บทปฏิบัติการที่ 5 ปั๊มน้ำต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน (Series and Parallel Pumps Test) + คลิป

ปั๊มน้ำต่อแบบอนุกรมและแบบขนำน
(Series and Parallel Pumps Test)
บทปฏิบัติกำรที่ 5
ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
1. วัตถุประสงค์
• การทดลองเพื่อศึกษาหาค่าเฮดรวมของปั๊มที่อัตราการไหลต่างๆ
• การทดลองเพื่อศึกษาหากาลังและประสิทธิภาพของปั๊มที่อัตรา
การไหลต่างๆ ณ ค่าความเร็วรอบต่างๆ
• การศึกษาหาคุณลักษณะและสมรรถนะของปั๊ม เมื่อทาการต่อ
ในลักษณะอนุกรมและขนาน
2. อุปกรณ์และเครื่องมือ
• ชุดทดสอบ HP 113 COMPACT CENTRIFUGAL PUMP TEST SET
• นาฬิกาจับเวลา

กลศาสตร์ของไหล (Fluid Mechanics)
SCAN ME
สแกน QR Code
เพื่อดูคลิปสอนใน Youtube

3. รำยละเอียดทั่วไป
1 ข้อมูลเทคนิค
1.1 อัตราการหมุนของปั๊มที่ 2900 rpm
oอัตราการไหลของนาสูงสุด : มากกว่า 80 ลิตรต่อนาที
oHead สูงสุด : มากกว่า 18 m. water
1.2 ความจุของแท็งก์นา : ประมาณ 30 ลิตร
1.3 Motor Dynamometer : 0.55 kW
1.4 Speed control : 0.75 kW inverter
1.5 เครื่องมือวัด
1.6 Power supply : 220V 1Ph 50Hz
2 กำรทดสอบโดยทั่วไป
2.1 อัตราการไหลที่สัมพันธ์กับ Head ที่ความเร็วต่างๆ
2.2 Pump input, output และประสิทธิภาพจริงที่ความเร็วต่างๆ

4.ทฤษฎีทั่วไป
1. ก้ำลังและประสิทธิภำพของปั๊ม (Power and Pump Efficiency )
กาลัง (Power) คือ ค่าของงานที่ทาต่อหนึ่งหน่วยเวลา หน่วยของกาลัง คือ วัตต์ (Watt, N-m/s), แรงม้า (Horse Power)
1 แรงม้า มีค่าเท่ากับ 745.7 วัตต์ หรือ 550 ฟุต - ปอนด์/วินาที ในการทางานของปั๊มพิจารณา กาลัง 2 แบบ คือ
• ก้ำลังที่ให้ของปั๊ม (Power output of Pump, W0)
กาลังที่ให้ของปั๊ม คือ กาลังที่ปั๊มส่งให้กับของเหลว โดยทั่วไปจะอยู่ในรูป Hydraulic Power หรือ Water Power
โดยจะขึนอยู่กับอัตราการไหล (Q) และ Head ของปั๊ม (hp) หรือ ความดันของปั๊ม (pp)
W0 = γQhp = p × Q
เมื่อ W0 คือ กาลังที่ให้ของปั๊ม, watt
hp คือ Head ของปั๊ม, m
p คือ ความดันของปั๊ม, N/m²
γ คือ หน่วยนาหนักจาเพาะของของเหลว, N/m³
Q คือ อัตราการไหล, m³/s

• ก้ำลังของปั๊ม (Power input of pump, Wi)
กาลังของปั๊ม คือ กาลังที่จ่ายให้กับปั๊มให้ทางาน เช่น มอเตอร์ หรือเครื่องยนต์ ที่ทาให้ปั๊มสามารถส่งกาลังให้กับ
ของเหลวต่อไป กาลังของปั๊มสามารถวัดได้จากเครื่องวัดไดนามอมิเตอร์ (dynamometer)
wi = Fr ×
2πn
60
เมื่อ Wi คือ กาลังของปั๊ม, Watt
F คือ Dynamometer turning force, N
r คือ ความยาวของแขน Dynamometer, m
n คือ อัตราการหมุนของปั๊ม, rpm, รอบต่อนาที
• ประสิทธิภำพของปั๊ม (Pump efficiency, ηP)
ηp =
กาลังของปั๊มที่ให้ของเหลว
กาลังของปั๊ม

2. กำรต่อปั๊มแบบอนุกรมและแบบขนำน
การติดตังเครื่องสูบหลายเครื่องในระบบ เพื่อที่จะทาให้ระบบมีเฮดรวมสูงขึนหรือมีอัตราการไหลสูงขึน โดยการติดตัง
เครื่องสูบให้มีลักษณะการต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน
• การติดตังเครื่องสูบแบบอนุกรม จะทาให้เฮดของระบบมีค่าสูงขึน แต่อัตราการไหลของของไหลภายในระบบ
ไม่เปลี่ยนแปลง เฮดของระบบที่เพิ่มสูงขึน สามารถหาได้จากผลรวมของเฮดความดันของเครื่องสูบแต่ละ
เครื่องที่อัตราการไหล Q ทาให้เฮดความดันของระบบเพิ่มขึนมีค่าเท่ากับ H1 + H2 + H3

• การติดตังเครื่องสูบแบบขนาน จะทาให้อัตราการไหลของระบบมีค่าสูงขึน แต่เฮดของระบบไม่เปลี่ยนแปลง อัตรา
การไหลของระบบที่เพิ่มสูงขึน สามารถหาได้จากผลรวมของอัตราการไหล ที่ได้จากเครื่องสูบแต่ละเครื่อง (Q1+Q2)

5. ขันตอนในกำรทดสอบ
• กำรทดลองวัดค่ำของปั๊มน้ำแต่ละตัว
1 ตรวจสอบระบบท่อและวาล์ว โดยกาหนดทิศทางของนาไหลเข้าและไหลออกของปั๊ม ตรวจสอบพร้อม
ทดสอบปั๊มนาแต่ละตัว
2 เดินเครื่องปั๊มนาตัวแรก จากนันให้เปิดวาล์วควบคุมอัตราการไหลโดยให้เปิดแรงสุด
3 วัดความดันที่ทางเข้าและออกของปั๊มนา โดยอ่านค่าจากเกจที่ติดอยู่ทังสองตัว
4 อ่านค่าการแกว่งตัวของสปริงที่ติดอยู่ตรงบริเวณฐานของปั๊มแต่ละตัว
5 ปรับอัตราการไหลให มีค่าลดลงจนถึงตาแหน งที่ไม่ม ีอัตราการไหลอย่างน้อย 10 ค่า
และบันทึกข้อมูลค่าความดันที่อ่านได้ทังสองจุด
6 วัดอัตราการไหล โดยการจับเวลาและอ่านค่าปริมาตรนาที่อ่านได้จากมิเตอร์ สมการการ
คานวณได้ดังนี 𝑄 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (𝑚3)
𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑇𝑖𝑚𝑒 (𝑠)
7 ทาการทดลองตังแต่ข้อ 1 ถึง 6 เพื่อทดสอบอัตราการไหลของปั๊มนาตัวที่สองและบันทึกข้อมูล

• กำรทดลองวัดค่ำของปั๊มน้ำเมื่อต่อแบบอนุกรม
1 ตรวสอบระบบท่อและวาล์ว โดยกาหนดทิศทางของนาไหลเข้าและไหลออกของปั๊ม มีลักษณะเหมือนรูป
พร้อมทังตรวจสอบพร้อมทดสอบปั๊มนาแต่ละตัว
2 เปิดปั๊มนา 2 ตัวพร้อมกัน จากนันให้เปิดลินควบคุมอัตราการไหลจากปิดไปเป็นเปิดสุด
3 วัดความดันที่ทางเข้าและออกของปั๊มทัง 2 ตัว และวัดค่าความแตกต่างของความดัน โดยอ่านค่าจากเกจ
ที่ติดอยู่ทังสี่จุด
5 ปรับอัตราการไหลให้มีค่าลดลงจนถึงตาแหน่งที่ไม่มีอัตราการไหลอย่างน้อย 10 ค่าและบันทึกข้อมูลค่า
ความดันที่อ่านได้ทังสี่จุด
6 วัดอัตราการไหล โดยการจับเวลาและอ่านค่าปริมาตรนาที่อ่านได้จากมิเตอร์ สมการการคานวณได้ดังนี
𝑄 =

• กำรทดลองวัดค่ำของปั๊มน้ำเมื่อต่อแบบขนำน
1 ตรวสอบระบบท่อและวาล์ว โดยกาหนดทิศทางของนาไหลเข้าและไหลออกของปั๊ม มีลักษณะเหมือนรูป
พร้อมทังตรวจสอบพร้อมทดสอบปั๊มนาแต่ละตัว
2 เปิดปั๊มนา 2 ตัวพร้อมกัน จากนันให้เปิดลินควบคุมอัตราการไหลจากปิดไปเป็นเปิดสุด
3 วัดความดันที่ทางเข้าและออกของปั๊มทัง 2 ตัว และวัดค่าความแตกต่างของความดัน โดยอ่านค่าจากเกจ
ที่ติดอยู่ทังสี่จุด
5 ปรับอัตราการไหลให้มีค่าลดลงจนถึงตาแหน่งที่ไม่มีอัตราการไหลอย่างน้อย 10 ค่าและบันทึกข้อมูลค่า
ความดันที่อ่านได้ทังสี่จุด
6 วัดอัตราการไหล โดยการจับเวลาและอ่านค่าปริมาตรนาที่อ่านได้จากมิเตอร์ สมการการคานวณได้ดังนี
𝑄 =

5. ตำรำงผลกำรทดลอง
ตาราง กาลังและประสิทธิภาพของปั๊มตัวที่ 1
ตาราง กาลังและประสิทธิภาพของปั๊มตัวที่ 2

ตาราง สมรรถนะของปั๊มเมื่อต่อรวมกันในลักษณะอนุกรม (Series Pump)
ตาราง สมรรถนะของปั๊มเมื่อต่อรวมกันในลักษณะขนาน (Parallel Pump)

6. วิเครำะห์ผลกำรทดลอง
โดยทั่วไปผลการทดลองแสดงในรูปของกราฟเส้นโค้ง จะได้รู้เส้นโค้งประสิทธิภาพของปั๊ม ในการพล็อตกราฟให้ใช้ข้อมูล
พืนฐานที่ได้จากตัวอย่าง เช่น Pump Output Power, Pump Input Power และ Pump efficiency
1 Pressure Vs. Flow Rate Curve
1.1 แกน Y ให้เป็นความดัน แกน X ให้เป็นอัตราการไหล ที่ 2900 rpm.
1.2 ลากเส้นโค้งเรียบผ่านจุด
1.3 เขียนกราฟที่อัตราการหมุนของมอเตอร์อื่นๆ ตามข้อ 1.1 และ 1.2
2 Pump Input and Output Power Vs. Flow Rate
2.1 Y ให้เป็น Input และ Output Power แกน X ให้เป็นอัตราการไหลที่ 2900 rpm.
2.2 ลากเส้นโค้งเรียบผ่านจุด
2.3 เขียนกราฟที่อัตราการหมุนของมอเตอร์อื่นๆ ตามข้อ 2.1 และ 2.2
3 เปรียบเทียบค่าที่ได้จากปั๊มที่ต่อแบบอนกุรมและแบบขนาน

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Efficiency
(%)
0.0
0.3
0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
1.8
2.0
2.3
0 20 40 60 80 100 120
Pressure
Efficiency
Flow rate (l/min)
Pressure
(kg/cm
2
)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 20 40 60 80 100 120
Flow rate (l/min)
Power
(Watt)
500
Power input
Power
output
รูป ตัวอย่างกราฟกาลังกับอัตราการไหล
รูป ตัวอย่างกราฟความดันและประสิทธิภาพกับอัตราการไหล
(ลักษณะของเส้นโค้งของปั๊มแรงเหวี่ยงที่อัตราการหมุน 2900 rpm)

H
Q
L/min
2 pumps
1 pumps
HP2 = 2HP1
V2 = V1
H
Q L/min
2 pumps
1 pumps
V2 = 2V1
HP2 = HP1
รูป แสดงกราฟความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล
และเฮดของปั๊มในการต่อปั๊มแบบขนาน
รูป แสดงกราฟความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล
และเฮดของปั๊มในการต่อปั๊มแบบอนุกลม

บทปฏิบัติการที่ 5 ปั๊มน้ำต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน (Series and Parallel Pumps Test) + คลิป

More Related Content

What's hot (20)

More from AJ. Tor วิศวกรรมแหล่งนํา้ (20)

Recently uploaded (20)

บทปฏิบัติการที่ 5 ปั๊มน้ำต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน (Series and Parallel Pumps Test) + คลิป