SlideShare a Scribd company logo
บทที่ 4
                                 เครื่องขับเคลือนของไหล
                                               ่

4.1 คํานํา
          ในระบบที่มีการเคลื่อนที่ของๆไหลดังในบทที่ 3 จะพบวาตองมีเครื่องมือที่ชวยทํางานเพื่อ ทํา
หนาทีเ่ พิ่มพลังงานใหแกของไหลเพื่อจะเอาชนะตอคาการสูญเสียพลังงานจากความฝด                หรือให
พลังงานที่จะเพิ่มความเร็ว ความดัน หรือความสูงใหแกของไหล ระบบเครื่องมือทีใชเรียกวา ปมหรือ
                                                                                ่
เครื่องสูบ (pump) เมื่อของไหลเปนของเหลว หรือเครืองอัดอากาศ (Compressor) เมื่อของไหลเปน
                                                      ่
อากาศหรือกาซอื่นๆ และคิดวาเครื่องมือเหลานี้เปนสิ่งแวดลอม (surrounding) ที่ทํางานใหกับของ
ไหล ซึ่งถือวาเปนระบบ(system) พลังงานทีนํามาเพิ่มใหแกของไหลอาจมาจากเครื่องยนต มอเตอร
                                              ่
แรงลม แรงคน หรือพลังงานจากแหลงอื่นก็ได
          ปม หรือเครืองสูบชวยทําใหชีวิตมนุษยงายขึ้นมาก เมื่อกอนผูคนจะเลือกที่อยูอาศัยใหใกล
                        ่
แหลงน้ําเพื่อความสะดวกในการนําน้ํามาใชในการอาบกินและทําการเกษตร ทําอุตสาหกรรม การใช
น้ําปริมาณมากๆ ทําใหมนุษยจําเปนตองหาทางทําเครื่องมือที่จะชวยใหงานขนสงน้ํางายขึ้น ปม
สมัยใหมไดเริมมีวิวฒนาการมาตังแตประมาณ ป ค.ศ. 1840 โดยเปนแบบลูกสูบชัก (Reciprocating)
               ่    ั             ้
ชนิดตอตรงเขากับเครื่องจักรไอน้ํา และพัฒนาตอมาเรื่อย ๆ ในทุกดาน

4.2 การแยกประเภทปม
        การจัดหมวดหมูของปม อาจทําไดโดยใชแนวทางตางกัน คือ
4.2.1 แยกตามลักษณะการเพิ่มพลังงานใหแกของเหลว หรือการไหลของของเหลวในปม
ไดแก
        ก. ประเภทเซนตริฟูกอล (Centrifugal) เปนการเพิ่มพลังงานโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุด
ศูนยกลาง บางครังเรียกวา Roto-dynamic
                ้
        ข. ประเภทโรตารี่ (Rotary) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการหมุนของฟนเฟองรอบแกนกลาง
        ค. ประเภทลูกสูบชัก (Reciprocating) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการอัดโดยตรงในกระบอกสูบ
        ง. นอกแบบ (Special) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยกลไกอื่น ๆ นอกเหนือจากสามแบบขางตน

4.2.2 การแยกประเภทตามลักษณะการขับดันของเหลวในเครื่องสูบ ซึงยังแบงไดเปนสองลักษณะ
                                                                ่
คือ
       ก.     ทํางานโดยไมอาศัยหลักการแทนที่ของเหลว (Non-Positive Displacement) ซึง
                                                                                  ่
              ปมประเภทอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนยกลางอาจจัดอยูในประเภทนี้
87


      ข. ทํางานโดยอาศัยหลักการแทนที่ของเหลวในหองสูบโดยการขับเคลื่อนชิ้นสวนของเครื่องสูบ
      ประเภทนีรวม Rotary และ Reciprocal อยูในกลุมเดียวกัน การใชแผนภูมิอาจทําใหเห็นการ
               ้
      จําแนกประเภทปมชัดเจนขึ้น

                                   Volute
                                   Diffuser
เซนตริฟูกอล                        Regenerative-turbine          Single-stage
(Centrifugal)                      Vertical-turbine              Multistage
                                   Mixed-flow
                                   Axial-flow (propeller)

                                   Gear
                                   Vane
โรตารี่                            Lobe
(Rotary)                           Screw
                                   etc.                          Simplex
                                                                 Duplex
                                   Direct-acting                 Triplex
ลูกสูบชัก                          Diaphragm                     Quadruplex
(Reciprocating)                    Rotary-piston                 etc.
                                   etc.

                                   Jet
นอกแบบ                             Gas lift
(Special)                          Hydraulic ram
                                   etc.

                           รูปที่ 4.1 การจําแนกประเภทของปม
88


4.3 ปมแบบลูกสูบชัก (Reciprocating)
        ปมแบบนี้เพิ่มพลังงานใหแกของเหลวโดยการเคลื่อนที่ของลูกสูบซึ่งเขาไปอัดของเหลวใหไหล
ไปสูทางจาย ปริมาตรของเหลวที่สูบไดแตละครั้งเทากับผลคูณของพืนทีหนาตัดของกระบอกสูบกับชวง
                                                                ้ ่
ชักของกระบอกสูบนั้น แตกตางจากปมแบบโรตารีซึ่งผลักของเหลวออกสูทางจายโดยการหมุนของ
                                                    ่
เฟองรอบแกน ในขณะทีปมลูกสูบเคลื่อนที่ในแนวนอน ปมที่มีกระบอกสูบเดียว ซึ่งรอใหน้ําเขากระบอก
                         ่
สูบแลวอัดออกไปทําใหการไหล
ของน้ําไมสม่ําเสมอมีน้ําออกมา
เฉพาะจังหวะอัด เรียกปมแบบนี้
วา Simplex single action มี
กราฟแสดงอัตราการไหลเปน
ชวง ๆ




                                   รูป 4.2 ปมแบบลูกสูบชักชนิดลูกสูบเดี่ยวสองจังหวะ




                 รูป 4.3 Discharge curves ของปมแบบลูกสูบชักแบบตางๆ

         วิศวกรไดหาทางแกไขการขาดชวงของน้ําที่จายออกโดยการดัดแปลงกระบอกสูบใหทํางานได
ทั้งจังหวะอัดและจังหวะดูด แมจะมีกระบอกสูบเพียงชุดเดียว โดยเพิ่มความยาวของกระบอกสูบทําให
จังหวะอัดปลายกระบอกสูบดานหนึงเปนจังหวะดูดของอีกดานหนึ่งและเราเรียกปมนี้วา
                                ่                                                 Simplex
double acting ตามรูป 4.2 ในรูป 4.3 เปน discharge curve ของ ปมแบบลูกสูบชักแบบตางๆ ซึ่ง
89


เปนการพัฒนาเพื่อใหไดการจายน้ําที่สม่ําเสมอมากยิ่งขึ้น และดวยแนวคิดเกี่ยวกับความสม่ําเสมอของ
การจายน้ําหรือความคงที่ของแรงดันอาจทําไดดวยการเพิ่มจํานวนกระบอกสูบเปนสอง สาม หรือสี่
                                               
โดยโปรแกรมใหลูกสูบเหลานี้ทํางานเสริมกัน เรียกปมตามจํานวนลูกสูบ Simplex หมายถึงมีกระบอก
สูบเดียว, Duplex สองสูบ, Triplex สามสูบ, Quaduplex สี่สูบ นอกจากนี้ก็อาจแกปญหาโดยการปม
ของเหลวผานเขาไปในหมอลมกอนจายเขาไปในระบบ อากาศที่มีการขยายและหดตัวไดดีจะชวยทําให
อัตราไหลสม่ําเสมอ ซึ่งดูไดจากกราฟเสนลางของรูป 4.3

4.4 ปมแบบโรตารี (Rotary Pump)
        ปมแบบนี้ทํางานโดยของเหลวถูกดูดเขาและอัดออกไปจากเครื่องปม            โดยการหมุนรอบ
ศูนยกลางของเครื่องมือกล ซึ่งมีชองวางใหของเหลวไหลเขาทางดานทางดูด และเก็บอยูระหวางผนัง
                                   
หองสูบกับชิ้นสวนที่เปนตัวหมุนหรือโรเตอร ซึ่งจะขับเคลื่อนของเหลวไปเรื่อย ๆ จนถึงดานจาย อัตรา
ไหลของปมชนิดนี้ขึ้นอยูกบปริมาตรของชองของเหลวในหองสูบและอัตราเร็วของการหมุนของโรเตอร
                          ั
ปมแบบนี้จะใหประสิทธิภาพสูงถึง 80 – 85 % ถาใชกบของเหลวทีมีความหนืดสูงหรือเขมขนมาก
                                                       ั           ่
ปมประเภทนีก็มีหลายแบบ เชน แบบเฟอง (Gear pump), แบบครีบ (Vane pump), แบบลอน (Lobe
              ้
pump)สกรูปม (Screw pump)

                                     4.4.1 Gear Pump เปน Rotary pump ที่ใชกันมากที่สุด
                                     ประกอบดวยเกียรสองตัวหมุนขบกันในหองสูบ เมื่อของเหลว
                                        ถูกดูดเขามาอยูระหวางรองฟนของเกียรก็ถูกพาใหเคลื่อนที่
                                     ออกไปสูทางจาย ฟนของเฟองจะอยูชิดกับผนังหองสูบกัน




                                     การไหลยอนกลับไปทางดานดูด             เมื่อถึงทางจายแลวรอง
                                          ฟนเฟองซึ่งเดิมมีของเหลวอยูเต็มจะถูกแทนทีดวยฟนจาก
                                                                                       ่
   รูป 4.4 Internal Gear Pump        เฟองอีกตัวหนึง ซึ่งขบกันสนิทจนของเหลวไมสามารถไหลผาน
                                                   ่
                                     ฟนเฟองไปสูดานดูดได รูป 4.4
                                                     

4.4.2 ปมโรตารี่แบบครีบ (Vane Pump) ปมแบบนี้มหองสูบเปนรูปทรงกระบอก และมีโรเตอร ซึงเปน
                                                ี                                        ่
ทรงกระบอกเหมือนกันวางเยื้องศูนยใหผิวนอกของโรเตอรสัมผัสกับผนังหองสูบที่กึ่งกลางทางดูดกับ
ทางจาย
90




    รูป 4.5


4.4.3 ปมโรตารี่แบบลอน (Lobe pump) มีลักษณะคลายกับ gear pump แตโรเตอรหนาตาแปลกไป
แทนที่จะเปนเฟองเกียรก็จะเปนลอนหรือพู สองถึงสี่พู ชองวางระหวางพูจะแบนและกวางจึงมีปริมาตร
การสูบที่สูงกวา Gear pump แตเนื่องจากการถายทอดกําลังหมุนของโรเตอรมีประสิทธิภาพคอนขาง
ต่ํา จึงตองมีเฟองอยูนอกหองสูบชวยขับใหจังหวะการหมุนของโรเตอรทั้งสองชุดเขากันไดดี




         รูป 4.6


4.4.4 ปมโรตารี่แบบสวาน (Screw pump) โรเตอรของปมแบบนีหนาตาเหมือนดอกสวาน เมือหมุน
                                                             ้                       ่
จะขับเคลื่อนใหของไหลใหเดินหนาไปเรื่อย ๆ จนถึงทางออก ถามีดอกเดียวเรียก Single Screw และ
อาจมีScrew สองหรือสามตัวก็ได
91




                   รูป4.7 Screw pump a) Single Screw b)Double


4.5 ปมแบบเซตริฟูกอล (Centrifugal Pump)




                                                                  ปมชนิดนี้ถายเทพลังงานจาก
                                                                  เครื่องยนตตนกําลังหรือมอเตอร
                                                                  ไฟฟาใหแกของเหลวที่ถูกดูดเขา
                                                                  ตรงจุดศูนยกลางของใบพัด การ
                                                                  หมุนของใบพัดจะเหวี่ยงของเหลว
                                                                  ออกสูปลายใบพัดทําใหเกิดการ
                                                                  ไหลในแนวของแรงลัพธระหวาง
                                                                  แรงในแนวรัศมีและแรงในแนว
                                                                  สัมผัส แรงเหวียงนี้เรียกแรงหนี
                                                                                   ่
       รูป 4.8 ปมแบบเซตริฟูกอล                                  ศูนยกลาง เมือของเหลวเคลื่อนที่
                                                                                 ่
                                                                  ไปสูปลายใบพัด ความกดดันของ
ของเหลวจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และมีคามากที่สุดเมื่ออยูหางจุดศูนยกลางของใบพัดมากที่สุด เมื่อมี
                                                       
ความเร็วมากพอแรงเหวี่ยงนี้จะทําใหเกิดสภาวะศูนยกลางที่ตําแหนงดุมของใบพัดซึ่งเอื้อใหของเหลว
จํานวนใหมถกดูดเขามาแทนในตําแหนงศูนยกลางใบพัดนี้และถูกเหวี่ยงออกไปเรื่อย ๆ ตอเนื่องเมื่อ
             ู
ของเหลวที่ถูกดูดเขาไปที่ศนยกลางถูกเหวี่ยงออกไปดานนอกทุกทิศทางในแนวของใบพัดเพื่อให
                          ู
ของเหลวที่สะสมอยูโดยรอบมีเพิ่มขึ้นได จึงตองติดตังใบพัดใหเยื้องศูนย มีจุดที่ปลายใบพัดแทบจะ
                                                     ้
แตะเรือนปมตําแหนง ตําแหนงนี้เรียกวา “ลิ้นของเรือนปม”, Tong of the casing จากตําแหนงลินของ
                                                                                            ้
92


ปมไปทางดานทางออกปริมาตรจะเพิ่มเรื่อย ๆ เพื่อรองรับของเหลวที่เพิ่มขึ้นและถูกขับออกไปทางดาน
                                                  จาย (Discharge opening) ซึ่งตอกับทอปมเซน
                                                                                          
                                                  ตริฟูกอลนี้มีอยูดวยกันหลายแบบ ไดแก

                                                    4.5.1 ปมแบบหอยโขง (Volute Type)
                                                    เปนเซนตริฟกอลปมชนิดพื้นฐานของเหลวถูกดูด
                                                                 ู
                                                    เขาสูศนยกลางของใบพัดในทิศทางขนานกับ
                                                            ู
                                                    แกนเพลาและไหล(ถูกเหวี่ยง)ออกตั้งฉากกับ
                                                    ทิศทางที่ไหลเขา ชองทางเดินของๆเหลวจะเริ่มที่
                                                    ลิ้นของเรือนปมสะสมมากขึ้นในทิศทางการหมุน
                                                                   
                                                    ของใบพัด ชองทางของๆไหลนี้อาจมีชองเดียว
     รูป 4.9 ปมแบบเซตริฟูกอลแบบหอยโขง
                                                    หรือมากกวาเพื่อชวยใหแรงกดบนเพลาของ
                                                    ปมลดลง


4.5.2 แบบมีครีบผันน้ํา (Diffuser) ปมแบบนี้มีลักษณะของเรือนปมและใบพัดเหมือนแบบ Volute
                                                                   
                                                type ทุกอยาง แตภายในเพิ่มเติมครีบผันน้ําติดอยู
                                                กับเรือนปมเพือชวยปรับทิศทางใหของเหลวที่ถูกดัน
                                                                ่
                                                ออกมาเขาสูทศทางไปสูชองทางเดินที่เปนสวนโคง
                                                              ิ          
                                                รอบนอกไดเร็วขึ้น ทําใหมีการสูญเสียพลังงานนอยลง
                                                ทําใหการเปลี่ยนพลังงานจลนมาเปนพลังงานศักย
                                                ในรูปของความดันมีประสิทธิภาพดีขึ้น




รูป 4.10 เซนตริฟูกอลปม แบบมีครีบผันน้า
                                       ํ


4.5.3 แบบเทอรไบน (Turbine Type) ปมแบบนี้บางครั้งเรียกวาแบบ Vertex, periphery หรือ
Regenerative Turbine ลักษณะเดนของมันคือตัวใบพัดจะเปนแผนแบบกลม มีความหนา ครีบของ
ใบพัดเกิดจากการกัดเซาะรองบนของของแผนใบพัด เกิดเปนแผนครีบแคบ ๆ และลิ้นในแนวรัศมี เมื่อ
93


ของเหลวจากทางดูดสูชองวางระหวางครีบของใบพัด มันจะถูกเหวี่ยงออกดวยแรงหนีศนยกลาง แต
                                                                                  ู
เนื่องจากผนังของเรือนปมปดกั้นอยูมันไปไหนตอไมได  ก็จะถูกบังคับใหตองยอนกลับเขาสูชองวาง
ระหวางครีบและถูกเหวี่ยงกลับออกไปอีก ขบวนการนี้เกิดซ้ําไปมาจนกวาจะเคลื่อนที่ถึงทางออกทําใหมี




                                       รูป4.11 Regenerative Turbine

พลังงาน

เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามจํานวนครั้งของการเดินทางไปมาระหวางครีบ และขอบใบพัด ซึงอาจมีจํานวนครั้ง
                                                                           ่
ตั้งแต 2 ถึง 50 ยิ่งจํานวนครั้งมากพลังงานศักยของๆเหลวก็จะเพิ่มมากขึ้น

                                   4.5.4 แบบ Vertical Turbine ปมแบบนี้มีเรือนปมแตกตางจาก
                                                                                  
                                   Volute type             แตยังคงมีหลักการของ Centrifugal คือ
                                    ของเหลวเขาสูจุดศูนยกลางของใบพัดและถูกเหวี่ยงออกดวยแรง
                                   หนีศนยกลาง แตตัวเรือนปมสงน้ําจากลางขึ้นบน มักใชสูบน้ํา
                                        ู
                                   จากบอลึกขึ้นมาบนดิน จึงมักถูกเรียกวา Deep Well type หรือ
                                   Deep Well Turbine มีใบพัดไมใชแบบเทอรไบน แตเปน radial
                                   flow หรือ Mixed flow และมักมีหลายชุดตอกันเปนอนุกรมเพื่อ
                                   สะสมพลังงานใหมากพอที่จะยกน้ําจากบอลึก ๆ ได แตละชุด
                                   ของใบพัดเรียกวา Stage Vertical Turbine, Three Stage Deep
                                   Well Turbine




     รูป4.12 Vertical Turbine
94


4.5.5 Mixed Flow เปนปมซึ่งมีใบพัดทีบังคับทิศทางของน้ําจากทางเขาของทางดูดทีศนยกลางใบพัด
                                      ่                                        ่ ู
ใหนํามีทศทางที่เกิดจากการผสมระหวางแรงในทิศทางของแรงหนีศนยกลาง ซึ่งอยูในแนวรัศมีกบแรง
     ้ ิ                                                        ู                         ั
ผลักจากรูปรางของใบพัดทีมีทศขนานกับแกนเพลา ของเหลวที่ออกจึงมีทิศทางทํามุม 45° ถึง 80°
                           ่ ิ
กับแกนเพลา ขอดีของปมแบบนีคือจะไดคาอัตราการสูบสูง แตจะให head ไดนอยกวาแบบ Redial
                               ้
flow ซึ่งน้ําออกจากศูนยกลางทอดวยแรงหนีศนยเพียงอยางเดียว ใชมากในปมแบบ Vertical Turbine
                                            ู
ปมแบบ Mixed Flow นี้มคาเฮดตั้งแต 3 ถึง 50 เมตร ตอใบพัด 1 ชุด และใหอัตราการสูบมากถึง 7000
                         ี
ลูกบาศกเมตรตอชั่วโมง ความเร็วปกติของใบพัด 1,450 รอบตอนาที

4.5.6 Axial Flow Type แบบนี้ของเหลวทีไหลเขาและออกจากใบพัดมีทศทางขนานกับแกนเพลา แรง
                                        ่                        ิ
ที่เพิ่มพลังงานใหแกของเหลวเปนแรงในทิศทางของการไหลเพียงอยางเดียว        ไมมแรงเหวี่ยงหนี
                                                                               ี
ศูนยกลาง ใหเฮดตั้งแตประมาณ 50 เซนติเมตร ถึง 7 เมตร ตอใบพัด 1 ชุด อัตราการสูบอาจมากถึง
100,000 ลูกบาศกเมตรตอชัวโมง ความเร็วปกติของใบพัด 1,160 รอบตอนาที
                           ่

4.6 ลักษณะใบพัดของปมแบบเซนตริฟูกอล
        เนื่องจากทิศทางการไหลของของเหลวถูกบังคับดวยลักษณะของใบพัดและจานประกับ
(Shroud) หลายรูปแบบดวยกัน คือ
        4.6.1 ใบพัดเปด (Open Impeller) เปนแบบที่ตัวใบพัดยื่นยาวออกจากแผนประกับหรือรัศมี
ของจานประกับเล็กกวารัศมีของใบพัด
        4.6.2 ใบพัดกึงเปด (Semi-open Impeller) แบบนี้จานประกับมีรศมีเทาใบพัดแตมีจาน
                        ่                                                ั
ประกับเพียงดานเดียว
        4.6.3 ใบพัดปด (Closed Impeller) แบบนี้จานประกับมีรศมียาวเทาใบพัดและปดอยูทั้งสอง
                                                              ั
ดาน มีทงแบบทางดูดดานเดียวและสองดาน (Closed - Single suction impeller) และ(Closed-
         ั้
Double suction impeller)
        4.6.4 Paper Stock Impeller มีใบพัดออกแบบใหเหมาะสําหรับการปมของที่มความขนสูง
                                                                                   ี
เนื่องจากเดิมมีใชในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษ     ดังนั้นแมตอมาจะถูกใชกับของเหลวอื่นก็ยังคงมีชื่อ
เหมือนเดิม คือ Paper Stock Impeller
        4.6.5 Propeller ใบพัดแบบนี้บังคับการไหลใหอยูในทิศทางการไหลเขาสูใบพัดเพียงอยาง
เดียวไมมีแรงหนีศนยกลางเรียกตามทิศทางไหลของๆเหลววา Axial Flow Type
                   ู
        4.6.6 Mixed Flow แบบนี้ของไหลเขาสูใบพัดขนานกับแกนเพลา แตมีใบพัดบังคับใหไหลออก
ทํามุม 45° ถึง 80° กับทิศทางเดิม แรงขับเปนผลรวมของแรงขับดันในทิศทางของเพลาและแรงหนี
ศูนย
95


        4.6.7 Radial Flow เปนใบพัดชนิดที่บังคับของไหลใหออกจากปมดวยแรงเหวียงหนีศนยกลาง
                                                                                    ู
เพียงอยางเดียว




          รูป 4.13 ลักษณะใบพัดของปมแบบเซนตริฟูกอล
96


4.7 การคํานวณเกี่ยวกับเรื่องปม
จากสมการดุลพลังงานในบทที่ 3
                              ⎛ Δv 2 ⎞
                              ⎜      ⎟ + Δz g + 2 VdP + Σ F
                              ⎜ 2g α ⎟      gc
                                                p
                                               ∫p1              =     − W'f                 (3.14)
                              ⎝ c ⎠
แตละเทอมสามารถใชชื่อ “เฮด” เทอมแรกเรียกวา Velocity head เทอมที่สองเรียกวา Potential head
เทอมที่สามเรียก Pressure head เทอมที่สี่เรียก Friction head และ − W'f คืองานที่ปมจะตองใหแก
                                                                                
ของไหลเพื่อเอาชนะ head ตางๆ เมื่อของไหลเขาสูระบบ หรือ W'f คือ งานที่ของไหลออกจากระบบ
และทํางานใหสิ่งแวดลอม คา − W'f ซึ่งเปนงานที่ปมจะตองใหแกของไหล เพื่อเอาชนะคา head
                                                    
ทุกประเภท ผลรวมทางดานซายมือของสมการ energy balance นี้ในหนังสือบางเลม เรียกวา Total
dynamic head (TDH) หรือ Total discharge head ทุกเทอมในสมการนีมีหนวย N m/kg, ft lbf/lb
                                                                  ้
 กําลังและประสิทธิภาพของปม กําลังหมายถึงอัตราการทํางานตอหนวยเวลา หนวยของกําลังที่
นิยมใชไดแก Watt และแรงมา โดยหนึงแรงมามีคาเทากับ 745.7 Watt (745.7 N.m/s) หรือ 550 ft-
                                   ่
lbf/s และนักศึกษาอาจพบคําวา แรงมาตามทฤษฎี, Theoretical horse power, และ Water horse
power (Whp)
                                                      =     − W'f w
                                              Whp
                                                                                              (4.2)
                                             =   − W'f ρQ



เมื่อ Q คือคาอัตราไหล ม3/วินาที ρ คือคาความหนาแนนของของไหลและยังมีคา break hourse
power (Bhp) ซึ่งหมายถึงกําลังที่ตองใหกับมอเตอรหรือเครื่องยนตทใชเปนตนกําลังขับเคลื่อนปม ซึ่ง
                                                                 ี่                          
ความสัมพันธระหวางกําลังทั้งสอง ไดแก
                   Whp
        Bhp    =
                    η
                          ; เมื่อ η คือคาประสิทธิภาพของปม
ในกรณีทตนกําลังเปนมอเตอร ซึงใชพลังงานไฟฟาเปนกิโลวัตต (kW) คํานวณไดจาก
       ี่                     ่

        kW    =
                        0 . 746
                                                                                             (4.3)
                   ηของมอเตอร
และประสิทธิภาพรวม = ประสิทธิภาพของปม x ประสิทธิภาพของมอเตอร

4.8 กราฟเฮดของระบบ (System Head Curve)
       System Head Curve คือ กราฟแสดงความสัมพันธระหวางอัตราการไหลผานระบบกับ Total
Discharge head หรือพลังงานที่ปมจะตองใหกับระบบเพื่อกอใหเกิดการไหลนั้นกับอัตราการไหลของ
                                
ระบบ โดยปกติบริษัทผูผลิตปมจะใหความสัมพันธของการทํางานของปมกับตัวแปรตาง ๆ เราเรียก
97


กราฟเหลานี้วา Pump Characteristic Curve ซึ่งใหความสัมพันธของอัตราไหล (Q) กับเฮด, กําลัง,
ประสิทธิภาพของปมแตละรุนและขนาดไว เมื่อผูบริโภคจะซื้อปมหนึงตัวที่ถูกตองแลวจะตองวิเคราะห
                                                               ่
ภาระงานของปมนันวาจะตองทํางานเอาชนะภาระงานใดบางสมการดุลพลังงานตามสมการ
                  ้
                           ⎛ Δv 2 ⎞
                           ⎜      ⎟ + Δz g +
                           ⎜ 2g α ⎟      gc
                                                p2
                                               ∫p1   VdP + Σ F   =   − W'f                                   (3.14)
                           ⎝ c ⎠
ซึ่งเขียนไวคลุมภาระงานทุกประเภทแตในการปฏิบัติจริงอาจมีเฉพาะบางเทอมเทานันที่มความสําคัญ
                                                                             ้ ี
ตัวอยางเชน การที่ชาวนาสูบน้ําจากบึงมาลงที่นาของตนซึ่งมีระดับความสูงเกือบเทากัน องคประกอบ
ของภาระงานของปมก็อาจจะมีเพียงการเอาชนะความฝดเทานั้นเนื่องจากเทอม Δg , ∫pp2 VdP , Δz gg
                                                                                         2
                                                                               v
                                                                             2 c      1           c

มีคาเปนศูนยไปหมดและเนืองจากไมมีการเปลี่ยนแปลงคาความเร็ว (ถาขนาดทอดูดและทอสงเทากัน)
                            ่
ไมมีการเปลี่ยนแปลงคาความดัน (เนื่องจากแหลงน้ําและทอสงเปดสูบรรยากาศ เทอม ΔP จึงเปน
                                                                     
ศูนย) และความตางระดับไมมี Δz เปนศูนย ดังนั้นในกรณีนี้ปมทํางานเพื่อเอาชนะคา Friction Head
เพียงอยางเดียว ตัวอยางเรื่องการสูบน้ําขึ้นถังสูง การสูบน้ําเขาถัง boiler เปนตัวอยางที่จะเห็นวา
นอกจากการเอาชนะความฝดแลว ปมยังตองใหกําลังมากพอเอาชนะเทอมของ Potential head และ
pressure head ตามลําดับ
         จาก Graph Pump Characteristic ซึ่งแกน y เปนคา total dynamic head แกน x เปนแกน
อัตราการไหลนั้นมีประเด็นทีนักศึกษาตองระวังคือเรื่องหนวย นักศึกษาตองไมลืมวาคา total discharge
                          ่
head ที่คานวณจากสมการ 3.14 นั้น คา head มีหนวยเปน ft-lbf/lb แตคา head ในแกน y มีหนวยเปน
          ํ
                                                         ft ซึ่งหมายความวา เมื่อคํานวณหา total
                                                            head ไดแลว จะตองคูณดวยคา               gc
                                                                                                        g
                                                                                                             เพื่อให
                                                                             ft − lb f    ⎛ ft ⋅ lb     ⎞⎛ s 2   ⎞
                                                            หนวยเปน ft;       lb
                                                                                         ⋅⎜ 2
                                                                                          ⎜ s ⋅ lb
                                                                                                        ⎟⎜
                                                                                                        ⎟⎜ ft
                                                                                                                 ⎟
                                                                                                                 ⎟
                                                                                                                     ซึ่ง
                                                                                          ⎝         f   ⎠⎝       ⎠
                                                            กรณีสําหรับขอมูลในระบบ                      English
                                                            engineeringการไมไดคณดวยคา
                                                                                 ู                       gc
                                                                                                         g
                                                                                                                 กอน
                                                            จะไมมีปญหาใด ๆ แตถา graph นั้นเปน
                                                                    
                                                                                                             N−m
                                                            ระบบ SI ซึ่งมี head มีหนวยเปน                   kg
                                                                                                                       ,
                                                            เมื่อคูณดวย       gc
                                                                               g
                                                                                    จึงจะมีหนวยเปนเมตร
                                                                 N − m kg − m s 2
                                                            ⇒         ×           ⇒m
                                                                  kg    s 2N m
                                                            ตัวอยาง 4.1
 รูป 4.14 Characteristic Curve of Gear Pump                         It is necessary to pump a
                                                            constant flow of a liquid with density
98


and viscosity similar to water into a reactor at a rate of 90 gal/min. The pump must operate
agains a pressure of 200 psi, as determined by an energy balance on the flow system. A
pump with the characteristics shown in Figure 4.13.is avaible, with a variable-speed drive.
At what speed should the pump be operated? What horsepower would be required to
maintain flow?
         วิธีทา เมื่อพลอตบนกราฟ 4.14 จุดที่แสดงตําแหนงอัตราไหลและความดันที่ตองการไมตก
              ํ
บนเสนกราฟใด แตอยูระหวางกราฟที่มีความเร็วรอบ 400 และ 600 รอบตอนาที การเปลี่ยนแปลง
อัตราไหล และความเร็วดูจะไมเปนกราฟเสนตรง ดูไดจากระยะหางของการเปลี่ยนแปลงจากความเร็ว
รอบ 200-400 กับ 400-600 ดังนันการทํา interpolation จะใหความเร็วรอบประมาณ 520 rpm และ
                               ้
คากําลังของปมประมาณ 21 แรงมาที่ความดันดานจายเทากับ 200 psi

4.9 คุณสมบัติของปมแบบเซนตริอลฟูกอล
       เนื่องจากปมแบบเซนตริอลฟูกอล เปนปมชนิดทีมีการใชกันอยางกวางขวางมากที่สุด มีความ
                                                   ่




                             รูป4.15 กราฟ H-Q ของปม
เหมาะสมกับงานหลากหลายลักษณะ จึงควรรูถึงลักษณะสําคัญไวบาง        
4.9.1 กราฟ H-Q ของปม, กราฟ H-Q head capacity curve ของปม คือกราฟแสดงความสัมพันธ
ระหวางอัตราการสูบกับเฮดที่ปมสามารถทํางานได ตังแตอตราการสูบเปนศูนย จนถึงอัตราการสูบ
                                                       ้ ั
สูงสุดของปมนั้น โดยปกติบริษัทผูผลิตจะมีขอมูลนี้สําหรับปมแตละรุน เพื่อใหผูใชไดพิจารณาขนาดที่
                                                            
เหมาะสมหลังจากไดวิเคราะหระบบดวยสมการดุลพลังงานของระบบแลว เวลาเลือกใชงานเราจะเลือก
ปมที่ใหเฮดและอัตราการสูบที่ตองการ โดยคาทั้งสองตรงกับจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด หรือใกลเคียง
99


กับตําแหนงดังกลาวมากที่สุด จุดที่เลือกเรียกวา Design Operating Point รูปรางของเสน H-Q จะ
ขึ้นกับชนิดของใบพัด




         รูป 4.16 Characteristic Curve of Centrifugal Pump, 1750 rpm(upper),
         3550 rpm(lower)



ตัวอยาง 4.2
        A pump with the characteristics given in Figure 4.16 is to deliver 350 gal/min at a
head of 80 ft. What size impeller should be used? What power will be required?
100


        วิธีทา จากกราฟ4.16 ปมขนาดความเร็วรอบ 1750 รอบตอนาที ดูจะเหมาะสม เมื่อกําหนด
             ํ
ตําแหนงดวยคาอัตราไหล 350 gal/min, head 80ft จะพบวาจุดตัดของเฮดและอัตราไหลอยูระหวาง
คาของใบพัดเสนผานศูนยกลาง 9 นิ้ว และ 10 นิ้ว ตามลําดับ ใบพัด 9 นิ้ว สงน้ําได 175 gal/min ทีคา
                                                                                                ่
เฮด 80 ft ดังนั้นจึงตองใชใบพัด 10 นิ้ว ซึ่งอาจจะใหอตราไหลสูงมากกวาที่ตองการ และอาจแกไขโดย
                                                      ั
ใชวงจรควบคุม และประมาณกําลังสําหรับปมใบพัด 10 นิ้วดวยวิธี interpolationได เทากับ 11 แรงมา

4.9.2 ความเร็วจําเพาะ (Specific Speed) คือคาความเร็วรอบใบพัดในหนวยรอบตอนาที ซึงปมตาม
                                                                                       ่
ทฤษฎี (แบบเดียวกับปมใชจริง) หมุนไดทประสิทธิภาพสูงสุด ขณะทีสูบน้ําได 1 gal/min ตานกับความ
                                       ี่                     ่
ดันดานจายเทากับคาเฮด 1 ฟุต โดยมีสมการคาความเร็วจําเพาะ
                                                                             n Q
                                                                    Ns   =
                                                                             H0 .75
                                                                                             (4. 4)
                                                                เมื่อ Ns   =               specific
                                                                speed, rpm
                                                                n= actual speed, rpm
                                                                H        = total head per speed, ft
                                                                               Q =         pump
                                                                capacity, gal/min at speed n and
                                                                total head z
     รูปที่ 4.17 ความเร็วจําเพาะ (Specific Speed)

        คาความเร็วจําเพาะนี้ใชเปนขอมูลในการเลือกชนิดของเซนตริฟูกอลปมทั้งนี้เพราะลักษณะ
รูปทรงของใบพัด และคาความเร็วรอบ องคประกอบหลักที่มีผลตอคาพลังงานทีปมสามารถถายทอด
                                                                             ่
ใหแกของเหลวได
        สมการ Ns เมื่อเปนระบบ SI มีดังนี้
                                              1 . 633 rpm lps
                                     Ns   =
                                                   H0 .75
        โดยที่ Ns, rpm มีหนวยเปน rpm เชนเดียวกับสมการขางตน

ตัวอยาง 4.3
        It is necessary to pump a liquid with properties similar to water at a rate of 300
gal/min against a head of 70 ft. Recommed a pump type and size.
        วิธีทาํ      ชนิดของปมสามารถหาไดจากการตรวจสอบคาความเร็วจําเพาะ
                                                                                       และกราฟ
Characteristic และ Ns ซึ่งจะให guide line ชนิดของ pump ที่เหมาะสม
101


       ดังนัน เมื่อ H = 70, Q = 300 gal/min เนื่องจากไมมีขอมูลดานความเร็วรอบ n เลือก n =
            ้
1750 rpm
                                             1750       300
                                    Ns   =
                                               ( 70 ) 0 .75

                                         =   1252 . 5




       รูป 4.18 คาความเร็วจําเพาะและชนิดใบพัด




                      รูป 4.19 ความสําพันธระหวางH-Q และขนาดใบพัด ,3*4*8,
                      3- discharge ,4- suction ,8 impeller diameter
102


เมื่อเช็คกับกราฟ Ns รูป 4.17 และpump type พบวาควรเปนปมเซนตริฟูกอลแบบ radial flow
                                                                  
แมวาคา Ns จะดูวาชวงบนสุดของ rang และเมื่อตรวจสอบกับคาขนาดใบพัดที่เหมาะสมจาก กราฟ
4.19 พบวาปมขนาด 3 × 4 − 10 นาจะทํางานไดดี ( 3 คือ เสนผานศูนยกลางทอทางดานจาย , 4 คือ
เสนผานศูนยกลางทอทางดานดูด 10 คือ เสนผานศูนยกลางของใบพัด )

4.10 วอเตอรแฮมเมอร (Water Hammer)
           วอเตอรแฮมเมอร (Water Hummer) เปนปรากฎการณทความดันในทอมีการเปลี่ยนแปลง
                                                                     ี่
อยางรุนแรงและฉับพลัน โดยมีความดันเพิ่มขึ้นและลดลงจากความดันเดิมในลักษณะเปนคลืนขึ้นลง   ่
สลับกันไปเปนอนุกรม
           สาเหตุสําคัญที่ทําใหเกิดวอเตอรแฮมเมอร ก็คือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการไหลในทอ
อยางกะทันหัน เปนตน เมือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะดังกลาว โมเมนตัมของของเหลวจะ
                             ่
ถูกเปลี่ยนไปกลายเปนแรงกระแทกบนประตูน้ําและผนังของทอ แรงกระแทกทีเกิดขึ้นถาหากมากเกิน
กวาความสามารถของทอจะรับไวไดก็จะทําใหทอระเบิด หรือทําใหระบบทอและอุปกรณเสียหายอยาง
รุนแรงขึนได ระดับความเสียหายเนื่องจากวอเตอรแฮมเมอรขึ้นอยูกับความแข็งแรงและความยืดหยุน
         ้                                                                                   
(Elasticity) ของทอ ความเร็วของการไหล อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหล ลักษณะการยึดทอ
ใหอยูกับที่ และระบบปองกันวอเตอรแฮมเมอรที่ตดตังไว เปนตน
                                                 ิ ้

4.11 Net Positive Suction Head (NPSH)
        ในชีวิตประจําวันเราพบวาของเหลวจะเดือดและกลายเปนไอถาอุณหภูมิสูงพอ แตความเปน
จริงแลวของเหลวอาจเดือดกลายเปนไอที่อุณหภูมิไมสูงนักก็ได ถาหากความดันบนผิวของของเหลว
ลดลงมากพอ
        การทํางานของปมโดยทั่ว ๆ ไปจะเปนการลดความดันในหองสูบลงใหต่ํากวาความกดดันของ
บรรยากาศกอนที่จะเพิ่มพลังงานใหกับของเหลว ดังนันถาของเหลวอยูระดับเดียวกันกับศูนยกลางของ
                                                 ้
ปม แรงที่ขบดันใหของเหลวไหลเขาไปสูหองสูบก็จะมีแตความกดดันของบรรยากาศเพียงอยางเดียว
                ั
หรือถาระดับของของเหลวอยูสูงกวาก็จะมีแรงดันจากของเหลวมาชวยดวย ในทางตรงกันขาม ถาหาก
ของเหลวอยูตากวาปมแรงขับดันก็จะลดลง เนื่องจากเราไมตองการใหของเหลวกลายเปนไอ ความ
             ํ่
กดดันใหของเหลวไหลเขาไปในหองสูบที่เปนประโยชนอยางแทจริง ก็คือความกดดันทีหนาหองสูบ
                                                                                   ่
เฉพาะสวนที่มากกวาความดันไอของของเหลวนั้น
        NPSH ก็คือความดันสัมบูรณ (Absolute pressure)หรือเฮดที่หนาหองสูบทังหมด โดย
                                                                                 ้
บอกเปนคาความดันเทากับแทงความสูงของของเหลว ที่กอใหเกิดการไหลของของเหลวเขา
ไปในหองสูบของปม ลบดวยความดันไอของของเหลวนั้น
103


          หลักการของ NPSH ใชไดกับปมทุกประเภทไมวาจะเปนแบบเซนตริฟูกอล โรตารี่ หรือแบบ
                                                        
ลูกสูบชัก คา NPSH มีความสําคัญตอการทํางานของปมมากเพราะวาถาคานี้ไมมากพอของเหลวใน
หองสูบจะกลายเปนไอซึ่งมีผลใหประสิทธิภาพการทํางานลดลงมาก ปมจะเกิดการสั่นสะเทือนอยาง
รุนแรง อาจเกิดการกรอนเนื่อโลหะของใบพัดหรือหองสูบและทําความเสียหายใหแกปมได การกัด
กรอนเนื้อโลหะเนื่องจากสาเหตุดงกลาวนี้เรียกวา คาวิเตชั่น (Cavitation)
                                  ั
          NSPH มีอยู 2 แบบดวยกันคือ NPSH ที่ตองการ (Required NPSH, NPSHr) และ NPSH ทีมี       ่
อยู (Available NPSH, NPSHa) สําหรับคาแรกเปนคาที่ขึ้นอยูกับการออกแบบปมซึ่งจะเปลี่ยนไปตาม
ลักษณะอัตราการสูบ ความเร็ว ฯลฯ คาดังกลาวนี้บริษัทผูผลิตจะบอกมาพรอมกับรายละเอียดอยางอื่น
ของปม สวน NPSHa ขึ้นอยูกับสภาพการทํางานที่ปมนั้นติดอยู กลาวคือเปนเฮดที่มีอยูจริงตาม
                                                     
ลักษณะการติดตั้ง ถาหากจะใหปมทํางานอยางมีประสิทธิภาพแลว NPSH ที่มีอยูจริงจะตองไมนอย
กวาคาที่ตองการสําหรับปมนั้น
           การคํานวณเกี่ยวกับ NPSH อาจพิจารณาไดโดยถือวาความดันสูงสุดที่กอใหเกิดการไหลเขา
ไปสูศูนยกลางของใบพัดมีคาไมเกินความจริงบนผิวของของเหลว หรือความดันของบรรยากาศ เมื่อผิว
                              
ของของเหลวเปดสูบรรยากาศ (ประมาณ 101.325 kN/m2 หรือคิดเปนความสูงของแทงน้ํา 10.33
เมตร ทีระดับน้ําทะเลปานกลาง) เมือมีการไหลในทอดูดของปมก็จะมีการสูญเสียพลังงานในทอซึ่ง
            ่                            ่                      
จะตองนําเอามาหักออก และเนื่องจากเราไมตองการใหของของเหลวกลายเปนไอ ดังนั้น เพื่อความ
ปลอดภัยจะตองนําเอาความดันไอของของเหลวมาหักออกไวเสียกอน เหลือเทาใดจึงเปนความดันที่
เหลืออยูที่หนาหองสูบ (NPSHa) ในกรณีที่ระดับของของเหลวเทากับระดับศูนยกลางของใบพัด แตถา
ของเหลวมีระดับต่ํากวาก็จะตองนําเอาความตางระดับนั้นมาหักออกอีกเหลือเทาไรจึงเปน         NPSHa
ในทางตรงกันขาม ถาของเหลวอยูสูงกวาศูนยกลางของใบพัดก็จะตองเอาความตางระดับนั้นมาบวกจึง
จะไดเปน NPSHa
          ในกรณีที่เปนการติดตังทีทราบ NPSHr ความแตกตางระหวางความดันของบรรยากาศกับ
                                ้ ่
ผลรวมของการสูญเสียพลังงานทางทอดูด (Head losses) NPSHr และความดันไอจะเปนสิงบอกให       ่
ทราบวาจะสามารถติดตังปมใหอยูสงกวาระดับของเหลวไดมากที่สุดเทาใด เชน ถาความดันของ
                          ้        ู
บรรยากาศมีคาสูงกวาผลรวมดังกลาว 5 เมตร ก็จะบอกไดวาจะตั้งปมสูงกวาระดับผิวของของเหลวได
                                                                   
ไมเกิน 5 เมตร แตถาความดันของบรรยากาศมีคานอยกวาผลรวมที่กลาว 3 เมตร ก็จะตองติดตังปมให
                                                                                           ้
อยูต่ํากวาผิวของของเหลวไมนอยกวา 3 เมตรปมจึงจะมี NPSH ไมนอยกวาที่ตองการ เปนตน
                                                                  
          หลักการที่ไดอธิบายขางตนนี้สามารถทําความเขาใจไดงายขึ้นมากเมื่อพิจารณาจากรูปที่ รูปที่
4.20 และ 4.21
104




รูปที่ 4.20 NPSHa เมื่อปมอยูสูงกวาระดับของของเหลวทางดานดูด




       รุป 4.21 NPSHa เมื่อปมอยูต่ํากวาระดับของของเหลวทางดานดูด

                      เมื่อปมอยูสูงกวาระดับของเหลวทางดานดูด
                               NPSHa = Hp-Hvp-Hf-Hz                    (4.5)
105


ในเมื่อ      Hp     = ความดันสมบรูณ (Absolute pressure) บนผิวของของเหลวทางดานดูด โดย
                      บอกเปนแทงความสูงของของเหลวที่อณหภูมิเดียวกันกับของเหลวนัน ใน
                                                         ุ                      ้
                        กรณีที่เปนความดันของบรรยากาศ Hp จะเปนคาความกดดันจริงทีระดับ
                                                                                  ่
                                               ความสูงของของเหลว
             Hvp    = ความดันไอของของเหลวที่อณหภูมิที่กําหนด
                                             ุ                     บอกเปนแทงความสูงของ
ของเหลว
             Hf        = ผลรวมของเฮดทีเ่ สียไป (Head loss) ในทอดูดทังหมด
                                                                       ้
             Hz        = ความสูงตางระหวางระดับผิวของของเหลวกับศูนยกลางของปม หรือระยะดูดยก
                            (Static Suction Lift)
เมื่อปมอยูต่ํากวาระดับของของเหลวทางดานดูด
                                       NPSHa = Hp+ Hz - Hvp - Hf                          (4.6)
          คาความกดดันของบรรยากาศทีระดับผิวน้ําซึ่งทอดูดของปมติดตังอยูอาจจะคํานวณไดจาก
                                          ่                          ้
สมการ
          Hp = 10.33 – 0.00108 El                                                        (4.7)



       โดย Hp เปนความกดดันของบรรยากาศเทียบใหเปนเฮดของน้ําที่ 4°C มีหนวยเปนเมตร El
เปนความสูงของผิวน้ําเหนือระดับน้ําทะเลปานกลาง มีหนวยเปนเมตร
       ในกรณีที่ของเหลวที่สูบเปนน้ํา คาความดันไอน้ําที่อณหภูมิของน้ําที่สบอาจจะดูไดจากตาราง
                                                          ุ                ู
ไอน้ํา

ตัวอยางที่ 4.4
         NPSH ที่ตองการสําหรับปมเครื่องหนึ่งเทากับ 5.18 เมตร เมื่อสูบน้าที่อัตราที่กําหนด ระดับน้ํา
                                                                         ํ
อยูสูงจากระดับน้ําทะเลปานกลาง 300 เมตร ผลรวมของการเสียเฮดความฝดทางทอดูดทั้งหมดเทากับ
0.60 เมตร จงหาระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ําได สมมุติวาน้ํามีอณหภูมิ 30°C
                                                                   ุ
วิธีทา
     ํ
         ที่ความสูง 300 เมตร เหนือระดับน้ําทะเล ความกดดันของบรรยากาศเมื่อคิดเปนความสูง
(เฮด) ของแทงน้ําที่ 4°C
                                     Hp = 10.33 – 0.00108 El
                                        = 10.33 – 0.00108 x 300 = 10.01 เมตร
106


ตาราง4.1 ความถวงจําเพาะ (Sp.gr.) และความดันไอของน้ําที่อุณหภูมิขนาดตาง ๆ คาความดันไอมี
หนวยเปนมิลลิบาร (mb) และความสูงของแทงน้ําที่ 4°C มีหนวยเปนเมตร


                         Hp = 10.01/0.9957 = 10.05 ม.     ระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ําได
                                                        ←Hz = 10.05 – 0.60 – 0.43 – 5.18 = 3.84 เมตร
  ความกดดันของบรรยากาศ



                                                        ←เฮดความฝดทางทอดูด = 0.60 ม.



                                                        ←NPSHr = 5.18 ม.

                                                        ←−−−−−−Hvp ของน้ําที่ 30°C = 0.43 ม.


รูป4.22 Dfferent Heads in Exam.4.4
ตาราง 4.1 ขอมูลทางฟสิกสของน้ํา
107


ความถวงจําเพาะของน้ําที่ 30°C = 0.9957
                   ความดันไอน้ําที่ 30°C = 0.43 เมตรที่ 4°C
        เปลี่ยนเฮดความกดดันของบรรยากาศ (Hp) และเฮดความดันไอน้ํา (Hvp) ใหมาเปนความสูง
ของแทงน้ําที่ 30°C
                                    Hp = 10.01/0.9957 = 10.05 เมตร
                                    Hvp = 0.43/0.9957 = 0.43 เมตร
        แทนคาสมการ
                 NPSH = Hp – Hz – Hf – Hvp
                 5.18 = 10.05 – Hz – 0.60 – 0.43
                 Hz       = 10.05 – 0.60 – 0.43 – 5.18 = 3.84 เมตร
ดังนัน จะตังปมใหอยูสูงกวาผิวน้ําไดไมเกิน 3.84 เมตร
     ้     ้ 

ตัวอยางที่ 4.5
        จากตัวอยางที่แลว ถาอุณหภูมิของน้ําเพิ่มเปน 90°C จงหาระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ํา
                                                                                     
ได
วิธทํา
    ี
        จากตารางที่ 4.1
        ความถวงจําเพาะของน้ําที่ 90°C = 0.965
        ความดันไอน้ําที่ 90°C           = 7.15 เมตรน้ําที่ 4°C
                                        = 7.15/0.965 = 7.41 เมตรน้ําที่ 90°C

       ความกดดันของบรรยากาศเมื่อเทียบเปนความสูงของน้ําที่ 90°C
                                         =   10 . 01
                                             0 . 965
                                                       = 10.37 เมตร
108




                                                                      ←Hf = 0.60 ม.        ←ความดันต่ําสุดที่ตองการที่หนาสูบ
                                                                                                   (0.60 + 5.18 + 7.41) - 10.37 = 2.82 ม.
                       Hp = 10.01/0.965 = 10.37 ม.
                                                                     ← NPSHr = 5.18 ม.
ความกดดันของบรรยากาศ




                                                                     ←Hvp = 7.41 เมตรน้าที่ 90°C
                                                                                       ํ




                 รูป 4.23 Dfferent Heads in Exam.4.4
                         แทนคาสมการ                NPSH = Hp – Hz – Hf – Hvp
                                                    5.18 = 10.37 – Hz – 0.60 – 7.41
                                                    Hz     = 10.37 – 0.60 – 7.41 – 5.18 = – 2.82 เมตร
                         ดังนัน จะตองตั้งปมใหอยูตากวาระดับผิวน้ําไมนอยกวา 2.82 เมตร
                              ้                     ่ํ

                         ในกรณีที่ปมนันติดตังไวแลว เราอาจหาคา NPSH ที่มีอยูจริงไดโดยการติดตั้งเกจวัดความดัน
                                        ้     ้
                 (Pressure gage) ที่ทอดูดของปม พลังงานศักยที่วัดไดเมื่อแปลงใหเปนความดันสมบูรณรวมกับพลังงาน
                                               
                 จลน (Velocity head, V2/2g) ก็จะเปนพลังงานที่ขับดันใหของเหลวไหลเขาไปในหองสูบ เมื่อลบผลรวม
                 ดวยความดันไอก็จะเปน NPSH ที่มีอยูจริงสําหรับปมนัน กลาวคือ
                                                                   ้
                                                                                      V2
                                                               NPSHa = Hp + Hg +      2g
                                                                                           - Hvp                                 (4.8)


                 ในเมื่อ                             Hp    =      ความดันสมบูรณของบรรยากาศหรือความดันทีผิวของของเหลว
                                                     Hg    =      ความดันที่วัดไดดวยเกจวัดความดันปรับใหเปนความดันทีศนยกลาง
                                                                                                                        ่ ู
                                                                  ของปม
                                                                       
                                                     V2
                                                     2g
                                                           =      พลังงานจลนหรือเฮดความเร็ว (Velocity Head) ของการไหลของของ
                                                                  เหลวเขาไปสูหองสูบ
                                                                               
                                                     Hvp   =      ความดันไอของของเหลวที่อณหภูมิของของเหลวนัน
                                                                                         ุ                 ้
109


ตัวอยางที่ 4.6
        สถานีสูบน้ําแหงหนึงตั้งอยูที่ระดับ 300 เมตร เหนือระดับน้ําทะเล น้ามีอุณหภูมิ 25°C เกจวัด
                           ่                                             ํ
ความดัน ซึงติดตังที่ทอดูดในระดับเดียวกันกับศูนยกลางของปมอานได 60 kN/m2 สุญญากาศ
             ่   ้ 
ความเร็วของการไหลในทอดูดเทากับ 3.6 เมตร/วินาที จงหา NPSH ที่มีอยูจริงสําหรับปมนัน ้
วิธีทา
     ํ
        ความกดดันของบรรยากาศที่ระดับ 300 เมตร =                    10.33 – 0.00108 x 300
                                                          =        10.01 เมตรน้าที่ 4°C
                                                                                ํ
                                    ถ.พ. ของน้ําที่ 25°C =         0.9971
                             ดังนัน Hp อุณหภูมิ 25°C =
                                  ้                                10.01/0.9971 = 10.04 เมตร
                                                                     −60 × 1000
                                 ความดันเกจ    Hg      =        1000 × 9 . 81 × 0 . 9971
                                                        =        - 6.13 เมตร
                                                 V2               (3.6) 2
                                                 2g
                                                        =        2 × 9 . 81
                                                                              = 0.66 เมตร
                                 ความดันไอน้ํา Hvp      =        0.32 เมตรที่ 4°C
                                                        =        0.32/0.9971 = 0.32 เมตรที่ 25°C
                                                             2
                NPSH ที่มีอยูจริง      =       Hp + Hg + Vg - Hvp
                                                          2
                                        =       10.04 – 6.13 + 0.66 – 0.32 = 4.25 เมตร

4.12 คาวิเตชั่น (Cavitation)
          คาวิเตชั่นเปนปรากฎการณที่เกิดการกัดกรอนเนื้อโลหะของใบพัดหรือหองสูบโดยมีสาเหตุมาก
จากการที่ NPSH ที่มีอยูจริงมีคาต่ํากวา NPSH ทีตองการสําหรับปมนัน ในปมแบบเซนตริฟกอลขณะที่
                                                   ่                  ้                ู
ของเหลวไหลผานทอดูดเขาไปยังศูนยกลางของใบพัด ความเร็วของการไหลจะเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็ว
เนื่องจากพลังงานที่กอใหเกิดการไหลดังกลาวมีคาคงที่ การเพิ่มความเร็วจะเปนผลใหความดันลดลง
ถาความดันลดลงต่ํากวาความดันไอที่อณหภูมิของของเหลวนั้น ของเหลวก็จะกลายเปนไอและเกิดเปน
                                         ุ
ฟองสูญญากาศที่มความดันภายในเทากับความดันไอและไหลปนรวมไปกับของเหลวนั้น ในขณะที่
                     ี
ชองทางไหลในใบพัดเพิ่มขนาดขึ้นความเร็วของการไหลจะลดลงพรอม ๆ กับเพิ่มความดันขึน ดวย     ้
ความดันที่เพิมชึ้นและที่ไดรบจากแรงกระแทกของครีบใบพัด ฟองของไอซึ่งมีความดันต่ํามากก็จะแตก
               ่             ั
ตัวทําใหเกิดเสียงหรืออาการสั่นขึน นอกจากนั้นการแตกตัวของฟองสูญญากาศทําใหเกิดแรงกระแทก
                                  ้
อยางรุนแรง ผิวหนาโลหะของใบพัดซึ่งอยูตดกับฟองดังกลาวก็จะเกิดการกัดกรอนไปดวย
                                            ิ
          โดยแทจริงแลวคาวิเตชั่นจะไมเกิดขึ้นถาหากปมนั้นไดรบการออกแบบติดตังใหมี NPSH สูง
                                                                 ั              ้
กวาที่ตองการ แตถาเกิดขึ้นแลวผลที่ตามมาอยางแนนอน ก็คือประสิทธิภาพของปมจะลดลง การกัด
110


กรอนชิ้นสวนของใบพัดอาจเกิดขึ้นหรือไมกไดขึ้นอยูกับวาคาวิเตชั่นนันรุนแรงมากหรือนอยและเกิด
                                             ็                        ้
ติดตอกันเปนเวลานานเทาใด
         สําหรับปมแบบเซนติฟูกอล คาวิเตชั่นเปนสิ่งที่ปองกันไดโดยการพยายามหลีกเลี่ยงการติดตัง  ้
หรือใชงานในลักษณะดังตอไปนี้ใหมากทีสุดเทาที่จะมากได คือ
                                           ่
         1. ใหปมทํางานที่เฮดต่ํากวาเฮดของปมที่จะใหประสิทธิภาพสูงสุดมาก เชน ปมทํางานได
                                                                                          
             ประสิทธิภาพสูงสุดที่เฮด 30 เมตร แตนําปมนันไปใชงานที่มเี ฮดเพียง 3 เมตร เปนตน
                                                             ้
         2. ใหปมทํางานที่อัตราการสูบสูงกวาอัตราการสูบที่จะใหประสิทธิภาพสูงสุดมาก
         3. ระยะดูดยก (Suction lift) มากกวา หรือ NPSHa นอยกวาความตองการของปมตามที่
             บริษัทผูผลิตกําหนดไว
         4. อุณหภูมิของของเหลวสูงกวาคาที่ใชในการออกแบบมาก
         5. ความเร็วของใบพัดสูงกวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไวมาก
         ในกรณีที่เปนปมแบบ Axial flow หรือ Propeller ขอทีควรหลีกเลี่ยงจะแตกตางกัน กลาวคือ
                                                                 ่
ในขณะที่ปมกําลังทํางานของเหลวจะไหลเขาไปหาพัดโดยมีทางเขารูปคลายปากแตรซึ่งคอย ๆ ลด
ขนาดลง จนถึงบริเวณทีตั้งใบพัดซึ่งเปนสวนที่เล็กที่สด ความเร็วของการไหลในบริเวณนี้จะตองไมสูง
                          ่                            ุ
มากจนเกินไป                   แตจะตองมากพอที่จะไหลไปเสริมสวนที่ถกใบพัดขับดันไปขางหนาไดทันดวย
                                                                    ู
เนื่องจากวาใบพัดมิไดมีลกษณะเปนเกลียวสวานติดตอกันไป การขับดันของเหลวดวยใบพัดจึงทําได
                            ั
คอนขางจํากัด โดยเฉพาะอยางยิ่งในกรณีที่ใชปมแบบนีสําหรับเฮดที่สงมาก ๆ อัตราการสูบจะลดลง
                                                           ้            ู
และเปนเหตุใหของเหลวไหลขึ้นไปเสริมสวนที่ถูกขับดันไปกอนแลวไมทัน ก็จะเกิดเปนฟองสูญญากาศ
บนแผนใบพัดขึ้น                เมื่อฟองสูญญากาศนี้สลายตัวในเสี้ยววินาทีตอมาก็จะเกิดแรงกระแทรกของ
ของเหลวบนแผนใบพัดอยางรุนแรงและเกิดเสียงดังขึน      ้
         การปองกันคาวิเตชั่นโดยการหลีกเลี่ยงสําหรับปมแบบ Axial flow นัน มีดงนี้คือ
                                                                           ้ ั
         1. หลีกเลี่ยงการใชปมสําหรับงานทีตองการเฮดสูงกวาเฮดสูงกวาเฮดของปมทีจะให
                                               ่                                     ่
             ประสิทธิภาพสูงสุดมาก
         2. หลีกเลี่ยงการสูบที่อัตราต่ํากวาอัตราการสูบของปมที่จะใหประสิทธิภาพสูงมาก
         3. ระยะดูดยก (Suction lift) สูงกวา หรือ NPSHa ต่ํากวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไว
         4. อุณหภูมิของของเหลวสูงกวาคาที่ใชในการออกแบบมาก
         5. ความเร็วของใบพัดสูงกวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไวมาก
Chapter 4 pump
Chapter 4 pump
Chapter 4 pump
Chapter 4 pump

More Related Content

What's hot

BELTING
BELTINGBELTING
BELTING
Azizul Izham
 
Heat exchanger training 02. 25. 15
Heat exchanger training 02. 25. 15 Heat exchanger training 02. 25. 15
Heat exchanger training 02. 25. 15
Sharon Wenger
 
Axial Flow Turbine.ppt
Axial Flow Turbine.pptAxial Flow Turbine.ppt
Axial Flow Turbine.ppt
MuhammadZaki983995
 
Spur gear problem and solution
Spur gear   problem and solutionSpur gear   problem and solution
Spur gear problem and solution
dodi mulya
 
Hw ch7
Hw ch7Hw ch7
Chapter 3 joints
Chapter 3 jointsChapter 3 joints
Chapter 3 joints
CAALAAA
 
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
Erdi Karaçal
 
Engineering science lesson 7
Engineering science lesson 7Engineering science lesson 7
Engineering science lesson 7
Shahid Aaqil
 
Unit 7-60
Unit 7-60Unit 7-60
Unit 7-60
Rafael Dela Pena
 
Design of springs and levers
Design of springs and leversDesign of springs and levers
Design of springs and levers
M.D.Raj Kamal
 
Chapter2
Chapter2Chapter2
Chapter2
GF Cleiton
 
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
Cali Ferrari
 
Internal combustion engine (ja304) chapter 2
Internal combustion engine (ja304) chapter 2Internal combustion engine (ja304) chapter 2
Internal combustion engine (ja304) chapter 2
mechanical86
 
Hoop strain2
Hoop strain2Hoop strain2
Hoop strain2
Mayank Pathak
 
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I NOTES
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I  NOTESME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I  NOTES
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I NOTES
ASHOK KUMAR RAJENDRAN
 
006 fundamental of convection thai
006 fundamental of convection thai006 fundamental of convection thai
006 fundamental of convection thai
Saranyu Pilai
 
Special study on Centrifugal Pump
Special study on Centrifugal PumpSpecial study on Centrifugal Pump
Special study on Centrifugal Pump
imranmehedi233
 
สัญลักษณ์เชื่อม01
สัญลักษณ์เชื่อม01สัญลักษณ์เชื่อม01
สัญลักษณ์เชื่อม01
Narasak Sripakdee
 
Solucionario faires
Solucionario fairesSolucionario faires
Solucionario faires
juan02468
 
Shaft. keys and cuopling
Shaft. keys and cuoplingShaft. keys and cuopling
Shaft. keys and cuopling
Svabhiman Singh
 

What's hot (20)

BELTING
BELTINGBELTING
BELTING
 
Heat exchanger training 02. 25. 15
Heat exchanger training 02. 25. 15 Heat exchanger training 02. 25. 15
Heat exchanger training 02. 25. 15
 
Axial Flow Turbine.ppt
Axial Flow Turbine.pptAxial Flow Turbine.ppt
Axial Flow Turbine.ppt
 
Spur gear problem and solution
Spur gear   problem and solutionSpur gear   problem and solution
Spur gear problem and solution
 
Hw ch7
Hw ch7Hw ch7
Hw ch7
 
Chapter 3 joints
Chapter 3 jointsChapter 3 joints
Chapter 3 joints
 
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
Me307 machine elements formula sheet Erdi Karaçal Mechanical Engineer Univers...
 
Engineering science lesson 7
Engineering science lesson 7Engineering science lesson 7
Engineering science lesson 7
 
Unit 7-60
Unit 7-60Unit 7-60
Unit 7-60
 
Design of springs and levers
Design of springs and leversDesign of springs and levers
Design of springs and levers
 
Chapter2
Chapter2Chapter2
Chapter2
 
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
Engr10 WindTrubine_Group2 (1)
 
Internal combustion engine (ja304) chapter 2
Internal combustion engine (ja304) chapter 2Internal combustion engine (ja304) chapter 2
Internal combustion engine (ja304) chapter 2
 
Hoop strain2
Hoop strain2Hoop strain2
Hoop strain2
 
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I NOTES
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I  NOTESME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I  NOTES
ME6503 - DESIGN OF MACHINE ELEMENTS UNIT - I NOTES
 
006 fundamental of convection thai
006 fundamental of convection thai006 fundamental of convection thai
006 fundamental of convection thai
 
Special study on Centrifugal Pump
Special study on Centrifugal PumpSpecial study on Centrifugal Pump
Special study on Centrifugal Pump
 
สัญลักษณ์เชื่อม01
สัญลักษณ์เชื่อม01สัญลักษณ์เชื่อม01
สัญลักษณ์เชื่อม01
 
Solucionario faires
Solucionario fairesSolucionario faires
Solucionario faires
 
Shaft. keys and cuopling
Shaft. keys and cuoplingShaft. keys and cuopling
Shaft. keys and cuopling
 

Viewers also liked

เฉลยข้อสอบฟูอิด
เฉลยข้อสอบฟูอิดเฉลยข้อสอบฟูอิด
เฉลยข้อสอบฟูอิด
Kasetsart University
 
4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลีWijitta DevilTeacher
 

Viewers also liked (6)

468201 hand book
468201 hand book468201 hand book
468201 hand book
 
00ของไหล01
00ของไหล0100ของไหล01
00ของไหล01
 
ของไหล
ของไหลของไหล
ของไหล
 
เฉลยข้อสอบฟูอิด
เฉลยข้อสอบฟูอิดเฉลยข้อสอบฟูอิด
เฉลยข้อสอบฟูอิด
 
4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี
 
Fluid
FluidFluid
Fluid
 

Chapter 4 pump

  • 1. บทที่ 4 เครื่องขับเคลือนของไหล ่ 4.1 คํานํา ในระบบที่มีการเคลื่อนที่ของๆไหลดังในบทที่ 3 จะพบวาตองมีเครื่องมือที่ชวยทํางานเพื่อ ทํา หนาทีเ่ พิ่มพลังงานใหแกของไหลเพื่อจะเอาชนะตอคาการสูญเสียพลังงานจากความฝด หรือให พลังงานที่จะเพิ่มความเร็ว ความดัน หรือความสูงใหแกของไหล ระบบเครื่องมือทีใชเรียกวา ปมหรือ ่ เครื่องสูบ (pump) เมื่อของไหลเปนของเหลว หรือเครืองอัดอากาศ (Compressor) เมื่อของไหลเปน ่ อากาศหรือกาซอื่นๆ และคิดวาเครื่องมือเหลานี้เปนสิ่งแวดลอม (surrounding) ที่ทํางานใหกับของ ไหล ซึ่งถือวาเปนระบบ(system) พลังงานทีนํามาเพิ่มใหแกของไหลอาจมาจากเครื่องยนต มอเตอร ่ แรงลม แรงคน หรือพลังงานจากแหลงอื่นก็ได ปม หรือเครืองสูบชวยทําใหชีวิตมนุษยงายขึ้นมาก เมื่อกอนผูคนจะเลือกที่อยูอาศัยใหใกล ่ แหลงน้ําเพื่อความสะดวกในการนําน้ํามาใชในการอาบกินและทําการเกษตร ทําอุตสาหกรรม การใช น้ําปริมาณมากๆ ทําใหมนุษยจําเปนตองหาทางทําเครื่องมือที่จะชวยใหงานขนสงน้ํางายขึ้น ปม สมัยใหมไดเริมมีวิวฒนาการมาตังแตประมาณ ป ค.ศ. 1840 โดยเปนแบบลูกสูบชัก (Reciprocating) ่ ั ้ ชนิดตอตรงเขากับเครื่องจักรไอน้ํา และพัฒนาตอมาเรื่อย ๆ ในทุกดาน 4.2 การแยกประเภทปม การจัดหมวดหมูของปม อาจทําไดโดยใชแนวทางตางกัน คือ 4.2.1 แยกตามลักษณะการเพิ่มพลังงานใหแกของเหลว หรือการไหลของของเหลวในปม ไดแก ก. ประเภทเซนตริฟูกอล (Centrifugal) เปนการเพิ่มพลังงานโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุด ศูนยกลาง บางครังเรียกวา Roto-dynamic ้ ข. ประเภทโรตารี่ (Rotary) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการหมุนของฟนเฟองรอบแกนกลาง ค. ประเภทลูกสูบชัก (Reciprocating) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการอัดโดยตรงในกระบอกสูบ ง. นอกแบบ (Special) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยกลไกอื่น ๆ นอกเหนือจากสามแบบขางตน 4.2.2 การแยกประเภทตามลักษณะการขับดันของเหลวในเครื่องสูบ ซึงยังแบงไดเปนสองลักษณะ ่ คือ ก. ทํางานโดยไมอาศัยหลักการแทนที่ของเหลว (Non-Positive Displacement) ซึง ่ ปมประเภทอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนยกลางอาจจัดอยูในประเภทนี้
  • 2. 87 ข. ทํางานโดยอาศัยหลักการแทนที่ของเหลวในหองสูบโดยการขับเคลื่อนชิ้นสวนของเครื่องสูบ ประเภทนีรวม Rotary และ Reciprocal อยูในกลุมเดียวกัน การใชแผนภูมิอาจทําใหเห็นการ ้ จําแนกประเภทปมชัดเจนขึ้น Volute Diffuser เซนตริฟูกอล Regenerative-turbine Single-stage (Centrifugal) Vertical-turbine Multistage Mixed-flow Axial-flow (propeller) Gear Vane โรตารี่ Lobe (Rotary) Screw etc. Simplex Duplex Direct-acting Triplex ลูกสูบชัก Diaphragm Quadruplex (Reciprocating) Rotary-piston etc. etc. Jet นอกแบบ Gas lift (Special) Hydraulic ram etc. รูปที่ 4.1 การจําแนกประเภทของปม
  • 3. 88 4.3 ปมแบบลูกสูบชัก (Reciprocating) ปมแบบนี้เพิ่มพลังงานใหแกของเหลวโดยการเคลื่อนที่ของลูกสูบซึ่งเขาไปอัดของเหลวใหไหล ไปสูทางจาย ปริมาตรของเหลวที่สูบไดแตละครั้งเทากับผลคูณของพืนทีหนาตัดของกระบอกสูบกับชวง ้ ่ ชักของกระบอกสูบนั้น แตกตางจากปมแบบโรตารีซึ่งผลักของเหลวออกสูทางจายโดยการหมุนของ ่ เฟองรอบแกน ในขณะทีปมลูกสูบเคลื่อนที่ในแนวนอน ปมที่มีกระบอกสูบเดียว ซึ่งรอใหน้ําเขากระบอก ่ สูบแลวอัดออกไปทําใหการไหล ของน้ําไมสม่ําเสมอมีน้ําออกมา เฉพาะจังหวะอัด เรียกปมแบบนี้ วา Simplex single action มี กราฟแสดงอัตราการไหลเปน ชวง ๆ รูป 4.2 ปมแบบลูกสูบชักชนิดลูกสูบเดี่ยวสองจังหวะ รูป 4.3 Discharge curves ของปมแบบลูกสูบชักแบบตางๆ วิศวกรไดหาทางแกไขการขาดชวงของน้ําที่จายออกโดยการดัดแปลงกระบอกสูบใหทํางานได ทั้งจังหวะอัดและจังหวะดูด แมจะมีกระบอกสูบเพียงชุดเดียว โดยเพิ่มความยาวของกระบอกสูบทําให จังหวะอัดปลายกระบอกสูบดานหนึงเปนจังหวะดูดของอีกดานหนึ่งและเราเรียกปมนี้วา ่ Simplex double acting ตามรูป 4.2 ในรูป 4.3 เปน discharge curve ของ ปมแบบลูกสูบชักแบบตางๆ ซึ่ง
  • 4. 89 เปนการพัฒนาเพื่อใหไดการจายน้ําที่สม่ําเสมอมากยิ่งขึ้น และดวยแนวคิดเกี่ยวกับความสม่ําเสมอของ การจายน้ําหรือความคงที่ของแรงดันอาจทําไดดวยการเพิ่มจํานวนกระบอกสูบเปนสอง สาม หรือสี่  โดยโปรแกรมใหลูกสูบเหลานี้ทํางานเสริมกัน เรียกปมตามจํานวนลูกสูบ Simplex หมายถึงมีกระบอก สูบเดียว, Duplex สองสูบ, Triplex สามสูบ, Quaduplex สี่สูบ นอกจากนี้ก็อาจแกปญหาโดยการปม ของเหลวผานเขาไปในหมอลมกอนจายเขาไปในระบบ อากาศที่มีการขยายและหดตัวไดดีจะชวยทําให อัตราไหลสม่ําเสมอ ซึ่งดูไดจากกราฟเสนลางของรูป 4.3 4.4 ปมแบบโรตารี (Rotary Pump) ปมแบบนี้ทํางานโดยของเหลวถูกดูดเขาและอัดออกไปจากเครื่องปม โดยการหมุนรอบ ศูนยกลางของเครื่องมือกล ซึ่งมีชองวางใหของเหลวไหลเขาทางดานทางดูด และเก็บอยูระหวางผนัง  หองสูบกับชิ้นสวนที่เปนตัวหมุนหรือโรเตอร ซึ่งจะขับเคลื่อนของเหลวไปเรื่อย ๆ จนถึงดานจาย อัตรา ไหลของปมชนิดนี้ขึ้นอยูกบปริมาตรของชองของเหลวในหองสูบและอัตราเร็วของการหมุนของโรเตอร ั ปมแบบนี้จะใหประสิทธิภาพสูงถึง 80 – 85 % ถาใชกบของเหลวทีมีความหนืดสูงหรือเขมขนมาก ั ่ ปมประเภทนีก็มีหลายแบบ เชน แบบเฟอง (Gear pump), แบบครีบ (Vane pump), แบบลอน (Lobe ้ pump)สกรูปม (Screw pump) 4.4.1 Gear Pump เปน Rotary pump ที่ใชกันมากที่สุด ประกอบดวยเกียรสองตัวหมุนขบกันในหองสูบ เมื่อของเหลว ถูกดูดเขามาอยูระหวางรองฟนของเกียรก็ถูกพาใหเคลื่อนที่ ออกไปสูทางจาย ฟนของเฟองจะอยูชิดกับผนังหองสูบกัน การไหลยอนกลับไปทางดานดูด เมื่อถึงทางจายแลวรอง ฟนเฟองซึ่งเดิมมีของเหลวอยูเต็มจะถูกแทนทีดวยฟนจาก ่ รูป 4.4 Internal Gear Pump เฟองอีกตัวหนึง ซึ่งขบกันสนิทจนของเหลวไมสามารถไหลผาน ่ ฟนเฟองไปสูดานดูดได รูป 4.4  4.4.2 ปมโรตารี่แบบครีบ (Vane Pump) ปมแบบนี้มหองสูบเปนรูปทรงกระบอก และมีโรเตอร ซึงเปน ี ่ ทรงกระบอกเหมือนกันวางเยื้องศูนยใหผิวนอกของโรเตอรสัมผัสกับผนังหองสูบที่กึ่งกลางทางดูดกับ ทางจาย
  • 5. 90 รูป 4.5 4.4.3 ปมโรตารี่แบบลอน (Lobe pump) มีลักษณะคลายกับ gear pump แตโรเตอรหนาตาแปลกไป แทนที่จะเปนเฟองเกียรก็จะเปนลอนหรือพู สองถึงสี่พู ชองวางระหวางพูจะแบนและกวางจึงมีปริมาตร การสูบที่สูงกวา Gear pump แตเนื่องจากการถายทอดกําลังหมุนของโรเตอรมีประสิทธิภาพคอนขาง ต่ํา จึงตองมีเฟองอยูนอกหองสูบชวยขับใหจังหวะการหมุนของโรเตอรทั้งสองชุดเขากันไดดี รูป 4.6 4.4.4 ปมโรตารี่แบบสวาน (Screw pump) โรเตอรของปมแบบนีหนาตาเหมือนดอกสวาน เมือหมุน ้ ่ จะขับเคลื่อนใหของไหลใหเดินหนาไปเรื่อย ๆ จนถึงทางออก ถามีดอกเดียวเรียก Single Screw และ อาจมีScrew สองหรือสามตัวก็ได
  • 6. 91 รูป4.7 Screw pump a) Single Screw b)Double 4.5 ปมแบบเซตริฟูกอล (Centrifugal Pump) ปมชนิดนี้ถายเทพลังงานจาก เครื่องยนตตนกําลังหรือมอเตอร ไฟฟาใหแกของเหลวที่ถูกดูดเขา ตรงจุดศูนยกลางของใบพัด การ หมุนของใบพัดจะเหวี่ยงของเหลว ออกสูปลายใบพัดทําใหเกิดการ ไหลในแนวของแรงลัพธระหวาง แรงในแนวรัศมีและแรงในแนว สัมผัส แรงเหวียงนี้เรียกแรงหนี ่ รูป 4.8 ปมแบบเซตริฟูกอล ศูนยกลาง เมือของเหลวเคลื่อนที่ ่ ไปสูปลายใบพัด ความกดดันของ ของเหลวจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และมีคามากที่สุดเมื่ออยูหางจุดศูนยกลางของใบพัดมากที่สุด เมื่อมี  ความเร็วมากพอแรงเหวี่ยงนี้จะทําใหเกิดสภาวะศูนยกลางที่ตําแหนงดุมของใบพัดซึ่งเอื้อใหของเหลว จํานวนใหมถกดูดเขามาแทนในตําแหนงศูนยกลางใบพัดนี้และถูกเหวี่ยงออกไปเรื่อย ๆ ตอเนื่องเมื่อ ู ของเหลวที่ถูกดูดเขาไปที่ศนยกลางถูกเหวี่ยงออกไปดานนอกทุกทิศทางในแนวของใบพัดเพื่อให ู ของเหลวที่สะสมอยูโดยรอบมีเพิ่มขึ้นได จึงตองติดตังใบพัดใหเยื้องศูนย มีจุดที่ปลายใบพัดแทบจะ ้ แตะเรือนปมตําแหนง ตําแหนงนี้เรียกวา “ลิ้นของเรือนปม”, Tong of the casing จากตําแหนงลินของ   ้
  • 7. 92 ปมไปทางดานทางออกปริมาตรจะเพิ่มเรื่อย ๆ เพื่อรองรับของเหลวที่เพิ่มขึ้นและถูกขับออกไปทางดาน จาย (Discharge opening) ซึ่งตอกับทอปมเซน  ตริฟูกอลนี้มีอยูดวยกันหลายแบบ ไดแก 4.5.1 ปมแบบหอยโขง (Volute Type) เปนเซนตริฟกอลปมชนิดพื้นฐานของเหลวถูกดูด ู เขาสูศนยกลางของใบพัดในทิศทางขนานกับ ู แกนเพลาและไหล(ถูกเหวี่ยง)ออกตั้งฉากกับ ทิศทางที่ไหลเขา ชองทางเดินของๆเหลวจะเริ่มที่ ลิ้นของเรือนปมสะสมมากขึ้นในทิศทางการหมุน  ของใบพัด ชองทางของๆไหลนี้อาจมีชองเดียว รูป 4.9 ปมแบบเซตริฟูกอลแบบหอยโขง หรือมากกวาเพื่อชวยใหแรงกดบนเพลาของ ปมลดลง 4.5.2 แบบมีครีบผันน้ํา (Diffuser) ปมแบบนี้มีลักษณะของเรือนปมและใบพัดเหมือนแบบ Volute  type ทุกอยาง แตภายในเพิ่มเติมครีบผันน้ําติดอยู กับเรือนปมเพือชวยปรับทิศทางใหของเหลวที่ถูกดัน ่ ออกมาเขาสูทศทางไปสูชองทางเดินที่เปนสวนโคง ิ  รอบนอกไดเร็วขึ้น ทําใหมีการสูญเสียพลังงานนอยลง ทําใหการเปลี่ยนพลังงานจลนมาเปนพลังงานศักย ในรูปของความดันมีประสิทธิภาพดีขึ้น รูป 4.10 เซนตริฟูกอลปม แบบมีครีบผันน้า ํ 4.5.3 แบบเทอรไบน (Turbine Type) ปมแบบนี้บางครั้งเรียกวาแบบ Vertex, periphery หรือ Regenerative Turbine ลักษณะเดนของมันคือตัวใบพัดจะเปนแผนแบบกลม มีความหนา ครีบของ ใบพัดเกิดจากการกัดเซาะรองบนของของแผนใบพัด เกิดเปนแผนครีบแคบ ๆ และลิ้นในแนวรัศมี เมื่อ
  • 8. 93 ของเหลวจากทางดูดสูชองวางระหวางครีบของใบพัด มันจะถูกเหวี่ยงออกดวยแรงหนีศนยกลาง แต ู เนื่องจากผนังของเรือนปมปดกั้นอยูมันไปไหนตอไมได ก็จะถูกบังคับใหตองยอนกลับเขาสูชองวาง ระหวางครีบและถูกเหวี่ยงกลับออกไปอีก ขบวนการนี้เกิดซ้ําไปมาจนกวาจะเคลื่อนที่ถึงทางออกทําใหมี รูป4.11 Regenerative Turbine พลังงาน เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามจํานวนครั้งของการเดินทางไปมาระหวางครีบ และขอบใบพัด ซึงอาจมีจํานวนครั้ง ่ ตั้งแต 2 ถึง 50 ยิ่งจํานวนครั้งมากพลังงานศักยของๆเหลวก็จะเพิ่มมากขึ้น 4.5.4 แบบ Vertical Turbine ปมแบบนี้มีเรือนปมแตกตางจาก  Volute type แตยังคงมีหลักการของ Centrifugal คือ ของเหลวเขาสูจุดศูนยกลางของใบพัดและถูกเหวี่ยงออกดวยแรง หนีศนยกลาง แตตัวเรือนปมสงน้ําจากลางขึ้นบน มักใชสูบน้ํา ู จากบอลึกขึ้นมาบนดิน จึงมักถูกเรียกวา Deep Well type หรือ Deep Well Turbine มีใบพัดไมใชแบบเทอรไบน แตเปน radial flow หรือ Mixed flow และมักมีหลายชุดตอกันเปนอนุกรมเพื่อ สะสมพลังงานใหมากพอที่จะยกน้ําจากบอลึก ๆ ได แตละชุด ของใบพัดเรียกวา Stage Vertical Turbine, Three Stage Deep Well Turbine รูป4.12 Vertical Turbine
  • 9. 94 4.5.5 Mixed Flow เปนปมซึ่งมีใบพัดทีบังคับทิศทางของน้ําจากทางเขาของทางดูดทีศนยกลางใบพัด  ่ ่ ู ใหนํามีทศทางที่เกิดจากการผสมระหวางแรงในทิศทางของแรงหนีศนยกลาง ซึ่งอยูในแนวรัศมีกบแรง ้ ิ ู ั ผลักจากรูปรางของใบพัดทีมีทศขนานกับแกนเพลา ของเหลวที่ออกจึงมีทิศทางทํามุม 45° ถึง 80° ่ ิ กับแกนเพลา ขอดีของปมแบบนีคือจะไดคาอัตราการสูบสูง แตจะให head ไดนอยกวาแบบ Redial ้ flow ซึ่งน้ําออกจากศูนยกลางทอดวยแรงหนีศนยเพียงอยางเดียว ใชมากในปมแบบ Vertical Turbine ู ปมแบบ Mixed Flow นี้มคาเฮดตั้งแต 3 ถึง 50 เมตร ตอใบพัด 1 ชุด และใหอัตราการสูบมากถึง 7000 ี ลูกบาศกเมตรตอชั่วโมง ความเร็วปกติของใบพัด 1,450 รอบตอนาที 4.5.6 Axial Flow Type แบบนี้ของเหลวทีไหลเขาและออกจากใบพัดมีทศทางขนานกับแกนเพลา แรง ่ ิ ที่เพิ่มพลังงานใหแกของเหลวเปนแรงในทิศทางของการไหลเพียงอยางเดียว ไมมแรงเหวี่ยงหนี ี ศูนยกลาง ใหเฮดตั้งแตประมาณ 50 เซนติเมตร ถึง 7 เมตร ตอใบพัด 1 ชุด อัตราการสูบอาจมากถึง 100,000 ลูกบาศกเมตรตอชัวโมง ความเร็วปกติของใบพัด 1,160 รอบตอนาที ่ 4.6 ลักษณะใบพัดของปมแบบเซนตริฟูกอล เนื่องจากทิศทางการไหลของของเหลวถูกบังคับดวยลักษณะของใบพัดและจานประกับ (Shroud) หลายรูปแบบดวยกัน คือ 4.6.1 ใบพัดเปด (Open Impeller) เปนแบบที่ตัวใบพัดยื่นยาวออกจากแผนประกับหรือรัศมี ของจานประกับเล็กกวารัศมีของใบพัด 4.6.2 ใบพัดกึงเปด (Semi-open Impeller) แบบนี้จานประกับมีรศมีเทาใบพัดแตมีจาน ่ ั ประกับเพียงดานเดียว 4.6.3 ใบพัดปด (Closed Impeller) แบบนี้จานประกับมีรศมียาวเทาใบพัดและปดอยูทั้งสอง ั ดาน มีทงแบบทางดูดดานเดียวและสองดาน (Closed - Single suction impeller) และ(Closed- ั้ Double suction impeller) 4.6.4 Paper Stock Impeller มีใบพัดออกแบบใหเหมาะสําหรับการปมของที่มความขนสูง ี เนื่องจากเดิมมีใชในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษ ดังนั้นแมตอมาจะถูกใชกับของเหลวอื่นก็ยังคงมีชื่อ เหมือนเดิม คือ Paper Stock Impeller 4.6.5 Propeller ใบพัดแบบนี้บังคับการไหลใหอยูในทิศทางการไหลเขาสูใบพัดเพียงอยาง เดียวไมมีแรงหนีศนยกลางเรียกตามทิศทางไหลของๆเหลววา Axial Flow Type ู 4.6.6 Mixed Flow แบบนี้ของไหลเขาสูใบพัดขนานกับแกนเพลา แตมีใบพัดบังคับใหไหลออก ทํามุม 45° ถึง 80° กับทิศทางเดิม แรงขับเปนผลรวมของแรงขับดันในทิศทางของเพลาและแรงหนี ศูนย
  • 10. 95 4.6.7 Radial Flow เปนใบพัดชนิดที่บังคับของไหลใหออกจากปมดวยแรงเหวียงหนีศนยกลาง ู เพียงอยางเดียว รูป 4.13 ลักษณะใบพัดของปมแบบเซนตริฟูกอล
  • 11. 96 4.7 การคํานวณเกี่ยวกับเรื่องปม จากสมการดุลพลังงานในบทที่ 3 ⎛ Δv 2 ⎞ ⎜ ⎟ + Δz g + 2 VdP + Σ F ⎜ 2g α ⎟ gc p ∫p1 = − W'f (3.14) ⎝ c ⎠ แตละเทอมสามารถใชชื่อ “เฮด” เทอมแรกเรียกวา Velocity head เทอมที่สองเรียกวา Potential head เทอมที่สามเรียก Pressure head เทอมที่สี่เรียก Friction head และ − W'f คืองานที่ปมจะตองใหแก  ของไหลเพื่อเอาชนะ head ตางๆ เมื่อของไหลเขาสูระบบ หรือ W'f คือ งานที่ของไหลออกจากระบบ และทํางานใหสิ่งแวดลอม คา − W'f ซึ่งเปนงานที่ปมจะตองใหแกของไหล เพื่อเอาชนะคา head  ทุกประเภท ผลรวมทางดานซายมือของสมการ energy balance นี้ในหนังสือบางเลม เรียกวา Total dynamic head (TDH) หรือ Total discharge head ทุกเทอมในสมการนีมีหนวย N m/kg, ft lbf/lb ้ กําลังและประสิทธิภาพของปม กําลังหมายถึงอัตราการทํางานตอหนวยเวลา หนวยของกําลังที่ นิยมใชไดแก Watt และแรงมา โดยหนึงแรงมามีคาเทากับ 745.7 Watt (745.7 N.m/s) หรือ 550 ft- ่ lbf/s และนักศึกษาอาจพบคําวา แรงมาตามทฤษฎี, Theoretical horse power, และ Water horse power (Whp) = − W'f w Whp (4.2) = − W'f ρQ เมื่อ Q คือคาอัตราไหล ม3/วินาที ρ คือคาความหนาแนนของของไหลและยังมีคา break hourse power (Bhp) ซึ่งหมายถึงกําลังที่ตองใหกับมอเตอรหรือเครื่องยนตทใชเปนตนกําลังขับเคลื่อนปม ซึ่ง ี่  ความสัมพันธระหวางกําลังทั้งสอง ไดแก Whp Bhp = η ; เมื่อ η คือคาประสิทธิภาพของปม ในกรณีทตนกําลังเปนมอเตอร ซึงใชพลังงานไฟฟาเปนกิโลวัตต (kW) คํานวณไดจาก ี่ ่ kW = 0 . 746 (4.3) ηของมอเตอร และประสิทธิภาพรวม = ประสิทธิภาพของปม x ประสิทธิภาพของมอเตอร 4.8 กราฟเฮดของระบบ (System Head Curve) System Head Curve คือ กราฟแสดงความสัมพันธระหวางอัตราการไหลผานระบบกับ Total Discharge head หรือพลังงานที่ปมจะตองใหกับระบบเพื่อกอใหเกิดการไหลนั้นกับอัตราการไหลของ  ระบบ โดยปกติบริษัทผูผลิตปมจะใหความสัมพันธของการทํางานของปมกับตัวแปรตาง ๆ เราเรียก
  • 12. 97 กราฟเหลานี้วา Pump Characteristic Curve ซึ่งใหความสัมพันธของอัตราไหล (Q) กับเฮด, กําลัง, ประสิทธิภาพของปมแตละรุนและขนาดไว เมื่อผูบริโภคจะซื้อปมหนึงตัวที่ถูกตองแลวจะตองวิเคราะห  ่ ภาระงานของปมนันวาจะตองทํางานเอาชนะภาระงานใดบางสมการดุลพลังงานตามสมการ ้ ⎛ Δv 2 ⎞ ⎜ ⎟ + Δz g + ⎜ 2g α ⎟ gc p2 ∫p1 VdP + Σ F = − W'f (3.14) ⎝ c ⎠ ซึ่งเขียนไวคลุมภาระงานทุกประเภทแตในการปฏิบัติจริงอาจมีเฉพาะบางเทอมเทานันที่มความสําคัญ ้ ี ตัวอยางเชน การที่ชาวนาสูบน้ําจากบึงมาลงที่นาของตนซึ่งมีระดับความสูงเกือบเทากัน องคประกอบ ของภาระงานของปมก็อาจจะมีเพียงการเอาชนะความฝดเทานั้นเนื่องจากเทอม Δg , ∫pp2 VdP , Δz gg 2 v 2 c 1 c มีคาเปนศูนยไปหมดและเนืองจากไมมีการเปลี่ยนแปลงคาความเร็ว (ถาขนาดทอดูดและทอสงเทากัน) ่ ไมมีการเปลี่ยนแปลงคาความดัน (เนื่องจากแหลงน้ําและทอสงเปดสูบรรยากาศ เทอม ΔP จึงเปน  ศูนย) และความตางระดับไมมี Δz เปนศูนย ดังนั้นในกรณีนี้ปมทํางานเพื่อเอาชนะคา Friction Head เพียงอยางเดียว ตัวอยางเรื่องการสูบน้ําขึ้นถังสูง การสูบน้ําเขาถัง boiler เปนตัวอยางที่จะเห็นวา นอกจากการเอาชนะความฝดแลว ปมยังตองใหกําลังมากพอเอาชนะเทอมของ Potential head และ pressure head ตามลําดับ จาก Graph Pump Characteristic ซึ่งแกน y เปนคา total dynamic head แกน x เปนแกน อัตราการไหลนั้นมีประเด็นทีนักศึกษาตองระวังคือเรื่องหนวย นักศึกษาตองไมลืมวาคา total discharge ่ head ที่คานวณจากสมการ 3.14 นั้น คา head มีหนวยเปน ft-lbf/lb แตคา head ในแกน y มีหนวยเปน ํ ft ซึ่งหมายความวา เมื่อคํานวณหา total head ไดแลว จะตองคูณดวยคา gc g เพื่อให ft − lb f ⎛ ft ⋅ lb ⎞⎛ s 2 ⎞ หนวยเปน ft; lb ⋅⎜ 2 ⎜ s ⋅ lb ⎟⎜ ⎟⎜ ft ⎟ ⎟ ซึ่ง ⎝ f ⎠⎝ ⎠ กรณีสําหรับขอมูลในระบบ English engineeringการไมไดคณดวยคา ู gc g กอน จะไมมีปญหาใด ๆ แตถา graph นั้นเปน  N−m ระบบ SI ซึ่งมี head มีหนวยเปน kg , เมื่อคูณดวย gc g จึงจะมีหนวยเปนเมตร N − m kg − m s 2 ⇒ × ⇒m kg s 2N m ตัวอยาง 4.1 รูป 4.14 Characteristic Curve of Gear Pump It is necessary to pump a constant flow of a liquid with density
  • 13. 98 and viscosity similar to water into a reactor at a rate of 90 gal/min. The pump must operate agains a pressure of 200 psi, as determined by an energy balance on the flow system. A pump with the characteristics shown in Figure 4.13.is avaible, with a variable-speed drive. At what speed should the pump be operated? What horsepower would be required to maintain flow? วิธีทา เมื่อพลอตบนกราฟ 4.14 จุดที่แสดงตําแหนงอัตราไหลและความดันที่ตองการไมตก ํ บนเสนกราฟใด แตอยูระหวางกราฟที่มีความเร็วรอบ 400 และ 600 รอบตอนาที การเปลี่ยนแปลง อัตราไหล และความเร็วดูจะไมเปนกราฟเสนตรง ดูไดจากระยะหางของการเปลี่ยนแปลงจากความเร็ว รอบ 200-400 กับ 400-600 ดังนันการทํา interpolation จะใหความเร็วรอบประมาณ 520 rpm และ ้ คากําลังของปมประมาณ 21 แรงมาที่ความดันดานจายเทากับ 200 psi 4.9 คุณสมบัติของปมแบบเซนตริอลฟูกอล เนื่องจากปมแบบเซนตริอลฟูกอล เปนปมชนิดทีมีการใชกันอยางกวางขวางมากที่สุด มีความ ่ รูป4.15 กราฟ H-Q ของปม เหมาะสมกับงานหลากหลายลักษณะ จึงควรรูถึงลักษณะสําคัญไวบาง  4.9.1 กราฟ H-Q ของปม, กราฟ H-Q head capacity curve ของปม คือกราฟแสดงความสัมพันธ ระหวางอัตราการสูบกับเฮดที่ปมสามารถทํางานได ตังแตอตราการสูบเปนศูนย จนถึงอัตราการสูบ ้ ั สูงสุดของปมนั้น โดยปกติบริษัทผูผลิตจะมีขอมูลนี้สําหรับปมแตละรุน เพื่อใหผูใชไดพิจารณาขนาดที่  เหมาะสมหลังจากไดวิเคราะหระบบดวยสมการดุลพลังงานของระบบแลว เวลาเลือกใชงานเราจะเลือก ปมที่ใหเฮดและอัตราการสูบที่ตองการ โดยคาทั้งสองตรงกับจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด หรือใกลเคียง
  • 14. 99 กับตําแหนงดังกลาวมากที่สุด จุดที่เลือกเรียกวา Design Operating Point รูปรางของเสน H-Q จะ ขึ้นกับชนิดของใบพัด รูป 4.16 Characteristic Curve of Centrifugal Pump, 1750 rpm(upper), 3550 rpm(lower) ตัวอยาง 4.2 A pump with the characteristics given in Figure 4.16 is to deliver 350 gal/min at a head of 80 ft. What size impeller should be used? What power will be required?
  • 15. 100 วิธีทา จากกราฟ4.16 ปมขนาดความเร็วรอบ 1750 รอบตอนาที ดูจะเหมาะสม เมื่อกําหนด ํ ตําแหนงดวยคาอัตราไหล 350 gal/min, head 80ft จะพบวาจุดตัดของเฮดและอัตราไหลอยูระหวาง คาของใบพัดเสนผานศูนยกลาง 9 นิ้ว และ 10 นิ้ว ตามลําดับ ใบพัด 9 นิ้ว สงน้ําได 175 gal/min ทีคา ่ เฮด 80 ft ดังนั้นจึงตองใชใบพัด 10 นิ้ว ซึ่งอาจจะใหอตราไหลสูงมากกวาที่ตองการ และอาจแกไขโดย ั ใชวงจรควบคุม และประมาณกําลังสําหรับปมใบพัด 10 นิ้วดวยวิธี interpolationได เทากับ 11 แรงมา 4.9.2 ความเร็วจําเพาะ (Specific Speed) คือคาความเร็วรอบใบพัดในหนวยรอบตอนาที ซึงปมตาม ่ ทฤษฎี (แบบเดียวกับปมใชจริง) หมุนไดทประสิทธิภาพสูงสุด ขณะทีสูบน้ําได 1 gal/min ตานกับความ ี่ ่ ดันดานจายเทากับคาเฮด 1 ฟุต โดยมีสมการคาความเร็วจําเพาะ n Q Ns = H0 .75 (4. 4) เมื่อ Ns = specific speed, rpm n= actual speed, rpm H = total head per speed, ft Q = pump capacity, gal/min at speed n and total head z รูปที่ 4.17 ความเร็วจําเพาะ (Specific Speed) คาความเร็วจําเพาะนี้ใชเปนขอมูลในการเลือกชนิดของเซนตริฟูกอลปมทั้งนี้เพราะลักษณะ รูปทรงของใบพัด และคาความเร็วรอบ องคประกอบหลักที่มีผลตอคาพลังงานทีปมสามารถถายทอด ่ ใหแกของเหลวได สมการ Ns เมื่อเปนระบบ SI มีดังนี้ 1 . 633 rpm lps Ns = H0 .75 โดยที่ Ns, rpm มีหนวยเปน rpm เชนเดียวกับสมการขางตน ตัวอยาง 4.3 It is necessary to pump a liquid with properties similar to water at a rate of 300 gal/min against a head of 70 ft. Recommed a pump type and size. วิธีทาํ ชนิดของปมสามารถหาไดจากการตรวจสอบคาความเร็วจําเพาะ  และกราฟ Characteristic และ Ns ซึ่งจะให guide line ชนิดของ pump ที่เหมาะสม
  • 16. 101 ดังนัน เมื่อ H = 70, Q = 300 gal/min เนื่องจากไมมีขอมูลดานความเร็วรอบ n เลือก n = ้ 1750 rpm 1750 300 Ns = ( 70 ) 0 .75 = 1252 . 5 รูป 4.18 คาความเร็วจําเพาะและชนิดใบพัด รูป 4.19 ความสําพันธระหวางH-Q และขนาดใบพัด ,3*4*8, 3- discharge ,4- suction ,8 impeller diameter
  • 17. 102 เมื่อเช็คกับกราฟ Ns รูป 4.17 และpump type พบวาควรเปนปมเซนตริฟูกอลแบบ radial flow  แมวาคา Ns จะดูวาชวงบนสุดของ rang และเมื่อตรวจสอบกับคาขนาดใบพัดที่เหมาะสมจาก กราฟ 4.19 พบวาปมขนาด 3 × 4 − 10 นาจะทํางานไดดี ( 3 คือ เสนผานศูนยกลางทอทางดานจาย , 4 คือ เสนผานศูนยกลางทอทางดานดูด 10 คือ เสนผานศูนยกลางของใบพัด ) 4.10 วอเตอรแฮมเมอร (Water Hammer) วอเตอรแฮมเมอร (Water Hummer) เปนปรากฎการณทความดันในทอมีการเปลี่ยนแปลง ี่ อยางรุนแรงและฉับพลัน โดยมีความดันเพิ่มขึ้นและลดลงจากความดันเดิมในลักษณะเปนคลืนขึ้นลง ่ สลับกันไปเปนอนุกรม สาเหตุสําคัญที่ทําใหเกิดวอเตอรแฮมเมอร ก็คือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการไหลในทอ อยางกะทันหัน เปนตน เมือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะดังกลาว โมเมนตัมของของเหลวจะ ่ ถูกเปลี่ยนไปกลายเปนแรงกระแทกบนประตูน้ําและผนังของทอ แรงกระแทกทีเกิดขึ้นถาหากมากเกิน กวาความสามารถของทอจะรับไวไดก็จะทําใหทอระเบิด หรือทําใหระบบทอและอุปกรณเสียหายอยาง รุนแรงขึนได ระดับความเสียหายเนื่องจากวอเตอรแฮมเมอรขึ้นอยูกับความแข็งแรงและความยืดหยุน ้  (Elasticity) ของทอ ความเร็วของการไหล อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหล ลักษณะการยึดทอ ใหอยูกับที่ และระบบปองกันวอเตอรแฮมเมอรที่ตดตังไว เปนตน ิ ้ 4.11 Net Positive Suction Head (NPSH) ในชีวิตประจําวันเราพบวาของเหลวจะเดือดและกลายเปนไอถาอุณหภูมิสูงพอ แตความเปน จริงแลวของเหลวอาจเดือดกลายเปนไอที่อุณหภูมิไมสูงนักก็ได ถาหากความดันบนผิวของของเหลว ลดลงมากพอ การทํางานของปมโดยทั่ว ๆ ไปจะเปนการลดความดันในหองสูบลงใหต่ํากวาความกดดันของ บรรยากาศกอนที่จะเพิ่มพลังงานใหกับของเหลว ดังนันถาของเหลวอยูระดับเดียวกันกับศูนยกลางของ ้ ปม แรงที่ขบดันใหของเหลวไหลเขาไปสูหองสูบก็จะมีแตความกดดันของบรรยากาศเพียงอยางเดียว ั หรือถาระดับของของเหลวอยูสูงกวาก็จะมีแรงดันจากของเหลวมาชวยดวย ในทางตรงกันขาม ถาหาก ของเหลวอยูตากวาปมแรงขับดันก็จะลดลง เนื่องจากเราไมตองการใหของเหลวกลายเปนไอ ความ ํ่ กดดันใหของเหลวไหลเขาไปในหองสูบที่เปนประโยชนอยางแทจริง ก็คือความกดดันทีหนาหองสูบ ่ เฉพาะสวนที่มากกวาความดันไอของของเหลวนั้น NPSH ก็คือความดันสัมบูรณ (Absolute pressure)หรือเฮดที่หนาหองสูบทังหมด โดย ้ บอกเปนคาความดันเทากับแทงความสูงของของเหลว ที่กอใหเกิดการไหลของของเหลวเขา ไปในหองสูบของปม ลบดวยความดันไอของของเหลวนั้น
  • 18. 103 หลักการของ NPSH ใชไดกับปมทุกประเภทไมวาจะเปนแบบเซนตริฟูกอล โรตารี่ หรือแบบ  ลูกสูบชัก คา NPSH มีความสําคัญตอการทํางานของปมมากเพราะวาถาคานี้ไมมากพอของเหลวใน หองสูบจะกลายเปนไอซึ่งมีผลใหประสิทธิภาพการทํางานลดลงมาก ปมจะเกิดการสั่นสะเทือนอยาง รุนแรง อาจเกิดการกรอนเนื่อโลหะของใบพัดหรือหองสูบและทําความเสียหายใหแกปมได การกัด กรอนเนื้อโลหะเนื่องจากสาเหตุดงกลาวนี้เรียกวา คาวิเตชั่น (Cavitation) ั NSPH มีอยู 2 แบบดวยกันคือ NPSH ที่ตองการ (Required NPSH, NPSHr) และ NPSH ทีมี ่ อยู (Available NPSH, NPSHa) สําหรับคาแรกเปนคาที่ขึ้นอยูกับการออกแบบปมซึ่งจะเปลี่ยนไปตาม ลักษณะอัตราการสูบ ความเร็ว ฯลฯ คาดังกลาวนี้บริษัทผูผลิตจะบอกมาพรอมกับรายละเอียดอยางอื่น ของปม สวน NPSHa ขึ้นอยูกับสภาพการทํางานที่ปมนั้นติดอยู กลาวคือเปนเฮดที่มีอยูจริงตาม  ลักษณะการติดตั้ง ถาหากจะใหปมทํางานอยางมีประสิทธิภาพแลว NPSH ที่มีอยูจริงจะตองไมนอย กวาคาที่ตองการสําหรับปมนั้น การคํานวณเกี่ยวกับ NPSH อาจพิจารณาไดโดยถือวาความดันสูงสุดที่กอใหเกิดการไหลเขา ไปสูศูนยกลางของใบพัดมีคาไมเกินความจริงบนผิวของของเหลว หรือความดันของบรรยากาศ เมื่อผิว  ของของเหลวเปดสูบรรยากาศ (ประมาณ 101.325 kN/m2 หรือคิดเปนความสูงของแทงน้ํา 10.33 เมตร ทีระดับน้ําทะเลปานกลาง) เมือมีการไหลในทอดูดของปมก็จะมีการสูญเสียพลังงานในทอซึ่ง ่ ่  จะตองนําเอามาหักออก และเนื่องจากเราไมตองการใหของของเหลวกลายเปนไอ ดังนั้น เพื่อความ ปลอดภัยจะตองนําเอาความดันไอของของเหลวมาหักออกไวเสียกอน เหลือเทาใดจึงเปนความดันที่ เหลืออยูที่หนาหองสูบ (NPSHa) ในกรณีที่ระดับของของเหลวเทากับระดับศูนยกลางของใบพัด แตถา ของเหลวมีระดับต่ํากวาก็จะตองนําเอาความตางระดับนั้นมาหักออกอีกเหลือเทาไรจึงเปน NPSHa ในทางตรงกันขาม ถาของเหลวอยูสูงกวาศูนยกลางของใบพัดก็จะตองเอาความตางระดับนั้นมาบวกจึง จะไดเปน NPSHa ในกรณีที่เปนการติดตังทีทราบ NPSHr ความแตกตางระหวางความดันของบรรยากาศกับ ้ ่ ผลรวมของการสูญเสียพลังงานทางทอดูด (Head losses) NPSHr และความดันไอจะเปนสิงบอกให ่ ทราบวาจะสามารถติดตังปมใหอยูสงกวาระดับของเหลวไดมากที่สุดเทาใด เชน ถาความดันของ ้  ู บรรยากาศมีคาสูงกวาผลรวมดังกลาว 5 เมตร ก็จะบอกไดวาจะตั้งปมสูงกวาระดับผิวของของเหลวได   ไมเกิน 5 เมตร แตถาความดันของบรรยากาศมีคานอยกวาผลรวมที่กลาว 3 เมตร ก็จะตองติดตังปมให ้ อยูต่ํากวาผิวของของเหลวไมนอยกวา 3 เมตรปมจึงจะมี NPSH ไมนอยกวาที่ตองการ เปนตน  หลักการที่ไดอธิบายขางตนนี้สามารถทําความเขาใจไดงายขึ้นมากเมื่อพิจารณาจากรูปที่ รูปที่ 4.20 และ 4.21
  • 19. 104 รูปที่ 4.20 NPSHa เมื่อปมอยูสูงกวาระดับของของเหลวทางดานดูด รุป 4.21 NPSHa เมื่อปมอยูต่ํากวาระดับของของเหลวทางดานดูด เมื่อปมอยูสูงกวาระดับของเหลวทางดานดูด NPSHa = Hp-Hvp-Hf-Hz (4.5)
  • 20. 105 ในเมื่อ Hp = ความดันสมบรูณ (Absolute pressure) บนผิวของของเหลวทางดานดูด โดย บอกเปนแทงความสูงของของเหลวที่อณหภูมิเดียวกันกับของเหลวนัน ใน ุ ้ กรณีที่เปนความดันของบรรยากาศ Hp จะเปนคาความกดดันจริงทีระดับ ่ ความสูงของของเหลว Hvp = ความดันไอของของเหลวที่อณหภูมิที่กําหนด ุ บอกเปนแทงความสูงของ ของเหลว Hf = ผลรวมของเฮดทีเ่ สียไป (Head loss) ในทอดูดทังหมด ้ Hz = ความสูงตางระหวางระดับผิวของของเหลวกับศูนยกลางของปม หรือระยะดูดยก (Static Suction Lift) เมื่อปมอยูต่ํากวาระดับของของเหลวทางดานดูด NPSHa = Hp+ Hz - Hvp - Hf (4.6) คาความกดดันของบรรยากาศทีระดับผิวน้ําซึ่งทอดูดของปมติดตังอยูอาจจะคํานวณไดจาก ่ ้ สมการ Hp = 10.33 – 0.00108 El (4.7) โดย Hp เปนความกดดันของบรรยากาศเทียบใหเปนเฮดของน้ําที่ 4°C มีหนวยเปนเมตร El เปนความสูงของผิวน้ําเหนือระดับน้ําทะเลปานกลาง มีหนวยเปนเมตร ในกรณีที่ของเหลวที่สูบเปนน้ํา คาความดันไอน้ําที่อณหภูมิของน้ําที่สบอาจจะดูไดจากตาราง ุ ู ไอน้ํา ตัวอยางที่ 4.4 NPSH ที่ตองการสําหรับปมเครื่องหนึ่งเทากับ 5.18 เมตร เมื่อสูบน้าที่อัตราที่กําหนด ระดับน้ํา  ํ อยูสูงจากระดับน้ําทะเลปานกลาง 300 เมตร ผลรวมของการเสียเฮดความฝดทางทอดูดทั้งหมดเทากับ 0.60 เมตร จงหาระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ําได สมมุติวาน้ํามีอณหภูมิ 30°C  ุ วิธีทา ํ ที่ความสูง 300 เมตร เหนือระดับน้ําทะเล ความกดดันของบรรยากาศเมื่อคิดเปนความสูง (เฮด) ของแทงน้ําที่ 4°C Hp = 10.33 – 0.00108 El = 10.33 – 0.00108 x 300 = 10.01 เมตร
  • 21. 106 ตาราง4.1 ความถวงจําเพาะ (Sp.gr.) และความดันไอของน้ําที่อุณหภูมิขนาดตาง ๆ คาความดันไอมี หนวยเปนมิลลิบาร (mb) และความสูงของแทงน้ําที่ 4°C มีหนวยเปนเมตร Hp = 10.01/0.9957 = 10.05 ม. ระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ําได ←Hz = 10.05 – 0.60 – 0.43 – 5.18 = 3.84 เมตร ความกดดันของบรรยากาศ ←เฮดความฝดทางทอดูด = 0.60 ม. ←NPSHr = 5.18 ม. ←−−−−−−Hvp ของน้ําที่ 30°C = 0.43 ม. รูป4.22 Dfferent Heads in Exam.4.4 ตาราง 4.1 ขอมูลทางฟสิกสของน้ํา
  • 22. 107 ความถวงจําเพาะของน้ําที่ 30°C = 0.9957 ความดันไอน้ําที่ 30°C = 0.43 เมตรที่ 4°C เปลี่ยนเฮดความกดดันของบรรยากาศ (Hp) และเฮดความดันไอน้ํา (Hvp) ใหมาเปนความสูง ของแทงน้ําที่ 30°C Hp = 10.01/0.9957 = 10.05 เมตร Hvp = 0.43/0.9957 = 0.43 เมตร แทนคาสมการ NPSH = Hp – Hz – Hf – Hvp 5.18 = 10.05 – Hz – 0.60 – 0.43 Hz = 10.05 – 0.60 – 0.43 – 5.18 = 3.84 เมตร ดังนัน จะตังปมใหอยูสูงกวาผิวน้ําไดไมเกิน 3.84 เมตร ้ ้  ตัวอยางที่ 4.5 จากตัวอยางที่แลว ถาอุณหภูมิของน้ําเพิ่มเปน 90°C จงหาระยะสูงสุดที่จะตั้งปมเหนือผิวน้ํา  ได วิธทํา ี จากตารางที่ 4.1 ความถวงจําเพาะของน้ําที่ 90°C = 0.965 ความดันไอน้ําที่ 90°C = 7.15 เมตรน้ําที่ 4°C = 7.15/0.965 = 7.41 เมตรน้ําที่ 90°C ความกดดันของบรรยากาศเมื่อเทียบเปนความสูงของน้ําที่ 90°C = 10 . 01 0 . 965 = 10.37 เมตร
  • 23. 108 ←Hf = 0.60 ม. ←ความดันต่ําสุดที่ตองการที่หนาสูบ (0.60 + 5.18 + 7.41) - 10.37 = 2.82 ม. Hp = 10.01/0.965 = 10.37 ม. ← NPSHr = 5.18 ม. ความกดดันของบรรยากาศ ←Hvp = 7.41 เมตรน้าที่ 90°C ํ รูป 4.23 Dfferent Heads in Exam.4.4 แทนคาสมการ NPSH = Hp – Hz – Hf – Hvp 5.18 = 10.37 – Hz – 0.60 – 7.41 Hz = 10.37 – 0.60 – 7.41 – 5.18 = – 2.82 เมตร ดังนัน จะตองตั้งปมใหอยูตากวาระดับผิวน้ําไมนอยกวา 2.82 เมตร ้  ่ํ ในกรณีที่ปมนันติดตังไวแลว เราอาจหาคา NPSH ที่มีอยูจริงไดโดยการติดตั้งเกจวัดความดัน ้ ้ (Pressure gage) ที่ทอดูดของปม พลังงานศักยที่วัดไดเมื่อแปลงใหเปนความดันสมบูรณรวมกับพลังงาน   จลน (Velocity head, V2/2g) ก็จะเปนพลังงานที่ขับดันใหของเหลวไหลเขาไปในหองสูบ เมื่อลบผลรวม ดวยความดันไอก็จะเปน NPSH ที่มีอยูจริงสําหรับปมนัน กลาวคือ  ้ V2 NPSHa = Hp + Hg + 2g - Hvp (4.8) ในเมื่อ Hp = ความดันสมบูรณของบรรยากาศหรือความดันทีผิวของของเหลว Hg = ความดันที่วัดไดดวยเกจวัดความดันปรับใหเปนความดันทีศนยกลาง ่ ู ของปม  V2 2g = พลังงานจลนหรือเฮดความเร็ว (Velocity Head) ของการไหลของของ เหลวเขาไปสูหองสูบ   Hvp = ความดันไอของของเหลวที่อณหภูมิของของเหลวนัน ุ ้
  • 24. 109 ตัวอยางที่ 4.6 สถานีสูบน้ําแหงหนึงตั้งอยูที่ระดับ 300 เมตร เหนือระดับน้ําทะเล น้ามีอุณหภูมิ 25°C เกจวัด ่  ํ ความดัน ซึงติดตังที่ทอดูดในระดับเดียวกันกับศูนยกลางของปมอานได 60 kN/m2 สุญญากาศ ่ ้  ความเร็วของการไหลในทอดูดเทากับ 3.6 เมตร/วินาที จงหา NPSH ที่มีอยูจริงสําหรับปมนัน ้ วิธีทา ํ ความกดดันของบรรยากาศที่ระดับ 300 เมตร = 10.33 – 0.00108 x 300 = 10.01 เมตรน้าที่ 4°C ํ ถ.พ. ของน้ําที่ 25°C = 0.9971 ดังนัน Hp อุณหภูมิ 25°C = ้ 10.01/0.9971 = 10.04 เมตร −60 × 1000 ความดันเกจ Hg = 1000 × 9 . 81 × 0 . 9971 = - 6.13 เมตร V2 (3.6) 2 2g = 2 × 9 . 81 = 0.66 เมตร ความดันไอน้ํา Hvp = 0.32 เมตรที่ 4°C = 0.32/0.9971 = 0.32 เมตรที่ 25°C 2 NPSH ที่มีอยูจริง = Hp + Hg + Vg - Hvp 2 = 10.04 – 6.13 + 0.66 – 0.32 = 4.25 เมตร 4.12 คาวิเตชั่น (Cavitation) คาวิเตชั่นเปนปรากฎการณที่เกิดการกัดกรอนเนื้อโลหะของใบพัดหรือหองสูบโดยมีสาเหตุมาก จากการที่ NPSH ที่มีอยูจริงมีคาต่ํากวา NPSH ทีตองการสําหรับปมนัน ในปมแบบเซนตริฟกอลขณะที่ ่ ้ ู ของเหลวไหลผานทอดูดเขาไปยังศูนยกลางของใบพัด ความเร็วของการไหลจะเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็ว เนื่องจากพลังงานที่กอใหเกิดการไหลดังกลาวมีคาคงที่ การเพิ่มความเร็วจะเปนผลใหความดันลดลง ถาความดันลดลงต่ํากวาความดันไอที่อณหภูมิของของเหลวนั้น ของเหลวก็จะกลายเปนไอและเกิดเปน ุ ฟองสูญญากาศที่มความดันภายในเทากับความดันไอและไหลปนรวมไปกับของเหลวนั้น ในขณะที่ ี ชองทางไหลในใบพัดเพิ่มขนาดขึ้นความเร็วของการไหลจะลดลงพรอม ๆ กับเพิ่มความดันขึน ดวย ้ ความดันที่เพิมชึ้นและที่ไดรบจากแรงกระแทกของครีบใบพัด ฟองของไอซึ่งมีความดันต่ํามากก็จะแตก ่ ั ตัวทําใหเกิดเสียงหรืออาการสั่นขึน นอกจากนั้นการแตกตัวของฟองสูญญากาศทําใหเกิดแรงกระแทก ้ อยางรุนแรง ผิวหนาโลหะของใบพัดซึ่งอยูตดกับฟองดังกลาวก็จะเกิดการกัดกรอนไปดวย  ิ โดยแทจริงแลวคาวิเตชั่นจะไมเกิดขึ้นถาหากปมนั้นไดรบการออกแบบติดตังใหมี NPSH สูง ั ้ กวาที่ตองการ แตถาเกิดขึ้นแลวผลที่ตามมาอยางแนนอน ก็คือประสิทธิภาพของปมจะลดลง การกัด
  • 25. 110 กรอนชิ้นสวนของใบพัดอาจเกิดขึ้นหรือไมกไดขึ้นอยูกับวาคาวิเตชั่นนันรุนแรงมากหรือนอยและเกิด ็ ้ ติดตอกันเปนเวลานานเทาใด สําหรับปมแบบเซนติฟูกอล คาวิเตชั่นเปนสิ่งที่ปองกันไดโดยการพยายามหลีกเลี่ยงการติดตัง ้ หรือใชงานในลักษณะดังตอไปนี้ใหมากทีสุดเทาที่จะมากได คือ ่ 1. ใหปมทํางานที่เฮดต่ํากวาเฮดของปมที่จะใหประสิทธิภาพสูงสุดมาก เชน ปมทํางานได  ประสิทธิภาพสูงสุดที่เฮด 30 เมตร แตนําปมนันไปใชงานที่มเี ฮดเพียง 3 เมตร เปนตน ้ 2. ใหปมทํางานที่อัตราการสูบสูงกวาอัตราการสูบที่จะใหประสิทธิภาพสูงสุดมาก 3. ระยะดูดยก (Suction lift) มากกวา หรือ NPSHa นอยกวาความตองการของปมตามที่ บริษัทผูผลิตกําหนดไว 4. อุณหภูมิของของเหลวสูงกวาคาที่ใชในการออกแบบมาก 5. ความเร็วของใบพัดสูงกวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไวมาก ในกรณีที่เปนปมแบบ Axial flow หรือ Propeller ขอทีควรหลีกเลี่ยงจะแตกตางกัน กลาวคือ ่ ในขณะที่ปมกําลังทํางานของเหลวจะไหลเขาไปหาพัดโดยมีทางเขารูปคลายปากแตรซึ่งคอย ๆ ลด ขนาดลง จนถึงบริเวณทีตั้งใบพัดซึ่งเปนสวนที่เล็กที่สด ความเร็วของการไหลในบริเวณนี้จะตองไมสูง ่ ุ มากจนเกินไป แตจะตองมากพอที่จะไหลไปเสริมสวนที่ถกใบพัดขับดันไปขางหนาไดทันดวย ู เนื่องจากวาใบพัดมิไดมีลกษณะเปนเกลียวสวานติดตอกันไป การขับดันของเหลวดวยใบพัดจึงทําได ั คอนขางจํากัด โดยเฉพาะอยางยิ่งในกรณีที่ใชปมแบบนีสําหรับเฮดที่สงมาก ๆ อัตราการสูบจะลดลง ้ ู และเปนเหตุใหของเหลวไหลขึ้นไปเสริมสวนที่ถูกขับดันไปกอนแลวไมทัน ก็จะเกิดเปนฟองสูญญากาศ บนแผนใบพัดขึ้น เมื่อฟองสูญญากาศนี้สลายตัวในเสี้ยววินาทีตอมาก็จะเกิดแรงกระแทรกของ ของเหลวบนแผนใบพัดอยางรุนแรงและเกิดเสียงดังขึน ้ การปองกันคาวิเตชั่นโดยการหลีกเลี่ยงสําหรับปมแบบ Axial flow นัน มีดงนี้คือ  ้ ั 1. หลีกเลี่ยงการใชปมสําหรับงานทีตองการเฮดสูงกวาเฮดสูงกวาเฮดของปมทีจะให ่  ่ ประสิทธิภาพสูงสุดมาก 2. หลีกเลี่ยงการสูบที่อัตราต่ํากวาอัตราการสูบของปมที่จะใหประสิทธิภาพสูงมาก 3. ระยะดูดยก (Suction lift) สูงกวา หรือ NPSHa ต่ํากวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไว 4. อุณหภูมิของของเหลวสูงกวาคาที่ใชในการออกแบบมาก 5. ความเร็วของใบพัดสูงกวาที่บริษัทผูผลิตกําหนดไวมาก