ปริมาณการผลิตก๊าซคำนวณอย่างไร

ปริมาณการผลิตลมของเครื่องอัดอากาศคืออะไร

ปริมาตรการผลิตก๊าซ ซึ่งในแวดวงคอมเพรสเซอร์ลมมักเรียกว่า “อัตราการจ่ายลม” หมายถึงปริมาตรของก๊าซที่คอมเพรสเซอร์ปล่อยออกมาภายในหนึ่งหน่วยเวลา โดยลดทอนให้เป็นสภาวะที่ดูดอากาศตามข้อกำหนดของความดันปล่อย เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักที่ใช้วัดความสามารถในการทำงานและประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์ลม ซึ่งมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการที่อุปกรณ์จะสามารถตอบสนองต่อความต้องการใช้ลมในกระบวนการผลิตได้หรือไม่

วิธีการคำนวณปริมาณก๊าซพื้นฐาน

การคำนวณอัตราการผลิตอากาศของเครื่องอัดอากาศแบ่งออกเป็น 2 วิธีหลัก ได้แก่ การคำนวณเชิงทฤษฎีและการคำนวณตามสภาพจริง การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างสองวิธีนี้จะช่วยให้สามารถประเมินสมรรถนะของอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

• ปริมาณก๊าซที่คำนวณได้ทางทฤษฎี: หมายถึงปริมาตรของก๊าซที่คอมเพรสเซอร์ดูดผ่านในแต่ละหน่วยเวลาภายใต้สภาวะอุดมคติ โดยปกติคำนวณจากขนาดเชิงเรขาคณิตของกระบอกสูบและความเร็วรอบ การคำนวณลักษณะนี้ยังมิได้พิจารณาปัจจัยในทางปฏิบัติ เช่น การรั่วไหลของก๊าซ การเพิ่มอุณหภูมิ และแรงต้านทาน เป็นต้น
• ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จริง: หมายถึงปริมาตรของก๊าซที่คอมเพรสเซอร์ปล่อยออกมาในสภาพการทำงานจริง เนื่องจากมีปัจจัยต่างๆ เช่น ปริมาตรช่องว่างที่เหลือ การรั่วไหลของก๊าซ ความต้านทานขณะดูด และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ทำให้ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จริงมักน้อยกว่าปริมาณก๊าซตามทฤษฎี อัตราส่วนระหว่างสองค่านี้เรียกว่าประสิทธิภาพเชิงปริมาตร

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จริง

ในสภาพการใช้งานจริง ปริมาณลมที่เครื่องอัดอากาศผลิตได้ไม่คงที่อย่างเด็ดขาด แต่กลับได้รับอิทธิพลจากปัจจัยแวดล้อมและพารามิเตอร์การทำงานหลายประการ:

• อุณหภูมิและความดันของอากาศที่ดูดเข้าไปยิ่งอุณหภูมิลมดูดสูงขึ้น ความหนาแน่นของก๊าซยิ่งลดลง ทำให้มวลก๊าซที่ถูกดูดเข้าไปจริงมีปริมาณน้อยลง; ในขณะเดียวกัน หากความดันลมดูดลดต่ำลง ก็จะส่งผลให้ปริมาตรลมดูดลดลงด้วย
• ความดันระบายอากาศ: เมื่อกำหนดแรงดันปล่อยให้สูงขึ้น สัดส่วนของการรั่วไหลของก๊าซจะเพิ่มขึ้นโดยสัมพัทธ์ และปริมาตรช่องว่างที่เหลือซึ่งบรรจุก๊าซความดันสูงจะขยายตัว ครองพื้นที่สำหรับการดูดอากาศมากยิ่งขึ้น ส่งผลให้ปริมาณการผลิตก๊าซจริงลดลง
• การสึกหรอของอุปกรณ์และความแน่นหนาของการปิดผนึก: เมื่อระยะเวลาการใช้งานเพิ่มขึ้น ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น แหวนลูกสูบและวาล์ว จะเกิดการสึกหรอ ส่งผลให้การรั่วซึมภายในเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรลดลง และทำให้ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้ลดลงตามไปด้วย
• ความผันผวนของความเร็วรอบสำหรับคอมเพรสเซอร์ที่ไม่ได้ควบคุมด้วยอินเวอร์เตอร์ การลดลงของความเร็วรอบซึ่งเกิดจากแรงดันไฟฟ้าของระบบจำหน่ายที่ผันผวนหรือการลื่นไถลของสายพาน จะส่งผลให้อัตราการผลิตก๊าซลดลงตามสัดส่วนโดยตรง

วิธีการคำนวณความต้องการใช้ก๊าซจริง

เพื่อให้มั่นใจว่าการเลือกขนาดของเครื่องอัดอากาศมีความเหมาะสม จำเป็นต้องคำนวณความต้องการใช้อากาศจริงของอุปกรณ์ปลายทางให้แม่นยำ แล้วจึงนำค่านี้มาคำนวณย้อนกลับเพื่อกำหนดปริมาณลมที่ต้องผลิต:

• อุปกรณ์ตรวจวัดการใช้ก๊าซ: จัดทำรายการอุปกรณ์ทั้งหมดที่ต้องใช้อากาศอัด พร้อมทั้งตรวจสอบและระบุอัตราการใช้อากาศเฉลี่ยและอัตราการใช้อากาศสูงสุดของแต่ละเครื่องในหนึ่งหน่วยเวลา
• คำนวณปริมาณก๊าซรวมทั้งหมด: ให้นำปริมาณการใช้ก๊าซของอุปกรณ์ทุกเครื่องมารวมกัน แล้วพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกัน หากอุปกรณ์ไม่ได้ทำงานเต็มโหลดพร้อมกัน สามารถคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์การใช้งานพร้อมกันตามความเหมาะสม
• เผื่อความสูญเสียของโครงข่ายท่อ: ในระหว่างการขนส่งอากาศอัดผ่านท่อ อาจเกิดการรั่วไหลและการสูญเสียความดันได้ โดยทั่วไปจึงจำเป็นต้องเพิ่มส่วนเผื่อในอัตราส่วนหนึ่งจากปริมาณการใช้อากาศรวม
• พิจารณาการขยายตัวในอนาคตหากในอนาคตมีแผนจะเพิ่มอุปกรณ์ที่ใช้ก๊าซ ควรเผื่อพื้นที่กำลังการผลิตไว้เพิ่มเติมจากผลการคำนวณ เพื่อหลีกเลี่ยงการลงทุนซ้ำซ้อนในระยะสั้น