e-Industrial Technology Center

      1. คุณลักษณะของปั๊มหอยโข่ง (Centrifugal Pump)
 

 

        ในการทำงานของปั๊มหอยโข่ง การหมุนของใบพัดทำให้เกิดแรงเหวี่ยงไปผลักดันให้ของเหลวไหลตลอดแนวเส้นรอบวงเรือนปั๊ม จะทำหน้าที่รวบรวมของเหลวไปสู่ทางออก ทำให้ของเหลวมีเฮดรวม (Total Dynamic Head, H_TDH) และทางออกของของไหลออกจะทำมุม 90 องศากับทางของเหลวไหลเข้า ยิ่งใบพัดหมุนเร็วก็ยิ่งต้องใช้พลังงานมาก ทำให้เฮดสูงและของเหลวไหลมาก


 

ตัวอย่างปั๊มหอยโข่ง หรือ Centrifugal Pump

            - อัตราการไหลเป็นอัตราส่วนโดยตรงกับความเร็วรอบของปั๊ม

           -  หัวน้ำรวมเป็นอัตราส่วนกำลังสองของความเร็วรอบของปั๊ม

           -  พลังงานที่ใช้เป็นอัตราส่วนกำลังสามของความเร็วรอบของปั๊ม
 

            สมรรถนะของปั๊มหอยโข่งโดยทั่วไปจะเป็นไปตามกราฟข้างล่าง

 

กราฟสมรรถนะการทำงานของปั๊มหอยโข่ง
 

1.2 ปั๊มต่อแบบอนุกรมและขนาน
 

         ปั๊มแต่ละตัวมีสมรรถนะการทำงานต่างกัน ในกรณีที่ปั๊ม 2 ตัวเป็นขนาดเดียวกันต่างกันที่เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดเล็กจะให้หัวน้ำและปริมาณการไหลต่ำกว่าปั๊มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดโต ณ ความเร็วรอบเดียวกัน   

 

 

          ปั๊มแบบนี้ประกอบด้วยกระบอกสูบซึ่งเคลื่อนที่ไปมาเป็นเส้นตรง โดยการหมุนของแกนซึ่งมีก้านสูบแบบเดียวกับเครื่องยนต์สูบชัก โดยการจัดระบบวาล์วปิด-เปิด ให้สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของลูกสูบ ซึ่งทำให้ของเหลวถูกดูดเข้าไปยังช่องว่างของกระบอกสูบและลูกสูบโดยผ่านวาล์วตัวหนึ่งและเมื่อลูกสูบเดินกลับ ของเหลวนี้ก็จะไหลออกไป โดยผ่านวาล์วอีกตัวหนึ่ง ทำให้สามารถผลักดันของเหลวออกไปได้ทั้งด้านหน้าและด้านหลังลูกสูบ
 

          ปั๊มแบบนี้จัดอยู่ในประเภทที่ผลักดันของเหลวออกไปทางด้านจ่ายได้แน่นอน (Positive Displacement) ไม่ว่าความดันทางด้านจ่ายจะมากหรือน้อย

รูปตัวอย่างปั๊มแบบสูบชักกราฟแสดงสมรรถนะการทำงาน

 

        ปั๊มแบบนี้การไหลของของเหลวและความดันจะเกิดขึ้นเป็นช่วง ๆ ตามจังหวะไปมาของลูกสูบ จึงต้องมีห้องอากาศเล็ก ๆ บนหัวสูบ เพื่อให้อัตราการไหลและความดันเป็นจังหวะน้อยลง แต่เพื่อให้ความดันและอัตราการไหลสม่ำเสมอยิ่งขึ้น ชุดทดสอบนี้มีห้องอากาศที่โตอยู่ข้างนอกด้วย
 

         การทำงานของแบบสูบชัก จะมีปริมาณของเหลวถูกผลักดัน (ไหล) ออกมาแน่นอนไม่ว่าความดันจ่ายจะมากหรือน้อย ปริมาณของเหลวที่
ไหลจะขึ้นอยู่กับความเร็วรอบปั๊มและขนาดช่องว่างระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบ


 

        ปั๊มเทอร์ไบน์เป็นปั๊มประเภทที่ใช้แรงเหวี่ยง เช่นเดียวกับปั๊มหอยโข่งแต่ใบพัดแทนที่จะมีลักษณะก้อนหอยเหมือนปั๊มหอยโข่ง จะเป็นครีบแคบ ๆ สั้น ๆ ในแนวรัศมีทางน้ำไหลเข้าและออกจะอยู่ในระนาบเดียวกัน ตามข้างล่าง
 

        ขณะใบพัดหมุนแรงเหวี่ยงของน้ำจะทำให้น้ำไหลออกไปจากครีบของใบพัดด้านท่อออกและเมื่อครีบใบพัดหมุนวนมาทางด้านท่อดูดน้ำก็จะไหลเข้าไประหว่างครีบของใบพัดและแรงเหวี่ยงก็จะให้น้ำที่ไหลเข้าไปนี้ไหลออกทางด้านท่อออกอีกและติดต่อไปเรื่อย ๆ
 

        ปั๊มแบบไหลตามแนวแกนมีใบพัดทำมุมกับแนวแกน เมื่อแกนหมุนใบพัดจะผลักดันให้น้ำมีความดันและมีการไหลตัวด้วยความเร็ว โดยน้ำไหลเข้าหาปั๊ม (ท่อ) ตามแนวแกนของปั๊มและไหลออกจากปั๊มในทิศทางเดียวกัน หลังใบพัดจะมี Diffuser หรือ Guide Vane เป็นตัวเปลี่ยนทิศทางการไหลของน้ำและเปลี่ยนความเร็วส่วนหนึ่งเป็นความดันน้ำที่ถูกใบพัดผลักดัน นอกจากจะไหลไปข้างหน้าแล้วจะวนรอบแกนด้วยแต่ Guide Vane จะเปลี่ยนทิศทางการไหลให้ตรงตามแนวแกน
 

       ใบพัดของปั๊มจะมี 3 แฉก บิดเป็นมุมกับแนวแกนโดยใบพัดอาจปรับมุมกับแกนได้หรือมีมุมตายตัวปั๊มแบบนี้จะมี Specific Speed (N1) ระหว่าง 1,300 ถึง 2,500 แต่ส่วนใหญ่จะประมาณ 1,500 สมรรถนะของปั๊มจะเป็นไปตามกราฟตัวอย่างข้างล่าง โดยถ้าเพิ่มอัตราการไหล แรงดันของน้ำจะลดลงอย่างรวดเร็วและต่างจากปั๊มแบบหอยโข่ง คือ ยิ่งอัตราการไหลต่ำ ยิ่งต้องการแรงม้ามาก และถ้าอัตราการไหลสูงมากอาจจะมีการสั่นสะเทือนมาก ฉะนั้นปั๊มแบบนี้จึงควรมีอัตราการไหลระหว่าง 70–140% ของจุดที่ออกแบบได้หรือจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
 

รูปตัวอย่างปั๊มแบบไหลตามแนวแกนและกราฟแสดงสมรรถนะการทำงาน