เนื้อหาวันที่ : 2016-04-25 17:00:30 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 2510 views

วิศวเครื่องกล มจธ.พัฒนา “โปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติน้ำ และอากาศ” แบบแปลงค่าได้ทุกหน่วยรายแรก ใช้ได้ทั้งการเรียนการสอนและภาคอุตสาหกรรม

Thermodynamics เป็นวิชาที่ว่าด้วยความสัมพันธ์ระหว่างความร้อน งานพลังงานและการเปลี่ยนรูปพลังงาน ซึ่งมีส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสารต่างๆ โดยเฉพาะน้ำ ซึ่งผู้เรียนจะต้องเปิดตารางคุณสมบัติของน้ำเพื่อหาค่าความดัน อุณหภูมิและสถานะของสาร ที่นักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์จะต้องเรียน รวมถึงผู้ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำหรือBoiler จะต้องใช้กันมาก แต่การหาค่าคุณสมบัติของน้ำจากตารางแบบเดิมในปัจจุบันกลายเป็นเรื่องล้าสมัยอีกทั้งยังเป็นเรื่องค่อนข้างยุ่ง เข้าใจยาก และอาจไม่ได้ค่าที่ตรงอย่างที่ต้องการหากใครที่ไม่มีความรู้โอกาสผิดก็จะมากขึ้น และมักประสบปัญหาในการหาค่าจากตาราง ด้วยเหตุนี้ รศ.ดร.วันชัย อัศวภูษิตกุล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) จึงได้พัฒนา “โปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำ” เพื่อให้นักศึกษาทำความเข้าใจได้ง่ายขึ้นแทนการเปิดหาจากตารางแบบเดิม ล่าสุดโปรแกรมนี้ยังได้รับการจดลิขสิทธิ์เรียบร้อยแล้ว

รศ.ดร.วันชัย  กล่าวว่า เทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamics )ถือเป็นวิชาที่มีความสำคัญเพราะเกี่ยวข้องกับเรื่องของพลังงานและการเปลี่ยนรูปพลังงาน ซึ่งนอกจากนักศึกษาภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลจะต้องเรียนแล้ว ผู้ที่เรียนวิศวกรรมศาสตร์ไม่ว่าจะเป็นภาควิชาวิศวไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ก็ต้องเรียนวิชาเทอร์โมไดนามิกส์นี้ ไม่เช่นนั้นจะไม่รู้เรื่องของพลังงาน ผู้เรียนจึงต้องมีความรู้และเข้าใจการหาค่าคุณสมบัติของน้ำจากตารางให้เป็น แต่วิธีการหาค่าจากตารางเป็นเรื่องที่ค่อนข้างเข้าใจยาก จึงตัดสินใจเขียนเป็นโปรแกรมขึ้นใช้แทนตารางแบบเดิม เพื่อให้นักศึกษาหาค่าได้ง่ายและสะดวกขึ้นกว่าการใช้ตารางแบบเดิมซึ่งมีความยุ่งยากมากในการหาค่า ซึ่งโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถใช้ได้ทั้งแบบออนไลน์และออฟไลน์ บน web browser ทุกตัว หมายความว่า อุปกรณ์ทุกชนิด เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือ ฯลฯ ที่มี IE, Firefox, Safari, Chrome สามารถใช้ได้หมด วัตถุประสงค์หลักของการพัฒนาก็เพื่อนำมาใช้ในการเรียนการสอนการศึกษาทั่วไปทั้งนักศึกษาและยังสามารถนำไปต่อยอดประยุกต์ใช้กับภาคอุตสาหกรรมได้

“โปรแกรมลักษณะนี้แม้จะเคยมีมาก่อน แต่มีข้อจำกัดอยู่มาก และยังไม่สามารถอธิบายได้ทั้งหมด อีกทั้งค่าที่หาได้ยังไม่มีการแสดงผลในรูปของกราฟให้เห็น รวมทั้งแปลงค่าตามหน่วยที่ต้องการไม่ได้  แต่ตัวโปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำที่ได้พัฒนาขึ้นใหม่นี้ เป็นการนำเอาฐานข้อมูล (Data base) คุณสมบัติของน้ำมาพัฒนาและเขียนขึ้นตามที่เราต้องการ คือ สามารถรับได้ทุกหน่วย แปลงค่าได้ บอกสถานะของน้ำ พร้อมแสดงผลลงในกราฟต่างๆที่ต้องการ เข้าใจง่าย และนำไปประยุกต์ใช้ต่อได้ ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติเด่นของโปรแกรมนี้ที่แตกต่างจากที่มีอยู่ และยังไม่มีสถาบันการศึกษาหรือมหาวิทยาลัยใดทำขึ้นมาเพื่อการศึกษา มจธ.ถือเป็นที่เดียวที่พัฒนาโปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำเพื่อให้นักศึกษาได้เรียนรู้แทนตาราง และเหมาะในการใช้งานแม้จะยังไม่ฟูลออฟชั่นแต่ก็สามารถปรับเพิ่มฟังก์ชั่นได้เรื่อยๆ และยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ต่อในภาคอุตสาหกรรมได้ เช่น ในกระบวนการผลิตของเครื่องจักรไอน้ำก็สามารถนำโปรแกรมนี้ไปใช้คำนวณหาวัฎจักรการทำงานและประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างถูกต้องรวดเร็ว”

รศ.ดร.วันชัย  กล่าวอีกว่า โปรแกรมฯนี้ได้เขียนไว้เป็นต้นแบบ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการหาค่าคุณสมบัติของสารอะไรก็ได้ไม่จำเป็นต้องน้ำอย่างเดียว เพียงแค่มี data base ของสารที่ต้องการ เพราะสารบริสุทธิ์ทุกตัวจะมีคุณสมบัติหรือพฤติกรรมเหมือนกัน โดยการใส่ชื่อสารที่ต้องการหาค่าลงไปในช่อง จากนั้นโปรแกรมก็จะคำนวณหาค่านั้นออกมาแปลงค่าได้ทุกหน่วยตามที่ต้องการ และยังแสดงผลออกมาเป็นกราฟทำให้เข้าใจง่ายและสะดวกมากยิ่งขึ้น

“ สมมติว่า ใส่คำว่า “น้ำ” ลงไป โปรแกรมก็จะมีให้เลือกว่า เราต้องการหาสภาวะไหน ต้องการน้ำในอุณหภูมิเท่าไหร่ ความดันเท่าไหร่ ค่าพลังงานความร้อนรวมหรือเอนทาลปีเท่าไหร่ ก็ติ๊กลงในช่อง จากนั้นเข้าไปเลือกหน่วยวัดที่ต้องการ หรืออยากรู้คุณสมบัติตัวอื่นๆ ก็สามารถใส่เพิ่มลงไปได้ เพราะมีเลือกให้ได้เยอะมากกว่าโปรแกรมอื่นๆ เมื่อใส่ข้อมูลที่ต้องการหาทั้งหมดแล้ว (กำหนด ค่าตัวแปรที่ทราบเพียง 2 ค่า) โปรแกรมก็จะคำนวณผลออกมาและแสดงจุดของตำแหน่งที่เราต้องการหา ลงในกราฟความสัมพันธ์ที่ต้องการ 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”

อย่างไรก็ดี นอกจากโปรแกรมคำนวณค่าคุณสมบัติของน้ำแล้วก่อนหน้านี้ รศ.ดร.วันชัย อัศวภูษิตกุล ยังได้พัฒนาโปรแกรมคำนวณคุณสมบัติของอากาศขึ้นเพื่อนำมาใช้ประกอบการเรียนการสอนให้กับนักศึกษา และใช้ในการคำนวณออกแบบระบบปรับอากาศ รศ.ดร.วันชัย กล่าวว่า “หลังจากนำโปรแกรมมาใช้สอนนักศึกษามาประมาณหนึ่งปีเห็นได้ชัดว่า นักศึกษามีความรู้  ความเข้าใจ สามารถอ่านค่าได้มากขึ้น เพราะการแสดงค่าเป็นกราฟ ทำให้นักศึกษาได้เห็นภาพง่ายขึ้น ถือเป็นประโยชน์ต่อการเรียนการสอนและการศึกษาของไทย” สำหรับผู้ประกอบการที่สนใจต้องการนำโปรแกรมฯไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมสามารถติดต่อได้ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี