การคำนวณอัตราการไหลของปั๊ม
วิธีคำนวณว่าปั๊มต้องมีอัตราการไหลเท่าไร จึงจะสามารถเติมหรือถ่ายเทของเหลวปริมาตรที่กำหนดภายในเวลาที่ต้องการสุตรที่ใช้คำนวณ
Q = V*t
โดย
Q = Flow Rate = อัตราการไหลของปั๊ม
V = Volume = ปริมาตรของของเหลว
t = Time = เวลาที่ใช้ในการเติมหรือถ่ายเท
ดังนั้นแนวคิดง่าย ๆ คือ
อัตราการไหล = ปริมาตรของของเหลว ÷ เวลาที่ต้องการ
สมมติว่าเรามีถังที่บรรจุน้ำหรือของเหลวอยู่ปริมาตรหนึ่ง และต้องการให้ปั๊มถ่ายของเหลวออกจากถังภายในเวลาที่กำหนด เช่น ถังมีน้ำ 10,000 L ต้องการสูบให้หมดภายใน 30 นาที เราจึงต้องหาว่า ปั๊มต้องมี Flow Rate อย่างน้อยกี่ L/min
หน่วยวัดที่ใช้บ่อย
หน่วยหลักๆมีดังนี้
อัตราการไหล (Flow Rate)
L/min = ลิตรต่อนาที หรือ m³/hr = ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง
ปริมาตร
L = ลิตร หรือ m³ = ลูกบาศก์เมตร
เวลา
min = นาที หรือ hr = ชั่วโมง
Conversion สำคัญ
m^3=1,000 L และ hr = 60 min
ดังนั้น
m^3/hr approx 16.67 L/min
ตัวอย่างการคำนวณ
ข้อมูลที่กำหนดคือ
Tank Volume (V) = 10,000 L
Filling Time (t) = 30 minutes
ต้องการหา
Pump Flow Rateใช้สูตร Q=V*t
แทนค่า
Q = 10,000/30
คำนวณได้ Q=333.3 L/min
ดังนั้น Pump Flow Rate approx 333 L/min
หรือถ้าต้องการแปลงเป็น m³/hr
333.3 L/min* 60/1,000 จะได้ประมาณ 20 m^3 hr
ดังนั้นปั๊มที่ต้องการในตัวอย่างนี้มีอัตราการไหลประมาณ 333 L/min หรือ 20 m³/hr
การเลือกปั๊มจริงไม่ได้ดูที่ Flow ของปั๊มเพียงอย่างเดียว มีการระบุข้อควรระวังที่สำคัญมาก และต้องใช้หน่วยวัดให้สอดคล้องกัน
ตัวอย่างเช่น ถ้า Volume เป็น m³ และ Time เป็น hr Flow ที่ได้จะเป็น m^3/hr
แต่ถ้า Volume เป็น L และ Time เป็น min Flow จะเป็น L/min
ในงานจริงอาจมีความคลาดเคลื่อนหรือความสูญเสียในระบบ จึงแนะนำให้พิจารณาเพิ่มเผื่ออัตราการไหลประมาณ 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 ทั้งนี้ต้องดูสภาพระบบจริงด้วย
การคำนวณ Pump Flow Rate ตามรูปเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการเลือกปั๊ม เรายังต้องพิจารณา Total Dynamic Head (TDH) หรือเฮดรวมของระบบด้วย
โดยทั่วไปต้องพิจารณา เช่น
- 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
หมายความว่า ปั๊มต้องสามารถให้ Flow = 20 m³/hr ที่ Head = 40 m
สรุปภาพนี้แบบเข้าใจง่าย
หลักการของภาพสามารถจำง่าย ๆ 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 approx20 m*3/hr
ในการเลือกปั๊มจริง ต้องนำ Flow นี้ไปพิจารณาร่วมกับ Head/TDH และ Pump Curve ด้วย ไม่ควรเลือกปั๊มจากค่า Flow เพียงอย่างเดียว จำง่าย Flow บอกว่า ปั๊มส่งของเหลวได้เร็วแค่ไหน Head บอกว่า ปั๊มสามารถส่งของเหลวไปได้สูง/ต้านแรงดันได้มากแค่ไหน
Pump Selection = Flow + Head + คุณสมบัติของของเหลว + สภาพระบบ
