ท่อส่งลมและน้ำในงานปรับอากาศ

ท่อส่ งลมและนา้ สมหวงั มคิ วาฬ ในงานปรับอากาศ

ท่อส่งลมและน้าในงานปรบั อากาศ การไหลของของไหลในท่อ การวางแผนหรอื การบรกิ ารระบบ HVAC (Heating, Ventilating and Air Condition) จาเป็นตอ้ งทราบ ความดนั พดั ลมหรอื ปัม๊ และทราบความดนั สญู เสยี ในทอ่ ซง่ึ สามารถคานวนไดโ้ ดยนาหลกั การไหลของของ ไหลในท่อมาใชก้ บั การไหลของอากาศและน้าในทอ่ สมการคอนตินิ วอิตี้ ปกตกิ ารไหลของของไหลในท่อจะเป็นการไหลแบบอยตู่ วั (stead flow) หมายความวา่ ของไหลไหลดว้ ย อตั ราคงทแ่ี ละอยตู่ วั กลา่ วคอื ปรมิ าณของไหลทไ่ี หลผ่านจดุ ใดจดุ หน่ึง จะเทา่ กบั ทจ่ี ุดอ่นื ๆ ในระบบตามรปู ขา้ งล่าง และอาจแทนการไหลแบบน้ีไดโ้ ดยสมการ

ถ้าในระหวา่ งการไหลความหนาแน่นของของไหลคงท่ี อาจเขยี นสมการไดว้ า่ ตวั อย่างท่ี1 วศิ วกรบรกิ ารคนหน่ึง ตอ้ งการตรวจสอบอตั ราไหลของน้าเยน็ ทไ่ี หลเวยี นในระบบท่อ วา่ ถูกตอ้ งตามตอ้ งการหรอื ไม่ จงึ วดั ความเรว็ ของน้าได้ 10 fps วดั พน้ื ทภ่ี าคตดั ของทอ่ ได้ 2 ft2 อตั ราไหล ของน้าเทา่ กบั ก่ี gpm วิธีทา

สมการคอนตนิ วิ อติ ย้ี งั บอกใหท้ ราบวา่ ถ้าพน้ื ทเ่ี พม่ิ ความเรว็ จะลด หรอื ถ้าพน้ื ทล่ี ดลง ความเรว็ จะเพมิ่ ตวั อย่างท่ี2 อากาศไหลในท่อขนาด 1 ft X 2 ft ดว้ ยอตั รา 1,200 cfm ถ้าขนาดท่อลดเหลอื 0.5 ft X 1 ft จงหาความเรว็ ของอากาศ วิธีทา ความเรว็ อากาศ V2 = cfm2 / A2 = 1,200 / 0.5 = 2400 fpm

ตวั อย่างท่ี3 อากาศไหลในทอ่ ซง่ึ มพี น้ื ทห่ี น้าตดั 48 in2 ดว้ ยความเรว็ 2,400 fpm เน่ืองจากความเรว็ ดงั กลา่ วสงู เกนิ ไปจงึ เกดิ เสยี งรบกวนตอ่ ผอู้ าศยั ในหอ้ งปรบั อากาศ ฉะนนั้ จะลดความเรว็ ลงใหเ้ หลอื 1,300 fpm เพ่อื ลดเสยี งรบกวนลง อยากทราบวา่ จะตอ้ งเปลย่ี นไปใชท้ อ่ ขนาดเท่าใด วิธีทา ขนาดทอ่ ทต่ี อ้ งการ สมการพลงั งานไหล ถ้านาหลกั การบาลานชพ์ ลงั งานมาใชก้ บั การไหลของของไหลในทอ่ อาจกลา่ วไดว้ า่ ระหวา่ งจุด 2 จดุ ใดๆ ใน ระบบท่อ พลงั งานทจ่ี ุด 1 + พลงั งานเพม่ิ – พลงั งานสญู เสยี = พลงั งานทจ่ี ดุ 2

พลงั งานของของไหลทจ่ี ดุ ใดๆ คอื พลงั งานซง่ึ ประกอบไปดว้ ยพลงั งานเน่อื งจากความดนั พลงั งาน เน่ืองจากความเรว็ และพลงั งานเน่อื งจากระดบั พลงั งานเพมิ่ คอื พลงั งานทไ่ี ดจ้ ากปัม๊ หรอื พดั ลม พลงั งาน สญู เสยี คอื พลงั งานทส่ี ญู หายไปเน่ืองจากความเสยี ดทาน เขยี นเป็นสมการมหี น่วยเป็นความดนั เฮด (Head Pressure) หรอื ความสงู ตามลาตงั้ ของของไหล ตวั อย่างที่ 4 ถ้าใชร้ ะบบทอ่ ในรปู สง่ น้าจากหอ้ งใตด้ นิ ขน้ึ ไปเกบ็ บนถงั เกบ็ เหนือหลงั คาอาคารซง่ึ สงู 180 ฟุต มคี วามสญู เสยี เน่ืองจากความเสยี ดทานในท่อ วาลว์ และขอ้ ตอ่ เท่ากบั 12 ftw น้าไหลเขา้ ปัม๊ ทค่ี วามดนั 10 ft และปัม๊ สง่ น้าออกทค่ี วามดนั บรรยากาศ ความเรว็ ทางเขา้ และทางออกของปัม๊ เท่ากบั 2 fps และ 10 fps จงหาความดนั ปัม๊

วธิ ที า จากสมการ ความดนั ในระบบปิ ดและระบบเปิ ด ระบบทอ่ เปิดคอื ระบบทอ่ ทเ่ี ปิดสบู่ รรยากาศทจ่ี ดุ ใดจดุ หน่ึงของระบบ สว่ นระบบปิดคอื ระบบทน่ี ้า ไหลเวยี นตอ่ เน่ืองโดยไมม่ จี ดุ ทเ่ี ปิดส่บู รรยากาศ

ตวั อย่างท่ี 5 ถา้ ความสญู เสยี เน่ืองจากความเสยี ดทานของระบบน้าปรบั อากาศในรปู เทา่ กบั 24 ftw วิธีทา จากรปู เป็นระบบปิด ถ้าเรมิ่ จากจุดท1่ี ซง่ึ เป็นทางสง่ ของปัม๊ จะยอ้ นกลบั มาครบวงรอบทจ่ี ดุ ท1่ี อกี เฮดของปัม๊