บทคั�ดย่�อ

การทดลองนี้�เป็�นี้การทดลองเก�ยวก�บการต่�อเคร��องสู�บแบบอนี้�กรมและแบบขนี้านี้ ( Series and Parallel Pumps Test )

ทดลองเพื่��อศึ"กษาการหล�กการท%างานี้ของเคร��องสู�บ โดยการทดลองนี้�ใช้)เคร��องสู�บแบบเหว�ยงหนี้ศึ�นี้ย* และเป็รยบเทยบสูมรรถนี้ะการท%างานี้และป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บแต่�ละต่�ว และสูมรรถนี้ะการท%างานี้และป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บเม��อนี้%ามาต่�อแบบอนี้�กรมและต่�อแบบขนี้านี้ ซึ่"�งจากการทดลองจะได)ผลด�งนี้� สูมรรถนี้ะของเคร��องสู�บ 1 มค�าเท�าก�บ 4.092238 % สู ม ร ร ถ นี้ ะ ข อ ง เ ค ร�� อ ง สู� บ 2 ม ค� า เ ท� า ก� บ 4.37107622 %สูมรรถนี้ะของเคร��องสู�บท��งสูองเม��อนี้%ามาต่�อแบบอนี้�กรม มค�าเท�าก�บ 8.3937056 %และสูมรรถนี้ะของเคร��องสู�บท��งสูองเม��อนี้%ามาต่�อแบบขนี้านี้มค�าเท�าก�บ 8.5983551 %

จากการเขยนี้กราฟแสูดงความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างเฮดก�บอ�ต่ราการไหลของเคร��องสู�บท�นี้%ามาต่�อแบบอนี้�กรมก�นี้ พื่บว�า อ�ต่ราการไหลของของเหลวท�ผ�านี้เคร��องสู�บแต่�ละต่�วมค�าเท�าก�นี้ (QT=Q1=Q2) และเฮดท�ได)จากการต่�อแบบนี้�จะเท�าก�บผลรวมของเฮดของเคร��องสู�บแต่�ละต่�ว (HT=H1+H2) และเม��อเขยนี้กราฟแสูดงความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างเฮดก�บอ�ต่ราการไหลของเคร��องสู�บท�นี้%ามาต่�อแบบขนี้านี้พื่บว�า อ�ต่ราการไหลของของเหลวท�ผ�านี้เคร��องสู�บแต่�ละต่�วมค�าเท�าก�บผลรวมของอ�ต่ราการไหลของเคร��องสู�บแต่�ละต่�ว(QT=Q1+Q2) เฮดของเคร��องสู�บแต่�ละต่�วมค�าเท�าก�นี้(HT=H1=H2) และเม��อค%านี้วณหาค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของการต่�อเคร��องสู�บแบบอนี้�กรมมค�าเท�าก�บ 8.3937056 % และค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของการต่�อเคร��องสู�บแบบขนี้านี้มค�าเท�าก�บ 8.5983551 % ซึ่"�งจะเห6นี้ว�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของการต่�อเคร��องสู�บแบบขนี้านี้จะมากกว�าการต่�อเคร��องสู�บแบบอนี้�กรม

สารบ�ญ

บทค�ดย�อ 1

สูารบ�ญร�ป็ 3

สูารบ�ญต่าราง 4

ว�ต่ถ�ป็ระสูงค*การทดลอง 5

บทนี้%า 5

ทฤษฎีท�เก�ยวข)อง 6

อ�ป็กรณ*การทดลอง 13

ว,ธิการทดลอง 14

ผลการทดลอง 10

ว,เคราะห*และว,จารณ*ผลการทดลอง 21

สูร�ป็ผลการทดลอง 22

เอกสูารอ)างอ,ง 23

ภาคผนี้วกบ�นี้ท"กข)อม�ลด,บจากการทดลอง 25

ต่�วอย�างการค%านี้วณ 27

2

สารบ�ญร ป

ร�ป็ท� 1.1 การต่�อป็:; มแบบอนี้�กรม11

ร�ป็ท� 1.2 ความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างอ�ต่ราการไหลของป็:; มและห�วนี้%�ารวมเม��อต่�อแบบอนี้�กรม 11

ร�ป็ท� 1.3 การต่�อป็:; มแบบขนี้านี้12

ร�ป็ท� 1.4 ความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างอ�ต่ราการไหลของป็:; มและห�วนี้%�ารวมเม��อต่�อแบบขนี้านี้ 12

3

สารบ�ญตาราง

ต่ารางแสูดงข)อม�ลจากการทดลอง20

บ�นี้ท"กข)อม�ลด,บจากการทดลอง

25

4

วั�ตถุ�ประสงคั�การทดลอง

1. เพื่��อศึ"กษาหาสูมรรถนี้ะของเคร��องสู�บนี้%�าแต่�ละเคร��อง2. เพื่��อเป็รยบเทยบสูมรรถนี้ะของเคร��องสู�บนี้%�าท�ต่�อแบบอนี้�กรมก�บต่�อแบบขนี้านี้3. เพื่��อหาป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บนี้%�า

บทนำ�า

เคร��องสู�บค�ออ�ป็กรณ*ทางกลท�ใช้)เพื่,�มพื่ล�งงานี้ให)ก�บของเหลวในี้ร�ป็ของความด�นี้ โดยท��วไป็ในี้งานี้ว,ศึวกรรม การเพื่,�มพื่ล�งงานี้ให)ก�บสูารท%างานี้ท�เป็�นี้ของเหลว มว�ต่ถ�ป็ระสูงค*เพื่��อ

1. การสู�งสูารทงานี้ไป็ย�งระด�บท�สู�งกว�าระด�บเด,ม เช้�นี้ การสู�งนี้%�าไป็ไว)ย�งถ�งเก6บนี้%�าท�อย��ในี้ระด�บสู�ง

2. เอาช้นี้ะแรงเสูยดทานี้ เช้�นี้ การสู�งสูารท%างานี้ผ�านี้ท�อป็<ด ซึ่"�งเก,ดแรงเสูยดทานี้ข"�นี้ระหว�างสูารท%างานี้ก�บผ,วท�อ หร�อวาล*วควบค�มอ�ต่ราการไหล

3. การเพื่,�มความด�นี้ ในี้กรณของระบบบางระบบ สูารท%างานี้ต่)องมความด�นี้สู�งกว�าความด�นี้ ณ สูภาวะป็กต่, เช้�นี้ ในี้หม)อต่)มนี้%�าความด�นี้ภายในี้หม)อต่)มนี้%�าย�อมสู�งกว�าความด�นี้ของนี้%�าท�สูภาวะป็กต่, การท�จะนี้%านี้%�าท�ย�งไม�ได)ต่)มสู�งเข)าไป็ นี้%�าด�งกล�าวต่)องมความด�นี้อย�างนี้)อย เท�าก�บความด�นี้หม)อต่)ม

4. การเพื่,�มความเร6วจากล�กษณะหนี้)าท�การท%างานี้ด�งกล�าว ท%าให)เคร��องสู�บเข)าไป็ม

บทบาทสู%าค�ญต่�อกระบวนี้การผล,ต่ในี้งานี้อ�ต่สูาหกรรม ในี้การขนี้ถ�ายของเหลวจากหนี้�วยการผล,ต่หนี้"�งไป็ย�งอกหนี้�วยการผล,ต่อ��นี้ๆ การเข)าใจการท%างานี้ของเคร��องสู�บรวมไป็ถ"งการป็ระย�กต่*ใช้)ความร� )ทางทฤษฎีท�เก�ยวข)องก�บการท%างานี้ของเคร��องสู�บ จะช้�วยให)ผ�)ใช้)งานี้เคร��อง

5

สู�บเข)าใจถ"งว,ธิการใช้)งานี้และการต่รวจสูอบแก)ไข รวมถ"งสูามารถค%านี้วณการถ�ายเทมวลสูาร และพื่ล�งงานี้ผ�านี้เคร��องสู�บและระบบได)เป็�นี้อย�างด

สู%าหร�บการทดสูอบการต่�อเคร��องสู�บแบบอนี้�กรมและแบบขนี้านี้นี้� มป็ระโยช้นี้*มากสู%าหร�บการนี้%าไป็ใช้)ในี้งานี้อ�ต่สูาหกรรม และงานี้การเด,นี้ท�อต่�างๆ ซึ่"�งหล�กการท�จะเป็�นี้ป็ระโยช้นี้*ก6ค�อ การต่�อเคร��องสู�บท��งแบบนี้�กรมและแบบขนี้านี้จะช้�วยให)เก,ดความเหมาะสูมต่�อการใช้)งานี้มากข"�นี้ ท�งในี้ด)านี้พื่��นี้ท�การใช้)งานี้ ราคาของเคร��องสู�บ ซึ่"�งต่�างก6ก�อให)เก,ดป็ระโยช้นี้*ในี้ด)านี้เศึรษฐศึาสูต่ร*ต่ามไป็ด)วย

ทฤษฎี�

เคัร� องส บ (Pump)

เคร��องสู�บหร�อป็:; ม ( Pump ) เป็�นี้ต่�วช้�วยในี้การเพื่,�มพื่ล�งงานี้ให)ก�บของเหลว เพื่��อให)มวลของของเหลวเคล��อนี้ต่�วไป็ได)ไกล เร6ว หร�อเคล��อนี้ต่�วจากท�ต่%�าไป็ท�สู�งนี้��นี้ โดยการเป็ล�ยนี้พื่ล�งงานี้จลนี้*ของของเหลว (Kinetics energy ) ให)เป็�นี้พื่ล�งงานี้ความด�นี้ ( Pressure energy ) เคร��องสู�บมความสู%าค�ญต่�อกระบวนี้การผล,ต่ ในี้แง�ของการควบค�มการไหลของของเหลว เช้�นี้ การท%าให)ของไหลไหลจากท�ต่%�าไป็สู��ท�สู�ง การท%าให)ของไหลสูามารถเด,นี้ทางในี้ท�อท�มความยาวมากๆ ซึ่"�งม�กจะมการสู�ญเสูยเนี้��องจากแรงเสูยดทานี้สู�ง ( friction loss ) การสู�งผ�านี้ของเหลวระหว�างหนี้�วยการผล,ต่ของกระบวนี้การแป็รร�ป็ในี้โรงงานี้อ�ต่สูาหกรรม

ป็:; มต่)องอาศึ�ยพื่ล�งงานี้ไฟฟ?ามาเป็ล�ยนี้ร�ป็ให)เป็�นี้พื่ล�งงานี้กล โดยอาศึ�ยมอเต่อร*ไฟฟ?า ซึ่"�งเป็�นี้องค*ป็ระกอบหล�กของป็:; ม พื่ล�งงานี้ท�กล�าวถ"งนี้�ก6เนี้��องจากโมเมนี้ต่�มอ�นี้เก,ดจากแรงบ,ดเพื่��อข�บของไหลให)

6

ไหลในี้ท�อและเพื่,�มความด�นี้ให)ก�บของเหลว ความด�นี้ของของเหลวท�เพื่,�มข"�นี้เนี้��องจากป็:; ม อาจมค�าได)ถ"ง 100 เท�าของความด�นี้บรรยากาศึ

การสู�บนี้%�าไป็ย�งจ�ดหมายป็ลายทางท�ไกลหร�อสู�งมากๆ ป็:; มท�ใช้)จะต่)องมก%าล�งท�สู�ง เพื่��อท�ป็:; มจะเพื่,�มสูามารถเพื่,�มพื่ล�งงานี้ให)อย�างเพื่ยงพื่อ การท�จะเล�อกใช้)ป็:; มท�มก%าล�งสู�งเพื่ยงพื่อหนี้"�งต่�วมาสู�บนี้%�า บางทจะไม�เหมาะสูมทางด)านี้ค�ณสูมบ�ต่,ของป็:; มและทางด)านี้เศึรษฐก,จ การนี้%าป็:; มท�ต่�วเล6กหลายๆต่�วมาต่�อเข)าด)วยก�นี้เพื่��อให)บรรล�ถ"งว�ต่ถ�ป็ระสูงค*ท�ต่)องการ จะเป็�นี้หนี้ทางท�ดกว�าและป็ระหย�ดกว�า

สมการเบอร�นำ ลล� (Bernoulli’s equation)

ของไหลท�เคล�� อนี้ท�จากต่%าแหนี้�งหนี้"�งไป็สู��ต่%าแหนี้�งหนี้"�งภายใต่)สูมม�ต่,ฐานี้ต่�อไป็นี้�รวมก�นี้ท��งหมด

1. การไหลคงต่�ว (Steady flow)

2. การย�บต่�วไม�ได) (Incompressible flow)

3. ไม�มการให)หร�อเสูยพื่ล�งงานี้และไม�มการถ�ายเทความร)อนี้ (No shaft work and no heat transfer)

การไหลในำเคัร� องส บสูมการ ( 1.1 ) แสูดงแบบจ%าลองคณ,ต่ศึาสูต่ร*ของการไหล

ผ�านี้ป็:; ม และเม��ออ,นี้ท,เกรต่จะได)ด�งสูมการท� ( 1.2 ) จากนี้��นี้ค�ณสูมการท� ( 1.2 ) ต่ลอดด)วยความหนี้าแนี้�นี้ของของเหลว (kg/m³) จะได)เป็�นี้สูมการท� ( 1.3) ซึ่"�งมหนี้�วยของพื่ล�งงานี้ต่�อป็ร,มาต่ร

dws + + vdv + gdz + d(losses) = 0

(1.1) [ + v1

2 + gz1 ] = [ + v22 + gz2 ] + ws( 1-2 ) + losses ( 1-2 ) (1.2)

เม��อ ws = พื่ล�งงานี้เนี้�� องจากการหม�นี้ของเพื่ลา ( shaft work )

= พื่ล�งงานี้เนี้��องจากการไหล (flow energy)

7

vi2 = พื่ล�งงานี้จลนี้* (kinetics energy)

gzI = พื่ ล� ง ง า นี้ ศึ� ก ย* ( gravitational potential energy )

Losses = พื่ล�งงานี้ท�สู�ญเสูย (lost energy)

[ P1 + v12 + gz1 ] = [ P2 + v2

2 + gz2 ] + ws ( 1-

2 ) + losses ( 1-2 ) (1.3)หากลดร�ป็สูมการท� ( 1.3 ) โดยต่�ดพื่จนี้*ของ shaft work

และ loss energy ออก จะได)สูมการของ Bernoulli หร�อ Bernoulli’s equation ด�งสูมการท� ( 1.4 ) ซึ่"�งหมายความว�า พื่ล�งงานี้รวมของทางเข)า (ต่%าแหนี้�ง 1 ) และ ทางออก ( ต่%าแหนี้�ง 2 ) ของป็:; มมค�าเท�าก�นี้

[P1 + v12 + gz1] = [P2 + v2

2 + gz2]

(1.4)ในี้การออกแบบเคร��องสู�บ มต่�วแป็รสูองต่�วท�ต่)องนี้%ามาพื่,จารณา

ได)แก� ก%าล�งของป็:; ม (Pump power) และป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของป็:; ม (Pump efficiency)

พล�งงานำในำการไหลสูมการท� ( 1.4 ) สูามารถเขยนี้ให)อย��ในี้ร�ป็พื่ล�งงานี้ในี้การไหล

ได)ด�งสูมการท� ( 1.5 )ซึ่"�งพื่ล�งงานี้ท� เก,ดจากของไหลเคล�� อนี้ท�ป็ระกอบไป็ด)วยพื่ล�งงานี้ความด�นี้ ความเร6วและต่%าแหนี้�ง ผลรวมของพื่ล�งงานี้ท��งสูามเทอมนี้�เรยกโดยท��วไป็ว�า เฮดรวม ซึ่"�งหมายถ"ง“ ” พื่ล�งงานี้ต่�อหนี้�วยนี้%�าหนี้�กของของเหลว มหนี้�วยเป็�นี้เมต่ร สูามารถเขยนี้เป็�นี้สูามาการความสู�มพื่�นี้ธิ*ได)ว�า

HT =

(1.5)โดย HT = เฮดรวมของนี้%�าท�ไหล (m)

P = ความด�นี้ของของเหลว ( kPa )

8

= นี้%�าหนี้�กจ%าเพื่าะของของเหลว (kN/m3)

V = ความเร6วของของเหลว (m/s)

g = ความเร�งเนี้��องจากแรงด"งด�ดของโลก (m/s2)

Z = ระด�บความสู�งของของเหลว (m)

เทอมแรกทางขวาม�อของสูมการค�อ พื่ล�งงานี้เนี้��องจากความด�นี้ ( Pressure head ) เทอมท�สูองค�อ พื่ล�งงานี้เนี้��องจากความเร6ว ( Velocity head ) และเทอมท�สูามค�อ พื่ล�งงานี้เนี้��องจากต่%าแหนี้�งของของเหลว (Potential head ) ผลรวมของท��งสูามเทอมนี้�ค�อ เฮดรวม ( Total head ) ของของเหลว

ก�าล�งของเคัร� องส บ (Pump power)

ก%าล�งในี้การไหลของป็:; ม (Wp) หาได)โดยการค�ณเฮดรวมด)วยนี้%�าหนี้�กของของไหลท�ไหลต่�อหนี้�วยเวลา สูามารถเขยนี้เป็�นี้สูมการความสู�มพื่�นี้ธิ*ได)ด�งสูมการท� (1.6)

Wp = HTQ(1.6)

โดย Wp = ก%าล�งในี้การไหล (kW)

HT = เฮดรวมของของเหลว (m)

Q = อ�ต่ราการไหลของของเหลว (m3/s)

= นี้%�าหนี้�กจ%าเพื่าะของของเหลว (kN/m3)

ก%าล�งของมอเต่อร* ( Pm ) สูามารถหาได)จากสูมการ ( 1.7 )Pm = VIcos (1.7)

โดย Pm = ก%าล�งของมอเต่อร* (W)

V = ความด�นี้ไฟฟ?า (Volt)

I = กระแสูไฟฟ?า (Amp)

cos = ต่�งป็ระกอบไฟฟ?า

9

นี้อกจากนี้�ก%าล�งของเคร��องสู�บ แบ�งได)เป็�นี้ 2 ป็ระเภท ค�อ Water

power ( Pw ) และ Total Power ( Pt )

(1) Water power ค�อ ก%าล�งในี้การข�บเคล��อนี้นี้%�าในี้ระบบการสู�บ สูามารถค%านี้วณได)จากสูมการท� (1.8)

Pw =

(1.8)ค�อ มวลในี้การไหลของของไหล (Kg/s)

ค�อ การเพื่,�มข"�นี้ของความด�นี้(2) Total power ค�อ ก%าล�งท��งหมดท�ป็?อนี้ให)แก�ป็:; ม ค%านี้วณจากก%าล�งท�ได)จากมอเต่อร*ท�ใสู�ให)ก�บป็:; ม สู%าหร�บอ�ป็กรณ*การทดลอง ฐานี้ของมอเต่อร*จะหม�นี้ได)อย�างอ,สูระ และมแขนี้ต่�อสูป็ร,งเพื่��อว�ดแรงบ,ดย)อนี้กล�บท�เก,ดบนี้ต่�วมอเต่อร*เม��อมอเต่อร*สู�งแรงบ,ดออกไป็

สูามารถค%า นี้วณหา Pt ได)จากก%า ล�งท�มอเต่อร*ให)ก�บป็:; ม สูามารถค%านี้วณค%านี้วณได)จากแรงบ,ด (Torque , T ) และความเร6วเช้,งม�ม ( angular velocity , )

Pt = T(1.9)

สูามารถค%านี้วณแรงบ,ด ( T ) ได)จากแรงท�อ�านี้ได)จากต่าช้��งสูป็ร,ง ( F ) และระยะห�างระหว�างต่าช้��งสูป็ร,ง และแนี้วกลางเพื่ลาของมอเต่อร*

T = FR (1.10) สูามารถค%านี้วณ ได)จาก 2 ของความเร6วรอบ ( N ) โดย

นี้�บจ%านี้วนี้รอบท�หม�นี้ในี้ 1 นี้าท ( rpm ) = 2N

(1.11)สู%าหร�บเคร��องสู�บแบบหอยโข�งจะท%างานี้โดยอาศึ�ยหล�กการด�งสูมการ (1.12) ถ"ง (1.14)

10

= constant

(1.12)

= constant (1.13)

= constant

(1.14)

โดย Q = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า (m3/s)

N = ความเร6วรอบของนี้%�า (rpm)

H = ห�วนี้%�ารวมของป็:; ม (m)

P = ก%าล�งท�ใช้)ของป็:; ม (kW)

ประส(ทธิ(ภาพของเคัร� องส บ (Pump efficiency)

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บ ค�อ อ�ต่ราสู�วนี้ระหว�างก%าล�งท�ให)ก�บของเหลวของป็:; ม ( Water Power ) เม��อเทยบก�บก%าล�งท��งหมดท�ให)ก�บป็:; ม ( Total Power ) ด�งสูมการท� ( 1.15 )

Efficiency = =

(1.15)เม�� อกระจาย เทอม Output และ Input จะสูามารถ ค%า นี้วณป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของระบบ (eff) ได)ด�งสูมการ (1.16)

eff = (1.16)

หล�กการการต�อเคัร� องส บมหล�กการง�ายๆอย��สูองกรณ ค�อ การต่�อแบบอนี้�กรมและแบบ

ขนี้านี้ ซึ่"�งแต่กต่�างก�นี้ท�ว�ต่ถ�ป็ระสูงค*ในี้การนี้%าไป็ใช้)งานี้ การต�อเคัร� องส บแบบอนำ�กรม

11

การต่�อป็:; มแบบอนี้�กรม ค�อ การต่�อป็:; มต่ามท�แสูดงไว)ในี้ร�ป็ท� 1.1 ในี้การต่�อป็:; มแบบนี้�อ�ต่ราการไหลรวมของป็:; มท��งสูองต่�วจะเท�าก�บการไหลของป็:; มแต่�ละต่�ว แต่�ห�วนี้%�ารวมของป็:; มท��งสูองต่�วค�อผลรวมของห�วนี้%�า ป็:; มแต่�ละต่�ว ความสู�มพื่�นี้ธิ*นี้�แสูดงไว)ในี้ร�ป็ท� 1.2 และสูามารถเขยนี้ให)อย��ในี้ร�ป็ของสูมการได)ว�า

QT = Q1 = Q2

(1.17)HT = H1 + H2

(1.18)โดย QT = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า (m3/s)

Q1 = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า จากป็:; มต่�วท� 1 (m3/s)

Q2 = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า จากป็:; มต่�วท� 2 (m3/s)

HT = ห�วนี้%�ารวม (m)

H1 = ห�วนี้%�าจากป็:; มต่�วท� 1 (m)

H2 = ห�วนี้%�าจากป็:; มต่�วท� 2 (m) ในี้การป็ฏิ,บ�ต่, ห�วนี้%�ารวมจะต่%�ากว�าผลรวมของห�วนี้%�าจากป็:; มแต่�ละ

ต่�วเล6กนี้)อย เพื่ราะมการสู�ญเสูยพื่ล�งงานี้ในี้ระบบ

P1 P2

ร�ป็ท� 1.1 การต่�อป็:; มแบบอนี้�กรม

12

HHT = H1 + H2

H2H1

Q

ร�ป็ท� 1.2 ความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างอ�ต่ราการไหลของป็:; มและห�วนี้%�ารวมเม��อต่�อแบบอนี้�กรม

การต�อเคัร� องส บแบบขนำานำการต่�อป็:; มแบบขนี้านี้ ค�อการต่�อป็:; มต่ามท�แสูดงไว)ในี้ร�ป็ท� 1.3

ในี้การต่�อป็:; มแบบนี้�อ�ต่ราการไหลรวมของป็:; มจะเท�าก�บผลรวมของอ�ต่ราการไหลของป็:; มท��งสูองต่�ว แต่�ห�วนี้%�ารวมของป็:; มท��งสูองต่�วจะเท�าก�บห�วนี้%�าของป็:; มแต่�ละต่�ว ความสู�มพื่�นี้ธิ*นี้�แสูดงไว)ในี้ร�ป็ท� 1.4 และเขยนี้ให)อย��ในี้ร�ป็สูมการได)ว�า

QT = Q1 + Q2

(1.19)HT = H1 = H2

(1.20)โดย QT = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า (m3/s)

13

Q1 = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า จากป็:; มต่�วท� 1 (m3/s)

Q2 = อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�า จากป็:; มต่�วท� 2 (m3/s)

HT = ห�วนี้%�ารวม (m)

H1 = ห�วนี้%�าจากป็:; มต่�วท� 1 (m)

H2 = ห�วนี้%�าจากป็:; มต่�วท� 2 (m)

ในี้ทางป็ฏิ,บ�ต่, อ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รรวมของนี้%�าจะต่%�ากว�าผลรวมของอ�ต่ราการไหลเช้,งป็ร,มาต่รของนี้%�าจากป็:; มแต่�ละต่�ว เพื่ราะมการสู�ญเสูยพื่ล�งงานี้ในี้ระบบ

P1

P2

ร�ป็ท� 1.3 การต่�อป็:; มแบบขนี้านี้

H

Q1 Q2 QT = Q1 +Q2

Q

14

ร�ป็ท� 1.4 ความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างอ�ต่ราการไหลของป็:; มและห�วนี้%�ารวมเม��อต่�อแบบขนี้านี้

อ�ปกรณ์�การทดลอง1. ช้�ดทดสูอบเคร��องสู�บแบบ ESSOM MH13-2 Series and parallel pumps

2. นี้าฬิ,กาจ�บเวลา

15

วั(ธิ�ทดลอง

1. หาสมรรถุนำะเคัร� องส บ 1

2.หาสมรรถุนำะเคัร� องส บ 2ท%าเหม�อนี้หาสูมรรถนี้ะเคร��องสู�บ 1 เพื่ยงแต่�ป็<ดวาล*ว V2 และ

V3 เป็<ดวาล*ว V4 และ V5

เป็<ดสูว,ทช้*เคร��องสู�บต่�วท� 1

ป็<ดวาล*ว V2 และ V4 เป็<ดวาล*ว V1, V3, V5

เป็<ดสูว,ทช้*เคร��องควบค�มความถ� ป็ร�บรอบของเคร��องสู�บและป็ร�บความถ�ต่ามท�ก%าหนี้ด

ป็ร�บวาล*วควบค�มนี้%�าออก บ,ดจนี้สู�ด แล)วค�อยๆบ,ดค�นี้ต่ามอ�ต่ราสู�วนี้ในี้แต่�ละคร��ง

บ�นี้ท"กผล

ท%า 5

คร��ง

16

และป็<ดสูว,ทช้*เคร��องสู�บ 1 แล)วเป็<ดสูว,ทช้*เคร��องสู�บ 2 แทนี้3.หาสมรรถุนำะเคัร� องส บ 1 และ เคัร� องส บ 2 ต�อแบบอนำ�กรม

ท%าเหม�อนี้หาสูมรรถนี้ะเคร��องสู�บ 1 เพื่ยงแต่�ป็<ดวาล*ว V1 และ V4 เป็<ดวาล*ว V2, V3 และ V5 เป็<ดสูว,ทช้*เคร��องสู�บ 1 และเคร��องสู�บ 2 ให)ท%างานี้พื่ร)อมก�นี้ และป็ร�บความเร6วรอบของเคร��องสู�บท��ง 2 ต่�วให)เท�าก�นี้ 4.หาสมรรถุนำะเคัร� องส บ 1 และ เคัร� องส บ 2 ต�อแบบขนำานำ

ท%าเหม�อนี้หาสูมรรถนี้ะเคร��องสู�บ 1 และ เคร��องสู�บ 2 ต่�อแบบอนี้�กรม เพื่ยงแต่�ป็<ดวาล*ว V2 เป็<ดวาล*ว V1, V3, V4 และ V5

17

ผลการทดลอง

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�

กราฟแสดงสมรรถุนำะ ของ pump ท� 1

0.00E+00

1.00E+00

2.00E+00

3.00E+00

4.00E+00

5.00E+00

6.00E+00

7.00E+00

8.00E+00

0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03

Q (อ�ตราการไ หล)

เฮดBhp

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

กราฟแสดงสมรรถุนำะ ของ pump ท� 2

0.00E+00

1.00E+00

2.00E+00

3.00E+00

4.00E+00

5.00E+00

6.00E+00

7.00E+00

8.00E+00

9.00E+00

0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03

Q (อ�ตราการไ หล)

Bhp

เฮดป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

18

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮดก�บอ�ตราการไ หลเม� อต�อpumpแบบอนำ�กรม

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

0.0025 0.0030 0.0035 0.0040

Q (อ�ตราการไ หล)

H (

เฮด) pump 1

pump 2

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮด Bhp ประส(ทธิ(ภาพ ก�บอ�ตรา การไ หลของ อนำ�กรม pump 1

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0.0028 0.0030 0.0032 0.0034 0.0036Q (อ�ตราการไ หล)

เฮดBhp

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

19

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮด Bhp ประส(ทธิ(ภาพ ก�บอ�ตรา การไ หลของอนำ�กรม pump 2

1

3

5

7

9

11

0.0028 0.0031 0.0033 0.0036 0.0038Q(อ�ตราการไ หล)

เฮดBhp

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮดก�บอ�ตราการ ไ หลของเม� อต�อ pump แบบขนำานำ

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Q(อ�ตราการไ หล)

H( เฮ

ด) pump 1

pump 2

20

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮด Bhp ประส(ทธิ(ภาพ ก�บ อ�ตรา การไ หลของ ขนำานำ pump 1

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0.0020 0.0025 0.0030 0.0035 0.0040 0.0045 0.0050Q(อ�ตราการไ หล)

เฮดBhp

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

กราฟแสดงคัวัามส�มพ�นำธิ�ของเฮด Bhp ประส(ทธิ(ภาพ ก�บอ�ตรา การไ หลของ ขนำานำ pump 2

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0.0015 0.0025 0.0035 0.0045 0.0055Q(อ�ตราการไ หล)

เฮดBhp

ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่

วั(เคัราะห�และวั(จารณ์�ผลการทดลอง

ต่ารางแสูดงข)อม�ลจากการทดลอง

21

HQ(meter)

Q(ต่าราง)

Q(ค%านี้วณ)

Q(เฉล�ย)

Pi/Bhp Whp

Pump 1            1.834862

0.003888

0.003790

0.001844

0.003174

1.022129

0.076587

7.492887

1.529052

0.003481

0.003460

0.001684

0.002875

1.022129

0.057802

5.655061

1.223242

0.003089

0.003094

0.001506

0.002563

1.006404

0.041231

4.096905

0.815494

0.002460

0.002527

0.001230

0.002072

0.943504

0.022221

2.355117

0.407747

0.001738

0.001787

0.000869

0.001465

0.912054

0.007854

0.861122

Pump 2            1.834862

0.003785

0.003790

0.001844

0.003140

0.943504

0.075758

8.029481

1.529052

0.003455

0.003460

0.001684

0.002866

0.943504

0.057633

6.108374

1.223242

0.003092

0.003094

0.001506

0.002564

0.943504

0.041247

4.371660

0.815494

0.002523

0.002527

0.001230

0.002093

0.912054

0.022447

2.461143

0.407747

0.001673

0.001787

0.000869

0.001443

0.849154

0.007738

0.911256

อนำ�กรม Pump 1          2.242610

0.004398

0.004190

0.002039

0.003542

0.943504

0.104461

11.071549

2.140673

0.004168

0.004094

0.001992

0.003418

0.974954

0.096218

9.869021

1.936799

0.003986

0.003894

0.001895

0.003258

1.022129

0.082981

8.118485

1.732926

0.003799

0.003683

0.001792

0.003092

1.037855

0.070453

6.788339

1.630989

0.003574

0.003573

0.001739

0.002962

1.037855

0.063528

6.121134

22

อนำ�กรม Pump 2          2.242610

0.004361

0.004190

0.002039

0.003530

0.943504

0.104102

11.033584

2.038736

0.004184

0.003995

0.001944

0.003374

0.943504

0.090466

9.588319

1.936799

0.003925

0.003894

0.001895

0.003238

0.943504

0.082464

8.740132

1.732926

0.003771

0.003683

0.001792

0.003082

0.943504

0.070235

7.444105

1.529052

0.003564

0.003460

0.001684

0.002902

0.943504

0.058359

6.185355

ขนำานำ Pump 1          4.128440

0.005698

0.005685

0.002767

0.004716

0.943504

0.256054

27.138588

3.516820

0.005291

0.005247

0.002553

0.004364

0.912054

0.201808

22.126754

2.905199

0.004764

0.004769

0.002321

0.003951

0.880604

0.150951

17.141800

1.936799

0.003968

0.003894

0.001895

0.003252

0.849154

0.082834

9.754856

1.019368

0.002782

0.002825

0.001375

0.002327

0.817704

0.031194

3.814818

ขนำานำ Pump 2          4.179409

0.005731

0.005720

0.002784

0.004745

0.943504

0.260768

27.638231

3.465851

0.005263

0.005209

0.002535

0.004336

0.912054

0.197600

21.665424

2.650357

0.004572

0.004555

0.002217

0.003781

0.880604

0.131790

14.965832

1.732926

0.003693

0.003683

0.001792

0.003056

0.849154

0.069643

8.201474

0.764526

0.002330

0.002445

0.001191

0.001989

0.817704

0.019993

2.445062

23

วั(จารณ์�การทดลอง

จากผลการทดลอง เม�� อเรานี้%ามาพื่ลอต่กราฟ เราจะได)ความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�าง Power heat ก�บอ�ต่ราการไหล ,ก%าล�งมอเต่อร*ก�บอ�ต่ราการไหล ,ก%าล�งในี้การไหลก�บอ�ต่ราการไหล และป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ก�บอ�ต่ราการไหล เป็�นี้ล�กษณะแบบแป็รผ�นี้ต่รง ซึ่"�งจะได)กราฟเป็�นี้เสู)นี้ต่รง

สู�วนี้กราฟความสู�มพื่�นี้ธิ*ระหว�างป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ก�บอ�ต่ราการไหล พื่บว�า 3 ค�าแรกมความสู�มพื่�นี้ธิ*แบบแป็รผ�นี้ต่รง แต่� 3 ค�าหล�งมล�กษณะเป็�นี้เสู)นี้ขนี้านี้ก�บแกนี้ x ซึ่"�งอาจเก,ดจากความผ,ดพื่ลาดในี้การทดลอง

และเม��อเราพื่,จารณาการต่�อป็:; มต่�วท� 1 ก�บต่�วท� 2 แล)ว เราจะเห6นี้ว�า การต่�อแบบอนี้�กรมจะมค�าเฮดรวมเท�าก�บ ค�าเฮดของป็:; มต่�วท� 1

บวกก�บค�าเฮดของป็:; มต่�วท� 2 ซึ่"�งมากกว�าค�าเฮดรวมของป็:; มท�ต่�อแบบ

24

ขนี้านี้ก�นี้ แต่�การต่�อแบบขนี้านี้จะได)ค�าอ�ต่ราการไหลมากกว�าการต่�อแบบอนี้�กรม

ข)อผ,ดพื่ลาดท�เก,ดข"�นี้ในี้การทดลอง อาจเก,ดจากข��นี้ต่อนี้การจ�บเวลา การอ�านี้ค�าระด�บความสู�งของป็รอท เพื่ราะในี้ขณะท�ก%าล�งอ�านี้ค�า ป็รอทจะกระเพื่��อมข"�นี้ลง ท%าให)อ�านี้ค�าผ,ดพื่ลาดข"�นี้ได)

สร�ปผลการทดลอง

จากการทดลองสูร�ป็ได)ว�าค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บเม��อนี้%ามาต่�อแบบอนี้�กรมมป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ 11.99 % เม�� อเป็รยบเทยบก�บค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บเม��อนี้%ามาต่�อแบบขนี้านี้ ซึ่"�งค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของ เค ร�� อง สู�บ เ ม�� อนี้%า ม า ต่� อ แ บ บ ข นี้ า นี้ มค� า 14.98 % โดย ค� าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บ 1 มค�า 4.09 %และป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บ 2 มค�า 4.37 % จะเห6นี้ได)ว�าค�าป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บเม��อนี้%ามาต่�อแบบขนี้านี้มค�ามากกว�าซึ่"�งหากจะนี้%าเคร��องสู�บมาใช้)งานี้ควรเล�อกการต่�อให)ได)ป็ระสู,ทธิ,ภาพื่มากท�สู�ดเพื่��อป็ระหย�ดค�าใช้)จ�ายท�อาจสู�ญเสูยไป็โดยเป็ล�าป็ระโยช้นี้*

25

เอกสารอ1างอ(ง

[1] เวช้ย�นี้ต่* รางศึร, Mechanical Engineering Laboratory,

ภาคว,ช้าว,ศึวกรรมเคร��องกล คณะว,ศึวกรรมศึาสูต่ร* มหาว,ทยาล�ยเช้ยงใหม�, 2545

[2] ค��ม�อการใช้)ช้�ดทดสูอบป็:; มนี้%�าแบบต่�อขนี้านี้และอนี้�กรม, ESSOM

Co. Ltd., ต่ากสู,นี้. กร�งเทพื่ฯ 2536.

26

ภาคผนี้วก

27

บ�นำท2กข1อม ลด(บจากการทดลอง

ป็ร�บวาล*วเบอร* 5 N ความด�นี้ ระด�บป็รอท

มาต่รว�ด เวลา V A

  (rpm) kg/cm2 (mm)(m3)

(ว,นี้าท)

โวลต่*

แอมป็D

คร��งท� P

Pump 1

Pump 2 P1 P2

P3 P4 P5

ซึ่)าย

ขวา ผลต่�าง

Pump 1        

1 01901 0

0.05 0 0 0

0.2

380

200 180

0.1

25.72

210

3.25

20.2

1901 0

0.03 0

0.2 0

0.3

365

215 150

0.1

28.73

210

3.25

30.4

1901 0 0 0

0.4 0

0.5

350

230 120

0.1

32.37

210 3.2

40.6

1901 0

0.05 0

0.6 0

0.7

330

250 80

0.1

40.65

210 3

50.8

1901 0

0.08 0

0.8 0

0.9

310

270 40

0.1

57.53

210 2.9

Pump 2          

1 0 01901 0

0.2 0 0

0.2

380

200 180

0.1

26.42

210 3

2 0.2

0 1901

0 0.2

0 0.2

0.4

36

21

150 0.1

28.94

210

3

28

5 5

30.4 0

1901 0

0.2 0

0.4

0.6

350

230 120

0.1

32.34

210 3

40.6 0

1901 0

0.1 0

0.6

0.8

330

250 80

0.1

39.63

210 2.9

50.8 0

1901 0

0.04 0

0.8

0.95

310

270 40

0.1

59.76

210 2.7

อนำ�กรม Pump 1            

1

0.15

1904 0

0.15

0.25

0.2 0

0.2

400

180 220

0.1

22.74

210 3

2

0.35

1904 0

0.05

0.22

0.4 0

0.4

395

185 210

0.1

23.99

210 3.1

3

0.55

1904 0

0.05

0.2

0.6

0.1

0.6

385

195 190

0.1

25.09

210

3.25

4 0.7

1904

0 0.1

0.1

0.

0.2

0.8

37

20

170 0.1

26.32

210

3.3

29

5 5 9 8 5 5

5

0.95

1904 0

0.25

0.18 1

0.3 1

370

210 160

0.1

27.98

210 3.3

อนำ�กรม Pump 2          

1

0.15 0

1904

1.3

0.25

0.2 0

0.25

400

180 220

0.1

22.93

210 3

2

0.35 0

1904

0.4

0.21

0.4 0

0.4

390

190 200

0.1

23.9

210 3

3

0.55 0

1904

0.07

0.2

0.6

0.1

0.6

385

195 190

0.1

25.48

210 3

4

0.75 0

1904

0.16

0.19

0.8

0.2

0.8

375

205 170

0.1

26.52

210 3

5

0.95 0

1904

0.27

0.18 1

0.35 1

365

215 150

0.1

28.06

210 3

ขนำานำ Pump 1          

10.6

1904 0

0.37

0.12

0.6

0.65

0.6

490

85 405

0.1

17.55

210 3

20.7

1904 0

0.35

0.10

0.7

0.75

0.7

460

115 345

0.1

18.9

210 2.9

30.8

1904 0

0.34

0.09

0.8

0.80

0.75

430

145 285

0.1

20.99

210 2.8

40.9

1904 0

0.31

0.06

0.9

0.90

0.85

385

195 190

0.1

25.2

210 2.7

5 1 19 0 0. 0. 1 1 1 3 2 100 0. 35. 21 2.630

04 304

40

40 1 95 0

ขนำานำ Pump 2          

1

0.65 0

1904

0.37

0.12

0.7

0.65

0.6

495

85 410

0.1

17.45

210 3

2

0.75 0

1904

0.35

0.10

0.8

0.75

0.7

460

120 340

0.1 19

210 2.9

3

0.85 0

1904

0.34

0.08

0.9

0.85

0.8

415

155 260

0.1

21.87

210 2.8

4

0.95 0

1904

0.32

0.06 1

0.95

0.9

375

205 170

0.1

27.08

210 2.7

5

1.05 0

1904

0.28

0.03

1.1

1.05 1

325

250 75

0.1

42.91

210 2.6

ต�วัอย่�างการคั�านำวัณ์Flow rate vs Manometer Differential (Mercury manometer)At D1 = 51 mm., D2 = 33 mm

HP Q HP Q HP Q(mm) (It/min)

(mm)

(It/min)

(mm)

(It/min)

10 53.5978210

245.6161

410

343.1935

20 75.7988220

251.3961

420

347.3536

31

HP Q HP Q HP Q(mm) (It/min)

(mm)

(It/min)

(mm)

(It/min)

30 92.8342230

257.0461

430

351.4644

40107.195

6240

262.5746

440

355.5277

50119.848

4250

267.9891

450

359.5451

60131.284

73260

273.2963

460

363.5181

70141.806

5270

278.5025

470

367.4482

80151.597

5280

283.613

480

371.3369

90160.793

5290

288.6331

490

375.1848

100

169.4912

300

293.5674

500

378.9938

110

177.7639

310 298.42

510

382.765

120

185.6683

320

303.1951

520

386.4994

130

193.2497

330

307.896

530

390.198

140

200.5447

340

312.5263

540

393.8619

150

207.5835

350

317.089

550

397.4921

160

214.3913

360

321.5869

560

401.0894

170

220.9895

370

326.0228

570

404.6547

180

227.3963

380

330.3992

580

408.1388

19 233.627 39 334.71 59 411.6932

HP Q HP Q HP Q(mm) (It/min)

(mm)

(It/min)

(mm)

(It/min)

0 5 0 83 0 27200

239.6967

400

338.9824

600

415.1669

การหาอ�ตราการไหลคั�านำวัณ์ได1 3 วั(ธิ� 1. ค%านี้วณจากม,เต่อร*นี้%�า2. ด�จากต่าราง Flow rate vs Manometer Differential

3. ค%านี้วณจากข)อม�ลท�อ�านี้ได)จาก Orifice Meter

5q1 การค%านี้วณจากม,เต่อร*นี้%�า

Q meter = มาต่รว�ดนี้%�า (m3)/เวลา(s) = 0.1/25.72 m3/s

= 0.003888 m3/s

การค%านี้วณโดยด�จากต่าราง Flow rate vs Manometer Differential

ผลต่�างของความสู�งของป็รอทเท�าก�บ 180 mm

จากต่าราง ได) Q ต่าราง = 227.3963 lit/min = 227.3963 x10-3/60

= 0.00379 m3/s

การค%านี้วณจากข)อม�ลท�อ�านี้ได) จาก Orifice Meter

จากสู�ต่ร Q = C0 D12 D2

2 2 P/ D1

4 – D24 4

= C0 D1

2 D22 2 g h

D14 – D2

4 4

0.603 (0.051) 2 (0.033)2 2 x 9.81 x (0.380 – 0.200)x6x104

33

= (0.051)4 – (0.033)4 4 = 0.0018446 m3/s

ค%านี้วณหา Q เฉล�ย จาก Q เฉล�ย = (Q meter + Q ต่าราง+ Q ค%านี้วนี้ ) /3 = ( 0.003888 m3/s + 0.00379 m3/s

+ 0.0018446 m3/s) = 0.003174 m3/s

การค%านี้วณหาเฮดรวมของนี้%�าท�ไหล ( H ) H = P

= g

H = ( 0.380-0.200)x102/ 9.81 H = 1.835 m

การค%านี้วณหาก%าล�งในี้การไหลของป็:� ม ( Whp ) Whp = QH/746 , = g

= g QH/746 = 1000x9.81x 0.003174x1.835 = 57.13391 w

การค%านี้วณหาก%าล�งของมอเต่อร* (Pi)Pi = 2 VIcos

= 2 x 210x 3.25 x0.79 = 762.5086 wการค%านี้วณหาป็ระสู,ทธิ,ภาพื่ของเคร��องสู�บ ( ) = Whp/Bhp

= Po/Pi

= 57.13391 w / 762.5086 w x10034

= 7.493 %

35