การคำนวณอัตราการไหลของปั๊ม

วิธีคำนวณว่าปั๊มต้องมีอัตราการไหลเท่าไรจึงจะสามารถเติมหรือถ่ายเทของเหลวปริมาตรที่กำหนดภายในเวลาที่ต้องการ

สุตรที่ใช้คำนวณ

อัตราการไหล = ปริมาตรของของเหลว ÷ เวลาที่ต้องการ

Q =  V/t

โดย

Q = Flow Rate = อัตราการไหลของปั๊ม

V = Volume = ปริมาตรของของเหลว

t = Time = เวลาที่ใช้ในการเติมหรือถ่ายเท

สมมติว่าเรามีถังที่บรรจุน้ำหรือของเหลวอยู่ปริมาตรหนึ่ง และต้องการให้ปั๊มถ่ายของเหลวออกจากถังภายในเวลาที่กำหนด เช่น ถังมีน้ำ 10,000 L ต้องการสูบให้หมดภายใน 30 นาที เราจึงต้องหาว่า ปั๊มต้องมี Flow Rate อย่างน้อย L/min

หน่วยที่ใช้ในการวัด   

อัตราการไหล

L/min = ลิตรต่อนาที หรือ m³/hr = ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง

ปริมาตร

L = ลิตร หรือ m³ = ลูกบาศก์เมตร

เวลา= นาที หรือ hr = ชั่วโมง

การเปลี่ยนแปลงหน่วยวัด
m^3 = 1,000 Lและ hr = 60 min

ดังนั้น
m^3/hr  ประมาณ 16.67 L/min

ตัวอย่าง

Tank Volume (V) = 10,000 L

Filling Time (t) = 30 minutes

จากสูตรอัตราการใหล Q = V/t
Q = 10,000/30

Q=333.3 L/min

Pump Flow Rate ประมาณ 333 L/min

หรือถ้าต้องการแปลงเป็น m³/hr
333.3 L/min* 60/1,000 จะได้ประมาณ 20 m^3 hr

ดังนั้นปั๊มที่ต้องการมีอัตราการไหลประมาณ 333 L/min หรือ 20 m³/hr

การเลือกปั๊มต้องใช้หน่วยวัดที่สอดคล้องกัน

ตัวอย่างเช่น ถ้า Volume เป็น m³ และ Time เป็น hr Flow อัตราใหลที่ได้จะเป็น m^3/hr
แต่ถ้า Volume เป็น L และ Time เป็น min Flow อัตราใหลที่ได้จะเป็น L/min

ในงานจริงอาจจะมีความคลาดเคลื่อนเพราะมีความความสูญเสีย หรือแรงต้านทานของระบบ จึงต้องเผื่อใว้อัตราการไหลให้เพิ่มขึ้นประมาณ 10–20%

ตัวอย่างจาก 333 L/min หากเผื่อ 10%
333*1.10 = 366.3 L/min

ถ้าเผื่อ 20%
333*1.20 = 399.6 L/min

ดังนั้นอาจพิจารณาปั๊มที่มี Flow ประมาณ 366–400 L/min ทั้งนี้ต้องดูสภาพและแรงต้านทานของระบบจริงด้วย

การคำนวณ Pump Flow Rate เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการเลือกปั๊ม เรายังต้องพิจารณา Total Dynamic Head (TDH) หรือเฮดรวมของระบบด้วย

โดยทั่วไปต้องพิจารณาเช่น

• Static Head
• ความยาวท่อ
• ขนาดท่อ
• Pipe Friction Loss
• Elbow / Tee / Valve และ Fitting ต่าง ๆ
• Pressure ที่ปลายทางต้องการ
• ความแตกต่างระดับของถัง
• คุณสมบัติของของเหลว
• อุณหภูมิ
• Specific Gravity
• ความหนืด

ดังนั้นจุดทำงานของปั๊มจริงจะต้องระบุเป็น Q@H เช่น 20 m³/hr @ 40 mH₂O

หมายความว่าปั๊มต้องสามารถให้ Flow = 20 m³/hr ที่ Head = 40 m

สรุปภาพนี้แบบเข้าใจง่าย

ตามหลักการสามารถจำง่ายๆ ว่าต้องการสูบของเหลวปริมาตรเท่าไร และต้องการสูบให้เสร็จภายในกี่เวลา

จากนั้นใช้ Q = V/t

ตัวอย่าง

ถัง = 10,000 L ต้องการสูบ = 30 min

ดังนั้น Q=10,000/30 = 333.3 L/min หรือ Q ประมาณ 20 m*3/hr

ในการเลือกปั๊มจริงต้องนำค่า Flow นี้ไปพิจารณาร่วมกับ Head/TDH และต้องดู Pump Curve ประกอบด้วย จะเลือกปั๊มจากค่า Flow เพียงอย่างเดียวไม่ได้

Flow บอกว่าปั๊มส่งของเหลวได้เร็วแค่ไหน Head บอกว่าปั๊มสามารถส่งของเหลวไปได้สูง/ต้านแรงดันได้มากแค่ไหน
ดังนั้น Pump Selection ต้องดู Flow, Head, คุณสมบัติของของเหลว, แรงต้านทานของระบบ