เนื้อหาวันที่ : 2006-11-16 20:29:50 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 18939 views

การติดตั้งเครื่องสูบแบบอนุกรมและแบบขนาน

การติดตั้งเครื่องสูบหลายเครื่องในระบบ เพื่อที่จะทำให้ระบบมีหัวรวมสูงขึ้นหรือมีอัตราการไหลสูงขึ้น เราสามารถกระทำได้โดยการติดตั้งเครื่องสูบให้มีลักษณะการต่อแบบอนุกรมและแบบขนานเช่นเดียวกับการต่อวงจรไฟฟ้า ในทางปฏิบัติการติดตั้งเครื่องสูบทั้งแบบอนุกรมและแบบขนานจะต้องติดตั้งวาล์วกันไหลกลับ เพื่อที่จะป้องกันการไหลย้อนกลับของของไหล

 

 

การติดตั้งเครื่องสูบหลายเครื่องในระบบ เพื่อที่จะทำให้ระบบมีหัวรวมสูงขึ้นหรือมีอัตราการไหลสูงขึ้น เราสามารถกระทำได้โดยการติดตั้งเครื่องสูบให้มีลักษณะการต่อแบบอนุกรมและแบบขนานเช่นเดียวกับการต่อวงจรไฟฟ้า ในทางปฏิบัติการติดตั้งเครื่องสูบทั้งแบบอนุกรมและแบบขนานจะต้องติดตั้งวาล์วกันไหลกลับ (Check Valves) เพื่อที่จะป้องกันการไหลย้อนกลับของของไหล (Back Flow) ซึ่งจะส่งผลให้ชิ้นส่วนของเครื่องสูบได้รับความเสียหายได้ และอาจติดตั้งวาล์วควบคุมการไหล (Shutoff Valves) ทางด้านท่อดูดและท่อปล่อยของระบบ เพื่อควบคุมอัตราการไหลของของไหลในระบบ ดังรูปที่ 1

.

() การติดตั้งแบบอนุกรมและสภาวะสมดุลของเครื่องสูบ

() การติดตั้งแบบขนานและสภาวะสมดุลของเครื่องสูบ

.

รูปที่ 1 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบแบบอนุกรมและแบบขนาน

.

ในการพิจารณาติดตั้งเครื่องสูบแบบอนุกรมหรือแบบขนาน จะนำเอากราฟสมรรถนะของเครื่องสูบมาช่วยในการพิจารณา เราอาจจะเอาความสัมพันธ์ระหว่างหัวความกดดันและอัตราการไหล จากกราฟสมรรถนะของเครื่องสูบทำให้ระบบเกิดความสมดุลกันขึ้น

.

การติดตั้งเครื่องสูบแบบอนุกรม  จะทำให้หัวของระบบมีค่าสูงขึ้น แต่อัตราการไหลของของไหลภายในระบบไม่เปลี่ยนแปลง หัวของระบบที่เพิ่มสูงขึ้นเราสามารถหาได้จากผลรวมของหัวความกดดันของเครื่องสูบแต่ละเครื่อง ดังรูปที่ 1 () ที่อัตราการไหล Q ทำให้หัวความกดดันของระบบเพิ่มขึ้นมีค่าเท่ากับ H1 + H2 + H3

.

การติดตั้งเครื่องสูบแบบขนาน จะทำให้อัตราการไหลของระบบมีค่าสูงขึ้น แต่หัวของระบบไม่เปลี่ยนแปลง อัตราการไหลของระบบที่เพิ่มสูงขึ้นเราสามารถหาได้จากผลรวมของอัตราการไหล ที่ได้จากเครื่องสูบแต่ละเครื่อง ดังรูปที่ 1 () อัตราการไหลทั้งหมดของระบบหาได้จากผลรวมของอัตราการไหลที่ได้จากเครื่องสูบแต่ละเครื่อง

.

เราอาจจำแนกการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง แบบอนุกรมและแบบขนานได้เป็น 4 ลักษณะดังต่อไปนี้

1. การติดตั้งแบบอนุกรม เมื่อเครื่องสูบทั้งสองมีคุณลักษณะเหมือนกัน

2. การติดตั้งแบบอนุกรม เมื่อเครื่องสูบทั้งสองมีคุณลักษณะต่างกัน

3. การติดตั้งแบบขนาน เมื่อเครื่องสูบทั้งสองมีคุณลักษณะเหมือนกัน

4. การติดตั้งแบบขนาน เมื่อเครื่องสูบทั้งสองมีคุณลักษณะต่างกัน

.

รูปที่ 2 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ซึ่งมีคุณลักษณะเหมือนกันแบบอนุกรม เมื่อเครื่องสูบทำงานจะทำให้หัวของระบบเพิ่มสูงขึ้นแต่อัตราการไหลคงที่ เส้นกราฟ H-Q จะเป็นเส้นเดียวกัน เราสามารถหาอัตราการไหลของของไหลในสภาวะสมดุลของเครื่องสูบได้จากเส้นกราฟสมดุล (Equivalent Pump)

.

รูปที่ 2 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ที่มีคุณลักษณะเหมือนกันแบบอนุกรม

.

รูปที่ 3 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ซึ่งมีคุณลักษณะต่างกันแบบอนุกรม เส้นกราฟ H-Q ของเครื่องสูบแต่ละเครื่องจึงไม่เป็นเส้นกราฟเดียวกัน เมื่อเครื่องสูบทำงานจะทำให้หัวของระบบมีค่าสูงขึ้น แต่อัตราการไหลของระบบไม่เปลี่ยนแปลงที่อัตราการไหลใด ๆ เราสามารถหาค่าหัวของระบบที่เปลี่ยนไปได้จากกราฟสมดุลของระบบ

.

รูปที่ 3 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ที่มีคุณลักษณะต่างกันแบบอนุกรม

.

รูปที่ 4 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ซึ่งมีคุณลักษณะเหมือนกันแบบขนาน เส้นกราฟ H-Q ของเครื่องสูบแต่ละเครื่องจะเป็นเส้นกราฟเดียวกัน เมื่อเครื่องสูบทำงานจะทำให้อัตราการไหลของระบบมีค่าสูงขึ้น แต่หัวของระบบไม่เปลี่ยนแปลงจากรูปจะเห็นได้ว่า ค่าหัวความกดดันสูงที่สุดของกราฟสมรรถนะเครื่องสูบแต่ละเครื่อง จะเท่ากับกราฟสมรรถนะเครื่องสูบในสภาวะสมดุลที่หัวความกดดันใด ๆ ของระบบ เราสามารถหาค่าอัตราการไหลของระบบที่เปลี่ยนไปได้จากกราฟสมดุลของระบบ

.

รูปที่ 4 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ที่มีคุณลักษณะเหมือนกันแบบขนาน  

.

รูปที่ 5 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ซึ่งมีคุณลักษณะของสมรรถนะต่างกันแบบขนาน เส้นกราฟ H-Q ของเครื่องสูบแต่ละเครื่องจะเป็นเส้นกราฟต่างกัน เมื่อเครื่องสูบทำงานจะทำให้อัตราการไหลของระบบมีค่าสูงขึ้น แต่หัวของระบบไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากเครื่องสูบมีขนาดต่างกัน เครื่องสูบซึ่งมีค่าหัวรวมต่ำกว่า จะยังไม่ทำงานจนกว่าค่าหัวรวมของเครื่องสูบซึ่งมีค่าสูงกว่า จะลดลงต่ำกว่าค่าหัวรวมของเครื่องสูบ ซึ่งมีค่าหัวรวมต่ำกว่า จากรูปเราสามารถหาอัตราการไหลของของไหลในระบบที่สภาวะสมดุลได้จากกราฟสมดุลของเครื่องสูบ

.

รูปที่ 5 แสดงการติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ที่มีคุณลักษณะต่างกันแบบขนาน

.

ตัวอย่างที่ 1 การติดตั้งเครื่องสูบ 2 เครื่อง ซึ่งมีขนาดต่างกันแบบขนาน เครื่องสูบทั้งสองมีขนาด 1.5´3 - 7 รุ่น 3198 ทำงานที่ความเร็วรอบ 3,500 rpm (ดังกราฟสมรรถนะรูปที่ 6) และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 6.5 in และ 7 in ตามลำดับ ถ้าต้องการอัตราการไหลของระบบเท่ากับ 250 gpm จงหาจุดทำงานของเครื่องสูบแต่ละเครื่อง

.

รูปที่ 6 แสดงกราฟสมรรถนะของเครื่องสูบ ตามตัวอย่างที่ 1

.

นำกราฟสมรรถนะของเครื่องสูบซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 6.5 in และ 7 in จากรูปที่ 6 มาเขียนใหม่ได้ดังรูปที่ 7 เครื่องสูบซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 6.5 in จะมีค่าหัวรวมต่ำกว่า จึงไม่สามารถสูบของไหลได้จนกว่าค่าหัวรวมดังกล่าวจะมีค่าสูงขึ้น อันเนื่องมาจากเครื่องสูบซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 7 in จะมีค่าหัวรวมต่ำลงจนมีค่าน้อยกว่า ซึ่งแสดงโดยเส้นประในรูปที่ 7 เนื่องจากเราต้องการอัตราการไหลของระบบเท่ากับ 250 gpm ณ จุดที่อัตราการไหลเท่ากับ 250 gpm ลากเส้นขึ้นไปตัดเส้นกราฟสมดุลของระบบที่จุด T หลังจากนั้นลากเส้นจากจุด T ขนานกับแกนอัตราการไหลไปตัดเส้นกราฟสมรรถนะของเครื่องสูบทั้งสอง ณ จุดตัดของกราฟดังกล่าวลากเส้นไปตัดแกนอัตราการไหล เราก็จะได้อัตราการไหลของเครื่องสูบแต่ละเครื่อง โดยที่เครื่องสูบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 7 in จะได้อัตราการไหลเท่ากับ 160 gpm และเครื่องสูบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 6.5 in จะได้อัตราการไหลเท่ากับ 90 gpm จากจุดที่เครื่องสูบแต่ละเครื่องทำงาน ถ้าเราลากเส้นต่อไปตัดแกนหัวความกดดัน จะพบว่าที่อัตราการไหลของระบบเท่ากับ 250 gpm หัวของระบบจะมีค่าเท่ากับ 175 ft 

.

รูปที่ 7 แสดงกราฟสมรรถนะของเครื่องสูบเมื่อติดตั้งแบบขนาน ตามตัวอย่างที่ 1

.
เรียบเรียงโดย

ผศ.อนุตร จำลองกุล ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องจักรกลเกษตร คณะวิศวกรรมและเทคโนโลยีการเกษตร สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล คลองหก อ.ธัญบุรี จ.ปทุมธานี

.
เอกสารอ้างอิง

Hodge, B.K.1990. Analysis and Design of Energy Systems. New Jersey . Prentice Hall Co.,

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด