ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีเครื่องสูบน้ำ

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีเครื่องสูบน้ำ

ในบรรดาเครื่องสูบน้ำที่หลากหลายนั้น เครื่องสูบหอยโข่ง (volute pump) ถือเป็นเครื่องสูบน้ำที่ได้รับการพัฒนาก้าวหน้ามากที่สุด เพราะว่าสามารถสูบน้ำได้ในอัตราที่สูง และมีการใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ

ชนิดของปั๊ม

1 ปั๊มน้ำอัตโนมัติ เหมาะสำหรับอาคาร ตึกแถว ทาวน์เฮ้าส์ บ้านเดี่ยวเป็นระบบสวิตซ์เปิด-ปิดอัตโนมัติ ประหยัดไฟกำลังส่งไปยังจุดต่างๆภายในบ้านได้ดี สามารถต่อกับเครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องซักผ้า หรือก๊อกน้ำได้
2 ปั๊มน้ำหอยโข่ง เหมาะกับงานเกษตร งานสูบน้ำขึ้นตึกสูง งานสูบจากแท็งค์หรือบ่อ งานหัวจ่ายน้ำ sprinkle สามารถสูบน้ำได้ในปริมาณที่มากหรือแรงส่งสูง ๆ
3 ปั้มน้ำจุ่ม ใช้กับงานสูบน้ำออก เช่น งานน้ำท่วม บ่อน้ำพุ มีกำลังส่งต่ำ แต่สูบน้ำได้ปริมาณมากๆ

ลักษณะของเครื่องสูบน้ำ

การแบ่งลักษณะของปั๊มใบพัดหมุน (Turbo Pump) ปั๊มน้ำใบพัดหมุนอาจแบ่งแยกง่ายๆ ตามลักษณะใบพัดได้ 3 ชนิดดังนี้
• ปั๊มหอยโข่งแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifugal Pump) เฮดน้ำเกิดจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์จากการหมุนของใบพัด ใช้กันอย่างแพร่หลาย สามารถใช้เฮดน้ำสูง
• ปั๊มน้ำการไหลแบบผสม (Mixed Flow Pump) ปั๊มชนิดนี้เฮดน้ำเกิดจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ของใบพัดส่วนหนึ่ง และเกิดจากแรงดึงน้ำของใบพัด (Impeller Lift) อีกส่วนหนึ่ง
• ปั๊มน้ำการไหลตามแนวแกน (Axial Flow Pump) เฮดน้ำจากปั๊มประเภทนี้เกิดจากแรงที่ใบพัดกระทำต่อของเหลวตามแนวแกน ปั๊มชนิดนี้ใช้กันแพร่หลาย เมื่อต้องการปริมาณการไหลมาก และเฮดต่ำ

หลักการทำงานของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง เครื่องสูบน้ำชนิดโวลูท ดูดน้ำและส่งน้ำได้อย่างไร ?

    ในสมัยที่เราเป็นเด็กเราคงเคยทดลองเล่น โดยให้น้ำหยดบนร่มที่กำลังหมุนใช่ไหม? น้ำหยดเล็ก ๆ จะถูกเหวี่ยงให้กระจายออกจากร่มที่กำลังหมุนอยู่นั้นในทำนองเดียวกันถ้าเรา ขว้างตุ้มฆ้อน เราต้องหมุนตัวเราให้เร็วที่สุดก่อน เพื่อที่จะขว้างตุ้มค้อนให้ได้ไกลที่สุดเท่าที่จะไกลได้ขอให้เรามาทำการ ทดลองดูสักอย่างโดยอาศัยเครื่องมือง่าย ๆ ที่ปรากฏในรูปข้างซ้ายมือนี้ เมื่อใบพัด (impeller) ที่ก้นของอุปกรณ์หมุนน้ำจะหมุนตามไปด้วย การหมุนทำให้ผิวน้ำยุบตัวต่ำที่สุดตรงส่วนกลาง และระดับน้ำสูงสุดตามบริเวณขอบของอุปกรณ์ เหตุผลก็คือว่าน้ำเคลื่อนที่ออกจากศูนย์กลางของการหมุนภายใต้การกระทำของแรง หนีศูนย์กลางที่เกิดจากการหมุนนั้น ความดันภายในของน้ำจะลดที่บริเวณศูนย์กลางแต่จะเพิ่มมากขึ้นที่บริเวณขอบโดย หลักการแล้วเครื่องสูบน้ำชนิดโวลูทก็เหมือนกับอุปกรณ์ทดลองที่แสดงมาแล้ว ข้างบนนี้ คือเมื่อใบพัดในเครื่องสูบหมุน ความดันของน้ำจะเพิ่มมากขึ้น เพราะแรงหนีศูนย์กลางน้ำจะถูกเหวี่ยงออกจากบริเวณศูนย์กลางการหมุนอย่างต่อ เนื่อง
ลักษณะของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง

โดยปกติเราจะใช้ตัวแปร 4 ตัวแปร เป็น เครื่องบอกลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาด ลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาดโดยใช้ตัวแปร 4 ตัวเป็นตัววัดเรียกว่า พฤติลักษณะ (characteristic) ของเครื่องสูบ ตัวแปรเหล่านี้ได้แก่อัตราการสูบ ,เฮดหรือความสูงของน้ำที่สามารถส่งขึ้นไปได้ ,กำลังที่เพลา และประสิทธิภาพ

1. อัตราการสูบ (Flow Rate) หมาย ถึงปริมาณ หรือจำนวนของน้ำที่เครื่องสูบแต่ละเครื่องสูบได้ต่อหน่วยของเวลา โดยมากจะใช้หน่วยของอัตรสูบ ม3 /นาที หรือ ลิตร/นาที อย่างไรก็ตามขนาดของเครื่องสูบนิยมเรียกตามขนาดของท่อดูด ดังนั้นมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (JIS) จึงได้จัดทำตารางเครื่องสูบที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดท่อดูดที่เหมาะสม ที่อัตราการสูบหนึ่ง ๆ

2. เฮด (Head) คือแรงดัน หรือความสูงที่เครื่องสูบน้ำทำได้ ถือเป็นธรรมเนียมว่าให้ใช้ หน่วยความสูงของน้ำที่เป็นค่าเฮด และใช้หน่วยเป็นเมตร (ม.) พฤติลักษณะของเครื่องสูบแบบโวลูทก็คือ อัตราการไหลจะเป็นปฎิภาคกลับกับเฮด หรืออีกนัยหนึ่งก็คือว่าถ้าอัตราการไหลสูงเฮดจะต่ำ และถ้าอัตราการไหลต่ำเฮดจะสูง เราสามารถสร้างชาร์ตแสดงความสัมพันธ์ของอัตราการไหลกับเฮดได้โดยให้เฮดอยู่ ในแนวแกนตั้ง และอัตราการไหลในแนวแกนนอน อัตรการไหลที่เฮดต่างๆ เมื่อกำหนดแต่ละค่า และเชื่อมต่อจุด (พลอต) เหล่านี้ด้วยกันก็จะได้เส้นโค้งที่ลดต่ำลงจากซ้ายไปขวา

3. กำลังเพลา (Shaft power) กำลัง ของเครื่องดันกำลังเหมือนปั๊มน้ำบาดาลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขับเพลาของ เครื่องสูบน้ำให้หมุนตามรอบที่กำหนด กำลังเครื่องฉุดถ่ายทอดผ่านเพลาไปสู่เพลาของเครื่องสูบน้ำ เรียกว่า กำลังเพลา ถ้าเราจะสร้างชาร์ตแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างกำลังเพลากับอัตราการไหล เราก็สามารถทำได้เช่นเดียวกับชาร์ตแสดงความสัมพันธ์ของเฮดกับอัตราการไหล โดยให้แกนนอนเป็นอัตราการไหลเหมือนเดิม แต่ให้แกนตั้งเป็นกำลังเพลาแทน ในกรณีเช่นนี้กราฟจะโค้งตกจากขวาไปซ้าย กำลังของเครื่องสูบจะต้องมีมากพอที่จะชดเชยกำลังที่สูญเสียไปในเพลา โดยปกติแล้วจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องดันกำลัง ในกรณีอย่างนี้จะคิดเป็นกิโลวัตต์ (kW) แต่ถ้าเป็นเครื่องสูบเป็นเครื่องยนต์กำลังสูบคิดเป็นแรงม้า (PS)

ประสิทธิภาพ (Efficiency) สัดส่วน (ratio) ราคาปั๊มน้ำ (price)ของงานที่ได้จากเครื่องสูบ (หมายถึง กำลังที่ใช้ในการยกน้ำทางทฤษฏี) เมื่อเปรียบเทียบกับกำลังของเพลาที่ได้จากเครื่องฉุด เรียกว่าประสิทธิภาพ ค่านี้มักจะแสดงหน่วยเป็นเปอร์เซนต์ (%) เส้นโค้งแสดงพฤติลักษณะของเครื่องสูบน้ำเมื่อใช้แกนตั้งเป็นประสิทธิภาพ และแกนนอนเป็นอัตราการไหล

สิ่งที่ควรรู้ในการซื้อปั้มน้ำ

1. รู้ปริมาณน้ำ
2. รู้จำนวนแรงม้า
3. รู้ขนาดท่อดูดท่อส่งของปั๊มว่ากี่นิ้ว
4. ไฟที่ใช้ว่ากี่เฟส
5. รู้ระยะทางการส่งน้ำ

การเลือกซื้อปั๊มน้ำอัตโนมัติ

1. รู้รายละเอียดการใช้น้ำ เช่น ถ้าจะติดตั้งสปริงเกลอร์ต้องรู้ปริมาณน้ำและแรงดันของสปริงเกลอร์
2. เลือกปั๊มน้ำ ให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น ปั๊มทะเล/เคมีสำหรับสูบน้ำทะเลหรือเคมี, ปั๊มหอยโข่งสำหรับงานเกษตร,งานสปริงเกลอร์,งานประปาหมู่บ้านหรืองานดับเพลิง , ปั๊มแช่สำหรับงานดูดน้ำบาดาล,น้ำดีหรือน้ำเสีย
3. เลือกขนาดของปั้มน้ำ ในการเลือกปั๊มต้องดูว่าปั๊มสามารถจ่ายปริมาณน้ำได้มากแค่ไหนเพียงพอกับการ ใช้งานหรือไม่และที่แรงดันน้ำที่ต้องการ เช่น
 - ปริมาณน้ำ 280 ลิตร/นาที หรือ 30 m3 / h (ลูกบาศก์เมตร / ชั่วโมง)
 -แรงดัน5บาร์(10 m=1bar ) ระยะทางส่ง50เมตรเท่ากับ 5บาร์
 - ขนาดมอเตอร์ 220 V.หรือ380 V (Volt แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามอเตอร์)
 -50 Hz. (Hertz ความถี่ไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้)
 - 400 W. (Wat กำลังไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้)
 - 1.6 A. ( Amp กระแสไฟฟ้า ที่มอเตอร์ใช้)

ข้อมูลและรูปภาพ : http://www.brandnamingspecialist.com/index.php?topic=729.msg3308