ວິຊາ การขนถ่ายวัสดุ

366 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การลาเลียงแบบสน่ั แผนการควบคุมได้หลาย ๆ แบบ ข้ึนอยู่กับการกาหนดของผู้ผลิต ซึ่งรวมท้ังการใช้ส่วนควบคุมแบบ Solid State เช่น SCR’s หรือ Triacs มีหม้อแปลงหรือเครื่องปรับกระแสไฟฟ้า (Rheostats) แบบอัตโนมัติต่อ อนุกรมอยู่กับขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า การควบคุมบางแบบนาข้อดีของการปรับเคร่ืองป้อนให้อัตราการป้อน เปลี่ยนแปลงได้มาใช้ การควบคุมเหล่านี้ถูกใช้กับการปรับเคร่ืองป้อนท่ีความถี่ครง่ึ หน่ึงของแรงเคลื่อนไฟฟ้า การใช้ความถ่ีสูงหรือต่ากับเครื่องป้อนจะทาให้ผลที่ได้เปลี่ยนแปลงไป เช่นเมื่อใช้ความถ่ีสูงข้ึนจะมี ผลกระทบต่อความถี่ธรรมชาติของเคร่ืองป้อนและระยะการเคล่ือนท่ีของการส่ัน Solid State Diodes และ SCR’s เป็นตัวปรับ รปู ท่ี 8.44 ตัวอยา่ งเครอ่ื งป้อนแบบแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ (ท่มี า : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) 8.6.3.2 ชุดขับและชุดควบคุมแบบกลไก-ไฟฟ้า (Electro-Mechanical Drives and Controls) ความถี่ใช้งานของเครื่องป้อนแบบนี้ โดยทั่วไปคือ 720 ถึง 1800 rpm. ระบบสปริง อาจจะประกอบด้วยขดลวดสปริงเหล็กกล้า ยางในลักษณะถูกกด ยางในลักษณะถูกเฉือนสปริงแผ่น เหล็กกล้า สปริงลม หรือแบบผสมผสานกัน ชุดขับจะถูกกระตุ้นโดยมอเตอร์ตัวเดียว ต่ออยู่กับเพลาคู่ท่ีมี น้าหนักเย้ืองศูนย์กลางติดต้ังอยู่ ดังในรูปท่ี 8.45 อาจใช้มอเตอร์หมุนสวนทางกันได้โดยไม่ต้องมีการ เชื่อมต่อเพลาทางด้านกลไกทาให้มันอยู่บนโครงที่ม่ันคง ซึ่งในกรณีนี้มันจะทางานสอดคล้องกัน การใช้ มอเตอร์ตัวเดียวขับชุดเฟือง 2 ชุด ท่ีต่ออยู่กับเพลาด้วยสายพานรปู ตัว V จะให้ผลท่ีเหมือนกัน เพลาแต่ละ ชุดจะมีน้าหนักเยื้องศูนย์เท่ากัน ส่วนระบบอ่ืน ๆ จะใช้น้าหนักเย้ืองศูนย์อยู่บนเพลาถูกขับด้วยมอเตอร์ กระแสสลับแบบกรงกระรอก (Squirrel Cage AC Motor) ผ่านสายพานรูปตัว V การปรับความถ่ี ธรรมชาตขิ องเครื่องป้อนแบบกลไก-ไฟฟ้า ทาได้หลายวิธี รวมท้ังการปรับความเรว็ ใช้งานสูงสุด การเปลี่ยน อัตราสปริงโดยเพิ่มหรือลดจานวนสปริงที่ใช้ หรือการออกแบบ เพ่ิมหรือลดมวล (น้าหนัก) บนรางหรือ โครงสร้างของตวั กระตุ้น 8.6.4 การใช้งานและการติดต้งั (Applications and Installation) เม่ือเครื่องป้อนถูกใช้นาวัสดุออกจากถังเก็บรูปกรวยถังรูปกรวยจาเป็นท่ีจะต้องถูกออกแบบอย่าง เหมาะสม เพื่อให้วัสดุไหลลงด้วยแรงโน้มถ่วงไปยังเคร่ืองป้อน ส่ิงจาเป็นทส่ี ุดของการป้อนวัสดุปริมาณมวล อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

367 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การลาเลยี งแบบส่นั ก็คือวัสดุส่วนแรกจะต้องถูกส่งไปยังรางของเคร่ืองป้อนดังน้ันถังรูปกรวยและขนาดของช่องเปิดจะต้องถูก ออกแบบอย่างเหมาะสม การออกแบบส่วนการส่งผ่านไม่ถูกต้องมักจะทาให้อัตราขนถ่ายของเคร่ืองป้อน ลดลง 20 ถึง 30 % และถ้าในกรณีที่แย่มาก ๆ จะลดการไหลลงเหลือศูนย์ การพิจารณากาหนดส่วนกา ส่งผ่านระหว่างถังรูปกรวยหรือถังเก็บ(Bin)กับเครื่องป้อนอย่างถูกต้องมีความสาคัญมากถ้าเกิดปัญหาท่ีมี ลักษณะเฉพาะผู้ผลิตเครื่องป้อนควรจะเข้าไปติดตามเพื่อให้ระบบทางานได้อย่างเหมาะสมแน่นอน ถังรูป กรวยท่ีออกแบบอย่างเหมาะสม จะทาให้การไหลของวัสดุเกือบจะสม่าเสมอ ช่องเปิดของถังท่ีมีขนาดใหญ่ เกินไป อาจทาให้วัสดุหยุดนิ่งอยู่ในส่วนหลังของเครื่องป้อน ในขณะท่ีช่องเปิดของถังขนาดเล็กเกินไป อาจ ทาใหท้ างไหลอดุ ตนั ได้ รูปท่ี 8.45 ตวั อยา่ งเคร่ืองป้อนแบบกลไก-ไฟฟา้ ปรับได้ มวล 2 มวล (ที่มา : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) ควรนาตัวแปรสาหรับการออกแบบถังรูปกรวยที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปมาใช้งาน โดยยึดเอา คุณสมบัติการไหลตัวแบบสม่าเสมอเป็นหลัก นอกจากน้ีควรพิจารณาช่องทางออกของถังไปยังเครื่องป้อน เป็นพิเศษด้วย ตัวอย่าง ช่องทางออกของถังรูปกรวย ดังในรูปท่ี 8.46 จะมีผลให้เคร่ืองป้อนสั่นสะเทือนมี ประสิทธิภาพและประหยัดมากที่สุดสาหรับอัตราขนถ่ายท่ีกาหนด เม่ือขนาดทางเข้าของถังใหญ่ข้ึนขนาด และต้นทุนของเคร่ืองป้อนก็จะเพิ่มข้ึนด้วย ซ่ึงอาจจะไม่สามารถเล่ียงได้ถ้าส่วนท่ีเป็นรูปโค้งยังคงเป็นช่อง เปิดขนาดใหญ่ เน่ืองจากขนาดของก้อนวัสดุหรือการเกาะตัวของวัสดุ อย่างไรก็ตามในกรณีท่ีแย่ท่ีสุดการ เพิ่มขนาดช่องเปิดของถังจะทาให้ตัวมันเองใช้งานไม่ได้ เม่ือวัสดุทางด้านหลังของเครื่องป้อนหยุดไหลและ ดูดซับพลังงาน หากเป็นไปได้ขอแนะนาให้ใช้การออกแบบถังรูปกรวย โดยต้องม่ันใจว่าถังรูปกรวยมีขนาด ใหญ่พอท่ีจะถ่ายทอดการไหลสูงสุดที่ต้องการได้ ลักษณะเฉพาะตามธรรมชาติสาหรับเคร่ืองป้อน สน่ั สะเทือน คือ ชักกลับจากส่วนหน้าของช่องเปิดของถังรูปกรวย การออกแบบที่เหมาะสมจะทาใหว้ ัสดุถูก วางลงบนเครื่องป้อนที่ด้านหลังของราง ในการออกแบบบางแบบควรมีการพิจารณาตามข้ันตอนจากโครง ร่าง ดงั นี้ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

368 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การลาเลียงแบบส่ัน รปู ที่ 8.46 โครงรา่ งแบบพื้นฐานของช่องทางออกของถังรูปกรวยท่ถี กู ต้อง (ทมี่ า : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) 1. มุมลาดชันของผนังด้านหลัง (A) ควรชันพอที่จะทาให้วัสดุไหลลงมาตามผนังด้านหลัง ได้ (65o หรือมากกวา่ ) 2. มุมลาดชันของผนังด้านหน้า (B) ควรพอดีที่จะทาให้วัสดุไหล ถ้าความลาดเอียงน้อย เกนิ ไป จะมีผลให้วสั ดุก่อตัวข้ึนเหนือชอ่ งทางออก ในขณะทีถ่ ้าชนั มากเกินไปอาจจะรบกวนรปู แบบการไหล ตัวของวัสดุภายในถังรูปกรวยได้ โดยท่ัวไปแล้ว ความลาดเอียงสาหรับผนังด้านหน้า (B) ท่ียอมได้จะน้อย กวา่ มมุ ของผนงั ดา้ น หลัง (A) อยู่ 5o 3. ส่วนแนวดิ่งส้ัน ๆ (C) ควรอยู่เหนือส่วนหลังของราง ความสูงของส่วนนี้ (C) ต้องไม้ นอ้ ยกวา่ ความสงู ของราง การใช้งานอตั ราขนถ่ายสูง ๆ แนะนาให้ใช้ความสงู 1 ฟตุ 4. ระยะขนาดทางเข้า (T) สาหรับอนุภาคขนาดต่าง ๆ อย่างน้อยควรจะใหญ่กว่า เส้นผ่าศูนย์กลางของอนุภาควัสดุท่ีใหญ่ท่ีสุดอยู่ 2.5 เท่า สาหรับการใช้งานกับวัสดุที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ระยะทางเข้า (T) ควรใหญ่กว่าขนาดของอนุภาคเหล่านี้อยู่ 5 เท่า เพื่อจะป้องกันการเชื่อมต่อกันและการ พักชั่วคราวที่เกิดข้ึนในช่องทางเข้า ในขณะท่ีปล่อยวัสดุเหนียวจะต้องกาหนดขนาดช่องเปิดสาหรับการ ไหลตามแรงโนม้ ถ่วงเปน็ พเิ ศษดว้ ย 5. ช่องทางออก (H) ควรมีขนาดอย่างน้อย 2 เทา่ ของอนุภาคใหญส่ ุดของวัสดคุ วามสูงของ ช่องทางออก จะเพ่ิมข้ึนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราขนถ่ายท่ีต้องการ และขนาดอนุภาค เพ่ือให้รูปแบบ การไหลภายในถังรูปกรวยดีท่ีสุด ระยะขนาดทางเข้า (T) ควรจะเท่ากับขนาดของช่องทางออก (H) หรือ ใหญ่กว่าคร่ึงหน่ึงเล็กน้อย ถ้า ขนาด (T) ใหญ่กว่าขนาด (H) เกิน 1.5 เท่า อาจเกิดการรบกวนรูปแบบการ อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

369 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การลาเลยี งแบบส่ัน ไหลของวัสดุ เนื่องจากความเร็วท่ีดา้ นหน้าของถังมากเกินไป ขนาด (H) ควรจะวัดจากพ้ืนของรางที่ลาดลง ประมาณ 8o 6. ความกวา้ งของช่องเปิด (D) ควรมีขนาดไมต่ ่ากว่า 3 เท่าของช่องทางเข้า (T) ทาให้เป็น ช่องทางเปิดตามยาว สาหรับถังรูปกรวย และทาให้เคร่ืองป้อนสั่นสะเทือนมีประสิทธิภาพในการรับวัสดุ สงู สุด 7. แผ่นกั้น (Skirt Boards) ควรจะผายออกตามอัตราประมาณ 0.5 น้ิว ต่อความยาว 1 ฟุต เพื่อให้ช่องทางเปิดที่ด้านหน้าของรางเคร่ืองป้อนใหญ่กว่าช่องเปิดที่ถังรูปกรวยแผ่นก้ันยังควรห่างจาก พ้ืนรางเพ่ิมขึ้นจากถังรูปกรวยไปยังด้านหน้าของรางในอัตราประมาณ 0.5 นิ้วต่อความยาว 1 ฟุต เพื่อ ป้องกันการอุดตนั ของวสั ดุ ระหวา่ งแผน่ ก้นั กบั พนื้ ราง ในการตดิ ต้ังเครื่องบรเิ วณใด ๆ ก็ตามอาจจะมีข้อซักถาม จึงควรตดิ ตอ่ กับตัวแทนหรือผู้ผลติ เครื่อง ป้อนหลักพื้นฐานสาหรับการติดตั้งเคร่ืองป้อนส่ันสะเทือน ก็คือการออกแบบโครงรองรับให้เหมาะสมเพ่ือ กาจดั การสน่ั สะเทอื นแบบความถ่ีไดร้ ะดับกนั (Resonant Vibration) ทอี่ าจเกิดข้ึนไดแ้ ม้ว่าเคร่อื งปอ้ นส่วน ใหญ่จะถูกจัดส่งด้วยระบบแยกส่วนซ่ึงมีประสิทธิภาพมากกว่า 90% ก็ตาม องค์ประกอบการรองรับที่มี ความถ่ีใช้งานที่ได้ระดับกันมีแนวโน้มที่จะเกิดการส่ันข้ึน ด้วยการท่ีต้องนาพลังงานจากเครื่องป้อนสาหรับ ส่งถ่ายวัสดุมาใช้ส่วนหนึ่งด้วย ถังเก็บ, ไซโล และถังรูปกรวยธรรมดาจะมีความม่ันคงเพียงพอ เน่ืองจาก ลักษณะการรับภาระที่ม่ันคงของมันเอง หลักท่ีดีของการเต้นเป็นจังหวะ คือมีองค์ประกอบของโครงสร้าง ฐานรองรบั เป็นส่ีเท่าของความถี่เดนิ เคร่ือง เครือ่ งป้อนสัน่ สะเทือน ปกติแล้วจะติดต้ังอยบู่ นฐานระบบรองรับด้วยลวดเคเบ้ิลยืดหยุ่นได้ 4 เส้น เครื่องป้อนยังสามารถที่จะส่งให้สาหรับการติดต้ังบนพื้นท่ีมีฐานแข็งแรง หรือผสมกันระหว่างพ้ืนกับระบบ รองรับ ต้องมีการรักษาช่องว่างระหว่างถังหรือแผ่นก้ันกับรางเคร่ืองป้อนให้คงที่ การสั่นสะเทือนของราง ตอ้ งไม่ถกู หน่วงเหน่ียวโดยอุปกรณ์เช่อื มต่อแบบตายตัวกับส่วนข้างเคียง การเช่ือมต่อใด ๆ (เช่น ซีลกันฝุ่น) ระหว่างรางกับส่วนข้างเคียงต้องยืดหยุ่นได้ โดยการใช้ผ้าหรือยาง การแยกออกจากโครงสร้างฐานรองรับ ทาได้โดยการใช้สปริงขดเหล็กกล้า, Elastomer Springsหรือสปริงลม เนื่องจากเครือ่ งป้อนเหล่านี้เป็นแบบ มวล 2 มวลปรับได้ (Tuned Two-mass) มีความจาเป็นต้องรู้ว่าไม่ควรดัดแปลงรางหรือตัวกระตุ้น โดย ปราศจากการปรึกษาผู้ผลิต การเชื่อมหรือการตัดรางหรือโครงสร้างฐานจะมีผลในการปรับของเคร่ือง ซ่ึง อาจทาให้เครื่องเสียหายหรือทางานไม่ถูกต้องดังนั้นการดัดแปลงในงานจะทาให้โครงสร้างอ่อนแอด้วย ทา ให้เกิดความเสียหายโดยความเค้นล้า (Fatigue Stress) 8.7 บทสรปุ ระบบขนถ่ายวัสดุแบบสั่นสะเทอื น เป็นระบบขนถ่ายวัสดุท่ีใช้การสน่ั สะเทือนของมอเตอร์ พาวัสดุ ไปยังทิศทางท่ีต้องการ และยังท่ีทาหน้าท่ีเป็นตัวช่วย ทาให้การลาเลียงวัสดุเป็นไปอย่างสม่าเสมอ และยัง ทาหน้าที่คัดแยกวัสดุได้เป็นอย่างดี นิยมใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมถ่านหิน,อุตสาหกรรม ผลติ อฐิ มวลเบา,โรงโม,่ โรงนา้ ตาล เปน็ ตน้ การลาเลียงโดยใช้หลักการสนั่ สะเทือน หรือ Vibration นั้นเป็นอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้ได้ดีกับวัสดุ แบบ Bulk Material ทั้งนีเ้ นอื่ งจากวสั ดชุ นดิ ผง เมลด็ เกลด็ ต่าง ๆ เชน่ ครีมเทียม นมผง แป้ง ชนิดต่าง ๆ เกล็ดขนมปังกรอบ ผงปรุงรส เมล็ดธัญญาพืช ฯลฯ วัสดุต่าง ๆ เหล่าน้ีมีคุณสมบัติทางกายภาพท่ีแตกต่าง กนั เชน่ Bulk Density (ความหนาแนน่ จาเพาะของวัสด)ุ ความคม ความเปราะบาง อตั ราการไหล เปน็ ต้น อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

370 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การลาเลยี งแบบสน่ั โครงสร้างของสายพานลาเลียงระบบสนั่ ประกอบไปด้วย 1. รางลาเลียงยอดฐาน รางลาเลียงและฐานยอดคงเหลือ (ฐาน) มีสององค์ประกอบหลักในระบบ สายพานลาเลียงการส่ัน ตัวรางลาเลียงวัสดุ ฐานร่างกายส่วนใหญ่ยอดร่องแรงเฉ่ือย และลดการโหลดแบบ ไดนามกิ ท่สี ่งใหก้ บั มลู นิธิ 2. เครื่องสั่น Exciter เป็นแหล่งพลังงานของระบบส่ันลาเลียงและบังคับให้ต่ืนซ่ึงก่อให้เกิดการ เปลี่ยนแปลง วารสารเพ่ือให้ร่องลาเลียงและเฟรมดุลผลิตอะไหล่การสั่นต่อเนื่อง ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น เครือ่ งจักรกล ไฟฟา้ ชนดิ ไฮดรอลกิ และนิวเมตกิ ขนาดของแรงไฟฟา้ โดยตรงตอ่ ความกว้างของถังลาเลียง 3. หลักการส่นั สะเทือนสปริงและแยกการสัน่ สะเทือนสปริง สปริงสั่นสะเทือนหลักและฤดูใบไม้ผลิ แยกการสั่นสะเทือนมีองค์ประกอบความยืดหยุ่นในระบบสายพานลาเลียงการส่ัน ฟังก์ชันหลักสั่นสะเทือน สปริง: สปริงสั่นสะเทือนหลกั รองรับรางลาเลียง มักจะเอียงงวด มุมเอียงเฉียงเป็นเบต้า (มุมการส่ัน) หน้าที่ ของมันคือ ทาให้สายพานลาเลียงการสั่นให้เหมาะสมใกล้ จุดเรโซแนนซ์งาน ช่วยในระบบพลังงานจลน์ และพลังงานศักย์เปลี่ยนร่วมกัน ใช้พลังส่ันสะเทือนอย่างมีประสิทธิภาพ การทางานของสปริงแยกการ สน่ั สะเทอื น: สนบั สนนุ และลดการโหลดแบบไดนามกิ ท่ถี ูกสง่ ไปยงั ฐานหรอื กรอบ 4. ไกด์ร็อด บทบาทของก้านคู่มือจะทาให้ร่องเนื้อและตัวถังตามแนวเส้นศูนย์กลางตั้งฉากกับก้าน คมู่ อื เป็นการส่ันสะเทอื นทส่ี ัมพัทธ์ ผ่านบานพับยางกับตัวรางและการเชอื่ มตอ่ แชสซี 5. อุปกรณ์ป้อนและปล่อยอุปกรณ์ อุปกรณ์ป้อนและอุปกรณ์การปฏิบัติที่ใช้เพื่อควบคุมการไหล ของวสั ดุ และจะออ่ นมักจะเช่อื มตอ่ กบั ตวั ราง อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

371 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ การลาเลยี งแบบสน่ั แบบฝกึ หัดทา้ ยบท 8.1 จงอธิบายความหมายของระบบการลาเลยี งแบบส่ันและหลักการทางานของระบบการลาเลยี งแบบสน่ั พร้อมทัง้ ยกตวั อย่างอุตสาหกรรมที่ตอ้ งใช้การลาเลียงแบบสน่ั 8.2 ใหอ้ ธบิ ายการเปรียบเทยี บข้อดี-ข้อเสยี ของอปุ กรณล์ าเลียงด้วยแรงเขย่า 8.3 จงบรรยายประเภทของอุปกรณ์ลาเลียงดว้ ยแรงเขยา่ 8.4 จงอธบิ ายความสมั พันธ์ระหว่างการเคล่อื นตวั ของรางและคณุ สมบัตขิ องวัสดุ 8.5 จงคานวณหาอัตราการไหลเชิงเส้นหรือความเร็วในการลาเลียงแบบส่ัน เมื่อต้องการให้เคร่ืองลาเลียง แบบสั่นสามารถลาเลียงวัสดุไปได้เป็นระยะทาง 20 นิ้ว และใช้ความเร็วรอบในการเคล่ือนท่ี 400 รอบต่อ นาที 8.6 จงคานวณหาอัตราขนถ่ายของการลาเลียงเมล็ดข้าวโพดเพื่อนาเข้าเคร่ืองอบแห้งด้วยการเขย่า โดย เครื่องลาเลียงแบบสั่นมีขนาดความกว้างของราง 15 นิ้ว ความลึกของวัสดุ 5 นิ้ว ความหนาแน่นปริมาณ มวล 20 ปอนดต์ อ่ ลูกบาศกฟ์ ตุ และอตั ราการไหลเชิงเสน้ 5 ฟุตตอ่ นาที 8.7 จงหาอัตราขนถ่ายของอุปกรณ์ขนถ่ายด้วยแรงเขย่าแนวราบ โดยขนถ่ายหินบดขนาดเฉลี่ย 2 mm, ความหนาแน่นปริมาณมวล 2,500 kg/m3, ระยะการเคลื่อนท่ี 6 mm, ความถี่ประมาณ 88.5 rad/s, ความสูงของวัสดุ = 7.5 cm, ความกว้างอ่าง = 30.5 cm, มุมของระยะเคล่ือนท่ี  = 30o, สัมประสิทธิ์ ความเสยี ดทาน  = 0.5 (หนิ บนเหล็ก) และแฟคเตอรว์ ัสดุ K1 ของผผู้ ลิต = 0.8 8.8 จงหาความเร็วเฉลี่ยของการสั่นและแฟกเตอร์การโยนของการลาเลียงทรายด้วยการสั่นสาหรับทราย แห้งขนาด 2 มม. ค่า  = 0.5 บนเหล็ก โดยใช้สภาวะของการทดลองดังนี้ N = 800 cpm, ระยะเคล่ือนที่ = 5/16 น้ิว, มมุ ของระยะเคลอ่ื นท่ี  = 30O และแฟคเตอร์วัสดุ K1 ของผูผ้ ลิต = 0.85 8.9 จงหากาลังของการขนถ่ายวัสดุ เมื่อความเร็วในการขนถ่ายวัสดุใช้น้าหนักทั้งหมดของการสั่นสะเทือน 1,200 ปอนด์ เป็นหลัก ทคี่ วามถ่ี 700 cpm. และระยะการเคลอ่ื นที่ 5/8 นว้ิ 8.10 การขนถ่ายเกลือเพ่ือไปอบแห้งมีระยะเคลื่อนท่ีไปกลับของราง 4 นิ้ว น้าหนักส่ันสะเทือนของราง WT = 500 ปอนด์ น้าหนักส่ันสะเทือนของฐาน WB = 250 ปอนด์ ความเร็วรอบการเขย่า N = 450 รอบต่อ นาที ความถี่ที่ได้ระดับกัน (Resonant Frequency) No เท่ากับ 500 รอบต่อนาที มุมของการเคล่ือนที่ เท่ากับ 30 องศา เมื่ออัตราส่วนสปริงของข้อเหว่ียง kc = 1.0 อัตราส่วนสปริงท้ังหมดของสปริงที่กลับสู่ สภาพเดิมซง่ึ ต่ออยรู่ ะหว่างรางกับฐานของอปุ กรณ์ขนถ่ายดว้ ยแรงเขย่า kt = 1.5 จงหาแรงท่ีใชใ้ นการเขย่า เกลอื ให้เคล่อื นทแ่ี ละกาลงั ม้าของมอเตอร์ เมื่อมอเตอร์มีประสิทธิภาพ 90% อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

372 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ การลาเลียงแบบสน่ั เอกสารอ้างองิ A. H. Redford (1992). Vibratory Conveyors. Council for National Academic Awards B. J. Hinterlong and A. D. Sinden (2008). Materials Handling Handbook, 2nd Edition : Screw, Vibratory, and En Masse Conveyors. Conveyor Equipment Manufacturers Association. Wiley Online Library. F.J.C. Rademacher (1980). Feeders and Vibratory Conveyors. University of Newcastle, Britain. G. Winkler (1978). Analysing the vibrating conveyor. International Journal of Mechanical Sciences. 20(9), pp 561-570. H. H. Oehmen (1981). Theory of Vibrating Conveyors. Council for National Academic Awards. Peter Urs Frei (2002). Theory, Design and Implementation of a Novel Vibratory Conveyor. Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich, Switzerland. Singiresu S. Rao (2016). Mechanical Vibrations. Pearson Education. Woodcock C.R. and Mason J.S. (1987) Vibratory conveyors. In: Bulk Solids Handling. Springer, Dordrecht. การลาเลียงด้วยแรงเขย่า (2559) แหล่งท่ีมา : https://www.kmutnb.ac.th การลาเลียงด้วยแรงเขย่าแบบรางรูปตัว V (2559) แหล่งท่ีมา : https://www. general kinematics.com พรชัย จงจิตรไพศาล (2559). เอกสารประกอบการสอนเร่ือง การลาเลียงด้วยแรงเขย่า. ภาควิชา วิศวกรรมขนถ่ายวัสดุและโลจิสติกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอม เกล้าพระนครเหนือ อ ุป ก ร ณ ์ข น ถ ่า ย ด ้ว ย แ ร ง เ ข ย ่า แ บ บ แ ม ่เ ห ล ็ก ไ ฟ ฟ ้า (2559) แ ห ล ่ง ที ่ม า : http:// http://frrq.cvg.utn.edu.ar อุปกรณ์ลาเลียงด้วยแรงเขย่า (2559) แหล่งท่ีมา : https://www.researchgate.net อุปกรณ์ลาเลียงด้วยแรงเขย่า แบบพื้นล่างทาให้วัสดุลอยตัวมีเครื่องอบแห้งและเครื่องทาความ เย็น (2559) แหล่งที่มา : https://www.kinergy.com เอกสารประกอบการเรียนวิชาการขนถ่ายวัสดุ (2558) แหล่งที่มา : http://ie.pit.ac.th อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

373 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 9 การขนถา่ ยวัสดุดว้ ยลม 4 ชว่ั โมง หัวข้อเน้ือหา 9.1 ความหมายของการขนถ่ายวสั ดุดว้ ยลม 9.2 คณุ สมบัติของวสั ดุที่ขนถ่ายด้วยลม 9.3 หลักการทางานของระบบการขนถ่ายวสั ดุด้วยลม 9.4 อตั ราการขนถ่ายและความดันทตี่ ้องการในการขนถ่ายดว้ ยลม 9.5 ประเภทของการขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม 9.6 บทสรุป แบบฝึกหดั ทา้ ยบท เอกสารอา้ งองิ วตั ถปุ ระสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม เมอ่ื ผเู้ รยี น เรียนจบบทนี้แลว้ ผู้เรยี นควรมีความรูแ้ ละทกั ษะดังน้ี ด้านความรู้ 1. ผเู้ รียนมคี วามรูแ้ ละความเข้าใจเก่ียวกับการขนถา่ ยวัสดุด้วยลมและหลกั การทางานของระบบ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม 2. ผู้เรยี นมคี วามรู้และความเขา้ ใจเกย่ี วกบั คณุ สมบัติของวัสดทุ ข่ี นถา่ ยดว้ ยลม 3. ผูเ้ รียนมีความรูแ้ ละความเขา้ ใจเกี่ยวกบั ประเภทของการขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม 4. ผ้เู รียนมีความรู้ ความเขา้ ใจและทราบถึงการคานวณหาค่าอตั ราการขนถา่ ยและความดนั ท่ี ตอ้ งการในการขนถา่ ยด้วยลม ดา้ นทกั ษะ 1. สามารถออกแบบคานวณหาคา่ อัตราการขนถา่ ยและความดนั ท่ีต้องการในการขนถา่ ยด้วยลมได้ วิธีสอนและกจิ กรรม 1. ชแ้ี จงคาอธบิ ายรายวชิ า วัตถุประสงค์ เนื้อหา และเกณฑก์ ารใหค้ ะแนนรายวิชา 2. นาเข้าสู่บทเรียนโดยการบรรยาย ประกอบรูปภาพใน Power point 3. อธบิ ายเน้อื หาทลี ะหัวขอ้ แลว้ เปดิ โอกาสให้ผูเ้ รยี นถามในแตล่ ะหัวขอ้ ก่อนข้ามหวั ข้อนั้น 4. ตรวจสอบคาตอบของผู้เรียน และสอบถามผเู้ รยี นถ้าผ้เู รยี นมคี าถามสงสัย 5. ให้ผู้เรียนออกแบบคานวณหาค่าอัตราการขนถ่ายและความดันท่ีต้องการในการขนถ่ายด้วยลม ตามใบงานทีม่ อบหมาย 6. มอบหมายใหผ้ ู้เรียนทาแบบฝึกหดั ท้ายบทเปน็ การบา้ น 7. เสริมสรา้ งคุณธรรมและจรยิ ธรรมใหก้ บั นักศึกษาก่อนเลิกเรียน อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

374 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ว้ ยลม สือ่ การเรียนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวิชาการขนถ่ายวัสดุ 2. กระดาน 3. สือ่ บรรยาย Power point 4. ใบงานที่ 12 การออกแบบคานวณหาค่าอัตราการขนถ่ายและความดันที่ต้องการในการขนถ่าย ด้วยลม 5. แบบฝึกหัดท้ายบท 6. เฉลยแบบฝึกหัดท้ายบท การวดั ผลและการประเมนิ ผล การวดั ผล 1. จากการเข้าเรยี นตรงต่อเวลา 2. จากการสังเกตการมีส่วนร่วม 3. จากการถาม-ตอบ 4. จากการทาใบงาน 5. จากการทาแบบฝกึ หัดท้ายบท การประเมินผล 1. จากการสง่ การบ้าน แบบฝึกหัดตามเวลา 2. การเข้าเรียนครบตามชัว่ โมงเรียน 3. ทาใบงานถูกตอ้ งและครบสมบรู ณ์ 4. ทาแบบฝกึ หดั มีความถูกต้องไม่น้อยกวา่ 80% อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

375 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ การขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม บทที่ 9 การขนถา่ ยวสั ดุด้วยลม การขนถ่ายวัสดุด้วยลมเป็นวิธีการขนถ่ายวัสดุชนิดหนึ่งท่ีต้องใช้ทักษะหรือศิลปะมาประกอบกับ หลักการทางวิทยาศาสตร์ เพราะโดยหลักการต้องทาให้อากาศภายในท่อมีแรงดันสูงกว่าบรรยากาศปกติ (14.7 PSI. ที่ 70 องศาเซลเซียส ณ ระดับน้าทะเล) หรือลดแรงดันท่ีปลายด้านให้ต่ากว่าบรรยากาศปกติ ตามวิธีดังกล่าวจะทาให้อากาศเกิดการเคล่ือนท่ี และทาให้เกิดความดันสมบูรณ์ข้ึนจานวนหน่ึง เมื่ออากาศ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่พอเหมาะสมจะพาใหว้ ัสดุในท่อเคล่ือนท่ีด้วยความเร็วที่พอเหมาะก็จะพาให้วสั ดุใน ท่อเคล่ือนที่ไปด้วย ส่วนการท่ีวัสดุจะเคลื่อนที่ไปด้วย ส่วนการท่ีวัสดุจะเคลื่อนท่ีได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ ชนดิ นา้ หนัก ความหนาแน่น และองคป์ ระกอบอืน่ ๆ ของวัสดุ ซึ่งแตกตา่ งกันออกไป วิธีการขนถ่ายวัสดุนี้ ได้เริ่มต้นในปี ค.ศ. 1866 คือ คนเราเริ่มรู้จักนาพัดลม (Fan) เป่าลมเข้าไปใน ทอ่ พอประมาณปี ค.ศ. 1890 ได้มีการใชท้ ่อลมเพื่อลาเลียงแจง้ ยอดการขายในห้างสรรพสนิ ค้าและต่อมาได้ มีการดัดแปลงหลักการน้ี ใช้สาหรับขนวัสดุท่ีมีลักษณะเป็นกลุ่มก้อน แต่การใช้งานยังจากัดอยู่เพราะใช้ขน วสั ดุได้เฉพาะพวกวัสดุเบา ๆ เช่น ขเ้ี ลอื่ ยฝ่นุ ผง เป็นตน้ ภายหลงั ได้มีการพัฒนาใช้ระบบสูญญากาศร่วมกับ ระบบความดัน ทาให้ใช้ท่อขนาดเล็กลงและสามารถขนถ่ายได้ระยะทางไกล ๆ โดยใช้ท่อขนาดเล็กได้ เครื่องมือที่ใชส้ าหรับขนถา่ ยวสั ดดุ ว้ ยลมนี้ เรยี กว่า นวิ เมตคิ คอนเวเยอร์ (Pneumatic Conveyor) 9.1 ความหมายของการขนถา่ ยวสั ดุดว้ ยลม ความหมายของคาว่า นิวเมติคคอนเวเยอร์ คือ เครื่องมือขนถ่ายวัสดุชนิดหนึ่งใช้สาหรับลาเลียง วัสดุที่มีลักษณะเป็นเมล็ดหรือเป็นกลุ่มก้อนหรือลักษณะอื่น ๆ ท่ีคล้ายคลึงกัน โดยวัสดุเหล่านี้จะอยู่ใน สภาพแห้งสามารถลอยตวั ได้ง่ายและเป็นอิสระในการเคลือ่ นที่ วัสดุเหลา่ น้ีจะถกู ลาเลียงอยใู่ นท่อทางโดยใช้ แรงดันของกระแสอากาศ สุญญากาศ หรือแรงดึงดูดของโลกโดยทวั่ ๆ ไป จะแบ่งนิวเมตคิ คอนเวเยอร์ เป็น 3 พวกใหญ่ ๆ คือ 1. Pipeline เป็นระบบทใี่ ชค้ วามดันหรือสญู ญากาศหรือใช้ทงั้ สองแบบรวมกนั 2. Air activated gravity เป็นท่อหน้าตัดสี่เหลี่ยม เอียงทามุมต่าง ๆ กัน ทางานด้วยแรงดึงดูด ของโลก 3. Tube เป็นระบบท่อ (Tubular system) ซ่ึงมีพ้ืนท่ีหน้าตัดไม่เกิน 15 ตารางน้ิว ใช้ในโรงงาน, ห้องเครื่องมือ, ธนาคาร, โรงพยาบาล ฯลฯ ใช้สาหรับลาเลียงอะไหล่และเครื่องมือขนาดเล็ก, เงิน, แบบ พิมพ์เขียว ฯลฯ ปกติเราสามารถใช้นิวเมติคคอนเวเยอร์ขนถ่ายวัสดุได้ท้ังแนวดิ่ง, แนวระดับ, เอียงทามุมหรือแนว โคง้ ได้ นอกจากนย้ี ังเหมาะสมสาหรับขนวัสดุจากทีส่ ูงลงข้างลา่ ง (Unloading) และสามารถใชข้ นวสั ดุทเี่ ป็น หนว่ ย (Unit handling) ได้ โดยขอ้ ดี ข้อเสยี และข้อจากดั ของระบบขนถ่ายวัสดุดว้ ยลม อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี

376 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม รูปที่ 9.1 อุปกรณ์ลาเลียงแบบอาศัยแรงโนม้ ถ่วงของโลก (ทมี่ า : https://catalog.conveyorspneumatic.com, 2559) ตารางที่ 9.1 การเปรียบเทยี บขอ้ ดี-ขอ้ เสยี ของการขนถ่ายวัสดุด้วยลม ขอ้ ดี ข้อเสยี 1. ให้ความปลอดภัยกับผู้ปฏิบัติงานสูง เม่ือเทียบกับ 1. การลงทนุ คร้งั แรกสูง การขนถ่ายชนดิ อ่ืน ๆ เพราะไม่ต้องใช้คนแบกถุง หรือ 2. ทิศทางการขนถ่ายวัสดุ เฉพาะทางใดทาง อันตรายจากฝุน่ หรอื สารมพี ษิ อนื่ ๆ หนง่ึ (Unidirectional) 2. ช่วยทาให้สภาพที่ทางานปลอดภัยย่ิงขึ้น เช่น ลด 3. ระยะทางจากัด คือระบบสูญญากาศได้ อันตรายที่เกิดจากไฟไหม้และการระเบิดได้ เพราะ ระยะทางประมาณ 1,500 ฟุต และระบบความ วสั ดุอยู่ในท่อที่มิดชิด นอกจากน้ียังลดเสียงดังขณะขน ดันประมาณ 1 ไมล์ ถ่ายวัสดุอกี ด้วย 4. ความจุหรอื ความสามารถในการทางานจากดั 3. ประหยัดราคาในการซื้อวัสดุ เพราะไม่ต้องเสีย 5. วัสดุจะต้องอยู่ในสภาพแห้งมีลักษณะเป็น ค่าใช้จ่ายในการบรรจุ และค่าภาชนะสาหรับบรรจุ เมล็ด เป็นผง ฯลฯ สามารถไหลตัวได้ง่าย และ เชน่ ถุง, กระสอบ ฯลฯ ไม่เหมาะสาหรบั วัสดุท่แี ตกหักงา่ ย 4. ประหยัดค่าแรงงานในการขนถ่าย และค่าระวางใน 6. ไมม่ ีนิวเมติคส์คอนเวเยอร์ชนิดใดท่ีเหมาะกับ การขนถ่ายในลักษณะเป็นกลุ่มก้อ(Bulk handling) การขนถ่ายวัสดุทกุ ชนิด โดยเหตุนี้จงึ จาเป็นต้อง ถูกกว่าการขนถา่ ยโดยบรรจุในกระสอบ หรือถุง ฯลฯ เลือกชนิดของเคร่ืองมือไปใช้งานให้ถูกต้องกับ 5. ลดการสูญเสีย เน่ืองจากวัสดุตกค้างในภาชนะท่ี งาน บรรจุ หรือบรรจุรั่ว เช่น กระสอบขาดเป็นต้น 7. ความสามารถของระบบท่ีมีอยู่จริงคือใน นอกจากนี้ยังทาให้โรงงานสะอาด ซึ่งเป็นการลด ระดับท่ี 1 - 400 ส่ิงของที่มีขนาดเล็กที่สุด ซ่ึงมี ค่าใช้จ่ายในการทาความสะอาดโรงงาน เพราะวัสดุท่ี ขนาดเลก็ กว่า 20 มม. ขนถ่ายจะถูกลาเลียงอยู่ในท่อ โดยไม่สามารถรั่วออก ขา้ งนอก 6. สามารถทาความสะอาดตัวเองได้ 7. บารุงรกั ษาและควบคุมทาไดง้ ่าย ท่มี า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี

377 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม ตารางท่ี 9.1 การเปรยี บเทียบข้อดี-ขอ้ เสยี ของการขนถ่ายวสั ดุดว้ ยลม (ตอ่ ) ขอ้ เสีย ขอ้ ดี 8. ปรับตัวได้ง่ายคือง่ายในการเพ่ิม, เปลี่ยนหรือดัดแปลงให้ เหมาะสมกับข้ันตอนในการทางานหรือ การวางผังโรงงาน เพราะโครงสร้างไม่ยุ่งยากเมื่อต้องการเปล่ียนทิศทางการขน ถ่าย กเ็ พียงแต่ใชท้ อ่ งอต่อเขา้ ไป 9. ลดการเปื้อนของผลิตภัณฑ์เพราะเป็นการขนถ่ายวัสดุใน ระบบปิด 10. เม่ือออกแบบการขนถา่ ยวัสดุด้วยมือ การขนถ่ายวัสดุด้วย ลมมีขอ้ ดมี ากกว่าการขนถ่ายวสั ดแุ บบวิธีอ่นื ท่มี า : พรชัย จงจติ รไพศาล, 2559 9.2 คุณสมบัตขิ องวสั ดทุ ขี่ นถา่ ยด้วยลม การพิจารณาวัสดุขนถ่ายน้ี โดยทั่วไปจะดูว่าเม่ือผ่านการขนถ่ายในระบบ คือ ท่อ ไซโครน หรือ อุปกรณ์อ่ืน ๆ แล้วจะไม่ทาให้วัสดุน้ีเกาะติดอยู่กับอุปกรณ์ ติดกันเอง หรือเสื่อมสภาพไป รวมถึงต้อง แยกตัวออกจากระบบลมท่ีใช้ในการลาเลียงได้ วัสดุบางชนิดมีการเติมกลิ่นหรือน้าหอมเมื่อผ่านระบบแล้ว กล่ินจะลดลงทาให้ต้องเติมน้าหอมมากข้ึนซึ่งทาให้ส้ินเปลืองมากกว่าเดิม การออกแบบการลาเลียงควรทา การทดลองในห้องปฏิบัติการก่อนใช้งานระบบ โดยคานึงถึงระยะเวลาในการทดลองขนถ่าย ความช้ืน ความเรว็ ในการขนถ่าย และลกั ษณะของผงทตี่ ิดในถุงกรอง ในขณะท่ีทาการขนถ่ายวัสดุบางอย่างจะติดผนังท่อภายในท่ีละน้อยโดยเฉพาะที่ข้องอ เม่ือเวลา ผ่านไปนาน ๆ ก็จะเกิดการอุดตัน วัสดุบางอย่างจะแยกขนาดในระหว่างการขนถ่ายและผงเล็ก ๆ จะไป รวมกันที่ถุงกรอง วัสดุบางอย่างจะดูดความช้ืนและความรอ้ นจากลมทาให้เหนียวขึ้นและเกาะติดผนัง วัสดุ ทมี่ ีกลิน่ อาจจะสูญเสียกลิ่นไป วสั ดบุ างอย่างจะขดั สีกับผนังท่อทาให้เสียหายได้ ดังนน้ั ก่อนท่ีจะทาการเลอื ก ชนิดของระบบขนถ่ายควรทาการพิจารณาคุณสมบตั ติ ่าง ๆ ของวัสดุ ซึ่งสามารถแสดงไดต้ ามตารางท่ี 9.2 ตารางท่ี 9.2 คุณสมบัติของวัสดุท่ีตอ้ งนามาพจิ ารณาในการขนถ่ายวัสดุดว้ ยลม คุณสมบตั ิ การพจิ ารณาคุณสมบตั ิ 1. ความถว่ งจาเพาะ กาลงั และปรมิ าณอากาศทใี่ ช้ 2. นา้ หนักจาเพาะก่อนลาเลยี ง กาลังและปรมิ าณอากาศที่ใช้ 3. นา้ หนกั จาเพาะขณะลาเลียง ปรมิ าตรถังเก็บและอัตราการปอ้ นวสั ดุ 4. ขนาดท่ผี า่ นตะแกรง ชนิดการลาเลียง ขนาดของเคร่อื งดักฝุ่น ระบบกันร่วั ทจี่ ุดป้อน วสั ดุ การเลือกตลบั ลูกปืนและกาลงั เครอ่ื ง 5. ความสามารถในการขัดสีเทียบ ชนิดการลาเลียง วสั ดุที่ใชส้ รา้ งอปุ กรณ์ ชนิดของการปอ้ นวสั ดุ กับวสั ดุทั่วไปท่ที ราบคุณสมบัติ ระบบกันรวั่ ท่ีจุดป้อนวสั ดุ และกาลังเครื่อง ท่ีมา : โสภณ เรืองกิตตกิ ุล และอภริ กั ษ์ โพธสิ วา่ ง, 2535 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

378 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม ตารางท่ี 9.2 คณุ สมบัตขิ องวสั ดุท่ีตอ้ งนามาพิจารณาในการขนถ่ายวสั ดุด้วยลม (ต่อ) คณุ สมบตั ิ การพจิ ารณาคุณสมบัติ 6. ปริมาณความชนื้ ชนิดการลาเลียง ขนาดของเคร่ืองดักฝุ่น การทาอากาศให้แห้ง การระบายอากาศในถังเกบ็ และชนดิ ของการปอ้ นวัสดุ 7. ลักษณะการดดู ซับอากาศ ชนิดของการลาเลียง ชนิดของเครื่องวัดระดับ และการ ออกแบบรางเพ่อื ปลอ่ ยลงถงั เกบ็ 8. การกัดกร่อน วัสดุท่ีใช้สร้างอุปกรณ์ การทาอากาศให้แห้ง และการระบาย อากาศในถังเก็บ 9. ความสามารถในการเกาะติด ชนิดของการลาเลียง การทาอากาศให้แห้ง การระบายอากาศ ในถงั เกบ็ ชนดิ ของเครื่องดักฝุน่ และวัสดทุ ่ใี ช้สร้างอปุ กรณ์ 10. การดดู กลนิ่ สถานทแี่ ละชนิดของไสก้ รองลม 11. มมุ การไหลของวัสดุ การออกแบบถงั เก็บ และชนิดของเครอื่ งดกั ฝุ่น 12. อณุ หภมู สิ ูงสดุ ท่ีทนได้ ความต้องการทาอากาศให้เย็น การหุ้มฉนวนที่ถังเก็บ ท่อ และ เคร่ืองดกั ฝนุ่ 13. โครงสร้างผลกึ และรูปแบบวัสดุ ชนดิ การลาเลียง ชนดิ การป้อนวัสดุ และรูปแบบการเดินท่อ ท่ีมา : โสภณ เรืองกิตติกลุ และอภิรกั ษ์ โพธสิ วา่ ง, 2535 การออกแบบในการขนถ่ายจาเป็นต้องทราบคุณสมบัติของวัสดุ ดังนั้นจึงจาเป็นต้องสร้างระบบ จาลองก่อนหรือไม่ก็ต้องมีข้อมูลจากผู้ผลิตอุปกรณ์ ตลอดจนประสบการณ์ของผู้ออกแบบเอง ส่ิงต่าง ๆ เหลา่ นีจ้ ะเปน็ ตัวชว่ ยให้ระบบบสมบูรณแ์ บบและกอ่ ให้เกดิ ปัญหานอ้ ยที่สดุ 9.3 หลกั การทางานของระบบการขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม ในงานอุตสาหกรรมปัจจุบันระบบขนถ่ายวัสดุด้วยลมหรือนิวเมติคคอนเวเยอร์จะเข้าไปมีบทบาท ในการทางานอยู่มาก ดังนั้นในสถานศึกษาต่าง ๆ ท่ีผลิตช่างเทคนิค และวิศวกรเก่ียวกับการขนถ่ายวัสดุจึง ได้จัดให้มีวิชาดังกล่าวเข้าในหลักสูตร ในการศึกษาวิชาน้ี นักศึกษาส่วนใหญ่จะประสบปัญหาเกี่ยวกับการ ออกแบบทถ่ี ูกต้องเพื่อใหส้ อดคลอ้ งกบั ทฤษฎตี ่าง ๆ ที่ได้ศึกษาเน่ืองจากคา่ ต่าง ๆ ที่อา้ งองิ อยู่ภายในตาราที่ ศึกษาจะมีความผิดพลาดอยู่มากดังนั้นจึงได้มีการนาเอาโรงต้นแบบมาสร้างเพื่อใช้ในการทดสอบค่าการ ทดลองเพอ่ื เอาไปประกอบในการคานวณออกแบบท่ีถกู ต้อง ดงั นั้นจงึ ควรศึกษาให้เข้าใจอย่างมาก วัสดหุ ลายชนิดทีจ่ ะนามาขนถ่ายส่วนใหญจ่ ะเป็นวัสดุท่ีเป็นผง หรือวัสดุท่ีเป็นกอ้ น ในตารางที่ 9.3 เป็นเพียงบางส่วนเท่าน้ันที่ทาสาเร็จ โดยใช้ระบบการขนถ่ายวัสดุด้วยลม เครื่องเขย่าขนาด 70 mm ที่ ลาเลียงไก่และปลาที่ผ่านกระบวนการผลิต ซึ่งจะลมช่วยในการขนถ่าย ปกติช้ินส่วนขนาดใหญ่ ๆ และหนา มาก ๆ จะถูกขนถ่ายด้วยลมท่ีมีความเร็วสูงมาก ๆ และพลังงานทีใ่ หญ่มหาศาล จึงเปน็ ที่ตอ้ งการของระบบ ขนถ่ายวัสดุด้วยลมซึง่ มกี ารไหลอย่างอิสระไม่เสียดสีให้เกิดรอยหรือเป็นเสน้ นั่นเป็นวธิ ีการท่ีเหมาะสมท่ีสุด สาหรับการขนถ่ายวัสดุด้วยลม การพัฒนาการขนถ่ายวัสดุด้วยลม โดยใช้อัตราความเร็วลมต่านั้นได้ประสบ ความสาเร็จในการขนถา่ ยวัสดุทีม่ ีลักษณะเป็นกอ้ น แตว่ ัสดุจะถูกขดี ไดง้ า่ ย โดยวัสดุจะเป็นเสน้ ๆ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

379 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม ระดับความเหมาะสม ไมด่ ี พอใช้ ดี ดมี าก ค่าใช้จ่ายเงนิ ลงทุนของการติดตง้ั คา่ ใชจ้ ่ายการทางาน ระยะทางความต้องการของระบบ ความง่ายของการตดิ ต้งั ความยืดหยนุ่ ของการเปลีย่ นแปลงในอนาคต ความเหมาะสมสาหรบั ระบบอตั โนมัติ การบารุงรักษา ความปลอดภัย ความสะอาด การขนวัสดุทีม่ ีพษิ ระยะทางการขนถา่ ย ประสิทธิภาพในการขนถ่าย ขอบเขตของวัสดทุ ี่จะขนถ่าย ความทนทาน ระบบนวิ เมตคิ คอนเวเยอร์ ระบบอ่นื รปู ท่ี 9.2 แผนภาพการเปรียบเทียบระหวา่ งการขนถา่ ยวัสดุด้วยลม กบั การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยเครอื่ งจกั รกลขนถ่ายชนิดอื่น ๆ (ที่มา : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) ตารางท่ี 9.3 วสั ดทุ ่ีเหมาะสมกบั การขนถา่ ยดว้ ยลม มันฝรงั่ สด ผง ABS แคลเซี่ยมฟอสเฟส มันฝร่ังแห้ง กรดอะแซทลิติค หนิ ปนู แร่เหล็กซลั เฟอร์ ธาตุ แอคทิแฝทเท็ดทีไ่ ดจ้ ากดิน ผลิตภณั ฑท์ ่ที าจากแป้งเปยี ก หนิ เขี้ยวหนมุ าน กรดแอดดพิ คิค แป้งมัน ผงแรห่ นิ เขีย้ วหนุมาน เซลลโู ลสอัลคะไล แรห่ ินฟันมา้ ชานออ้ ย ผงแอลทูไลท์ สนิ คา้ ทีเ่ ก่ยี วกบั อาหาร ผงเบคลั ไรท์ อลั ลูมินา ข้าวไรน์ แร่ไนแบไรท์ อัลลมู เิ นยี ม ฟลูออไรด์ แป้งสาลี ข้าวสาลี แรบ่ อกโซด์ ของเสียและตวั ทาปฏิกรยิ า อฐิ เถา้ ถา่ น เนอื้ หวั ผักกาดแดง อลั ลูมเิ นียม กรดฟลูมาริค แรเ่ บนโทไนต์ อัลลูมเิ นียมไฮเดรด แผน่ วุน้ เจลาติน โซดาไบคาบอเนต เศษของอลั ลูมเิ นียม โพลีเอทธลิ ีนฝ่นุ ที่มา : พรชัย จงจติ รไพศาล, 2559 อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

380 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม ตารางท่ี 9.3 วสั ดุทีเ่ หมาะสมกบั การขนถา่ ยดว้ ยลม (ต่อ) หนิ ปนู อลั ลมู เิ นยี มซิลเิ กต โพลเี อทธิลนี ผง ผงฟอกสี อลั ลูมเิ นียมซัลเฟท เม็ดไฟเบอร์ สมุนไพร แอมมอนเนี่ยมนทิ เรทท์ เมด็ โพลเี อสเตอร์ บอแรกซ์แห้ง แอมมอนเนย่ี มซลั เฟท ลูกปัด กรดบอริค ถ่านหนิ แอนธราไคท์ โพลสี ไตลนี ราข้าว แอนทิมโมนี่ อ๊อกไซด์ พวี ีซี ผง แกลบ แร่ แอพพาทไทท์ พวี ซี ี เมล็ด แผ่นทองเหลือง กรดสารหนู กากแอป๊ เป้ิล อฐิ บด อาซเซน็ นนิ ัส แอนไฮไดรด์ โปแตสเซี่ยม เศษขนมปัง เย่ือหรือเกล็ดของแร่ใยหนิ โปแตสเซีย่ มคลอไรน์ เศษยาง แรใ่ ยหนิ ทมี่ าจากดิน โปแตสเซี่ยมไนเตรด สัตวน์ ้าขนาดเลก็ ผงตะกัว่ ปอ ป่าน ผงท่ลี ะลายนา้ ได้ เมลด็ ข้าว สินแรเ่ หล็ก เม็ดแกว้ เม็ดกราไฟต์ ดนิ ขาว ลูกปัด ถัว่ ลสิ ง ปนู ขาว ผลองนุ่ แคลเซียมซัลเฟต ผงยาง กาแฟค่วั เกลือ ข้าวโพด ถา่ นหิน ทราย แมงกานสี ไดออกไซด์ ถา่ นโค้ก ขีเ้ ลอ่ื ย เศษหินอ่อน แรโ่ คมาไนท์ แป้งสาลี ไมกา ทองแดงแผ่น ผลซลิ ิกาแห้ง โซเดยี มไซเตรด เนื้อมะพรา้ วตากแหง้ นมตา่ ง ๆ โซเดยี มคลอไรด์ สารตกผลึก นเิ กิล แคลเซยี มคลอไรด์ กรดดนิ ประสิว นเิ กลิ ซลั ไฟด์ แคลเซียมไซยาไนท์ โซเดียมไฮโดรซลั ไฟล์ ไนล่อน ผงคารบ์ อน โซเดียมไนเตรด แป้งสาลี โปรตีนเหลว โซเดยี มเพอโบเรท มะกอก เซลลโู ลซ โซเดยี มซัลเฟท สารโปรตนี เย่ือไม้ โซเดียมซัลไฟล์ ไมว้ อลเปเปอร์ เกลอื อะซเิ ตทแห้ง โลหะเงนิ ลกู แพร์ เกลอื อะซเิ ตทเปียก ถั่วเหลอื ง แป้งทาตวั ซเี มนต์ เหล็กกลึง ไททาเนียมไดออกไซดเ์ ม็ด ชอล์ก ฟาง ไททาเนียมไดออกไซด์ผง ถา่ นเผา นา้ ตาลเมล็ด ไม้ ครมี ทม่ี า : พรชยั จงจิตรไพศาล, 2559 อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี

381 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม ตารางท่ี 9.3 วัสดุที่เหมาะสมกับการขนถ่ายดว้ ยลม (ต่อ) ใบยาสูบ รากไม้แหง้ กามะถนั สารประกอบไนโตรเจน ตะก่ัว เมล็ดทานตะวนั ยเู รเนียม เห็ดต่าง ๆ ดนิ เหนยี ว เมลด็ ยเู รียฟอมัลดไี ฮด์ ถา่ นหินลิกไนต์ เมลด็ โครเม่ยี มซลั เฟต เศษไมช้ ้ิน ๆ หนิ ปูน แร่โคบอลท์ แร่หนิ เวอร์มิวคไู รท์ ปนู ขาว เปลือกโกโก้ แรย่ เู รเนียม ผงแมกนีเซียมคาร์บอเนต ถ่วั ตา่ ง ๆ เตตระฟลูออไรด์ แมกนเี ซียมออกไซด์ เชอร์ร่ี ปาล์มตา่ ง ๆ แมกนีเซยี มฟลูออไรด์ เมล็ดกาแฟ ทมี่ า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559 (ก) ระบบหมนุ รปู ท่ี 9.3 อปุ กรณแ์ ยกลม(ข) ระบบผา้ กรองอากาศ (ทมี่ า : พรชัย จงจติ รไพศาล, 2559) การเร่งความเร็วลมเพิ่มขึ้น 1 ครั้ง จะทาให้วัสดุท่ีเป็นของแข็งเคลื่อนที่เข้าไปในพื้นที่การขนถ่าย ซึ่งจะประกอบด้วยท่อโค้ง (Bend) การขยายตัว (Diverters) และอ่ืน ๆ การเลือกท่อที่ใช้กับการขนถ่าย วัสดุข้ึนอยู่กับองค์ประกอบของค่าความดันหรือความสึกหรอของวัสดุที่เกิดจากการเสียดสีระหว่างท่อกับ วัสดุ หรือความเหมาะสมของลักษณะของรูปร่างภายนอกของวัสดุ ส่วนโค้งจะทาให้ทิศทางการไหล เปลี่ยนไป และวัสดุจะไหลช้าลง เพราะการเคลื่อนท่ีผ่านส่วนโค้งของท่อและส่วนบริเวณท่ีจะเพ่ิมความเร็ว ควรจะจัดให้อยูต่ รงทางออกของช่วงโคง้ เคร่อื งมือ 2 ชนดิ ที่จะแยกวัสดกุ ับลมตรงชว่ งปลายท่อ ซ่ึงแสดงใน รูปที่ 9.3 เคร่ืองมือ 2 อย่างนี้จะทางานอย่างต่าเน่ืองจากวัสดุท่ีเป็นเม็ดและผ้ากรองวัสดุที่เป็นผงก็เป็น สิ่งจาเป็นและสาหรับผลิตภัณฑ์ท่ีมีการขนถ่ายที่มีขนาดความกว้างต่าสุด ซึ่งมันอาจจาเป็นและเป็นตัวบ่ง บอกความสกปรกของลมและสามารถจะดูได้จากผ้ากรอง จากการปฏิบัติงานของเครื่องกรองจะถูกทาให้ สะอาดโดยการสั่นผ้ากรอง โดยใช้ระบบ Mechanic เพื่อทาให้ฝนุ่ ที่ติดอยู่กับผ้ากรองหลุดออกจากผ้ากรอง อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

382 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม ในทิศทางที่ย้อนกลับการไหลของวัสดุ ซ่ึงจะทาให้ผ้ากรองสะอาดและเหมาะสมกับการใช้งานต่อไป การ จา่ ยวสั ดุของระบบขนถ่ายวัสดุดว้ ยลมมีวิธกี ารส่งถ่ายวัสดุ 4 วีธี ดังท่ีแสดงในรูปท่ี 9.4 (ก) วาลว์ โรตารี่ (ข) คอคอด (ค) ใบสกรู (ง) ดูดด้วยสูญญากาศ รปู ท่ี 9.4 อปุ กรณก์ ารจ่ายวัสดดุ ้วยลม (ท่มี า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) 9.3.1 รปู แบบการขนถ่ายวสั ดุดว้ ยลม การขนถ่ายวัสดุด้วยลมแบ่งออกได้เป็นหลายรูปแบบ ซ่ึงการแบ่งแยกประเภทต่าง ๆ น้ันจะต้องดู ความเหมาะสม ซง่ึ ตั้งอยูบ่ นพ้ืนฐานของค่าเฉลี่ยความเข้มข้นท่ีน้อยทส่ี ุดในท่อ ดังนั้นการทางานของการขน ถา่ ยวสั ดุดว้ ยลมจงึ แบ่งออกเป็น 2 ประเภทดังน้ี 1. ระบบการไหลแบบเบาบาง (Dilute Phase) 2. ระบบการไหลแบบหนาแน่น (Dense Phase) ตามคาแนะนาในแต่ละ Phase ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นเทอมของ อัตราส่วนการไหลของมวล ( m ) ซ่ึงอัตราส่วนของการไหลของมวลของแข็ง ( ms ) และอัตราการไหลของอากาศในท่อขนถ่าย ( mf ) สูตรคานวณ =m m s (9.1) mf กฏการไหลแบบเบาบาง 0 < m < 15 และสาหรับการไหลแบบหนาแน่น m > 15 แผนการ ออกแบบรูปแบบการไหลตามแนวระดับ ซ่ึงรูปแบบต่าง ๆ จะแสดงในรูปท่ี 9.5 ระบบการขนท่ีเบาบาง อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

383 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม วัสดุจะลอยตัวอยู่เต็มท่อและระบบการไหลแบบหนาแน่นซึ่งจะไม่ใช้การไหลแบบเบาบาง (Dilute Phase) การไหลแบบหนาแนน่ มีข้อจากัดใหม้ กี ารไหลแบบเต็มท่อ ระบบการไหลแบบเบาบาง โดยท่วั ไปจะใชป้ ริมาณลมมากและต้องใชค้ วามเร็วสูง ลมจะดงึ เอาวัสดุ โดยวิธีการยกและด้วยแรงดึงออกโดยใช้ความดันลม ระบบการไหลแบบเบาบางนั้นใช้กันอย่างกว้างขวางใน ระบบการขนถ่ายวัสดุด้วยลม การลดความเร็วให้ต่ากว่าค่าวิกฤตที่จาเป็นน้ันเพ่ือจะรักษาวัสดุชิ้นเล็ก ๆ ท่ี กระจัดกระจายไว้ในรูปแบบของแข็ง เมื่อตัดท่อทางการขนถ่ายความเร็วลมวิกฤตจะถูกกาหนดด้วย ความเร็ว Saltation สาหรับการขนถ่ายในแนวระดับ และ Chocking สาหรับการขนถ่ายในแนวต้ัง ความเร็วลมท่ีผิวหน้าจะถูกทาให้ต่ากว่าความเร็ว Saltation ในแนวระดับของท่อการขนถ่ายที่เกิดข้ึนกับ สัดส่วนอย่างต่าของการไหลของวัสดุท่ีแข็ง ซึ่งจะไหลผ่านส่วนบนของท่อทางเมื่อตัด Section ออกมาดูจะ ไหลได้เต็มในส่วนที่เหลือของท่อ ณ ท่ีน้ี การไหลจะไม่คงตัวเน่ืองจากธรรมชาติการไหลไม่ราบเรียบของการ ไหล 23 ชนิด บางคร้ังบางจุดในท่อทางจะมีวัสดุอยู่เต็มและในบางครั้งบางส่วนเต็มท่อ บางส่วนไม่เต็มท่อ การขนถ่ายภายใต้กรณีดังกล่าวสามารถที่จะทาให้โครงสร้างของท่อเกิดการเสียหาย และทาให้เกิดเสียงดัง จากการขนถ่ายสาหรบั สภาวะดังกลา่ ว รูปแบบของการไหลเปน็ ดงั รปู ท่ี 9.5 (A) HOMOGENOUS FLOW (B) IMMATURE SLUG FLOW (C) DEGENERATE HOMOGENOUS FLOW (D) SLUG FLOW (E) IMMATURE DUNE FLOW (F) DEGENERATE SLUG FLOW (G) DUNE FLOW (H) RIPPER FLOW (I) DEGENERATE DUNE FLOW (J) PIPE PLUGGED รปู ที่ 9.5 รปู แบบการไหลในท่อแบบแนวนอน (ท่มี า : พรชัย จงจติ รไพศาล, 2559) อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

384 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ว้ ยลม ตวั อย่างท่ี 9.1 จงพิจารณาว่าการขนถ่ายวัสดุต่อไปน้ีเป็นการไหลวัสดุแบบใด เม่อื การขนถ่ายวัสดุในท่อซ่ึง มีอตั ราสว่ นของการไหลของมวลของแข็งเท่ากับ 35 และอตั ราการไหลของอากาศในทอ่ ขนถ่ายเท่ากับ 5 วธิ ที า จาก อัตราสว่ นการไหลของมวล =m ms mf จากโจทย์ อตั ราสว่ นของการไหลของมวลของแขง็ ( ms ) = 35 อัตราการไหลของอากาศในท่อขนถา่ ย ( mf ) = 5 m = ms = 35 = 7 ตอบ mf 5 ดงั น้ัน อัตราส่วนการไหลของมวล เท่ากบั 7 อยใู่ นช่วงการไหลแบบเบาบาง 9.3.2 การไหลของวัสดุทข่ี นถา่ ยด้วยลม รูปแบบของการไหลแบบหนาแน่น สามารถท่ีจะทาให้เกิดความแตกต่างของการไหลท่ีไม่คงที่ ไป หาในท่ที ี่คงท่ีและไหลอย่างชา้ ซง่ึ ขึ้นอย่กู บั ความดันลม ลักษณะของวสั ดุและอัตราการไหล ความเสียดทาน ของท่อและเสน้ ผ่าศูนยก์ ลางท่อรูปแบบของการขนถ่ายวสั ดุแบบ Dense Phase ซงึ่ แตกต่างกับเง่ือนไข 9.3.2.1 คุณลักษณะของการขนถ่ายดว้ ยลม บางครั้งทางที่ดีท่ีสุดในการขนถ่ายวัสดุที่เป็นของแข็งโดยใช้ลม ก็คือการใช้ไดอะแกรม (State Diagram) ตัวอย่างอยู่ในรูปท่ี 9.6 ไดอะแกรมจะเป็นระบบการขนถ่ายวัสดุด้วยลมแบบตามแนว ขวางและเป็นจุดต่าง ๆ ของท่อท่ีมีความดันลาดเอียง (Pt/L) ท่ีต้านกับความดันลม (Vf) การขนถ่ายด้วยลม ท้ังหมดนี้เอามาระบบการไหลของวัสดุแบบเบาบางแล้วเปลี่ยนไปเป็นการไหลแบบหนาแน่นที่แสดงไว้ใน ไดอะแกรม รปู ที่ 9.6 เส้น A-B ในรูปที่ 9.6 แสดงถึงการเสียดสีของวัสดุซ่ึงจะทาให้เกิดการเสียหายต่อการขน ถ่ายด้วยลมไปยังทอ่ ตามแนวขวาง ท่ีอัตราความเรว็ ลมวสั ดุที่เป็นของแข็งจานวนน้อย จะถูกส่งผ่านไปท่ีท่อ จะคงที่ (mm) ผลที่ได้ก็คือ ทาให้ส่งผลกระทบ ต่อการเพ่ิมแรงดัน ตั้งแต่ B-C การลดความเร็วของลมตาม แนวเส้น C-D ทาใหค้ วามเร็วทเี่ ป็นผลมากจากความดันลมทล่ี ดต่าลงไปและเกิดการเสียดสีกันของวัสดุ จาก วัสดุของแข็งที่มีอัตราส่วนของปริมาณลม (m*) เพ่ิมข้ึนด้วยจากจุด D จะแสดงถึงจุดของการวิเคราะห์ ใน แผนผังซ่งึ วัสดทุ ่ีเป็นของแขง็ (เมด็ ) ทง้ั หมดจะไหลมาหยุดอยู่กบั ที่ในช่วั ขณะหนง่ึ ในระบบของการไหลแบบ เบาบาง (Dilute Phase) ด้วยอัตราความเร็วของลมที่มากกว่าความเร็วของลมที่จุด D เรียกว่า Saltation Velocity สาหรบั ความปลอดภัยในระบบการไหลแบบเบาบาง การทางานในอตั ราความเร็วของลมมากกว่า Saltation Velocity เลก็ น้อย การลดความเรว็ ของลมที่อย่ภู ายใต้จุด Saltation Velocity ทาให้เกิดผลกระทบต่อความ คงทนของวัสดุ ที่เป็นของแข็งที่เกิดจากสถานะจากวัสดุตามเส้นทางของท่อซ่ึงมีผลกระทบต่อจุด E ส่วน ฐานทาให้พ้ืนที่ ๆ ตรงกันข้ามของท่อลดลงและทาให้พื้นท่ีของความเร็วรอบในการขนถ่ายวัสดุท่ีเป็น ของแข็งมีเพิ่มมากข้ึน ปกติแล้วฐานมคี วามสาคัญมากฐาน 2 ชนิด ท่ีเป็นไปได้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของ วัสดุและความดันที่มีอยู่ ฐานที่คงท่ีสม่าเสมอจะมีผลต่อวัสดุอย่างถาวรที่ตกอยู่ในท่อข้างล่างที่ยังคงอยู่ใน ขณะท่ีความเร็วของลมมากกว่าและวัสดุที่เปน็ ของแข็งไม่มีการเปลีย่ นแปลง ฐานทาใหพ้ ื้นทต่ี รงกนั ข้ามของ ท่อลดลง และยอมให้เป็นการไหลแบบเบาบางไหลผ่านฐานได้กับวัสดุที่เป็นของแข็งบางอย่างอาจจะได้รับ การเคล่ือนไหวของฐาน ซ่ึงคล้ายกบั ทพ่ี บในรูปแบบของการไหลแบบหนาแนน่ การอธิบายการไหลของวัสดุ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

385 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม และลมนั้นมีลักษณะที่ยุ่งยากซับซ้อนโดยการเคล่ือนไหวอย่างช้า ๆ ของฐานที่บรรทุก วัสดุท่ีเป็นของแข็งไว้ ที่การไหลที่ฐานของท่อ ซ่ึงความเร็วในการขนถ่ายแบบเบาบาง เพ่ิมมากขึ้นปกติลมและวัสดุที่เป็นของแข็ง จะไหลไมค่ งท่ี ซง่ึ ฐานทถี่ าวรจะเปลีย่ นไปเป็นฐานท่ีเคลอื่ นที่ได้ หรอื ไมก่ ็เปล่ียนจากฐานท่เี ปล่ียนแปลงไดไ้ ป เป็นฐานแบบถาวร สาหรับเงื่อนไขดังกล่าว การไหลจึงไม่สม่าเสมอและยังมีผลกระทบต่อแรงดันอย่าง รุนแรงที่ไม่สม่าเสมอหรือท่อตัน การวดั ความดันของลมในเส้น Fเป็นเหตใุ หว้ ัสดุทเี่ ป็นของแข็งบางส่วนหยุด ช่ัวคราว บางส่วนไหลไปเร่ือย ๆ ลักษณะรูปร่างของโค้งและอัตราการไหลของวัสดุต่าง ๆ นั้นมีลักษณะ คล้ายกันซ่ึงจุดท่ีสาคัญก็คือ ท่อท่ีต่างจากความดันลมต่าสุด สาหรับแต่ละอัตราโค้งของการไหลของวัสดุท่ี เป็นของแข็ง เส้นทางน้ีเคลื่อนท่ีข้ึนไปด้านบนทางด้านขวาจะแสดงให้เห็นว่าระบบได้ถูกออกแบบสาหรับ วัสดุเฉพาะอย่าง ซ่ึงจาเปน็ ต้องทาให้ระบบดีข้ึน ดังน้ันอัตราการไหลของลมจึงจาเปน็ ตอ้ งเพ่ิมขน้ึ สาหรับท่อ ท่เี ปน็ เส้นตรงดังในรปู ที่ 9.6 มีจุดตา่ ง ๆ เพ่อื ปดิ ลม (Chocking) ซง่ึ มีลักษณะอตั ราความเร็วของ Saltation ในทอ่ แบบแนวนอนมคี วามแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดระหว่างความเรว็ ลมของ Saltation ในท่อตามแนวขวาง กับอัตราความเร็วของ Chocking (ท่อเส้นตรง) ดังในตารางที่ 9.4 คืออัตราความเร็วของลมท่ีปลอดภัยใน อัตราต่าสดุ ซึ่งมีผลกระทบต่อการขนถ่ายที่ค่อนข้างมีความแตกต่างจากระบบท่อตามแนวขวางละท่อที่เป็น เส้นตรง อัตราความเร็วในการขนถ่ายตามแนวขวางมีประมาณ 3 - 5 เท่า ซึ่งมากกว่าการขนถ่ายแบบ เสน้ ตรง รปู ที่ 9.6 State Diagram สาหรบั การขนถ่ายวัสดุด้วยลม (ทม่ี า : https://link.springer.com, 2559) 9.3.2.2 ระบบการขนถ่ายวสั ดุดว้ ยลม ในรูปท่ี 9.7 เป็นการแสดงระบบการทางานด้วยลมท่ีรวมความสาคัญของส่วนประกอบไว้ เพื่อการขนถ่ายวัสดุที่เป็นของแข็งจากจุดที่ปอ้ นวัสดุไปยังส่วนที่แยกลมและของแข็งออกจากกนั วัสดุท่ีเป็น ของแข็งจะถูกเก็บไว้ท่ีส่วนบนเหนืออุปกรณ์การจ่ายวัสดุ อนุภาคของอากาศจะไหลขึ้นข้างบนเป็นตัว อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

386 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม เคลื่อนท่ี ๆ สาคัญ ที่จะสามารถขนถ่ายลมตามความต้องการของอัตราการไหลและแรงดันของวัสดุท่ีเป็น ของแข็งซ่ึงเก็บไว้ใน Hopper ท่ีใกล้แรงดันลม ซึ่งมีความสาคัญเม่ือลมไหลมาถึงท่อท่ีมีความยาวเพียงพอ น้ันจะรับประกันได้ว่าจะถูกเร่งจากลมท่ีเหลือ ที่จุดเร่งนี้เองมีความดันท่ีสูญเสียไป และความสูญเสียของ ระบบความดันท้งั หมดไปน้ันจะขึ้นอยู่กบั หลาย ๆสาเหตุและจากการกระตุ้นหรือเรง่ ให้ความดันที่สญู เสียนั้น จะมีความดันที่เสียไป สาเหตุที่ส่งผลกระทบต่อแรงดันท่ีสูญเสียไป คือ ขนาด พลังงานไฟฟ้า แรงดันที่รวม กับความชื้นและอื่น ๆ ตามทฤษฎีบวกกับการพยากรณ์ของการขนถ่ายวัสดุ ด้วยความดันลมสูญเสียไป เนื่องจากการไหลในส่วนที่ผวิ ทอ่ ไม่เรียบ ซึ่งจะไม่สามารถใช้กบั แป้งฝนุ่ ที่ละเอียดได้ การสึกกร่อนจะเกดิ ข้ึน ได้ในระหว่างการขนถ่ายวัสดุด้วยลม อัตราการสึกหรอจะขึ้นอยู่กับความเร็วของลมและการขีดข่วน หรือ การสึกหรอทางธรรมชาติของวสั ดุ ขอบเขตของการสกึ กร่อนน้นั คอื ส่วนโคง้ ของท่อซ่ึงมีผลกระทบอย่างมาก ในขั้นปฐมภูมแิ ละทุติยภูมิ การสึกหรอของท่อทม่ี ีผลต่อความดันลมแต่สาเหตุทีเ่ ด่นชัดที่มใี ห้เกดิ อาการลงั เล ใจในการตดิ ตัง้ ระบบขนถา่ ยวัสดุ ดงั ท่แี สดงในรปู ที่ 9.8 ตารางท่ี 9.4 ความเรว็ ทีต่ ่าท่สี ุดในการขนถ่ายวัสดตุ ่างขนาดและความหนาแนน่ ในแนวนอนและแนวตง้ั ค่าน้อยของความ ค่านอ้ ยของความ วสั ดุ ความหนาแนน่ ขนาดของ ปลอดภยั ของ ปลอดภยั ของ ของวสั ดุโดย วสั ดุโดย ความเร็วการขน ความเร็วการขน ประมาณ ถ่ายในแนวต้งั ถ่ายในแนวนอน เฉลีย่ (mm.) (kg/m3) (m/s) (m/s) ถา่ นหิน 720 13 13 15 ถา่ นหนิ 720 6 9 12 ขา้ วสาลี 753 5 9 12 Polythene Cubes 480 3 9 12 ปนู ซีเมนต์ 1,400 0.09 1.5 7.6 แปง้ 560 0.15 1.5 4.6 ถา่ นหนิ ท่ีบดละเอยี ด 720 0.075 1.5 4.6 เถ้าถา่ นละเอยี ด 720 0.15 1.5 4.6 Fullers Earth 640 0.106 1.5 6.2 Bentonite 900 0.075 1.5 7.6 แรแ่ บไรท์ 1,750 0.063 4.6 7.6 ผงซลิ กิ า 880 0.106 1.5 6.2 Flour Spar 1,760 0.075 3.0 9.2 แร่ฟอสเฟต 1,280 0.15 3.0 9.2 Tripolyphosphate 1,040 0.18 1.5 7.6 Common Salt 1,360 0.15 3.0 9.2 เถา้ ถา่ นที่เป็นดา่ ง 560 0.106 3.0 9.2 Sodium Sulphate 1,360 0.106 3.0 12.2 ท่มี า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559 อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

387 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม รูปที่ 9.7 State Diagram สาหรับการขนถา่ ยในแนวตง้ั (ทมี่ า : Klinzing G.E. and etc., 2010) การสึกกร่อนต่อระบบท่อในโรงงานปิโตรเคมี ประกอบกับปัญหาหลัก ๆ ในการออกแบบ และทางานของอุปกรณ์เคมีและเป็นจุดสาคัญของการล้มเลิกในโรงงานเล็ก ๆ การสึกกร่อนก็เป็นปัญหา ใหญ่ในการขนถ่ายถ่ายหินด้วยลมและการใชเ้ ชื้อเพลิงเพ่ือการต้ม ส่วนของการสึกหรอของท่อแบบแนวตรง ไม่ควรจะเป็นปญั หา แต่อย่างไรก็ตามถ้าทอ่ เกิดมผี ิวท่ีผิดปกติ ต่อจากนัน้ การสึกกร่อนอาจจะเกิดปัญหาขึ้น ได้ ขอบเขตของการสึกกรอ่ นส่วนใหญ่เกิดภายในข้อต่อท่อเช่นส่วนโค้งของล้ินเปิดปิดและส่วนของท่อ การ แสดงของความเป็นไปได้ของการสึกกร่อน แต่แตกต่างกันในความแข็งขอวัสดุที่ถูกขนถ่ายกับท่อของวัสดุ และอัตราความเร็วของการขนถ่ายของวัสดุท่ีเป็นของแข็ง การสึกกร่อนน้ันเป็นสัดส่วนของความเร็วช้ันที่ สูงสุด ขั้นท่ี N ที่อยู่ในช่วงระหว่าง 3.5 - 4.5 ในรูปที่ 9.9 แสดงถึงอิทธิพลท่ีมีผลกระทบต่ออัตราของ ความเร็วในการสึกกร่อนของท่อส่วนท่ีโค้งซึ่งเป็นไปได้ท่ีจะเกิดอัตราการสึกหรอกับวัสดุที่สึกกร่อนถ้า ความเรว็ สงู ๆ การสึกกร่อนก็จะสามารถลดลงไดด้ ว้ ยการออกแบบการไหลแบบหนา (Dense Phase) อยา่ ง ถกู ต้องและมีศักยภาพในการแก้ปัญหา สาหรับการไหลแบบเบาบาง (Lean Phase) ระบบการขนถ่ายวัสดุ ท่ีแข็ง ๆ จบสิ้นลงที่บริเวณจุดแยกลมกับวัสดุ ส่วนต่าง ๆมีขนาดเล็กลงถูกแยกออกตากที่เป็นลมโดย วธิ กี ารใช้ความกดอากาศตา่ หรอื การใช้ผ้ากรอง การแยกของแขง็ จะถูกเก็บไวใ้ น Bunker ซ่ึงตั้งอยู่ใตบ้ ริเวณ จุดแยกลมและของแขง็ ออกจากกัน 9.3.2.3 วัฎจกั รของการขนถา่ ยวสั ดุ โดยหลักการของระบบความดันสูงจะมีความสามารถท่ีจะขนถ่ายวัสดุในระบบการไหล แบบหนาแน่น (Dense Phase) โดยเหตุท่ีวัสดุหลาย ๆ ชนิดท่ีมีลักษณะร่วนหรือมีคมไม่สามารถท่ีจะขน ถ่ายใสความเร็วท่ีต่าได้ การอ้ันของวัสดุภายในท่อจะแสดงถึงปัญหาใหญ่ ๆ ท่ีเกิดข้ึนกับวัสดุบางชนิด ซึ่งมี ความจาเป็นทจ่ี ะต้องหยดุ หรือเริ่มต้นการทางานใหม่ในขณะท่ที าการขนถ่ายและมนั จะเป็นไปไม่ได้ สาหรับ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

388 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม ระบบความเร็วต่า ซึ่งได้นามาพัฒนาระบบแล้ว สาหรับระบบถังอัดความดันเด่ียว ปริมาณของวัสดุจะถูก บรรจุเข้าไปเก็บไว้ในถัง Blow Tank จะถูกอัดความดันจากส่วนบนและวัสดุจะไหลออกจากทางด้านล่าง ดังรูปที่ 9.10 มันเป็นธรรมดาที่ปรมิ าตรของ Blow tank จะต้องน้อยกว่าปริมาตรของท่อทางและใช้ความ ดันทางานท่ี 600 kPa วัสดุท่ีไหลออกมาจะมีลักษณะเป็นแท่งน้ันเรียกว่า Plug มันจะถูกดันให้ไหลผ่านท่อ ทางออกมา ซึ่งมีลักษณะเหมือนกับลูกสูบและจะมีความยาวปกติคือ 15 ถึง 20 เมตร ดังน้ันถ้าท่อมีขนาด ยาว 100 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลาง 100 มิลลิเมตร ดังนั้นขนาดของ Blow tank ที่ต้องการคือ 0.16 ลูกบาศก์เมตร สาหรับวัสดทุ ีม่ ีความหนาแนน่ 1,400 kg/m3 ใชว้ ัสดุประมาณ 220 kg สามารถทจี่ ะขนถ่าย ภายใน 1 cycle วัฏจักรการขนถ่ายสามารถแสดงในรูปที่ 9.11 ซึ่งจะขนถ่ายวัสดุในเวลา 15 วินาที ด้วย ระยะทาง 100 เมตร ไปในท่อทางซึ่งจะมีความเรว็ คงที่ = 4 m/s และสาหรับ Plugที่มีความยาว 20 เมตร จะใช้เวลาในการขนถ่าย 5 วินาที และ 5 วนิ าที สาหรับงานของ Valve ของ Blow Tank ใช้เวลา 5 วนิ าที สาหรับการสร้างความดันใน Blow Tank และใช้เวลา 8 วินาที สาหรับการขนถา่ ยวัสดุจึงมีเวลารวมทั้งสิ้น 53 วินาที ดังน้ันจึงมีมวลการขนถ่ายเฉลี่ย 15 t/h และวัสดุท่ีถูกจ่ายออกไปจะแสดงถึงปัญหาของระบบน้ี แม้ว่า Plug จนขนถ่ายด้วยความเร็วต่าการจ่ายวัสดุคร้ังหน่ึง ๆ ในท่อทาง ซึ่งจะมีความดันสูงอยู่ทางข้าง หลัง Plug มนั สามารถท่ีจะลดความดนั ลงไดก้ ต็ ่อเม่อื วัสดุถูกขนถ่ายออกมาจาก Pipe Line รูปที่ 9.8 แบบแสดงระบบการขนถ่ายวสั ดุดว้ ยลม (ท่มี า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

389 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม รปู ท่ี 9.9 อทิ ธพิ ลของความเร็วที่มผี ลต่อส่วนป้อนกนั การกัดกร่อนของท่อโค้ง (ท่มี า : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) อภิชาติ ศรีชาติ รูปที่ 9.10 ระบบ Blow Tank ทม่ี กี ารไหลแบบ Plug เดียว (ที่มา : พรชัย จงจติ รไพศาล, 2559) สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

390 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม รปู ที่ 9.11 วฎั จักรของการขนถา่ ยวสั ดแุ บบ Plug เดีย่ ว (ทม่ี า : พรชยั จงจิตรไพศาล, 2559) Plug เดี่ยวของ Impermeable สามารถจะเป็นเหตุให้ท่อทางเกิดการอุดตันได้ใน ระยะทางส้ัน ๆ การใช้ลมในการดัน Plug ให้ไหลไปตามท่อจะมีลักษณะเช่นเดียวกับกลไกท่ีใช้ดันวัสดุ สาหรับแรงดันที่ใช้ดัน Plug คาดว่าจะเป็นสัดส่วน Exponential กับความยาวของ Plug การเคล่ือนท่ีของ Plug ที่มีความยาวส้ัน ๆ ก็จะมีความจาเป็นในการลดความดันในการเคลื่อนท่ีของ Plug ซึ่งจะยอมให้ อากาศแทรกตัวอยู่ในวัสดุทาให้วัสดุหลอมตัว ซ่ึงเป็นเหตุให้ลดความฝืดระหว่าง Plug กับผนังท่อ ส่วน ความดันน้ันเป็นเหตุให้ความยาวของ Plug เพิ่มข้ึนถึง Power n ดังแสดงในรูปที่ 9.12 คา่ ของ n จะขึ้นอยู่ กับคุณสมบัติของวัสดุ ซ่ึงก็คือ 1 < n < 2 สาหรับระบบการขนถ่ายแบบต่อเน่ืองจะต้องเพ่ิมความยาวของ ลม “Pocket” ในท่อทางและเพิ่มจานวนของ Pipe Line เพื่อจะยอมให้มีการขนถ่ายในเส้นทางยาว ๆ สาหรับระยะทจี่ ากดั ความดัน อภิชาติ ศรชี าติ รูปท่ี 9.12 แรงดนั ท่ีทาใหว้ สั ดุเคลอื่ นทใี่ นท่อ (ท่มี า : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

391 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม ในไม่กี่ปีท่ีผ่านมานี้ ความแตกต่างของระบบได้ถูกพัฒนาให้ขยายขอบเขตของวัสดุที่ สามารถจะขนถ่ายPlug ด้วยความเร็วต่าและขยายวิธีการทางานแบบต่อเน่ือง ซึ่งป้อนกลับด้วย Rotary Valves และ สกรรู ะบบเหล่านี้จะขน้ึ อยูก่ ับสภาพของความดัน และ Plug ซึ่งสามารถแสดงได้ดงั รูปที่ 9.13 การเพม่ิ การขนถ่ายขน้ึ อย่กู ับข้อกาหนดดังน้ี 1. ความสัมพันธ์ของจานวนของการเพ่ิม ณ ตาแหน่งวิกฤติของการไหล (มักจะ เป็นทอ่ โค้ง) ตลอดเส้นทางการไหล 2. ตัวเพิ่มแรงดันจะเพ่ิมที่ช่องว่างปกติตลอดเส้นทางช่องว่าง จะแปรผันจาก 1 เมตร ถึง 10 เมตร ซ่งึ จะข้นึ อยู่กับคณุ สมบัตขิ องวัสดุ 3. ที่รูเล็ก ๆ จะถูกติดตั้งไว้ภายในที่ทางการขนถ่ายหลัก ๆ ซ่ึงใช้สาหรับการเพิ่ม ลมตลอดความยาวทอ่ ตัวเพ่ิมแรงดันจะถูกติดต้ังไว้ตลอดท่อทาง ซึ่งจะต้องไว้กับความดันในแต่ละ Stage และ ปรับแรงดันภายในที่เพื่อรักษาระดับการไหลและป้องกันระบบแรงดันสูง ระบบเพ่ิมแรงดันจะเพ่ิมอากาศ เข้าไปในเส้นทางการขนถ่ายและเพิ่มความเร็วของอากาศ วัสดุที่เป็นเหล็กหลายชนิดมักจะขนถ่ายด้วย ระบบน้ี รปู ท่ี 9.13 ตารางความสัมพันธ์แรงดันและความยาว Plug ในการขนถ่าย แบบ Plug เดี่ยวและหลาย Plug (ทีม่ า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) ระบบการผ่านออกของอากาศมักจะใช้งานในวัสดุที่อากาศซึมผ่านไม่ได้ ซ่ึงอยู่ในรูป Plug ที่เป็นของแข็งเม่ือขนถ่ายด้วยความเร็วต่า เม่ือรูปแบบของ Plug ในเส้นทางการขนถ่ายด้วยลม By Pass มักจะไหลผ่านท่อ By Pass และเข้าไปอีกคร้ังในที่ซึ่งมีความต้านทานของ Plug น้อยกว่าในท่อทาง By Pass Plug ท่ีมีความยาวของวัสดุมากจะถูกแยกเป็น Plug ส้ัน ๆ ซ่ึงจะสามารถทาใหข้ นถ่ายไดอ้ อกจากท่อ By Pass และพ้ืนที่ ระยะอากาศจะสามารถบรรจุในหรือนอกเส้นทางของการขนถ่าย การควบคุมการไหล ของ Plug สามารถแสดงไดด้ ังรูปท่ี 9.14 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

392 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม หลีกเลย่ี งภายนอก หลกี เล่ยี งภายใน ท่อทีด่ ูดซบั ได้ เสน้ ทางของการสนันสนุน รูปท่ี 9.14 การควบคุมความยาวของ Plug (ที่มา : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) ในกรณีท่ีวัสดุสามารถไหลลงได้โดยตรงในทิศทางของแรงโน้มถ่วง ระบบการขนถ่ายแบบ Air Activated Gravity จะใช้ประโยชน์ได้ง่าย ซึ่งจะทาให้วัสดุลอยตัวเทียบได้กับระบบ Pneumatic Conveyor Plantซ่ึงมีความสาคัญและตน้ ทุนของการปฏิบัติงานจะต่ากว่าการขนถ่ายท่ีใช้ความเร็วต่า การ ขนถ่ายแบบ Air Activated Gravity อาจจะพิจารณาเช่นเดียวกบั การขนถ่ายแบบหนาแนน่ ซง่ึ อุปกรณ์การ ขนถ่ายจะแสดงไว้ในรูปท่ี 9.15 จะประกอบด้วยช่องท่ีซึ่งจะถูกแบ่งด้วยแผ่นกั้นที่มีรูเล็ก ๆ ให้วัสดุไหล คล้ายกับของเหลวความดันของอากาศต่าที่มีปริมาณเล็กน้อย จะถูกฉีดผ่านแผ่นกั้นเพื่อจะทาให้วัสดุมี สภาพการไหลและเลอ่ื นลงตาม Slope ของชอ่ งการลาเลยี งหรอื นาให้วสั ดไุ หลทลี ะน้อย อภิชาติ ศรชี าติ รูปที่ 9.15 อปุ กรณล์ าเลียงแบบอาศัยแรงโนม้ ถว่ งของโลก (ที่มา : พรชยั จงจิตรไพศาล, 2559) สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

393 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ว้ ยลม รปู ท่ี 9.16 การแบง่ ระดบั ของ Gelddarts (ที่มา : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) Air Gravity Conveyor มขี นาดจาก 100 มิลลเิ มตร ถึง 800 มิลลเิ มตรและมีความยาวถึง 100 เมตร สามารถขนถ่ายวัสดุท่ีมีอัตราการขนถ่าย 3000 L/h วัสดุที่เหมาะสมกับการขนถ่ายแบบนี้ก็คือ วัสดุ Geldart’s Group B ดังแสดงในรูปท่ี 9.16 วัสดุเหล่านี้จะถูกทาให้ไหลได้และเม่ือลมที่ทาให้เกิดการ ไหลถูกปิดทท่ี ่อโค้งวัสดุจะยุบตัวลงอย่างเร็วและวัสดจุ ะหยุดไหลวัสดุ Group D จะสามารถขนถา่ ยผ่าน Air Gravity Conveyorแต่ปริมาณอากาศที่ใช้ทาให้วัสดุไหลจะมีการเหลือ วัสดุ Group A สามารถไหลได้ง่าย แต่ว่าอากาศท่ีเก็บไว้จะไหลต่อเนื่องภายหลังจากท่ีอากาศจ่ายออกไปลดลง วัสดุ Group C มักจะเป็นผง แป้งท่ีจับกันเป็นก้อนและไม่เหมาะกับระบบ Air Gravity Conveyor บางทีวัสดุท่ีเกาะเป็นก้อนอาจจะขน ถ่ายด้วยอุปกรณ์ขนถ่ายท่ีมี Slope ท่ีมากกว่าปกติ Air Gravity Conveyor เหมาะสมกับวัสดุท้ังมีคมและ ปนเป็นผง 9.3.2.4 ความสามารถของระบบ ความสามารถของระบบ Pneumatic Conveyor จะประสบผลสาเร็จถ้าให้อัตราการไหล เป็นแบบ Mass flow ซ่ึงข้นึ อยกู่ ับองคป์ ระกอบตอ่ ไปนี้ 1. เส้นผ่าศนู ย์กลางของทอ่ ทาง 2. ระยะทางการขนถา่ ยวัสดุ 3. แรงดนั ตกทเ่ี กดิ ขน้ึ ภายในทอ่ ทาง สมบัติของวัสดุสาหรับอัตราการไหลคือ ขีดจากัดด้านบนท่ีถูกติดต้ังในการไหลของ ของแข็งแบบหนาแน่น (m*) ที่ซ่ึงวัสดุสามารถขนถ่ายด้วยระบบทางการขนถ่ายเฉพาะอย่าง อัตราการไหล ของ อากาศข้ึนอยู่กับขนาดของท่อทาง ความยาวและแรงดันใช้งานและมันเป็นค่า Parameter ท่ีสาคัญ และเป็นสภาพการขนถ่ายนอกระบบอย่างเช่น ความหนาแน่นของอากาศเปล่ียนกับแรงดัน ความเร็วของ อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

394 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม อากาศ หรือปริมาณการไหลจะถกู เปล่ียนตลอดความยาวของทอ่ ซ่ึงเป็นคุณสมบัตกิ ารไหลทีใ่ ช้ประโยชนไ์ ด้ มากเทียบเคียงได้กับค่า Parameter ตัวอื่น อิทธิพลของเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อความสามารถในการขน ถ่ายวัสดทุ ่ีเป็นของแขง็ สามารถใชจ้ ากการวเิ คราะหส์ มการที่ 9.1 สามารถแสดงไดด้ ังน้ี ms  m  m f (9.2) รูปที่ 9.17 อทิ ธิพลของอัตราการไหลและความหนาแน่นและความดนั ลดในเสน้ ทางการขนถ่าย (ทม่ี า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559) ปริมาณมวลของอากาศสามารถแสดงเป็น Function ของความหนาแน่นของอากาศ (  ) พ้นื ที่ท่อ m มีค่าเทา่ กับ [d2/4] ขณะท่ี d คอื เส้นผ่าศนู ย์กลางด้านในของท่อ และ Vf คือ ความเร็วลมของ การขนถา่ ย ซ่ึงมคี วามสัมพนั ธ์ดงั น้ี mf  (.Vf .d 2 ) (9.3) 4 ความสามารถในการไหลผ่านของระบบการขนส่งสามารถเพ่ิมขึ้น โดยการขยายเส้นผ่าน ศูนย์กลางของท่อ อากาศที่ถูกเพ่ิมจะเป็นสัดส่วนตามค่าคงท่ี . ลักษณะของความหนาแน่นของวัสดุท่ีจะ m สามารถขนถ่ายได้น้ัน ขึ้นอยู่กับท้ังความดันตกคร่อมท่ีใช้ไปในเส้นทางและระยะทางในการขนถ่าย ถ้า กาหนดค่าแรงดันตกคร่อมในส่วนของอากาศท่ีต้องการขนถ่ายวัสดุผ่านท่อทางคืออากาศท่ีเหลือจากการ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

395 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม ผ่านของความต้านทานของท่อทาง ดังแสดงในรูปที่ 9.16 คือ ผลรวมของลักษณะของการขนถ่ายเป็น ความสัมพันธ์ระหว่าง mf และ ms (สาหรับค่าคงที่ของความดันตกคร่อมของระบบ P ) สาหรับการขน ถ่าย Cement ผ่านความยาว 100 เมตร ท่อในแนวระดับมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 50 มิลลิเมตรกับท่อ โค้ง 17 อัน (90 องศา) อัตราการไหลของมวลอากาศจะแสดงอยู่ในแกนนอน เพราะว่า ปริมาตรการไหล ของมวลอากาศจะข้ึนอยู่กับแรงดันท่ีใช้ตัวเลือก Parameter บนแกนนอนและแกนตั้งจะยอมให้เป็นเส้น ค่าคงท่ีของ Phase Density ดังแสดงในรูปที่ 9.17 เส้นบนด้านล่างซ้ายเปน็ ตัววัดอัตราการไหลของอากาศ ในการขนถ่ายที่เป็นไปได้ต่าสุดที่อัตราการไหลที่ด้านซ้ายของเส้นนี้ท่อจะถูกคาดว่าจะกั้นหรือ การขนถ่าย นัน้ จะไมร่ าบเรียบหรอื มีเสยี งเสน้ นีจ้ ะแสดงถึงคา่ การขนถ่ายตา่ สุดและเป็นไปไดจ้ ะใช้สมการ mf   .)  d 2  (9.4) (.Vf 4   เพอื่ คานวณความเร็วของอากาศท่ีความแตกต่าง ความหนาแน่นของ Phase ท่จี ุดหรือเขต ของความสาคัญในการขนถ่ายจะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการขนถ่ายต่าสุด และความ หนาแน่นของ Phase สาหรับ Cement และวัสดุชนิดอ่ืน จะถูกแสดงในรูปท่ี 9.18 Cement และ Barytes สามารถจะถูกขนถ่ายในระบบ Lean และ Dense Phaseในกรณีของ Alumina และทรายจะขน ถ่ายในระบบ Lean Phase เทา่ น้ันที่เปน็ ไปได้ รูปท่ี 9.18 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความเร็วอากาศตา่ สดุ กบั ความหนาแน่น (ที่มา : พรชยั จงจติ รไพศาล, 2559) อัตราแรงดันของ Fan , Blower หรือ Conveyor ท่ีจะบ่งบอกคือปริมาตร , ระยะทาง และวัสดุท่ีใช้ในการขนถ่ายในเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อท่ีให้มา ซ่ึงสรุปต่าง ๆ อยู่ในรูปที่ 9.19 สาหรับเส้น ผ่านศูนย์กลางของท่อที่ใหญ่กว่า ในความเร็วของอากาศเดียวกับความดันของอากาศท่ีลด จะเพ่ิมด้วยการ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

396 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม เพ่ิมความยาวของทอ่ ทางและลดแรงดันท่ีถูกใชใ้ นการขนถ่ายวัสดตุ ลอดความยาวท่อการลดลงของความดัน ในเส้นทางการขนถ่ายจะถูกประมาณจากสัดส่วนของความยาว สาหรบั ความหนาแน่นของ Phase ท่ีคงที่, เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อและวัสดุคือ tPtaL (m, D, Material, Constant) ในทานองเดียวกันความดันที่ ลดในเส้นทางการขนถ่าย จะประมาณเป็นสัดส่วนกับ Phase และความหนาแน่นของวัสดุด้วยการกาหนด รายละเอยี ดคา่ วัสดุ, ความยาวทอ่ และเส้นผ่านศนู ย์กลาง ซงึ่ จะดไู ด้จากสมการ รูปท่ี 9.19 ความสัมพันธ์ระหว่างความดนั ลม, ความหนาแนน่ และระยะการขนถ่าย (ท่ีมา : พรชยั จงจิตรไพศาล, 2559) สาหรบั ระยะทางในการขนถ่ายประมาณ 1 – 3 กม. ก็จะเกิดความดันลดลงในเส้นทางขน ถ่าย สาหรับ Phase ที่มีความหนาแน่นต่า, ระบบความดันต่า, ความหนาแน่นของ Phase สูง ความยาว ของทอ่ จะไมม่ ากนกั Power, Po จะคานวณไดจ้ ากสตู รต่อไปน้ี Po  2m f RT ln  (Pa  Pt )  (9.6)  Pa    ตัวอย่างที่ 9.2 ข้อมูลที่แสดงในรูปที่ 9.17 จะใช้ในการคานวณหาอัตรามวลของอากาศและความดันที่ ต้องการในการขนถ่าย Cement ขนาด 15 ton/h จะใช้ความยาวท่อ 100 เมตร ซ่ึงจะมีท่อโค้ง 17 ท่อ จง คานวณระบบ Lean Phase ( . = 10) , ระบบ Dense Phase และระบบ 2 Dense Phase โดยเทยี บจาก m เส้นผ่านศูนยก์ ลางตา่ ง ๆ ทเี่ ส้นการขนถ่ายค่าคงท่ี วธิ ที า . = 10 (ดูรูปที่ 9.17) คา่ mf = 0.058 Kg/s , ms = 2 ton/hและ Pt = 100 KPa อยูใ่ กล้กับเส้น m โค้งการขนถ่ายวัสดุต่า แฟคเตอร์ความปลอดภัยต่าสุดคือ 10% ที่ยอมให้ใช้เมื่อหาค่า mf สมการ 9.4 จะ อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

397 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ว้ ยลม บอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อประมาณ 139 มิลลิเมตร (50(15/2)0.5 ms = 15 ton/h ค่าแรงดัน สูญเสียในการขนถ่ายน้อยกว่า 100 kPa นี้ไม่ใช่ขนาดมาตรฐานของท่อและใช้ท่อขนาด 127 เมตร อัตรา การไหลทีไ่ ด้ mf = 0.42 Kg/s2 และ P = 100 kPa สาหรับระบบ Dense Phase Blow Tank จะถูกใช้สาหรบั จ่ายวัสดุให้กับท่อทางและคาดว่าระบบ การขนถ่ายวัสดุประมาณ 79% ของเวลาท้ังหมด รูปแบบของอัตราการไหลก็คือ ms = 15/0.79 = 19 ton/h ในรูปท่ี 9.17 อัตราการไหลของวัสดุนี้ใช้ mf = 0.065 Kg/s และ Pt = 400 kPa ระบบของการ กาหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเป็นช่วง ๆ จะถูกกาหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเป็นช่วง ๆ จะถูก กาหนดด้วยรูปแบบหรือวิธีทาง Computer ท่ีซ่ึงแสดงในช่วงต่อไป ค่า Parameter หลักท่ีถูกกาหนด สาหรบั ระบบทั้ง 3 จะถกู รวบรวมไว้ในตารางที่ 9.5 ขณะท่ี R = 287 J/(Kg.k) คือคา่ คงท่ีของอากาศ , T = 303 K คือค่าอุณหภูมขิ องอากาศและ Pa = 100 kPa คือความดันบรรยากาศ ข้อดีของระบบ Dense Phase ที่ดีกว่า Lean Phase คือใช้อากาศน้อย กว่า Power ที่ต่ากว่า ค่าความเร็วอากาศสูงสุดของระบบหลาย ๆ ขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อน้อย กว่าระบบ Dense Phaseทอ่ เดียวดังน้ันความสึกหรอหรือความเสียหายของอณูวัสดจุ ะช้ีวา่ ลดลงขนาดของ Blow Tank ในระบบ Dense Phase คือ 1 ลูกบาศก์เมตรและความหนาแน่นของ Cement  = 800 kg/m3 ซง่ึ จะใช้เวลา 151 วนิ าที ในการจ่ายวัสดุหมด Blow Tank ยอมให้ใช้เวลา 10 วินาที ในการอัดและ ลดความดันระบบ 12 วินาที ในการเดิม Cement ลงใน Blow Tank และ 7 วินาที สาหรับการปรับจัด Valve เวลารอบการขนถ่ายคือ 190 วินาที หรือประมาณ 19 รอบต่อช่ัวโมงถือว่าบรรลุเป้าหมาย อตั ราสว่ นของเวลาทใี่ ช้ในการขนถา่ ยต่อรอบเวลาคอื 0.79 ตอบ ตารางท่ี 9.5 รายละเอยี ดการออกแบบของระบบนวิ เมติคคอนเวเยอร์ 3 ระบบ ชนิดของระบบ ระบบ 1 ระบบ 2 ระบบ 3 ระยะท่ีมีไขมัน ระยะท่ีมคี วาม ระยะท่ีมคี วาม นอ้ ย หนาแน่น หนาแนน่ D (mm) 127 50 76 L (mm) 100 100 100 การโคง้ งอ 17 17 17 ชนดิ ของระบบ ต่อเน่อื ง เปน็ ชว่ ง เป็นชว่ ง % เวลาทางาน 100 79 79 Ms (ton/h) 15 15 15 mf (kg/s) 0.42 0.065 0.065 Pt (kPa) 100 400 270 . 10 81 81 m 1260 185 185 51 18.2 14.8 Qf (Nm3/h) Po (kW) ทีม่ า : พรชัย จงจิตรไพศาล, 2559 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

398 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ้วยลม 9.4 อตั ราการขนถา่ ยและความดนั ที่ต้องการในการขนถา่ ยดว้ ยลม การออกแบบหาค่าความเรว็ ลม ปริมาณลมในการขนถ่าย อัตราการขนถ่าย ระดับความสูงการขน ถ่ายทตี่ อ้ งการและความดันในการขนถา่ ยวสั ดุ มรี ายละเอยี ดดงั ต่อไปน้ี 9.4.1 การตกของอนภุ าคในการไหล การหาค่าความเร็วลมในการขนถ่ายจาเป็นต้องหาค่าความเร็วท่ีทาให้อนุภาคลอยน่ิงก่อน ซ่ึงต้อง พิจารณาจากสภาวะการตกของอนุภาคใด ๆ ในของไหลนั้น สภาวะการตกจะข้ึนอยู่กับขนาด ลักษณะ รปู ร่าง ความหนาแนน่ มวลอนุภาคและความหนาแนน่ ของมวลการไหล แต่ในความเปน็ จริงแลว้ ปรมิ าณต่าง ๆ เหล่านี้จะมปี ริมาณไมเ่ ท่ากัน จงึ ต้องใชป้ รมิ าณเฉลยี่ เพอื่ นามาใชใ้ นการพจิ ารณาออกแบบระบบ 9.4.1.1 สมการการเคลอื่ นท่ขี องอนุภาค จากรูปท่ี 9.20 ถ้าอนุภาคทรงกลมที่มีขนาดความโต ds (m) มีมวล m (kg) และมีความ หนาแน่นของมวลอนุภาค ท (kg/m3) ตกอย่างอิสระในของไหลใด ๆ ที่มีความหนาแน่นมวล  (kg/m3) แรงทกี่ ระทาต่ออนุภาคสามารถพจิ ารณาได้ดังต่อไปนี้ 1. แรงโน้มถ่วงของโลก (Gravity force) Fgf  mg (9.7) 2. แรงลอยตัวของอนุภาคในของไหล (Pascal’s bouyancy force) Fbf     (9.8) mg m  (9.9)   3. แรงตา้ นทานการเคลือ่ นที่ของของไหล (Resistance force) Frf  Fgf อภชิ าติ ศรีชาติ รปู ท่ี 9.20 แรงที่กระทาต่ออนภุ าคขณะตก (ทม่ี า : : โสภณ เรืองกติ ตกิ ุล และอภริ ักษ์ โพธิสวา่ ง, 2535) สาขาวิศวกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

399 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวัสดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ว้ ยลม สมการการเคล่ือนทข่ี องอนุภาคสามารถหาไดจ้ ากสมการดังต่อไปน้ี F  ma (9.10)  m dU m dt mg  mg   F  m dU m m dt เมอ่ื Um คือ ความเร็วการเคล่อื นทีข่ องอนุภาค โดยท่ี m   m d 3 และ dm  l bt โดยที่ dm สามารถแสดงได้ดงั รปู ท่ี 9.21 m 3 6 รปู ที่ 9.21 ขนาดเฉลย่ี ของเม็ดวสั ดุ (ทมี่ า : : โสภณ เรืองกติ ติกุล และอภริ ักษ์ โพธสิ วา่ ง, 2535) F  1 U 2 d 2 CD 2 m m 4 F   U 2 d m2 C D (9.11) 8 m จะได้ว่าอัตราเร่งของการเคลื่อนที่ของอนุภาคในการตกในของไหล สามารถหาได้จาก สมการดังต่อไปน้ี dU m  g(  m)  3U 2 C D (9.12) m dt m 4d m m เมื่อ CD คือ สมั ประสิทธ์คิ วามเสียดทานของของไหลต่ออนุภาค (Resistance Coefficient) อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

400 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม 9.4.1.2 ความเรว็ สุดทา้ ยของการตกของอนุภาค เมื่ออนุภาคตกมาถึงสภาวะหน่ึง ซ่ึงแรงที่กระทาต่ออนุภาครวมเป็นศูนย์ อนุภาคจะ เคล่ือนท่ีด้วยความเร็วคงท่ี นั่นคือความเร็วสุดท้ายของการตก จะได้ว่าความเร็วของอนุภาค คือ Um Ut และความเร็วสดุ ทา้ ยของอนุภาค คือ dUm  0 จากสมการท่ี 9.12 จะได้วา่ dt g(  m )  3U 2 C D 0 m m 4dm m ดังน้นั ค่าความเรว็ สุดทา้ ยจะมีคา่ เป็น Ut  4g     (9.13) 3C D 1 m dm   เมื่อ Ut คอื ความเร็วสดุ ทา้ ยของการตกของอนภุ าค (m/s) หาได้จาก สัมประสิทธิ์ความเสียดทานของของไหลต่ออนุภาค (Resistance Coefficient) สามารถ CD  f (Ret ) (9.14) เมอื่ Ret คอื Reynold number ทีส่ ภาวะความเรว็ สุดทา้ ย Reynold number ทีส่ ภาวะความเร็วสดุ ทา้ ย สามารถหาได้จากสมการดังตอ่ ไปน้ี Ret  Utdm  Utdm (9.15)      เม่อื  คอื viscosity of fluid (kg/m.s) คือ kinematic viscosity of fluid (m2/s)  คอื density of fluid (kg/m3) คือ 9.81 m/s2  g 9.4.1.3 สภาวะการตกของอนภุ าค ในของไหลใด ๆ เมื่อความหนาแน่นของอนุภาคและขนาดของอนุภาคเปล่ียนไปจะทาให้ ค่า Reynold number ของการตกที่ความเร็วสุดท้ายเปล่ียนไปด้วย ซึ่งจะมีผลทาให้ค่าสัมประสิทธ์ิความ เสียดทานของของไหลต่ออนุภาคเปล่ียนแปรไป ทาให้ค่าความเร็วสุดท้ายของอนุภาคแตกต่างกันออกไป ตามสภาวะการตกน้ัน ซึ่งการเปลย่ี นแปลงดังกลา่ วจะเปน็ ไปตามความสัมพันธ์ตามทีไ่ ด้แสดงในตารางท่ี 9.6 และสมการดังต่อไปน้ี อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อุดรธานี

401 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม CD  f (Ret )  K (9.16) Ret ตารางท่ี 9.6 คา่ K และ  ที่สภาวะการไหลต่าง ๆ Ret K  < 0.4 24.0 1 0.833 0.4 – 10.0 23.0 0.583 0.367 10.0 – 100.0 15.7 0.111 0.073 100.0 – 1,000.0 5.79 0 1,000.0 – 5,000.0 0.987 5,000.0 – 1 x 104 0.207 1x 104 – 2 x 105 0.458 ทม่ี า : โสภณ เรืองกิตตกิ ุล และอภริ ักษ์ โพธิสว่าง, 2535 เมอื่  คอื คา่ ความขรขุ ระของอนภุ าคในทอ่ ขนถ่าย (Porosity of conveying material in the pipe) ตัวอย่างท่ี 9.3 จงหาค่าแรงท่ีเกิดข้ึนและอัตราเร่งจากการตกของวัสดุในการลาเลียงในท่อลาเลียงด้วยลม ซ่ึงเป็นการลาเลียงเมล็ดข้าวเปลือกท่ีมีขนาดเฉลี่ย กว้าง 0.002 m ยาว 0.005 m และสูง 0.002 m ใช้ ความเร็วลมในการขนถ่าย 5 m/s ขนาดเสน้ ผ่านศูนย์กลางของท่อลาเลียง 0.1 m ความหนาแน่นของลมที่ ใช้ในการขนถ่าย 1.25 kg/m3 ความหนาแนน่ ของข้าวเปลือก 875 kg/m3 และสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน ของของไหลต่ออนภุ าคเทา่ กับ 2,025 วิธีทา จากโจทย์ กาหนดใหเ้ ป็นการลาเลยี งข้าวเปลอื กในท่อลาเลียงดว้ ยลม ซง่ึ ประกอบไปดว้ ย เมล็ดข้าวเปลอื กทม่ี ีขนาดเฉล่ีย กว้าง 0.002 m ยาว 0.005 m และสงู 0.002 m จะได้วา่   = 0.005  0.002  0.002  0.009 = 0.003 dm  l b t 33 3 ความเรว็ ลมในการขนถา่ ย Um = 5 m/s ขนาดเสน้ ผา่ นศนู ย์กลางของทอ่ ลาเลียง d = 0.1 m ความหนาแนน่ ของลมทใ่ี ชใ้ นการขนถา่ ย  = 1.25 kg/m3 ความหนาแน่นของขา้ วเปลอื ก m = 875 kg/m3 สมั ประสิทธค์ิ วามเสยี ดทานของของไหลต่ออนุภาคเทา่ กบั CD = 2,025 จาก แรงทเ่ี กิดขึ้นจากการตกของวัสดใุ นท่อลาเลยี ง คือ F  U 2 d m2 CD จะไดว้ ่า 8 m = = 0.224 NF   (1.25)(5)2 (0.003)2 (2,025)  (0.55953125)  1.789 8 88 ดังน้ัน แรงทเ่ี กดิ ขนึ้ จากการตกของวสั ดใุ นท่อลาเลยี ง 0.224 N ตอบ จากอตั ราเร่งของของการเคล่ือนที่ของอนภุ าคในการตกในของไหล คือ อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

402 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ การขนถา่ ยวัสดดุ ว้ ยลม g(  m) 3U 2 C 9.81(1.25  875)  3(5)2 (1.25)(2,025) =dU m   m D dt m 4dm m 875 4(0.003)(875) = 8,571.49  189,843.75 = - 9.79598857 – 18,080.35714286 875 10.5 = - 18,090.14 m/s2 ดงั นนั้ วัสดตุ กลงดว้ ยอตั ราเรง่ 18,090.14 m/s2 ตอบ ตัวอย่างที่ 9.4 จากตัวอย่างที่ 9.3 จงหาความเร็วสุดท้ายของการตกของวัสดุในการลาเลียงในท่อลาเลียง ดว้ ยลม ซ่ึงเปน็ การลาเลียงเมล็ดขา้ วเปลอื ก วธิ ที า จากโจทย์ กาหนดให้เป็นการลาเลียงข้าวเปลอื กในทอ่ ลาเลียงด้วยลม ซึ่งประกอบไปดว้ ย เมล็ดข้าวเปลอื กทีม่ ขี นาดเฉล่ยี กวา้ ง 0.002 m ยาว 0.005 m และสงู 0.002 m จะได้ว่า   = 0.005  0.002  0.002  0.009 = 0.003 dm  l b t 33 3 ความเร็วลมในการขนถ่าย Um = 5 m/s ขนาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางของท่อลาเลยี ง d = 0.1 m ความหนาแนน่ ของลมทใ่ี ชใ้ นการขนถา่ ย  = 1.25 kg/m3 ความหนาแนน่ ของขา้ วเปลอื ก m = 875 kg/m3 สัมประสทิ ธคิ์ วามเสยี ดทานของของไหลต่ออนภุ าคเท่ากบั CD = 2,025 จาก ความเร็วสุดท้าย คอื Ut  4g    จะได้วา่ 3C D 1  m dm   4(9.81) 1  18.7255(0.003) 39.24 1  0.00142875(0.003) 39.24(0.0029957) 3(2,025) 6,075 6,075 = =Ut = =0.117551268 1.935 x 10-5 m/s 6,075 ดงั นั้น ความเร็วสดุ ทา้ ยของการตกของขา้ วเปลอื ก คอื 1.935 x 10-5 m/s ตอบ รูปท่ี 9.22 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างค่า Reynold number และ Resistance coefficient (ท่มี า : https://commons.wikimedia.org/wiki/DragcoefficientvsReynoldsnumber, 2559) อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

403 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม ซ่ึงสามารถจาแนกประเภทของสภาวะออกตามกลุ่มลักษณะของอนุภาคสามารถแสดงได้ ตามตารางตอ่ ไปนี้ ตารางที่ 9.7 จาแนกประเภทของสภาวะออกตามกลมุ่ ลักษณะของอนุภาค สมการความเรว็ สุดทา้ ย ประเภทของสภาวะ ทฤษฎี อนุภาคท่ีมีขนาดเล็ก Stoke Ret K และละเอียด (Fine particles) <1 24.0 1 Ut  g(m  )dm (9.17) 18 อนภุ าคทม่ี ีปานกลาง 1 (9.18)1 )2 2 (Middle size Allen 2 - 500 10 Ut   g ( m 3 0.261   dm particles)   อนุภาคท่มี ีขนาดโต Newton 500 – 2 x 105 0.44 g(m  )dm (9.19) และหยาบ (Course  size particles) 0 U t  1.741 ที่มา : โสภณ เรืองกิตตกิ ุล และอภริ กั ษ์ โพธสิ ว่าง, 2535 แต่ในการออกแบบใช้ของไหลเป็นอากาศซึ่งมีสถานะเป็นแก๊ส ค่าความหนาแน่นมวลของ แก๊สมีค่าต่ากว่าค่าความหนาแน่นของวัสดุมาก การพิจารณาสมการความเร็วสุดท้ายของอนุภาค จึง สามารถแสดงไดด้ งั น้ี 1. อนุภาคท่มี ีขนาดเล็กและละเอยี ด ( Ret < 1) Ut  g m d 2 (9.20) m 18 2. อนภุ าคท่มี ีขนาดปานกลาง ( Ret < 1 - 500) 1 Ut   g 2 3 (9.21) 0.261 m  dm    3. อนภุ าคท่ีมีขนาดโตและหยาบ ( Ret < 500 – 2 x 105) U t  1.741 gmd m (9.22)  สาหรบั คา่ ความหนาแน่นของอากาศ m หาได้จากทฤษฎีแก๊ส P1  P2 T11 T2 2 อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอ่ื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

404 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ้วยลม 2  P2 1 T1 (9.23) P1 T2 โดยกาหนดให้ท่ีสภาวะอุณหภูมิ 273 องศาเคลวิน ความดัน 9.81 x 104 N/m2 มีความ หนาแน่นของอากาศเท่ากบั 1.293 kg/m3 จะได้วา่ m  1.293Pm  273  (9.24) 9.81  10 4    273  Tm  เม่อื m คอื ความหนาแนน่ ของอากาศ (kg/m3) Pm คอื ความดันของอากาศ (N/m2) Tm คอื อุณหภมู ิของอากาศ (oC) ตัวอย่างที่ 9.5 จงหาค่าความเร็วสุดท้ายและค่า Reynold number ที่สภาวะความเร็วสุดท้ายของวัสดุใน การลาเลียงในท่อลาเลียงด้วยลม ซึ่งเป็นการลาเลียงทรายที่มีขนาดเฉล่ีย 0.001 m ใช้ความเร็วลมในการ ขนถ่าย 30 m/s ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลาเลียง 0.075 m ความหนาแน่นของลมที่ใช้ในการขน ถ่าย 1.25 kg/m3 ค่าความหนืดของอากาศ 0.785 kg/m.s ความหนาแน่นของทราย 950 kg/m3 และ สัมประสทิ ธค์ิ วามเสยี ดทานของของไหลตอ่ อนุภาคเทา่ กบั 1,125 วธิ ีทา จากโจทย์ กาหนดใหเ้ ป็นการลาเลียงทรายในทอ่ ลาเลยี งดว้ ยลม ซง่ึ ประกอบไปด้วย ทรายท่ีมขี นาดเฉลย่ี dm = 0.001 m ความเรว็ ลมในการขนถา่ ย Um = 30 m/s ขนาดเส้นผา่ นศนู ย์กลางของท่อลาเลียง d = 0.075 m ความหนาแนน่ ของลมท่ีใชใ้ นการขนถ่าย  = 1.25 kg/m3 ค่าความหนืดของอากาศ  = 0.785 kg/m.s ความหนาแน่นของทราย m = 950 kg/m3 สัมประสิทธ์คิ วามเสียดทานของของไหลตอ่ อนภุ าคเทา่ กบั CD = 1,125 เม่ือพิจารณาแล้วพบว่าทรายเป็นอนุภาคที่มขี นาดเล็กและละเอยี ด จากตารางท่ี 9.6 คือ g(m  )dm จาก ความเรว็ สดุ ท้ายของอนุภาค คือ Ut  18 จะได้วา่ (9.81)(950  1.25)(0.001) 18(0.785) = = = 0.66 m/sUt  (9.81)(948.75)(0.001) 9.3072375 18(0.785) 14.13 ดงั น้ัน ความเร็วสุดท้ายของการตกของทราย คือ 0.66 m/s ตอบ จาก Reynold number ที่สภาวะความเรว็ สดุ ท้าย ของอนภุ าค คอื Ret  Utdm  Utdm จะไดว้ า่      Ret = Ut dm =(0.66)(0.001) 0.00066 = 9.42857 x 10-4      0.875  0.7  1.25  ดังนนั้ Reynold number ของการตกของทราย คอื 9.42857 x 10-4 ตอบ อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

405 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ว้ ยลม 9.4.2 ความเร็วลมในการขนถ่าย การขนถ่ายวัสดุด้วยลมเมื่อเปล่ียนจากการตกของวัสดุหรืออนุภาคมาเป็นการใช้ของไหลเป่าผ่าน วัสดุด้วยความเร็วท่ีมีค่าความเร็วเท่ากับความเร็วสุดท้ายของการตก วัสดุจะหยุดน่ิงลอยตัวในของไหล ดังนั้นหากต้องการให้วัสดุเคลื่อนไหวไปตามของไหลจะต้องให้ความเร็วของของไหลมากกว่าความเร็ว สุดท้ายของอนุภาค โดยการพิจารณาการขนถ่ายวัสดุจะทาการพิจารณาเฉพาะอนุภาคเพียงก้อนเดียว เท่านั้น แต่ในการขนถ่ายวัสดุจานวนมากได้ถูกพัฒนาขึ้นมาซ่ึงจะทาให้สภาพการไหลเปล่ียนแปลงไปตาม ความมากน้อยของอัตราส่วนวัสดดุ ้วย จึงได้นาอัตราสว่ นผสมดงั กล่าวมาพิจารณาดงั ต่อไปน้ี 4.4.2.1 ความเรว็ ทปี่ ลอดภัยตอ่ การขนถา่ ยวสั ดุ ความเร็วที่ปลอดภัยต่อการขนถ่ายวัสดุ หมายถึง ความเร็วท่ีสามารถขนถ่ายวัสดุจากจุด ปอ้ นให้ไปถงึ จุดหมายได้โดยไม่มกี ารอุดตันในท่อลาเลียง ซึ่งจะต้องมีค่ามากกว่าค่าความเร็วสุดท้ายของการ ตกของอนุภาค เมื่อขนถ่ายวัสดุด้วยอัตราส่วนผสมค่าหน่ึง ค่าความเร็วที่ปลอดภัยต่อการขนถ่ายวัสดุเพื่อ ป้องกนั การอุดตันของวัสดเุ ป็นดงั นี้ ความเรว็ ลมขนถา่ ย (Um ) จะไดว้ ่า 1  104   n (9.25)  Um  K  Dg เมอื่  คือ อตั ราส่วนผสมของการขนถ่าย K , n คือ ค่าคงที่เฉพาะอนุภาคต่อการไหล D คือ ขนาดเส้นผ่านศูนยก์ ลางท่อขนถ่ายวัสดุ g คอื 9.81 m/s2 อตั ราส่วนผสมของการขนถา่ ยวสั ดุ สามารถหาได้จากสมการดังต่อไปนี้   mm (9.26) mw เมอื่ mm คอื มวลวสั ดุท่ีขนถา่ ยต่อเวลา (kg/s) mw คอื มวลของลมที่ใช้ต่อเวลา (kg/s) ตารางที่ 9.8 คา่ K และ n ขนาดท่อลาเลียง K n ลักษณะวัสดุ (mm) 0.4 3 อนุภาคท่มี ีขนาดเล็กและละเอียด (Fine particles) 20 – 420 - - อนุภาคทมี่ ีปานกลาง (Middle size particles) - 0.31 4 อนุภาคทีม่ ีขนาดโตและหยาบ (Course size particles) ท่มี า : โสภณ เรืองกติ ติกุล และอภริ ักษ์ โพธสิ ว่าง, 2535 20 - 420 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั อุดรธานี

406 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ว้ ยลม ตัวอย่างท่ี 9.6 จงหาค่าความเร็วที่ปลอดภัยต่อการขนถ่ายวัสดุในท่อลาเลียงด้วยลม ซ่ึงเป็นการลาเลียง ทรายท่ีมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลาเลียง 0.075 m มวลวัสดุที่ขนถ่ายต่อเวลา 0.25 kg/s มวลของ ลมท่ีใช้ต่อเวลา 0.1 kg/s ความหนาแน่นของทราย 950 kg/m3 และสัมประสิทธ์ิความเสียดทานของของ ไหลตอ่ อนภุ าคเท่ากบั 1,125 วธิ ที า จากโจทย์ กาหนดใหเ้ ปน็ การลาเลยี งทรายในทอ่ ลาเลียงดว้ ยลม ซึ่งประกอบไปด้วย ขนาดเส้นผา่ นศนู ยก์ ลางของท่อลาเลียง D = 0.075 m มวลวสั ดทุ ข่ี นถา่ ยต่อเวลา mm = 0.25 kg/s มวลของลมท่ีใช้ตอ่ เวลา mw = 0.1 kg/s ความหนาแนน่ ของทราย m = 950 kg/m3 สมั ประสิทธ์ิความเสยี ดทานของของไหลต่ออนุภาคเท่ากบั CD = 1,125 1 จาก ความเรว็ ลมขนถ่าย คอื  104   n และอัตราส่วนผสมของการขนถา่ ยวสั ดุ คอื  Um  K  Dg   mm จะไดว้ ่า mw   0.25 = 2.5 และ เมื่อพจิ ารณาแล้วพบวา่ ทรายเป็นอนุภาคท่ีมขี นาดเล็กและละเอยี ด 0.1 จากตารางที่ 9.7 จะไดว้ า่ ค่า K = 0.4 และ n = 3 นั่นคอื 11 104 (2.5)  3  25,000 3 1   0.4  3  0.4  = =Um 62,500 (0.85775871 )  (0.075)(9.81) 0.73575 = (39.685)(0.85775871) = 34.01 m/s ตอบ ดังนน้ั ความเรว็ ทีป่ ลอดภัยต่อการขนถา่ ยของทราย คือ 34.01 m/s 4.4.2.2 ความเรว็ วกิ ฤตสิ าหรบั การขนถ่ายวัสดุ ความเร็ววิกฤติสาหรับการขนถ่ายวัสดุ หมายถึง ความเร็วลมท่ีใช้ในการขนถ่ายวัสดุมีค่า เปน็ ศูนย์ ซ่ึงท่ีความเร็วนี้จะทาให้การขนถา่ ยวัสดหุ ยุดชะงัก เกดิ การอุดตันของวัสดุภายในทอ่ ลาเลียงเพราะ ในการออกแบบเครื่องขนถ่าย สามารถเปลี่ยนมุมการขนถ่ายได้ จึงไดน้ าความสัมพันธ์ของความเรว็ วิกฤติท่ี มุมตา่ ง ๆ มาพจิ ารณา ถา้ การขนถา่ ยท่ีมมุ  ใด ๆ โดยกาหนดให้มีความสัมพนั ธ์ดังต่อไปนี้   vm (9.27) vw เมื่อ  คอื อตั ราส่วนความเรว็ คอื ความเรว็ วสั ดุ (m/s) vm คือ ความเร็วลม (m/s) vw โดยทอี่ ตั ราสว่ นความเรว็ สามารถหาได้จากสมการดังต่อไปน้ี อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

407 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ้วยลม  1 Ut  cos  sin   1 (9.28) 2 Um เมอื่  คอื อตั ราสว่ นพน้ื ท่วี สั ดตุ อ่ พนื้ ท่หี นา้ ตัดทอ่ มีคา่ อยูร่ ะหว่าง 0.1 – 1.0 ท่คี ่าความเร็ววิกฤติจะทาให้ความเร็วขนถ่ายหรือความเร็ววัสดุทม่ี ีค่าเป็นศูนย์ ซึ่งจะทาให้ อตั ราส่วนความเร็วเปน็ ศูนย์ดว้ ย จากสมการที่ 9.28 จะได้ว่า   U t  cos   sin  12 (9.29) ตัวอย่างท่ี 9.7 จงหาค่าความเร็วลมสุดท้ายของการขนถ่ายวัสดุในท่อลาเลียงด้วยลม ซึ่งเป็นการลาเลียง ทรายท่มี ขี นาดเส้นผา่ นศนู ย์กลางของท่อลาเลียง 0.075 m ความเร็วของทรายท่ีขนถ่าย 2.5 m/s ความเร็ว ของลมที่ใช้ 5 m/s ความหนาแน่นของทราย 950 kg/m3 อัตราส่วนพ้ืนท่ีวัสดุต่อพื้นท่ีหน้าตัดท่อ 0.25 และมุมของทอ่ ลาเลียงขน้ึ 30 องศา โดยเกดิ ขน้ึ ในขณะทีค่ วามเรว็ ของการขนถ่ายวกิ ฤติ วธิ ที า จากโจทย์ กาหนดให้เปน็ การลาเลยี งทรายในทอ่ ลาเลยี งดว้ ยลม ซึง่ ประกอบไปดว้ ย ขนาดเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางของทอ่ ลาเลียง D = 0.075 m ความเร็วของทรายที่ขนถ่าย vm = 2.5 m/s ความเรว็ ของลมทีใ่ ช้ vw = 5 m/s ความหนาแน่นของทราย m = 950 kg/m3 อตั ราส่วนพ้ืนที่วสั ดุต่อพื้นทหี่ นา้ ตดั ทอ่  = 0.25 มมุ ของท่อลาเลียงขนึ้  = 30 องศา จาก อัตราส่วนความเร็วขณะที่ความเร็วของการขนถ่ายวิกฤติของการขนถา่ ย คอื  Ut  cos   sin   1 และ   vm จะได้วา่ vm  Ut  cos  sin   1 น้ันคือ 2 vw vw 2 =U t  vm 2.5 vw  cos  sin   1 5.0(0.25) cos30  sin 3012 2 = 2.5 = 2.5 = 2.5 = 2.5 = 0.591 m/s 5.0(0.25)(0.866)  (0.5)12 5.00.716512 5(0.8465) 4.232 ดังนนั้ ความเรว็ ลมสดุ ท้ายของการขนถ่ายของทราย คอื 0.591 m/s ตอบ 4.4.2.3 ความเร็วทเี่ หมาะสมตอ่ การขนถา่ ยวสั ดุ ในการขนถ่ายวัสดุนอกจากจะต้องคานึกถึงค่าความเรว็ ลมวกิ ฤติแล้ว การออกแบบจะต้อง คานึงถึงการแตกหักของวัสดุพร้อมกันไปด้วย เพื่อเป็นการหลีกเล่ียงปัญหาที่จะเกิดจากการอุดตันของวัสดุ อันเนื่องมากจากความไม่สม่าเสมอของวัสดุที่อาจจะทาให้ผลจากการออกแบบที่ผิดพลาดทางทฤษฎีแล ะ ปัญหาจากการแตกหักจากการขัดสีของวัสดุกับท่อลาเลียง หากความเร็วสูงเกินไปสาหรับการขนถ่ายวัสดุ ความหนาแน่นต่าให้ใช้ความเร็วลมอยู่ในช่วง 15 – 30 m/s จะทาให้การไหลของวัสดุเป็นลักษณะ Homogeneous flow ความดันตา่ (Low pressure) ดังแสดงในตารางที่ 9.8 อภิชาติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเคร่ืองกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

408 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถ่ายวัสดุ การขนถ่ายวัสดดุ ว้ ยลม รูปที่ 9.23 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างค่าอตั ราส่วนความเรว็ Ut ท่คี วามเรว็ วกิ ฤตกิ ับมมุ ของการลาเลยี ง Um (ทีม่ า : : โสภณ เรอื งกิตตกิ ุล และอภริ ักษ์ โพธสิ ว่าง, 2535) 9.4.3 อตั ราการขนถา่ ยวสั ดุด้วยลม อตั ราการขนถ่ายวัสดุด้วยลม คือ ปริมาณการขนถา่ ยวัสดุไปไดใ้ นท่อลาเลียงซ่ึงเป็นสดั สว่ นระหวา่ ง มวลวสั ดุทีข่ นถา่ ยได้ต่อระยะเวลาทใ่ี ช้ในการขนถา่ ย ซึง่ สามารถเขยี นความสมั พนั ธไ์ ด้ดังสมการดงั ตอ่ ไปน้ี Q  m (9.30) t เม่ือ Q คอื อัตราการขนถา่ ยวสั ดุ (kg/s) คือ มวลของวัสดุทีข่ นถ่าย (kg) m คอื เวลาทใี่ ช้ในการขนถ่าย (s) t ตวั อย่างที่ 9.8 จงหาอัตราการขนถา่ ยวสั ดุในท่อลาเลียงด้วยลม ซึ่งเป็นการลาเลียงทรายที่มีขนาดเส้นผ่าน ศนู ย์กลางของท่อลาเลียง 0.075 m มวลของทรายทีข่ นถ่าย 50,000 kg ความเร็วของลมทใ่ี ช้ 5 m/s ความ หนาแน่นของทราย 950 kg/m3 และเวลาท่ีใชใ้ นการขนถา่ ย 1 ชวั่ โมง วธิ ีทา จากโจทย์ กาหนดให้เป็นการลาเลียงทรายในท่อลาเลียงดว้ ยลม ซ่ึงประกอบไปดว้ ย ขนาดเสน้ ผ่านศนู ย์กลางของท่อลาเลยี ง D = 0.075 m มวลของทรายทีข่ นถ่าย m= 50,000 kg ความเร็วของลมท่ใี ช้ vw = 5 m/s ความหนาแน่นของทราย m = 950 kg/m3 เวลาท่ใี ช้ในการขนถ่าย t = 1 ช่ัวโมง = 3,600 s อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

409 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ้วยลม จาก อัตราการขนถ่ายวัสดุดว้ ยลม คอื Q  m จะไดว้ า่ ตอบ t Q  50,000 = 13.89 kg/s = 50 Ton/hr 3,600 ดงั นน้ั อตั ราการขนถา่ ยวัสดดุ ว้ ยลมของทราย คือ 13.89 kg/s = 50 Ton/hr ตารางท่ี 9.9 ลกั ษณะการไหลของวัสดุลาเลยี งของการขนถา่ ยวสั ดุดว้ ยลมชนิดตา่ ง ๆ Air Description Flow pattern Power Pressure velocity Material/Air sources (N/m2) (m/s) Homogeneous flow Fan Roots blower 0.5 – 1.4 x 105 15 – 30 0.1 – 5 Suction or Low pressure Degenerate Homogeneous Roots blower 0.5 – 1.5 15 – 30 5 – 15 Suspension flow flow Immature Dune flow Screw compressor 1.4 – 4 15 – 30 7 – 50 Reciprocal compressor High pressure Dune flow 2.5 – 7 5 – 15 40 – 150 Dense phase slugging flow 2.5 - 7 1 - 10 50 - 300Slug or Plug flow ทีม่ า : โสภณ เรืองกติ ตกิ ุล และอภิรักษ์ โพธิสวา่ ง, 2535 อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอดุ รธานี

410 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม 9.4.4 ปรมิ าณลมขนถ่าย ปริมาณลมขนถ่ายจะข้ึนอยู่กับอัตราส่วนผสมและค่าความหนาแน่นของอากาศที่ใช้งานและอัตรา การขนถ่าย สามารถเขยี นความสัมพันธไ์ ด้ดงั สมการดงั ตอ่ ไปน้ี Qa  Q (9.31)  m เมอื่ Qa คือ ปรมิ าณลมขนถ่ายวสั ดุ (kg/s)  คอื อัตราสว่ นผสมของการขนถ่าย m คอื ความหนาแนน่ ของอากาศทใี่ ช้งาน (kg/m3) 9.4.5 ขนาดของท่อลาเลียง ในการคานวณหาขนาดเสน้ ผ่านศูนย์กลางของท่อลาเลียงวัสดุด้วยลม จะใช้ค่าความเร็วลมของการ ขนถา่ ยและปริมาณลมทต่ี อ้ งการเปน็ ตัวกาหนด ซ่ึงสามารถเขียนความสัมพนั ธ์ไดด้ ังสมการดังตอ่ ไปนี้ D  4Qa (9.32) 60U m เมอ่ื D คือ เสน้ ผ่านศูนย์กลางของทอ่ ลาเลยี ง (m) Qa คือ ปริมาณลมขนถา่ ยวสั ดุ (kg/s) Um คือ ความเรว็ ลม (m/s) การเลือกขนาดท่อลาเลียง หากทาการเลือกใช้ท่อมาตรฐานให้ใช้ขนาดที่โตกว่าขนาดที่คานวณได้ จากสมการที่ 9.32 แล้วหาปริมาณลมท่ีใช้ใหม่ตามค่าความเร็วลมขนถ่ายท่ีกาหนด เม่อื ไดข้ นาดท่อลาเลียง แลว้ ก็กาหนดระยะทางในการลาเลยี งหรอื ความยาวของทอ่ ลาเลยี งตามที่ต้องการ ตวั อย่างท่ี 9.9 จงหาขนาดของท่อลาเลียงของการขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม ซึ่งเป็นการลาเลียงทรายท่ีมีมวลของ ทรายที่ขนถ่าย 50,000 kg ความหนาแน่นของทราย 950 kg/m3 มวลวัสดุท่ีขนถ่ายต่อเวลา 0.025 kg/s ความเร็วของลมท่ีใช้ 0.5 m/s ความหนาแน่นของลมท่ีใช้ในการขนถ่าย 1.25 kg/m3 มวลของลมที่ใช้ต่อ เวลา 0.01 kg/s และเวลาท่ใี ชใ้ นการขนถ่าย 1 ช่ัวโมง วธิ ีทา จากโจทย์ กาหนดใหเ้ ปน็ การลาเลยี งทรายในท่อลาเลยี งด้วยลม ซงึ่ ประกอบไปดว้ ย มวลของทรายทขี่ นถ่าย m= 50,000 kg ความหนาแนน่ ของทราย m = 950 kg/m3 มวลวัสดทุ ี่ขนถ่ายตอ่ เวลา mm = 0.025 kg/s ความเรว็ ของลมที่ใช้ Um = 0.5 m/s ความหนาแน่นของลมทีใ่ ชใ้ นการขนถา่ ย  = 1.25 kg/m3 มวลของลมที่ใชต้ อ่ เวลา mw = 1.0 kg/s เวลาท่ใี ช้ในการขนถ่าย t = 1 ชั่วโมง = 3,600 s อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อุดรธานี

411 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การขนถ่ายวัสดดุ ้วยลม ความเร็วของลมท่ใี ช้ vw = 5 m/s จาก อัตราการขนถา่ ยวสั ดุดว้ ยลม คือ Q  m จะได้ว่า Q  50,000 = 13.89 kg/s = 50 Ton/hr t 3,600 จาก ปริมาณลมขนถ่าย คอื Qa  Q และอัตราสว่ นผสมของการขนถา่ ยวสั ดุ คือ   mm จะ  m mw ไดว้ า่  0.025 = 0.025 น่นั คือ Qa  13.89 = 13.89 = 0.585 kg/s (0.025)(950) 1.0 23.75 จาก ขนาดเส้นผา่ นศนู ย์กลางของทอ่ ลาเลยี งวัสดุดว้ ยลม คอื D  4Qa จะไดว้ า่ 60U m 4(0.585) 2.34 60 (0.5) 94.25 =D = 0.0248 m = 2.48 cm ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลาเลียงของทรายท่ีคานวณได้ คือ 0.0248 m หรือ 2.48 cm ดงั นัน้ จะตอ้ งใช้ท่อลาเลยี งมาตรฐานขนาด 1 นิ้ว หรือ 2.54 cm ในการลาเลียงครง้ั นี้ ตอบ 9.4.6 คา่ ความดันลมขนถ่าย ค่าความดันท่ีใช้ในการขนถ่ายวัสดุจะต้องพิจารณาทั้งความดันในการเคล่ือนลมและการสูญเสีย ความดนั ต่าง ๆ ทีม่ ีข้นึ ภายในระบบขนถา่ ยวสั ดุควบคกู่ ันไปดว้ ยดงั ตอ่ ไปน้ี 4.4.6.1 คา่ ความดนั การขนถา่ ย จากรูปท่ี 9.24 ท่ีสภาวะการขนถ่ายความดันต่าที่มีการไหลของวัสดุเป็นแบบ Homogeneous ภายในท่อลาเลียงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง D (m) ความยาว L (m) และมุมของการขน ถา่ ย  องศา ซึ่งคา่ ความดันท่ีใช้สาหรบั การขนถ่ายจะเท่ากับความดันสูญเสียเนื่องจากความเสียดทานของ ทอ่ ลาเลียงและความดนั สูญเสียเฉพาะการขนถ่าย สามารถเขียนความสัมพันธ์ไดด้ ังสมการดังต่อไปนี้ รูปที่ 9.24 ค่าความดนั ทม่ี ีต่อการไหลของวัสดขุ องการขนถ่ายด้วยลมความดนั ตา่ ทีม่ ีการไหลแบบ Homogeneous ภายในท่อลาเลียง (ทมี่ า : : โสภณ เรอื งกติ ติกุล และอภิรักษ์ โพธสิ ว่าง, 2535) อภิชาติ ศรีชาติ สาขาวศิ วกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี

412 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถา่ ยวสั ดุ การขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม P  PT  Pm (9.33) เม่ือ P คอื ค่าความดันท่ใี ช้สาหรบั การขนถา่ ย (N/m2) PT คอื ค่าความดันสญู เสียเนื่องจากความเสียดทานของท่อลาเลียง (N/m2) Pm คอื ความดันสญู เสียเฉพาะการขนถ่าย (N/m2) โดยที่ความดันสูญเสียเนื่องจากความเสียดทานของท่อลาเลียงและความดันสูญเสยี เฉพาะ การขนถ่าย สามารถหาไดจ้ ากสมการดังตอ่ ไปนี้ PT  f Leq m U 2 (9.34) D 2 m (9.35) และ 1  0.078KFr 2.5 (1  ) 2  D 1    Leq m 2 Ret  2 m Pm   dm   m  D U     เพราะฉะน้นั คา่ ความดนั ขนถา่ ยสามารถหาไดจ้ ากสมการดงั ต่อไปนี้   1  (1  ) 2  1   Leq m   0.078KFr 2.5       D 2 (9.36) P   f  Ret  D   m  2    dm  U m    เมอ่ื Um คอื ความเรว็ ลมการขนถา่ ย (m/s) Fr คือ ค่า Froud number ซง่ึ Fr  Um Dg Ret คอื คา่ Reynold number ซง่ึ Ret  UmD  f คือ ค่าสัมประสิทธิค์ วามเสียดทานของท่อลาเลยี ง dm คอื ขนาดของวสั ดุ (m)  คือ อัตราส่วนความเร็ว Leq คอื ความยาวสมมูลของท่อเม่ือคดิ ขอ้ งอเทยี บเปน็ ท่อตรง 4.4.6.2 ค่าความดนั สญู เสยี ในการเรง่ ความเร็ววัสดทุ จ่ี ดุ ปอ้ น ในการป้อนวัสดุเข้าสู่ท่อลาเลียง เม่ือวัสดุเข้าสู่ท่อในช่วงแรกจะมีความเร็วเป็นศูนย์ วัสดุ จะถูกเร่งให้มีความเร็วเท่ากับความเร็วในการขนถ่ายภายในเวลาต่อมา ทาให้ต้องสูญเสียความดันบางส่วน ไป คา่ ความดันดังกลา่ วจะมคี ่าเป็นดังนี้ Pat  (C  ) m U 2 (9.37) 2 m อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

413 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวัสดุ การขนถา่ ยวสั ดดุ ้วยลม เม่ือ C คือ คา่ แฟกเตอรก์ ารเปลย่ี นแปลง (Variable factor) สาหรบั Rotary feeder C = 1 – 3 สาหรับ Suction nozzle C = 5 – 10 4.4.6.3 ค่าความดนั สูญเสียเนอ่ื งจากการรว่ั ไหล หากเครื่องเป็นเครื่องท่ีสร้างข้ึนเองก็อาจจะมีการร่ัวไหลอันเกิดจากการสร้างท่ีไม่ได้ มาตรฐาน ความเสยี ดทานอืน่ ๆ ท่ีไม่อาจนามาพจิ ารณาไดแ้ ละรวมไปถึงการสูญเสยี ของลมรวั่ ไหลทีจ่ ุดป้อน วัสดุ อย่างไรก็ตามเพื่อให้ระบบทางานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ค่าความดันร่ัวไหลนี้ยอมรับได้เมื่อมีความ ผิดพลาด 10% ของความดันลมที่ใชข้ ับวสั ดุขณะไม่มกี ารขนถ่าย ดงั น้ันความดนั รัว่ ไหลจะมีคา่ เป็นดงั น้ี Px  0.1PT  .0.1 f Leq m U 2 (9.38) D 2 m ดังน้ัน ในการออกแบบเครื่องขนถ่ายวัสดุด้วยลมจะต้องใช้พัดลมท่ีมีความสามารถสร้าง ความดันได้มากกว่าค่าความดันท่ีกล่าวมาทั้งหมดรวมกันที่ความเร็วลมที่ต้องการ ดังน้ันค่าความดันท่ี สญู เสียทง้ั หมดในการขนถ่าย สามารถหาไดจ้ ากสมการดังต่อไปนี้ Pt  P  Pat  Px (9.39) (9.40) หรอื Pt  PT  Pm  Pat  Px รปู ที่ 9.25 Blower ใชง้ านมาตรฐานในการขนถ่ายวัสดุดว้ ยลม (ท่มี า : : http://www.namsaeinter.com, 2559) อภชิ าติ ศรีชาติ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี

414 เอกสารประกอบการสอน วิชาการขนถา่ ยวัสดุ การขนถา่ ยวัสดดุ ้วยลม ตารางที่ 9.10 ขนาด Blower ใชง้ านมาตรฐานในการขนถ่ายวัสดุด้วยลม Blowers with 50 Hz Vacuum with 50 Hz Phase Rated Rated Max. Max. Rated Max. Max. Noise Voltage Hz Output Current Pressure Airflow Current Pressure Airflow Level (Amps) (mbar) (m3/h) (Amps) (mbar) (m3/h) dB (A) (kW) 64 0.22 2.4/1.2 65 52 2.4/1.2 60 58 69 69 100-200 0.38 3.6/1.8 100 75 3.6/1.8 92 74 69 72 Single / 50 0.80 12.5/6.3 160 144 12/6 150 144 64 69 200-240 1.10 14.5/7.3 190 144 13.8/6.9 170 144 69 69 1.50 21.3/10.7 200 210 20/10 185 200 69 72 0.22 1.1/0.6 65 52 1.1/0.6 60 58 72 76 0.38 1.9/1.1 100 75 1.9/1.1 92 74 76 76 0.76 3.8/2.2 140 144 3.8/2.2 140 144 - 73 200-240 0.90 4.2/2.4 180 144 4.2/2.4 170 144 70 1.10 4.5/2.6 200 144 4.5/2.6 180 144 / 1.50 7.4/4.3 220 210 7.4/4.3 210 210 2.20 8.0/4.6 270 210 8.0/4.6 220 210 Three 380-440 50 2.20 9.8/5.7 220 306 9.8/5.7 230 306 ∆-Y 3.00 12.0/6.9 280 306 10.9/6.3 250 306 4.00 14.0/8.1 340 306 11.6/6.7 270 306 200-240 5.5 - - - - - - / 7.5 28.6/16.5 400 510 23.6/13.6 300 510 345-415 10.0 32.6/19.5 450 550 29.6/15.5 350 550 ทม่ี า : http://www.namsaeinter.com, 2559 ตัวอย่างท่ี 9.10 จงหาความดันที่สูญเสียท้ังหมดในการขนถ่ายและความดันการขนถ่ายท่ีต้องใช้ในการ ลาเลียงทรายในท่อลาเลียงที่มีมวลของทรายท่ีขนถ่าย 50,000 kg ความหนาแน่นของทราย 950 kg/m3 มวลวัสดุที่ขนถ่ายต่อเวลา 0.025 kg/s ความเร็วของทรายที่ขนถ่าย 0.25 m/s ความเร็วของลมท่ีใช้ 0.5 m/s ความหนาแน่นของลมท่ีใช้ในการขนถ่าย 1.25 kg/m3 มวลของลมที่ใช้ต่อเวลา 0.01 kg/s ขนาดของ วัสดุเฉลยี่ 0.001 m ความยาวสมมูลของทอ่ เมื่อคิดข้องอเทียบเป็นท่อตรง 30 m คา่ สัมประสทิ ธ์ิความเสยี ด ทานของทอ่ ลาเลียง 0.125 ค่าแฟกเตอร์การเปลย่ี นแปลง (Variable factor) สาหรบั Rotary feeder C = 3.0 ค่าความหนดื ของอากาศ 0.785 kg/m.s และเวลาท่ีใช้ในการขนถา่ ย 1 ช่วั โมง วิธีทา จากโจทย์ กาหนดใหเ้ ป็นการลาเลยี งทรายในท่อลาเลียงดว้ ยลม ซึ่งประกอบไปด้วย มวลของทรายท่ขี นถา่ ย m= 50,000 kg ความหนาแนน่ ของทราย m = 950 kg/m3 มวลวัสดทุ ขี่ นถ่ายต่อเวลา mm = 0.025 kg/s ความเรว็ ของทรายขนถ่าย vm = 0.25 m/s ความเร็วของลมทใี่ ช้ vw หรอื Um = 0.5 m/s ความหนาแนน่ ของลมที่ใช้ในการขนถ่าย  = 1.25 kg/m3 มวลของลมที่ใช้ต่อเวลา mw = 1.0 kg/s เวลาที่ใชใ้ นการขนถ่าย t = 1 ชว่ั โมง = 3,600 s อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวิศวกรรมเครอื่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั อดุ รธานี

415 เอกสารประกอบการสอน วชิ าการขนถ่ายวสั ดุ การขนถ่ายวสั ดดุ ว้ ยลม ค่าสมั ประสทิ ธ์ิความเสยี ดทานของทอ่ ลาเลยี ง f = 0.125 ขนาดของวสั ดุเฉลย่ี dm = 0.001 m ความยาวสมมูลของท่อเม่ือคิดข้องอเทยี บเป็นท่อตรง =Leq 30 m ค่าแฟกเตอร์การเปลย่ี นแปลง (Variable factor) สาหรับ Rotary feeder C = 3.0 คา่ ความหนดื ของอากาศ  = 0.785 kg/m.s เมื่อพิจารณาแล้วพบว่าทรายเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กและละเอียด จากตารางท่ี 9.6 จะได้ว่า ค่า K = 24 และ  = 1 นน่ั คือ จาก อตั ราการขนถ่ายวัสดุด้วยลม คอื Q  m จะได้วา่ Q  50,000 = 13.89 kg/s = 50 Ton/hr t 3,600 จาก ปรมิ าณลมขนถ่าย คือ Qa  Q และอัตราส่วนผสมของการขนถา่ ยวสั ดุ คือ   mm จะ  m mw ได้วา่  0.025 = 0.025 น่นั คอื Qa  13.89 = 13.89 = 0.585 kg/s (0.025)(950) 1.0 23.75 จาก ขนาดเส้นผ่านศนู ยก์ ลางของท่อลาเลยี งวสั ดุดว้ ยลม คอื D  4Qa จะไดว้ า่ 60U m =D  4(0.585) 2.34 = 0.0248 m = 2.48 cm 60 (0.5) 94.25 จาก ค่า Froud number คือ Fr  Um จะไดว้ ่า Fr  0.5 = 0.5 Dg (0.0248)(9.81) 2.43288 = 0.5 = 1.01371 0.49324 จาก ความเรว็ สดุ ทา้ ยของอนุภาค คอื Ut  g(m  )dm จะไดว้ า่ 18 (9.81)(950  1.25)(0.001) 18(0.785) = = = 0.66 m/sUt  (9.81)(948.75)(0.001) 9.3072375 18(0.785) 14.13 จาก Reynold number ทส่ี ภาวะความเร็วสดุ ทา้ ยของอนุภาค คอื Ret  Utdm  Utdm จะไดว้ ่า      Ret = Ut dm =(0.66)(0.001) 0.00066 = 9.42857 x 10-4      0.875  0.7  1.25  จาก อัตราสว่ นความเร็ว คอื   vm  vm = 0.25 = 0.5 vw U m 0.5   1  (1  ) 2  1   Leq m จาก ค่าความดันขนถ่าย   0.078KFr 2.5       D 2 P   f  Ret  D   m  2    dm  U m    จะได้   1 1 (1  0.5)21  0.0248 11 1.25  30  950  (0.5)2   2.5 0.5  0.0248 2 0.125  0.078(24)(0.025)(1.01371) P       0.001   950  (9.4285710-4 )    อภชิ าติ ศรชี าติ สาขาวศิ วกรรมเครือ่ งกล คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี