การศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์จากโลหะไนตินอล

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พีรภัทร เที่ยงธรรม, ญาณพัฒน์ ไกรจันทร์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปรียนันท์ ศรีสุวรรณ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ตรัง

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมามีการคิดค้นวัสดุใหม่ๆ เช่นโลหะผสมไนตินอล (nitinol) เป็นโลหะผสมที่เกิดจากการนำนิกเกิล (Ni) และไทเทเนียม (Ti) มาผสมกัน ซึ่งไนตินอลมีคุณสมบัติเด่น 2 ประการ คือ การจดจำรูปทรง (shape memory) และความยืดหยุ่นอย่างยิ่ง (superelasticity) โดยในปัจจุบันนี้มีการนำไนตินอลไปประยุกต์ใช้เป็น nitinol engine ซึ่งถือเป็นเครื่องจักรความร้อน (Heat engine) โดยการทำงานของเครื่องจักรนี้จะอาศัยการจดจำรูปทรง (shape memory) ของไนตินอล โดยให้ด้านหนึ่งเป็นส่วนที่สัมผัสน้ำร้อน และอีกด้านหนึ่งสัมผัสอากาศ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิ จึงทำให้ไนตินอลเปลี่ยนรูปทรงทำให้เกิดแรงดีดและสามารถหมุนได้

ผู้จัดทำจึงต้องการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของ nitinol engine ซึ่งคาดว่าปัจจัยที่เกี่ยวข้อง คือ อุณหภูมิของลวดไนตินอล จึงได้ออกแบบการทดลองโดยการหารูปแบบและวัสดุที่เป็นผิวสัมผัสของจานหมุนซึ่งสัมผัสกับลวดไนตินอล ที่ทำให้ nitinol engine มีประสิทธิภาพมากที่สุด มีการคำนวณหาประสิทธิภาพการทำงานของ nitinol engine

ผลการทดลอง คือ ลวดไนตินอลที่มี transition temperature ที่ 70 องศาเซลเซียส ทำให้ nitinol engine และรูปแบบที่ผิวสัมผัสล้อบนเป็นโลหะและผิวสัมผัสล้อล่างเป็นอะคริลิกจะทำให้การทำงานของ nitinol engine ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด