บทนำ: บทบาทของเครื่องอัดอากาศในการทำงานเชิงลึก
ในงานดำน้ำ การก่อสร้างใต้น้ำ และการขุดเจาะในหลุมลึก คอมเพรสเซอร์อากาศถือเป็นอุปกรณ์หลักที่ให้การสนับสนุนชีวิตหรือเป็นแหล่งพลังงาน แล้ว “กำลัง” ของคอมเพรสเซอร์อากาศกับ “ความลึก” ของการปฏิบัติงานนั้นมีความสัมพันธ์กันอย่างไรกันแน่? โดยแท้จริงแล้ว ความเชื่อมโยงระหว่างสองสิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านความต้องการแรงดันของระบบที่สร้างขึ้นมา
การแปลงเชิงลึกเป็นความต้องการด้านแรงกดทางกายภาพ
ไม่ว่าจะเป็นการทำงานใต้น้ำหรือการทำงานในหลุมเจาะลึก การเพิ่มขึ้นของความลึกย่อมส่งผลโดยตรงให้แรงดันจากสภาพแวดล้อมเพิ่มสูงขึ้น
- สภาพแวดล้อมใต้น้ำ: เมื่อความลึกของน้ำเพิ่มขึ้นทุก 10 เมตร แรงดันน้ำ静จะเพิ่มขึ้นประมาณ 0. 1MPa ในการส่งอากาศลงไปใต้น้ำ แรงดันลมที่ออกจากเครื่องอัดอากาศจะต้องสูงกว่าแรงดันน้ำในสภาพแวดล้อม ณ ระดับความลึกนั้น มิฉะนั้นก๊าซจะไม่สามารถถูกปล่อยออกมาได้
- บ่อขุดลึกและเหมืองแร่ในการลำเลียงก๊าซในท่อแนวตั้ง จำเป็นต้องเอาชนะแรงโน้มถ่วงของชั้นก๊าซเอง รวมถึงแรงต้านทานจากการเสียดสีของท่อซึ่งเพิ่มขึ้นตามความลึกที่เพิ่มขึ้นด้วย
ความต้องการด้านแรงดันกำหนดกำลังมอเตอร์ได้อย่างไร
กำลังเพลาของเครื่องอัดอากาศมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความดันลมที่ปล่อยออกและอัตราการไหลเชิงปริมาตร เมื่อความต้องการอัตราการไหลกำหนดไว้แล้ว กำลังจะแปรผันตามความดันในลักษณะตรงกันข้าม
เมื่อความลึกของการทำงานเพิ่มขึ้น แรงดันลมที่ต้องการก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย เพื่อรักษาปริมาณลมที่ระบายออกให้คงที่ในระดับแรงดันที่สูงขึ้น อาจจำเป็นต้องเพิ่มจำนวนขั้นการบีบอัดของเครื่องอัดอากาศ และกำลังไฟฟ้าขาออกของมอเตอร์กำลังก็ต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วยหากกำลังไฟไม่เพียงพอ อุปกรณ์จะไม่สามารถบรรลุค่าแรงดันที่ระดับความลึกเป้าหมายได้ ส่งผลให้การจ่ายอากาศหยุดชะงัก หรืออุปกรณ์เกิดการทำงานหนักเกินไปจนต้องหยุดทำงาน
การสูญเสียกำลังงานเพิ่มเติมที่เกิดจากท่อส่งระยะไกล
ความลึกไม่เพียงแต่หมายถึงแรงกดดันจากสภาพแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความยาวของท่อส่งที่เพิ่มขึ้นด้วย
- แรงต้านตามแนวท่อ: ยิ่งท่อส่งมีความยาวมากขึ้น แรงต้านทานจากการเสียดสีของก๊าซขณะไหลภายในท่อก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดการลดลงของความดันอย่างชัดเจน
- การชดเชยกำลังไฟฟ้าเพื่อชดเชยการสูญเสียแรงดันที่เกิดจากท่อส่งยาว ความดันลมที่ปล่อยออกจากคอมเพรสเซอร์บริเวณต้นทางจำเป็นต้องถูกเพิ่มขึ้นอีก ซึ่งส่งผลโดยตรงให้ต้องใช้กำลังขับเคลื่อนที่มากขึ้น
หลักการเลือกเครื่องอัดอากาศตามความลึก
ในการเลือกแบบในงานวิศวกรรมจริง ไม่ควรอาศัยเพียงการประเมินจากประสบการณ์เท่านั้น แต่ควรมีการคำนวณอย่างรอบคอบและถูกต้อง:
- คำนวณแรงดันปลายทาง: คำนวณแรงดันบรรยากาศตามความลึกการทำงานสูงสุด แล้วบวกกับแรงดันทำงานขั้นต่ำที่อุปกรณ์ปลายทางต้องการ
- การคำนวณแรงดันตกในท่อ: คำนวณความต้านทานตามแนวท่อและความต้านทานเฉพาะจุดของระบบระบบท่อ โดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ความยาวท่อ และอัตราการไหลของก๊าซ
- กำหนดกำลังไฟฟ้าที่กำหนด: นำค่าความดันที่ปลายทางมาบวกกับค่าการลดลงของความดันในท่อ เพื่อคำนวณหาความต้องการแรงดันลมออกที่แท้จริงของเครื่องอัดอากาศ จากนั้นพิจารณาปริมาณการใช้อากาศรวมเพื่อเลือกกำลังมอเตอร์ให้เหมาะสม และเผื่อเหลืออัตรามาตรฐานเพื่อความปลอดภัยไว้ด้วย
ยังไม่มีความคิดเห็นยินดีต้อนรับสู่การคว้าโซฟา ~