที่ผนัง ความหนาของฉนวน ขนาด 10 เซนติเมตร และ 15 เซนติเมตร และที่ความหนาแน่นของฉนวนสามระดับ คือ มาก ปานกลาง และน้อยตามลำดับ ซึ่งได้การทดลองทั้งหมด 14 การทดลอง แล้วเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางความร้อนขอลเตาก่อนและหลังการใส่ฉนวน ผลจากการศึกษาพบว่าความสามารถในการดูดซับน้ำของอิฐ 4 รู 13.68 % อิฐ 8 รู 12.37 % ค่าการหดตัวของอิฐ 8 รู 1.06 % ของอิฐ 4 รู 1.65 % ค่าพลังงานความร้อนที่ได้จากไม้ฟืนทั้งหมด 142,777 เมกะจูล จำนวนอิฐที่ใช้ในการเผาทั้งหมด 50,997 ก้อน มีน้ำหนัก 56,678 กิโลกรัม ค่าพลังงานจำเพาะที่ใช้ในการเผาอิฐ 2.52 กิโลจูลต่อกิโลกัมอิฐ ค่าพลังงานสูญเสียสะสมที่ผนังเตา 34,466.57 เมกะจูล คิดเป็น 11.15 % พลังงานความร้อนสูเสียออกจากปล่อง 6,695.38 เมกะจูล คิดเป็น 4.69 % พลังงานร้อนที่ถ่ายเทสู่อิฐ 85,700.22 เมกะจูน คิดเป็น 60.02% คำนวนหาค่าประสิทธิภาพทางความร้อนของเตาได้เท่ากับ 0.06 ผลของการทดลองพบว่าเตาเผาอิฐที่มีอากาศเป็นฉนวน ความหนา 15 เซนติเมตร มีค่าการสูญเสียความร้อนที่ผนังน้อยสุด คือ 9.56 เมกะจูล ประสิทธิภาพทางความร้อนของเตา 0.32 จึงนำไปเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางความร้อนของเตาก่อนใส่ฉนวนพบว่า ค่าความร้อนที่สูญเสียจากการนำความร้อนของผนังเตาก่อนใส่ฉนวนคือ 261.56 เมกะจูล ประสิทธิภาพทางความร้อนของเตาทดสอบก่อนปรับปรุงและหลังปรับปรุงมีค่าประสิทธิภาพทางความร้อนเพิ่มขึ้น 26.47 %