สูตรการปรับค่าปริมาณการผลิตก๊าซที่แท้จริงของเครื่องอัดอากาศ

ทำไมจึงต้องปรับแก้ค่ากำลังการผลิตอากาศของเครื่องอัดอากาศ

ปริมาณการจ่ายลมที่ระบุบนป้ายกำกับของเครื่องอัดอากาศมักหมายถึงอัตราการไหลเชิงปริมาตรภายใต้สภาวะมาตรฐาน (อุณหภูมิ ความดัน และความชื้นที่กำหนด) อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมการติดตั้งและการทำงานจริง อากาศโดยรอบมักมีความแตกต่างจากสภาวะมาตรฐาน หากไม่ทำการปรับค่าให้เหมาะสมแล้วนำข้อมูลที่ระบุไว้เป็นพื้นฐานในการออกแบบระบบโดยตรง อาจทำให้เกิดปัญหาการจ่ายลมไม่เพียงพอหรือเลือกขนาดอุปกรณ์ใหญ่เกินไป ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตลดลงและเพิ่มต้นทุนด้านพลังงาน

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อปริมาณการผลิตก๊าซที่แท้จริง

ตามสมการสถานะของก๊าซ ปริมาตรของอากาศจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม โดยปัจจัยหลักที่มีผลต่อปริมาตรก๊าซที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้าและปล่อยออกในสภาพจริง ได้แก่:

• อุณหภูมิแวดล้อม: อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ความหนาแน่นของอากาศลดลง ดังนั้นในปริมาตรเดียวกัน มวลของอากาศที่ถูกดูดเข้าไปจะลดลง ส่งผลให้มวลจริงของก๊าซที่ผลิตได้ลดลงตามไปด้วย
• ความดันบรรยากาศ: บริเวณที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลมาก ความดันบรรยากาศจะต่ำและอากาศเบาบาง แม้ว่าปริมาตรการผลิตก๊าซของเครื่องอัดอากาศในสภาพจริงจะเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก แต่เมื่อคำนวณเป็นปริมาตรการผลิตก๊าซในสภาวะมาตรฐานแล้ว จะลดลงอย่างชัดเจน
• ความชื้นสัมพัทธ์: ไอน้ำที่ปนอยู่ในอากาศจะกินพื้นที่บางส่วนของปริมาตร อากาศชื้นมากขึ้น ความดันย่อยของอากาศแห้งก็จะลดลง และปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จริงก็จะได้รับผลกระทบในระดับหนึ่งเช่นกัน

สูตรปรับค่าปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จริง

เพื่อแปลงปริมาณก๊าซที่ระบุไว้ในสภาวะมาตรฐานให้เป็นปริมาณก๊าซภายใต้สภาพการทำงานจริง หรือเพื่อปรับค่าปริมาณก๊าซที่วัดได้ในสภาพจริงให้เป็นค่าในสภาวะมาตรฐาน โดยทั่วไปมักใช้สูตรปรับแก้ที่อ้างอิงจากสมการสถานะของแก๊สอุดมคติ สูตรปรับแก้พื้นฐานมีดังนี้:

Q_จริง = Q_มาตรฐาน × (P_จริง / P_มาตรฐาน) × (T_มาตรฐาน / T_จริง) × F_ความชื้น

ความหมายของพารามิเตอร์แต่ละตัวในสูตรมีดังนี้:

• คิวจริง: ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้ภายใต้สภาวะการทำงานจริง
• คิว_มาตรฐาน: ปริมาณก๊าซที่ระบุไว้ในสภาวะมาตรฐาน (ข้อมูลบนป้ายกำกับ)
• พีจริง: ความดันสัมบูรณ์ของสภาพแวดล้อมจริง (ความดันบรรยากาศ ณ ที่นั้น)
• พีมาตรฐาน: ความดันบรรยากาศมาตรฐาน (โดยทั่วไปใช้ค่า 101.325 kPa）。
• T_จริง: อุณหภูมิสัมบูรณ์ของสภาพแวดล้อมจริง (หน่วยเป็น K โดยคำนวณจาก °C + 273.15)
• ที_มาตรฐาน: อุณหภูมิสัมบูรณ์ในสภาวะมาตรฐาน (โดยทั่วไปจะใช้ 20℃ + 273.15 = 293.15 K หรืออาจเลือกตามเกณฑ์เฉพาะ 0℃）。
• ความชื้นF: ค่าสัมประสิทธิ์การปรับค่าความชื้น (โดยทั่วไปอาจละเลยได้ในการคำนวณคร่าวๆ ที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง แต่ในกรณีที่ต้องการความแม่นยำสูง จำเป็นต้องทำการปรับค่าตามความดันย่อยของไอน้ำ)

การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การปรับค่าความชื้น

เมื่อความชื้นในบรรยากาศสูงและต้องการความแม่นยำในการคำนวณอย่างเข้มงวด จำเป็นต้องนำค่าสัมประสิทธิ์ปรับค่าความชื้นมาใช้ ความดันย่อยของอากาศแห้งจริงเท่ากับความดันบรรยากาศรวมหักออกด้วยความดันย่อยของไอน้ำ ค่าสัมประสิทธิ์ปรับค่าความชื้นความชื้นFสามารถเขียนแทนได้โดยประมาณว่า:

F_ความชื้น = 1 – (P_v / P_จริง)

• พี_วี: ความดันย่อยของไอน้ำในอากาศโดยรอบสามารถคำนวณได้โดยการอ้างอิงตารางจากอุณหภูมิและค่าความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อม หรือใช้สูตรทางประจักษ์

ขั้นตอนการคำนวณและข้อควรระวังด้านวิศวกรรม

ในการประยุกต์ใช้งานทางวิศวกรรมจริง การนำสูตรข้างต้นไปใช้จำเป็นต้องคำนึงถึงรายละเอียดดังต่อไปนี้:

• หน่วยงานที่เป็นเอกภาพ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน่วยของความดันและหน่วยของอุณหภูมิ (ต้องใช้อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์ในหน่วยเคลวิน K) ยังคงสอดคล้องกันทั้งก่อนและหลังการใช้สูตร
• ค่าอุณหภูมิอากาศเข้า: อุณหภูมิจริงในสูตรให้ใช้อุณหภูมิของเครื่องอัดอากาศช่องรับอากาศอุณหภูมิที่แท้จริงภายในสถานที่ ไม่ใช่เพียงแค่อุณหภูมิสภาพแวดล้อมภายนอก หากเครื่องอัดอากาศถูกติดตั้งในห้องเครื่องที่ปิดสนิท อุณหภูมิอากาศเข้ามักจะสูงกว่าอุณหภูมิภายนอก
• ปริมาณส่วนเกินของอุปกรณ์ในการเลือกขนาดระบบตามปริมาณการผลิตก๊าซที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว ขอแนะนำให้เผื่อพื้นที่สำหรับอัตราการไหลไว้อย่างเหมาะสม เพื่อรับมือกับปัญหาการรั่วไหลของท่อส่งก๊าซ ความต้านทานของไส้กรองที่เพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงเมื่ออุปกรณ์ถูกใช้งานเป็นระยะเวลานาน