การหาอัตราการไหลของปั๊ม และการอ่าน Name Plate ของปั๊ม
ดร.นพรัตน์ เกตุขาว
สมรรถนะของปั๊ม
ปั๊มหรือเครื่องสูบน้ำนั้นจะมีความสามารถในการสูบน้ำเปลี่ยนแปลงไปตาม Head (H) ดังแสดงเป็นตัวอย่างในรูป
รูปที่ 1 เส้นสมรรถนะของปั๊ม (Pump performance curve)
โดยสัญลักษณ์ตัว H ย่อมาจาก Head หรือแรงดันสูญเสียที่เกิดขึ้นในระบบท่อและอุปกรณ์ที่น้ำไหลผ่าน ส่วนตัว m ในวงเล็บย่อมาจาก meter ซึ่งก็คือหน่วยความดันในหน่วยเมตร (ถ้าเอามาสูบน้ำก็เป็น m.H2O)
สัญลักษณ์ตัว Q คืออัตราการไหลของน้ำ และ m3/h ในวงเล็บย่อมาจากลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงนั่นเอง โดยเส้นสมรรถนะของปั๊มนี้จะเป็นมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง และปั๊มแต่ละตัวก็จะมีเส้นสมรรถนะที่ไม่เหมือนกัน
Name Plate ของปั๊ม
ต่อไปเราลองมาดูตัวอย่าง Name Plate ของปั๊ม Calpeda รุ่น N4 ตัวนี้กันดูนะครับ
รูปที่ 2 ตัวอย่าง Name Plate ของปั๊ม Calpeda รุ่น N4 80/315C
จาก Name Plate สามารถสรุปได้ว่าที่ Head เท่ากับ 25.7 m สามารถสูบน้ำได้ 30 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง และที่ Head เท่ากับ 15.9 m สามารถสูบน้ำได้ 132 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง
ในทางปฏิบัติ Head ที่เกิดขึ้นมักจะมีค่าไม่เท่ากับ 15.9 หรือ 25.7 m ทำให้เราไม่ทราบอัตราการไหลที่แท้จริงของปั๊มได้ ดังนั้นการหาอัตราการไหลของปั๊มจะต้องอาศัยการอ่านค่าจากเส้นสมรรถนะของปั๊มนั่นเอง ลำดับแรกเราจะต้องหา Head ของระบบปั๊ม โดยให้เราไปดูที่เกจวัดแรงดันที่ทางเข้าและทางออกของปั๊ม แล้วนำมาคำนวณหาค่า Head จากนั้นนำค่า Head ไปอ่านค่าอัตราการไหลบนเส้นสมรรถนะของปั๊ม ดังแสดงในรูปที่ 3 (แผนภูมิเส้นสมรรถนะของปั๊มขอได้จากผู้ผลิตหรือดาวน์โหลดทางอินเตอร์เน็ต)
รูปที่ 3 ตัวอย่าง Name Plate ของปั๊ม Calpeda รุ่น N4 80/315C
การประมาณอัตราการไหลของปั๊มเมื่อไม่มี Pump performance curve
สมมติว่าเราไม่สามารถหา Pump performance curve ของปั๊มรุ่น N4 80/315C ได้ เราก็จะต้องใช้การประมาณค่าอัตราการไหลของน้ำ โดยอาจจะต้องกำหนดให้เส้น curve เป็นเส้นโค้งคว่ำดังสมการต่อไปนี้
H=a-bQ2
จากนั้นหาค่า a และ b โดยใช้เงื่อนไข H max/min และ Q max/min ใน Name plate มาแก้สมการ ซึ่งจากข้อมูลก็จะทำให้เราได้สมการ H-Q ดังต่อไปนี้
H = 26.23-5.93x10-4Q2
และเมื่อแทนค่า H เท่ากับ 20 m ลงในสมการ ก็จะได้ Q เท่ากับ 103 m3/h ซึ่งก็อาจจะมีความคลาดเคลื่อนจากการอ่านเส้น Curve ประมาณ 6%
แต่สำหรับใครที่ไม่ชอบการแก้สมการ ก็สามารถดาวน์โหลดไฟล์ excel ไปใช้ประเมินหาอัตราการไหลในเบื้องต้น โดยแทนค่าลงในตารางดังแสดงในรูป ก็จะได้อัตราการไหลที่ต้องการได้
ดาวน์โหลดไฟล์ Pump flow rate cal
ในส่วนของตัวเลข 11 kW บน Name plate นั้นเป็นขนาดของมอเตอร์ ที่ไม่ใช่การกินไฟของปั๊มนะครับ โดยการกินไฟของปั๊มจะขึ้นอยู่กับอัตราการไหลและ Head ของปั๊ม ซึ่งเราสามารถหาค่าได้จากการตรวจวัด หรือจะใช้การประมาณค่าหยาบๆเอาก็ได้นะครับ ครั้งหน้าเราจะลองประมาณค่าการกินไฟของปั๊มให้ดูนะครับ
*หมายเหตุ :
1. บทความนี้ใช้ได้กับปั๊มที่ใบพัดยังไม่สึกหรอมากจนเกินไปจนทำให้ Performance เปลี่ยน
2. ขอขอบคุณ Wittaya taf ที่ให้รูปภาพมาประกอบบทความครับ
หมายเหตุ: ท่านสามารถอ่านบทความอื่นๆ ได้ที่เวบไซต์สาขาวิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยพะเยา
และติดตามบทความดีๆได้ที่ Facebook: Energy4You
