simulation of fluid flow - burapha university ·...

100
ชุดสาธิตอัตราการไหลของของไหล SIMULATION OF FLUID FLOW กุญชร ศรีพินิจ ญาณิศา เกี่ยวพันธ์ รัตติกาล มหาเจริญ ปริญญานิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรเทคโนโลยีบัณฑิต กลุ่มวิชาเทคโนโลยีการจัดการอุตสาหกรรม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา ปีการศึกษา 2554

Upload: others

Post on 11-Jul-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

ชดสาธตอตราการไหลของของไหล

SIMULATION OF FLUID FLOW

กญชร ศรพนจ

ญาณศา เกยวพนธ

รตตกาล มหาเจรญ

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรเทคโนโลยบณฑต

กลมวชาเทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา

ปการศกษา 2554

Page 2: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

SIMULATION OF FLUID FLOW

GUNCHON SEEPINID

YANISA KEOWPAN

RATTIKARN MAHACHAROEN

A PROJECT SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF REQUIREMENTS

FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF TECHNOLOGY

MAJOR OF INDUSTRIAL MANAGEMENT TECHNOLOGY

BURAPHA UNIVERSITY 2011

Page 3: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

ปรญญานพนธ ชดสาธตอตราการไหลของของไหล โดย นายกญชร ศรพนจ นางสาวญาณศา เกยวพนธ นายรตตกาล มหาเจรญ อาจารยทปรกษา อาจารย พรชย ปนสวรรณ อาจารย ปาณสรา จางจตร จ านวนหนา 86 ปการศกษา 2554 คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา อนมตปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรเทคโนโลยบณฑต กลมวชาเทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม ...................................................ประธานกรรมการสอบปรญญานพนธ (อาจารย พรชย ปนสวรรณ) ...................................................กรรมการสอบปรญญานพนธ (อาจารย สภาพ ธาราศกด) ...................................................กรรมการสอบและอาจารยทปรกษาปรญญานพนธ (อาจารย พรชย ปนสวรรณ) ...................................................ประธานกลมวชาเทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม (อาจารย ยศพนธ อนทรจนทร) ...................................................ผอ านวยการวทยาลยเทคนคบานคาย (อาจารย กมล ชมเจรญ) ...................................................ประธานสาขาหลกสตรเทคโนโลยบณฑต (ดร. ภาณวฒน ดานกลาง)

Page 4: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

ii

บทคดยอ การจดท าโครงการนมวตถประสงคเพอจ าลองการไหลของของไหลภายในทอจากประสบการณของสมาชกในกลมทไดปฏบตงานในโรงงานปโตรเคม โดยไดท าการรวบรวมขอมลทเกยวของกบการไหลของของไหลในรปแบบตางๆตามหลกเกณฑทางดานทฤษฎ ในการด าเนนงานนนผจดท าไดท าการศกษาการไหลของของไหล ทงไหลแบบราบเรยบ ไหลแบบราบเรยบกงปนปวน และไหลแบบปนปวน ซงผวจยไดท าการออกแบบจ าลองชดสาธตอตราการไหลของของไหลจากค าแนะน าของอาจารยทปรกษาและจากโรงงานของสมาชกในกลมทไดปฏบตงานในโรงงานปโตรเคม ซงมน าหนกเบา เคลอนยายไดงาย สะดวกตอการทดลอง มความเหมาะสมในการออกแบบเครอง สามารถทดลองไดตามวตถประสงค ซงผวจยไดสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหลจ านวน1 เครองและใหผเชยวชาญในดานเครองกล ดานฝายผลต ดานเครองมอวดและดานควบคมทมประสบการณในการท างานไดประเมนคณภาพการจากการทดลอง โดยใชแบบสอบถามความคดเหน หลงจากทผวจยไดสาธต โดยใชผลจากการประเมนความเหนของผเชยวชาญในดานคณภาพของชดสาธตอตราการไหลของของไหลผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวาชดสาธตอตราการไหลของของไหลมคณภาพทคา IOC เทากบ 0.85 ซงอยในเกณฑทก าหนดไว จงกลาวไดวาชดสาธตอตราการไหลของของไหลสามารถใชเปนสอจ าลองการไหลของของไหลภายในทอเพอใหเขาใจถงรปแบบการไหลทใชภายในโรงงานอตสาหกรรม ผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวามคณภาพ และเปนไปตามสมมตฐานการวจยสามารถน าชดสาธตอตราการไหลของของไหลนไปใชงานไดตรงตามวตถประสงค และเกดประสทธภาพสงสด

ค าส าคญ: ไหลแบบราบเรยบ / ไหลแบบราบเรยบกงปนปวน /ไหลแบบปนปวน/ปโตรเคม / ชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 5: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

iii

Abstract

This project design for Simulation of fluid flow within the pipe from experience of members who work in Petrochemical plants and compile information about flowing fluid in various forms according to the rules and theories. In operating, We study this project including the Laminar flow, the Transitional flow and the Turbulent flow that designed by the suggestions of advisors and members. The Simulation flow that lightweight, easy to move, comfortable to test and appropriate to designed. We built this machine then, evaluated test by questionnaires from Mechanic experts, Operation experts and Instrument and control experts. After that, we have the same opinion that this test has value IOC as 0.85 in criterion. Therefor, this test is Simulation of Fluid flow within pipe that use in industrial factory. And we consider that this machine has quality and be in accordance with hypothesis. So, this project can use this machine in functional objective and useful purpose. Important words : the Laminar flow, the Transitional flow, the Turbulent flow, Petrochemical, Simulation of fluid flow

Page 6: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

1

กตตกรรมประกาศ

ปรญญานพนธฉบบนส าเรจลลวงไปไดดวยความชวยเหลออยางดยงจากอาจารยพรชย ปนสวรรณ อาจารยทปรกษาหลกและอาจารยปาณสรา จางจตรทกรณาใหค าปรกษาและแนะน าแนวทางทถกตองรวมถงขอคดเหนตางๆ ในการวจยมาโดยตลอดผวจยรสกซาบซงเปนอยางยง จงขอกราบขอบพระคณเปนอยางสงไว ณ โอกาสน ขอขอบพระคณผทรงคณวฒทกทานทใหความอนเคราะหในการตรวจสอบ รวมทงใหค าแนะน าแกไขเครองมอทใชในการวจยใหมคณภาพ นอกจากนยงไดรบความอนเคราะหจากทานผอ านวยการวทยาลยเทคนคบานคายตลอดจนอาจารยทกทานทใหความรวมมอเปนอยางดในการเกบรวบรวมขอมลทใชในการวจย ท าใหปรญญานพนธฉบบนส าเรจลลวงไปไดดวยด คณคาและประโยชนของปรญญานพนธฉบบน ผวจยขอมอบเปนกตญญกตเวทตาแดบพการ บรพาจารย และผมพระคณทกทานทงในอดตและปจจบนทท าใหขาพเจาเปนผมการศกษา และประสพความส าเรจมาจนตราบเทาทกวนน

กญชร ศรพนจ

ญาณศา เกยวพนธ รตตกาล มหาเจรญ

iv

Page 7: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

v

สารบญ

หนา บทคดยอ .......................................................................................................................................... ii

Abstract .......................................................................................................................................... iii

กตตกรรมประกาศ ........................................................................................................................... vi

สารบญ ............................................................................................................................................ v

สารบญรป ..................................................................................................................................... viii

สารบญตาราง .................................................................................................................................. xi

สารบญแผนภม............................................................................................................................. ......x

บทท 1 บทน า ................................................................................................................................. 1

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา .......................................................................... 1

1.2 วตถประสงคของการศกษา ............................................................................................. 2

1.3 ขอบเขตการศกษา ......................................................................................................... 2

1.4 แผนการด าเนนการวจย ................................................................................................. 2

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ ............................................................................................. 2

บทท 2 ทฤษฎ / และงานวจยทเกยวของ ........................................................................................... 4

2.1 ทฤษฎการไหลของของไหล............................................................................................ 4

2.1.1แรงกระท าเนองจากของไหลสถต ............................................................................ 5

2.2 ทฤษฎการหาเลขเรยโนลด ............................................................................................. 6

2.3 ความหมายของเลขไรหนวย (Renolde Number) ............................................................ 8

2.4 ทฤษฎการสญเสยของของไหลภายในทอ ...................................................................... 11

2.4.1 การสญเสยจากแรงเสยดทานของการไหลราบเรยบ .............................................. 11

2.4.2 การสญเสยจากแรงเสยดทานของการไหลปนปวน ................................................ 12

2.5 อปกรณวดปรมาณการไหล (Rota meter) .................................................................... 15

2.6 ระบบการควบคมเบองตน (Control Basic) ................................................................... 17

2.7 ตวควบคมและแบบการควบคม (Controller and control action) .................................... 18

2.8 แบบของการควบคม (Control action) ......................................................................... 19

2.9 การควบคมแบบ Feed Back เบองตน (Lntroduction to Feed Back Control ................. 21

2.9.1 หลกการของการควบคมแบบ Feed Back ............................................................ 21

Page 8: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

vi

สารบญ (ตอ)

หนา

บทท 3 วธการด าเนนการวจย ........................................................................................................ 25

3.1 การสรางชดสาธการไหลของของไหล ............................................................................. 25

3.1.1 วสดและอปกรณในการสรางชดสาธตการไหลของของไหล .................................... 26

3.1.2 การเดนระบบและการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล ............................ 27

3.1.3 วธการเดนระบบและการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล ........................ 28

3.2 การหาประสทธภาพและความพงพอใจของชดสาธตการไหลของของไหล ......................... 29

3.2.1 ประชากรและกลมตวอยาง .................................................................................. 29

3.2.2 การออกแบบและสรางชดสาธตการไหลของของไหล ............................................. 29

3.2.3 การสรางเครองมอทใชในการวจย ........................................................................ 31

3.2.4 การทดลองใชและรวบรวมขอมล .......................................................................... 32

3.2.5 การวเคราะหขอมลและสรปผล............................................................................. 33

บทท 4 ผลการวจย ........................................................................................................................ 35

4.1 การทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหล ......................................................... 35

4.2 ผลการวเคราะหขอมลทวไปของผเชยวชาญ ................................................................... 48

4.3 ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยแยกออกเปนดานตางๆ .............................. 50

4.4 ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยรวมตอชดสาธตการไหลของของไหล .......... 51

บทท 5 สรปผล อภปราย และขอเสนอแนะ ...................................................................................... 53

5.1 สรปผลการด าเนนงาน .................................................................................................. 53

5.2 อภปรายผล .................................................................................................................. 53

5.3 ขอเสนอแนะ ................................................................................................................. 54

เอกสารอางอง ................................................................................................................................. 55

Page 9: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

vii

สารบญ (ตอ)

หนา

ภาคผนวก ...................................................................................................................................... 56

ภาคผนวก ก ภาพประกอบการสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหล ............................................ 57

ภาคผนวก ข รายชอผเชยวชาญ ...................................................................................................... 64

ภาคผนวก ค แบบสอบถามความคดเหนของผเชยวชาญทใชในการประเมนประสทธภาพ …………… 68

ภาคผนวก ง แบบชดสาธตอตราการไหลของของไหล ....................................................................... 72

ภาคผนวก จ คมอการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล ........................................................ 78

ประวตผเขยน ................................................................................................................................. 83

Page 10: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

viii

สารบญรป หนา

รปท 2.1 รปตวอยางการวดหาแรงทมากระท าในของไหลสถต ............................................................. 5

รปท 2.2 ลกษณะการไหลภายในทอ .................................................................................................. 8

รปท 2.3 รปแบบการไหล .................................................................................................................. 9

รปท 2.4 กราฟแสดงความสมพนธระหวางความขรขระกบเลขเรยโนลด ............................................. 13

รปท 2.5 ความสมพนธระหวางความหนดกบอณหภมของของเหลวตางๆ .......................................... 14

รปท 2.6 มาตรวดแบบโรตา............................................................................................................. 15

รปท 2.7 ลกษณะการท างานของอปกรณวดอตราการไหล ................................................................. 16

รปท 2.8 ตวควบคมนวเเมตกส ........................................................................................................ 18

รปท 2.9 ตวควบคมแบบอเลกทรอนกส ............................................................................................ 19

รปท 2.10 แสดงโครงสรางงายๆ ของตวควบคม ............................................................................... 19

รปท 2.11 Block Diagram ของตวควบคม ON-OFF ........................................................................ 20

รปท 2.12 ระบบการควบคมระดบของเหลว .................................................................................... 20

รปท 2.13 แสดง Dead band ของการควบคมระดบของเหลวแบบ ON-OFF ..................................... 21

รปท 2.14 การควบคม Process วงรอบแบบ Feed Back ของระบบ ................................................. 22

รปท 2.15 แสดงระบบควบคม Feed Back ...................................................................................... 30

รปท 3.1 วสดและอปกรณในการสรางชดสาธตการไหลของของไหล ................................................. 26

รปท 3.2 แสดงอปกรณตางๆของชดสาธตการไหลของของไหล ........................................................ 28

รปท 4.1 กราฟแสดงผลเปรยบเทยบ ................................................................................................ 47

รปท 4.2 แสดงคา IOC ระดบความเหนของผเชยวชาญดานวตถประสงคเพอสรางชดสาธตการไหล .... 50

รปท 4.3 แสดงคา IOC ระดบความเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคน าไปสาธตการไหล .......... 51

Page 11: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

ix

สารบญตาราง หนา

ตารางท 1.1 แสดงแผนการด าเนนการวจย…………………………………………………………………2

ตารางท 4.1 การค านวณจากสตรและผลการทดลองจากชดสาธตการไหลของของไหล…….………….47

ตารางท 4.2 ผลการประเมนชดสาธตการไหลของของไหลโดยผเชยวชาญ 15 ทาน ทง12 จดประเมน.51

ตารางท 4.3 ผลการประเมนของผเชยวชาญโดยรวมตอชดสาธตการไหลของของไหล………………...52

Page 12: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

x

สารบญแผนภม หนา

แผนภมท 3.1 การเดนระบบและการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล………………………..27

แผนภมท 3.2 การหาประสทธภาพและความพงพอใจของชดสาธตการไหลของของไหล……………...29

แผนภมท 3.3 การออกแบบและสรางชดสาธตการไหลของของไหล…………………………………….30

แผนภมท 3.4 การสรางเครองมอทใชในการวจย.…………………………………………………………31

แผนภมท 4.1 ระดบการศกษาของผเชยวชาญ……………………………………………………………48

แผนภมท 4.2 ประสบการณท างานของผเชยวชาญ………………………………………………………49

แผนภมท 4.3 ระดบอายของผเชยวชาญ…………….…………………………………………………….49

Page 13: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

1

บทท1

บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ จากการทสมาชกในกลมโครงงานไดท างานในโรงงานอตสาหกรรมปโตรเคม ทางคณะผจดท าจงไดคดทท าโครงงานเรอง ชดสาธตอตราการไหลของของไหลภายในทอ ซงจากการท างานระบบเครองมอวดและระบบควบคมภายในโรงงานทผานมา ท าใหเลงเหนวาของไหลภายในทอมหลายรปแบบ ซงการไหลของของไหลภายในทอจะสงผลถงสารทวงภายในทอ รวมถงการสญเสยทเกดขนกบการไหลในแบบตาง ๆ ทงนจากการสงเกตของไหลไมวาจะเปนแกส หรอวาของแขง เชนเมดพลาสตกกตาม ซงถาเราไมไดค านงถงรปแบบการไหล กจะท าใหเกดการสญเสยภายในระบบขน ถาเปนเมดพลาสตกทเปนของแขงกจะท าใหเกดการอดตนขนภายในทอได ทงนเกดจากรปแบบการไหลของของไหลเอง จากเหตผลทกลาวมาขางตน คณะผจดท าโครงการมแนวคดวาจะพฒนาและตอยอดองคกรความร จากการปฏบตงานจรงสถานประกอบการมาสรางชดสอสาธตของจรงทแสดงลกษณะจ าลองของการไหลภายในทอ การเปลยนแปลงทเกดขนเพอเชอมโยงเขากบทฤษฎ ทงนทางคณะผจดท าไดเลงเหนแลววารปแบบการไหลของของไหล ถอเปนพนฐานในการตอยอดองคความรของตวผจดท าและผทไดศกษาเพอท าใหมความรความเขาใจในเรองการไหลของของไหล สามารถน าองคความรไปตอยอดในการศกษาหรอการท างานในโรงงานอตสาหกรรมเพอใหมประสทธภาพมากขน ทงนโครงงานทท าออกมานนจะรวบรวมเอาความรในหลายวชาเขาดวยกน เพอทจะแสดงใหเหนถงการควบคมของเหลวภายในถงอกดวย เพอใหเหนภาพไดชดเจนยงขน 1.2 วตถประสงคของกำรศกษำ 1.2.1 เพอศกษารปแบบของของไหลภายในทอ 1.2.2 เพอศกษาถงวธการออกแบบการสรางชดทดลองอตราการ ไหลเพอใชทดสอบหาการเปลยนแปลงอตราการไหลภายในทอ 1.2.3 เพอศกษาการควบคมของเหลว ภายในถงแบบอตโนมต 1.2.4 เพอศกษาถงปจจยทมผลตอการเกดการไหลแบบ Lamina Flow แบบ Transition Flow และ แบบ Turbulence Flow 1.2.5 เพอฝกฝนทกษะและกระบวนการคดและการศกษาคนควาหรอสบคนขอมลตลอดจนการน ามาประยกตใชงานในชวตประจ าว

Page 14: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

2

1.3 ขอบเขตของกำรศกษำ ศกษาหลกการและทฤษฎการเกดการไหลแบบ Lamina Flow แบบ Transition Flow และแบบ Turbulence Flow เพอน ามาพฒนาตอยอดการสรางสอการเรยนการสอนในการพฒนาผเรยนในสาขางานปโตรเคม 1.4 แผนกำรด ำเนนงำนวจย

ตำรำงท 1.1 แสดงแผนการด าเนนงานวจย

รำยละเอยด พ.ศ.2554 พ.ศ.2555

ก.ค ส.ค ก.ย ต.ค พ.ย ธ.ค ม.ค ก.พ มค เม.ย พ.ค ม.ย

1. เลอกหวขอปญหา

2. น าเสนอหวขอปญหา

3. ส ารวจงานวจยและ ทฤษฎทเกยวของ

4. น าไปปฏบตกบงานจรง 5. ศกษารวบรวมขอมล

6. วเคราะหปญหา 7. สรปและจดท ารายงาน

8. สงรายงานฉบบสมบรณ

1.5 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1.5.1 ท าใหมความรความเขาใจในการใชสอสาธตแสดงอตราการไหลของของไหล

1.5.2 ผเรยนสามารถน าชดสอไปประยกตใชในอนาคต

1.5.3 มความรความเขาใจในการออกแบบชดสาธตอตราการไหล

1.5.4 สามารถเชอมโยงชดสาธตอตราการไหลเขากบวชาเรยนและเชอมโยงสโรงงานได

1.5.5 ผเรยนสามารถมองภาพรวมของการเกดอตราการไหลแบบ Lamina Flow แบบ Transition Flow และแบบ Turbulence Flow ในกระบวนการผลตของโรงงานอตสาหกรรมได

1.5.6 ท าใหมความรความเขาใจในระบบควบคมแบบอตโนมต และสามารถมองเหนภาพไดจรง

Page 15: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

3

นยำมเฉพำะ Lamina Flow หมายถง การไหลอยางเปนระเบยบ เปนการไหลในอดมคต ไมแตกสายหรอปะปนกน ซงการไหลแบบนจะเกดขนในทอทมขนาดใหญของไหล ไหลไมเรวมากนก Transition Flow หมายถง การไหลผสมทงการไหลอยางเปนระเบยบและการไหลอยางปนปวน ซงการไหลแบบนจะเกดขนไดยากนอกจากการควบคมใหเกดขนเอง Turbulence Flow หมายถง การไหลอยางปนปวน การไหลแบบไมเปนระเบยบ ซงเราจะเหนไดในชวตประจ าวน เชน การบบสายยางกจะท าใหเกดการไหลแบบปนปวนขน Rota meter หมายถง อปกรณวดปรมาณของของไหล ซงจะอาศยหลกการลอยตวของลกเหลกภายในกระบอกเพอบอกปรมาณของของไหล เลขเรยโนลด หมายถง เปนเลขทบอกถงลกษณะการไหล เปนเลขทไมมหนวยจ านวนเลขเรยโนลด (Reynold Number) ซงจ านวนเลขเรยโนลดจะมคาขนอยกบความเรวการไหล ความหนด ขนาดเสนผาศนยกลางทอ และความหนาแนนของของไหล ถงแมจ านวนเลขเรยโนลดจะไมมหนวย แตมนมความส าคญอยางมาก กลาวคอ จ านวนเลขนจะเปนตวก าหนดรปแบบการไหลของของไหลวาเปนแบบใด เชน Re อยในชวง 0-2000 สภาพการไหลเปนแบบ Laminar Flow Re อยในชวง 2001 – 4000 สภาพการไหลเปนแบบ Transition Zone Re มากกวา 4001 สภาพการไหลเปนแบบ Turbulent Flow

Page 16: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

4

บทท 2

เอกสารและทฤษฏทเกยวของ

ในการวจยครงนผวจยไดศกษาคนควาขอมลตางๆทเกยวของจากเอกสารต าราและงานวจย ซงจะ

เปนประโยชนท าใหการวจยครงนบรรลตามจดมงหมายทไดตงไวโดยแยกเปนหวขอดงตอไปน

2.1 ทฤษฏการไหลของของไหล 2.2 ทฤษฎการหาเลขเรยโนลด 2.3 ความหมายของเลขไรหนวย (Renolde Number) 2.4 ทฤษฎการสญเสยของของไหลภายในทอ 2.5 อปกรณวดปรมาณการไหลของของไหล (Rota meter) 2.6 ระบบการควบคมเบองตน (Control Basic) 2.7 ตวควบคมและแบบการควบคม (Controller and control action) 2.8 แบบของการควบคม (Control action) 2.9 การควบคมแบบ Feed Back เบองตน (Introduction to Feed Back Control) 2.1 ทฤษฎการไหลของของไหล ของไหลสถต คอ ของไหลทอยนงหรอไมไหล สมการพนฐานของของไหลสถตไดมาจากการท าสมดลของแรงทกระท าตอของไหลอยนงบนพนฐานของกฎขอสองของนวตน โดยเรมจากความสมพนธระหวางความดนสมบรณ (Absolute pressure) ความดนเกจ (Gauge pressure) และความดนบรรยากาศ (atmospheric pressure) โดยทความดนเกจ คอ ความดนของของไหลทวดเทยบกบความดนบรรยากาศ ความดนสมบรณ คอ ความดนของของไหลทวดเมอเทยบกบความดนสญญากาศ เขยนสมการได

P(abs) = P(gauge) + P(atm)

ความดนสมบรณและความดนเกจทเหนอความดนบรรยากาศมเครอ งหมายบวก ความดนสญญากาศเปนความดนต าสดและความดนเกจทต ากวาความดนบรรยากาศมเครองหมายเปนลบ หนวยของความดนเกจเปน Pa(gauge) หรอ psig สวนความดนสมบรณ Pa(abs) หรอ psia ความดนบรรยากาศทแทจรงแปรเปลยนกบสถานทและภมอากาศ โดยทความดนบรรยากาศใกลผวโลกมคาประมาณ 92 kPa (abs) ถง 105 kPa (abs) หรอ จาก 13.8 psiaถง 15.3 psiaความดนบรรยากาศมาตรฐานทระดบน าทะเลเทากบ 101.3 kPa (abs) หรอ 14.69 psiaในการค านวณจะใชคาความดนบรรยากาศเทากบ 101kPa (abs) หรอ 14.7 psia

Page 17: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

5

2.1.1 แรงกระท าเนองจากของไหลสถต

ความดนทของไหลออกแรงกระท าตอพนทของผวแบบซงอยใตของเหลว ม 2 ลกษณะ คอ กระท าตอผวแบนในแนวนอนทอยดานลางและกระท าตอผวดานบนของของเหลวในถง ซงสมผสกบความดนบรรยากาศอานไดจากอปกรณวดความดนจะมคาเทากบศนย แรงจากความดนของของเหลวทกระท าตอผนงดานขางของถงแปรผนเปนเสนตรงจากความดนเทากบศนยทดานบนสดของผวไปยงคามากทสดซงอยดานลางทกนถง สวนถงบรรจของเหลวทดานบนมฝาปดและมความดนอยเหนอของเหลว ซงอาจมคามากหรอต ากวาความดนบรรยากาศและทเรยกวาปโซเมตรกเฮด (piezometric head) ความดนนมอทธพลสมผสกบความดนบรรยากาศเพยงอยางเดยว (ฝาเปดทางดานบน) แรงทกระท าตอผวแบนในแนวนอนซงอยใตของเหลว ไดแก ถงทรงกระบอก บรรจน ามนและน า เชนตวอยางดานลาง

Example

รปท 2.1 รปตวอยางการวดหาแรงทมากระท าในของไหลสถต

Pb = Patm + o (2.5m) + w (2.0m) o = (sg) o (9.81 kN/m3) = (0.90) (9.81 kN/m3) = 8.83 kN/m3 pB = 0 Pa (gauge) + (8.83 kN/m3) (2.5 m) + (9.81 kN/m3) (2.0m)=41.72kPa(gauge) A = D2/4 =(3.5)2 / 4 = 9.62 m2 F = pA = (41.72 kN/m2) (9.62 m2) = 401.45 kN

Page 18: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

6

2.2 ทฤษฎการหาเลขเรยโนลด ธรรมชาตของการไหลของของไหลในขอบเขตขนกบความเรวสมพนธ ทความเรวต า ชนของไหลจะราบเรยบในแตละชน เรยกวา การไหลแบบราบเรยบ (Laminar flow) เมอเพมความเรวมากขน จะมการรบกวนท าใหเกดความเสยดทานเพมขน ซงจะท าใหชนของการไหลผสมกน รปแบบของการไหลน เรยกวา การไหลแบบปนปวน (Turbulence Flow) การเปลยนแปลงน เนองมาจากแรงทกระท าระหวางของไหลและของแขง คอขอบเขตซงเปนความเขาใจพนฐานทส าคญในการศกษาทางดานไฮโดรมกสและกลศาสตรของไหล ธรรมชาตของการไหลของอากาศบรเวณปกเครองบนกอใหเกดแรงเสยดทานและตองหาก าลงทตองการใหเครองบนบนไปขางหนา ของไหลไหลไปในทอจะกอใหเกดการสญเสยความดนและตองใชปมเพอใหของไหลไหลไปตามทอได การศกษาการไหลในทอเพอสงเกตพฤตกรรมของการไหล นกฟสกส ชอ ออสบอรนเรยโนลด (Osborne Reynolds 1842-1912) เปนคนแรกทไดพสจนหาตวแปรทใชในการควบคมการไหลและหาความสมพนธเพอท านายการไหล เรยโนลดแสดงวาพฤตกรรมขนกบสมดลระหวางแรงเฉอยและแรงจากความเสยดทาน หรอความหนดของของไหล จงน าไปสนยามของเทอมไรหนวย เรยกวา เลขเรยโนลด (Reynold number) ซงอตราสวนระหวางแรงเฉอยกบแรงเนองจากความหนดและใชเปนตวบอกการเปลยนแปลงการไหลจากลามนารเปนปนปวน การทดลองพบวา การเปลยนแปลงทเกดขนทเลขเรยโนลดเทากนเสมอในของไหลและทอเดยวกน การหาเลขเรยโนลดจากอปกรณทใชในการทดลอง เพอศกษาโดยการสงเกตเสนสทฉดลงในของไหลทเคลอนท โดยปรบอตราไหลทคาตาง ๆ จากการไหลราบเรยบ จนถงการเปลยนแปลงทเรยกวา ทรานสชน (Transition) ซงคอการไหลทเรมเปลยนจากการไหลทเรมเปลยนจากราบเรยบไปเปนปนปวน พจารณากรณทของไหล ไหลจากจดหยดนง เชน ผนงทอ ทระยะ y จากผนงของของไหลจะมความสมพนธ v กบผนง การเคลอนทจะกอใหเกดความเคนเฉอน ซงมแนวโนมท าใหการเคลอนทลดลง ดงนน ความเรวใกล ๆ ผนงจะลดลงกวาความเรวจดกงกลาง ซงสามารถแสดงใหเหนวาความเคนเฉอนท าใหมการกระจายความเรว dv/dyซงเปนสดสวนกบความเคนทท าใหคาคงทของสมการความหนด คอ

=

dv dy

Page 19: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

7

สมการเปนรปแบบการไหลทเปนชน ๆ แบบราบเรยบ ซงใชไดจรงส าหรบของไหลทคาความหนดคงททอณหภมก าหนด อาจพดไดวา ความหนดของของไหล หาไดจากการทราบความเคนเฉอนและการกระจายความเรว ในการทดลองจะใชกบของไหลทมความหนดต า ถาความเรวของของไหลเพมขนทคาแนนอนคาหนงจะเกดการรบกวนชนของไหล กอใหเกดความเสยดทานทเรยกวา eddies ซงเปนสาเหตของการผสมระหวางชนของของไหลทมพลงงานสงและต าเขาดวยกน เรยกการไหลแบบนวา การไหลปนปวน และภายใตเงอนไขเหลาน ความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและการกระจายความเรวขนกบปจจยอน ๆ เพมเตมนอกจากความหนดของของไหล ธรรมชาตของการไหลจะแตกตางกนอยางสนเชง เพราะการเปลยนแปลงของพลงงานระหวางชนในตอนน ขนกบความเขมขนของ eddies (ขนกบความเฉอยของของไหล) มากกวาความหนดไดนามกส ( )เรายงคงน าเอาสมการไปใชไดเพยงแตคาสมประสทธความหนด ไมใชความหนดของของไหลเพยงอยางเดยว ตอนนจะเรยกวาความหนดแบบเอดด (Eddy Viscosity) และมคาไมคงทอกตอไป คาความหนดชนดนขนกบเงอนไขของการไหลทเขามาและจะมคามากกวาสมประสทธ ความหนดส าหรบของไหล อาจพดไดวาเอดดกอใหเกดความเคนเฉอนเพมขนทความเรวก าหนด ดงนนการสญเสยในการไหล จงมคามากกวาการไหลแบบราบเรยบ การไหลแบบราบเรยบเปนผลของแรงจากความหนดและการไหลแบบปนปวนเปนผลจากแรงเฉอย สงนเปนจรง พสจนโดยเรยโนลด ผน าการเสนอธรรมชาตของการไหลขนกบอตราสวนของแรงเฉอยจากแรงเนองจากความหนด น าไปสเลขไรหนวย เรยกวา เรยโนลด (Re) แรงเฉอยคอสดสวนของมวลคณกบการเปลยนแปลงความเรว หารดวยเวลา คออตราการไหลของมวลเทากบความหนาแนน คณกบพนท คณกบความเรว v เขยนสมการไดดงน

Re = Re = เทอม เรยกวา ความหนดจลน (Kinetic Viscosity) จงเขยนสมการใหมดงน

Re =

inertia force viscosity force dv

vd v

Page 20: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

8

2.3 ความหมายของเลขไรหนวย (Reynold Number) เลขไรหนวย Re แบงการไหลออกเปน 3 หนวย คอ การไหลแบบราบเรยบ, การไหลทรานสชน และการไหลปนปวน กรณทความเรวเพมขน ตอนแรกแรงเนองจากความหนดมผลมากและความเรวยงคงเปนแบบราบเรยบ ขณะทความเรวถกท าใหเพมขน กอใหเกดเอดด แตกยงเอาชนะผลของความหนดไมไดจนกระทงเพมความเรวมากขนทกอใหเกดเอดดจ านวนมาก จนกระทงถงจดทการไหลเปนแบบปนปวน อยางสมบรณ จะเกดการผสมและเรยกวาเปน Fully turbulent ทรานสชน เปนการไหลทอยระหวางการเกด Fully laminar กบ turbulent flow ซงอาจเกดเบยงเบนไปจากชวงทมการไหลราบเรยบคงท ทจดปลายของทรานสชนจะกอใหเกดการไหลปนปวนจะมไปเรอย ๆ จนกวาจะถงความเรวทเรมไหลแบบปนปวน ในทสดจดทแรงจากความหนดแยกออกจากเอดด ซงจะรวดเรวมาก การไหลจะเปลยนกลบมาเปนการไหลแบบราบเรยบ พฤตกรรมเชนนสามารถสงเกตเหนไดดวยตา จากการทดลองและการวดความสญเสยความดนไปตามความยาวทอ เปนการเปลยนแปลงความดนกบความเรวในทอเรยบ เมอเพมความเรวจะเกดทรานสชนขนระหวางจด A และจด B และเมอลดความเรวลง ทรานสชนจะเกดระหวางจด C และจด D เปนจดทเกดจากการเปลยนแปลงความเรวจากการไหลแบบปนปวนมาเปนการไหลแบบราบเรยบ ซงเกดขนในชวงเรยโนลดระหวาง 2,000 และ 2,300 เรยโนลดทจด A, B และ C ขนอยกบเงอนไขตรงทางเขาและความขรขระของทอจด A แทนเลขเรยโนลดระหวาง 2,000 และ 2,500 แตถาตรงทางเขาถกควบคมอยางดและทอเรยบมาก การไหลราบเรยบอาจท าใหเรยโนลดเปนคาทสงขน ชวงทการไหลราบเรยบเกดขนทเลขเรยโนลดต ากวา 2,000 ตรงชวงทเรมไหลเขาในทอ

รปท 2.2 ลกษณะการไหลภายใน

ทอ

Page 21: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

9

จ านวนเลขเรยโนลด (Reynold Number) เปนเลขทดชนทชบอกสภาพปรากฏการณการไหลของของไหล ซงจ านวนเลขเรยโนลดจะมคาขนอยกบความเรวการไหล ความหนด ขนาดเสนผาศนยกลางทอ และความหนาแนนของของไหล เราอาจเขยนความสมพนธดงกลาวไดเปน RD =

RD = จ านวนเลขเรยโนลด (Reynold Number) V = ความเรวการไหล D = เสนผาศนยกลางภายในทอ = ความหนาแนนของของไหล = ความหนดของของไหล

ถงแมจ านวนเลขเรยโนลดจะไมมหนวย แตมนมความส าคญอยางมาก กลาวคอ จ านวนเลขนจะเปนตวก าหนดรปแบบการไหลของของไหลวาเปนแบบใด เชน

รปท 2.3 รปแบบการไหล

VD

Page 22: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

10

RD อยในชวง 0-2000 สภาพการไหลเปนแบบ Laminar Flow RDอยในชวง 2001 – 4000 สภาพการไหลเปนแบบ Transition Zone คอ มการไหล 2 แบบ คอ Laminar + Turbulent RD มากกวา 4001 สภาพการไหลเปนแบบ Turbulent Flow โดยสวนใหญจะเปนการไหลแบบน ซงเปนอปสรรคตอการวด Flow Rate ซงตวแปรทมผลท าใหเกดการเปลยนแปลง จ านวนเลขเรยโนลด (Reynolds’ number)คาเหลานจะมความสมพนธตอการไหล อณหภม ตามปกตเมออณหภมมการเปลยนแปลงจะท าใหสภาพหรอคณลกษณะของของไหลมการเปลยนแปลงตามไปดวย โดยจะเกยวของกบคา ความหนด ความหนาแนน ฯลฯ ดงนน อณหภมจงมผลอยางมากตอการไหลของของไหล โดยเฉพาะอยางยงในสภาวะของกาซจะตองค านงถงเปนพเศษ ความดน เนองจากความดนมความสมพนธกบแรงและพนทหนาตด ดงนนเมอมการเปลยนแปลงคาความดนในของไหลทตองการวดจะท าใหความเรวการไหลของของไหลเปลยนแปลงตามไปดวย ความหนาแนน เนองจากความหนาแนนมความสมพนธกบน าหนกและปรมาตร ดงนน หากของไหลบรรจอยในภาชนะทมปรมาตรจ ากด กจะท าใหมความหนาแนนมาก นนคออาจมผลตอการไหลของสารเหลานน (เกยวกบความเรวการไหล) ความหนด หมายถง ความตานทานตอการไหลของของไหลเหลานน เชน น ามนหลอลนมความหนดมากกวาน า หรอน ามความหนดมากกวาน ามนเบนซน เปนตน ตามปกตความหนดของของเหลวจะลดลงเมออณหภมสงขน แตขณะเดยวกน ความหนดของกาซจะเพมขนเมออณหภมของกาซลดลง ความเรว จะเปนคาตวแปรทก าหนดพฤตกรรมการไหลของของไหลวาจะเปนไปในลกษณะใด กลาวคอ เมอความเรวเฉลยของของไหลเปนไปอยางชา ๆ เราจะเรยกการไหลแบบนวา การไหลแบบราบเรยบ (Laminar flow) แสดงดงรป จะเหนไดวาในบรเวณใกลกบเสนผาศนยกลางของทอความเรวของการไหลจะมคามากกวาบรเวณทหางออกไป และหากความเรวมคามากขนถงระดบหนงจะท าใหเกดการไหลแบบปนปวน (Turbulent flow) แสดงดงรป ซงการไหลแบบหลงนจะพบเหนกนเปนสวนมาก อนง การไหลแบบปนปวนนจะเปนการไหลทมรปแบบไมแนนอน เราอาจค านวณหาคาความเรวการไหลของของไหลได

Page 23: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

11

2.4 ทฤษฎการสญเสยของของไหลภายในทอ 2.4.1การสญเสยจากแรงเสยดทานของการไหลราบเรยบ การไหลราบเรยบของไหลจะไหลจากชนหนงไปอกชนหนง ท าใหมแรงตานทานเนองจากความหนดเกดเปนความเคนขนระหวางชนของของไหลทเคลอนทไป การสญเสยพลงงานจงเกดจากของไหลทเคลอนทไป การสญเสยพลงงานจงเกดจากของไหลทตองการเอาชนะแรงจากความเคนเฉอน ความสมพนธของการสญเสยพลงงานและตวแปรของระบบการไหลราบเรยบไดจากสมการของเฮเกน พอซวอาย

hf = f

f = สมประสทธความเสยดทาน (Friction Factor) L = ความยาวทอ D = เสนผานศนยกลางของทอ v = ความเรวของการไหลเฉลยผานทอ g = ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก =9.81 m/s2

ตวแปรในสมการของเฮเกน พอซวอาย คอสมบตของของไหล ไดแก ความหนด น าหนกจ าเพาะ รปทรง ความยาว เสนผาศนยกลาง และความเรวเฉลยของการไหล อยางไรกไดมการพสจนจากการทดลอง ผลทไดจากการพสจนทฤษฎของ เฮเกน พอซวอาย พบวาลกษณะของของผวทอมผลตอความหนดภายในของการไหล ซงสมการนกสามารถน ามาพสจนการเปลยนแปลงดงกลาวได ซงสมการดานบนสามารถหาไดจาก

F =

F = = =

จากสมการ = และ Re = ดงนน สมการการไหลแบบราบเรยบ (Laminar Flow) คา จะมคาดงสมการดานลาง

f =

จากสมการดงกลาว เราสามารถพสจนการไหลแบบราบเรยบและแบบกงราบเรยบไดเทานน ถาเปนการไหลแบบปนปวน สมการดงกลาวอาจจะน ามาใชจรงไมได เนองจากอาจจะเกดการคลาดเคลอน

L D

v2 2g

L V

v2 2g

32 Lv D2

32 Lv D2

D2g Lv2

64 g vD

64 vD

g

vD

64 Re

Page 24: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

12

2.4.2 การสญเสยจากแรงเสยดทานของการไหลปนปวน เราไมสามารถหาแฟกเตอรความเสยดทานอยางงายส าหรบการไหลปนปวนในทอเหมอนในการไหลราบเรยบเพราะวาลกษณะการเคลอนทของการไหลปนปวนไมเปนชนหรอเปนเสนการไหลไมเปนระเบยบ แตคอนขางยงเหยงและแปรปรวนตลอดเวลา ดวยเหตผลดงกลาว การสญเสยพลงงานจากการไหลปนปวนจงตองใชแฟกเตอรความเสยดทานทไดจากการทดลองเพอน าไปใช แฟกเตอรแรงเสยดทานทไดจากการทดลองนกบเลขไรหนวยสองกลม คอ เลขเรยโนลดและความขรขระสมพทธของทอ ซงอตราสวนของเสนผาศนยกลางทอ (D) กบความขรขระของผนงทอ ( ) เปนคาความขรขระของผนงทอ ความหนาของผวทอไมมความแนนอนขนอยกบชนดของวสดและกรรมวธการผลตทอ ทอทใชทางการคาทงขนาดเลกและขนาดใหญ คาการออกแบบความขรขระของผนงทอเปนคาเฉลยของทอใหมและสะอาด หลงจากน าทอไปใชความขรขระของทอจะเปลยนไป เนองจากการสะสมบนผนงหรอการกดกรอนของทอซงขนอยกบการสะสมจะท าใหทอเปนไปในลกษณะใด ทอแกวและทอพลาสตกมผวภายในเรยบ คาของความขรขระผวมนอย ท าใหคาความขรขระสมพนธ มคามาก ทอทองแดงและทองเหลองผวคอนขางเรยบ ส าหรบทอเหลกมาตรฐาน เชน ทอเหลก Schedule 40 และ 80 และทอเหลกทวไปใชคาความขรขระของทอเหลกทางการคา หรอ Welded Steel ทอเหลกดกไทล (Duction iron pipe) ถกเคลอบดวยปนซเมนตทดานในเพอปองกนการผกรอนและเพอปรบปรงความขรขระ คาของ f และ Re ถกเขยนบนสเกลของลอกฐานสบ เพราะวาคาทเกยวของมคาอยในชวงกวาง เลขเรยโนลดนอยกวา 2,000 ไดเสนตรงของเทอม f = 64/Re อยทางซายมอของกราฟ ส าหรบการไหลแบบราบเรยบ ในชวง 2000 นอยกวา Re นอยกวา 4000 ไมมเสนโคงเพราะวาเปนบรเวณวกฤต การไหลเปลยนกลบไป/มา ระหวางราบเรยบและปนปวน จงไมมสมการของการไหลในบรเวณน ของไหลจะเปลยนจากไหลราบเรยบไปเปนปนปวนทความเรววกฤตเมอมคา Re = 4000 เสนโคง D/ เรยกวา ความขรขระสมพทธ เมอก าหนดคาความขรขระสมพทธมาให เนองจากบรเวณวกฤตอยระหวางเลขเรยโนลด 2000 และ 4000 ถาเปนไปไดควรหลกเลยงการใชความเรวในชวงวกฤตเพราะวาชวงนไม สามารถท านายประเภทของการไหลได เสนโคงประแสดงการเปลยนแปลงของแฟกเตอรความเสยดทานทเกดขนตามคาของความขรขระสมพทธทคาของ D/ ต า (ชวาความขรขระของผนงทอมคามาก) แฟกเตอรความเสยดทานมคาเพมขนขณะทคาเลขเรยโนลดเปลยนจากการไหลราบเรยบเปนปนปวน เชน การไหลในทอทม D/ = 20 แฟกเตอรความเสยดทานเพมขนจาก 0.032 ท Re = 2000 ตรงสวนปลายของชวงการไหลราบเรยบไปยงประมาณ 0.077 ท Re = 4000 ทจดเรมตนของชวงการไหลปนปวนซงเพมขน 240 เปอรเซนต

D

Page 25: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

13

ทอเรยบ (แกว พลาสตก) ซงมความขรขระนอย คา D/ มคามาก ซงไดอะแกรมของมดใชหาคาแฟกเตอรความเสยดทานส าหรบการไหลปนปวนซงตองทราบเลขเรยโนลดและความขรขระสมพทธ ขอมลพนฐานทตองการใชคอเสนผาศนยกลางภายในชนะของวสดท าทอ ความเรวของการไหล ชนดของการไหล และอณหภม

รปท 2.4 กราฟแสดงความสมพนธระหวางความขรขระกบเลขเรยโนลด

ความสมพนธระหวางสมประสทธความเสยดทาน (Friction Factor), Reynolds Number และ Relative Roughness สามารถน ามาเขยนเปนแผนภมเรยกวา Moody Diagram

Re =

vD

Page 26: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

14

= ความหนาแนนของน า (Water Density) 997 kg/m3ทอณหภม 25๐C = ความหนดของน า (Absolute Dynamic Viscosity) 8.94 x 10-4Ns/m2ทอณหภม 25๐C

รปท 2.5 ความสมพนธระหวางความหนดกบอณหภมของของเหลวตาง ๆ

Page 27: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

15

2.5 อปกรณวดปรมาณการไหล (Rota meter)

รปท 2.6 มาตรวดแบบโรตา เปนทอใสในแนวดง ภายในจะมลกลอยทหนกกวาของไหล เมอของไหลเขาทางดานลาง ความเรวของมนจะพยงใหลกลอยลอยอยได บนทอจะมมาตรสวนบอกคาเปนหนวยความสง สามารถน ามาเทยบเปนอตราการไหล โดยใช Calibrate Chart ทก าหนด มาตรวดแบบโรตาประกอบดวยทอกลมเรยว (Tapered Tube) มลกลอยทรงกระบอกกลมปลายดานลางแหลมเปนรปกรวยอยภายในทอกลมเรยว ขณะใชงานจะวางอยในแนวดง ปลายดานเลกจะอยดานลางเปนทางเขาของของไหล เมอของไหลไหลขนในแนวดงจะดนใหลกลอยถกยกสงขนจนสมดล ของไหลจะไหลผานพนทวาง รปวงแหวนระหวางลกลอยทบทอเรยว ต าแหนงความสงของลกลอยขนอยกบอตราการไหล เมอลกลอยสมดล น าหนกของลกลอยจะเทากบแรงฉด (Drag Force) ของของไหลกระท าตอลกลอย

Page 28: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

16

1/2

รปท 2.7 ลกษณะการท างานของอปกรณวดอตราการไหล สามารถใชคาความสมพนธของแรงเหลานมาใชค านวณหาอตราการไหลในขณะนนไดตามสมการ Q = Cd Aa

WNet = น าหนกสทธของลกลอย Aa = ATube – AFloat ATube = พนทหนาตดของทอโรตา ณ ต าแหนงทลกลอยอยในสถานะสมดล AFloat = พนทหนาตดของลกลอย

หรอ Aa = พนทวงแหวนของการไหลผาน Fluid = ความหนาแนนของของไหลทตองการวด Cd = สมประสทธของการไหลผานมาตรวดโรตา,คาสมประสทธแรงเสยดทาน มาตรวดชนดนไดท าการตดตงสเกลบอกขนาดอตราการไหลไวทบรเวณขางหลอดของเครองมอวด ท าใหสะดวกตอการอานคาอตราการไหล อยางไรกตาม มาตรวดแบบโรตาจะใหคาความคลาดเคลอนมากในชวงทมการไหลนอย ๆ และไมเหมาะกบของไหลทมคาความหนาแนนมาก

2WNet AFloatFluid

Page 29: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

17

2.6 ระบบการควบคมเบองตน (Control Basic) การควบคมอตโนมต คอ การทใหอปกรณตวนนท างานเองตามทเราไดสงไว ซงในขบวนการผลตทกชนดจะตองมการควบคมคาของปรมาณตาง ๆ ซงเกยวของในการผลต เชน อณหภม , การไหล, แรงดน, ระดบของเหลว, ความหนาแนน, คา pH, ปรมาณ O2, ความเขมขนของสารเคม, ความหนด, คาความถวงจ าเพาะ, น าหนก, ความเรวรอบฯ ปรมาณเหลานเปนเงอนไขทส าคญทประกนไดวา สนคาทผานการผลตจะมคณภาพดตามตองการ การวดและการควบคมปรมาณเหลานใหเปนไปตามการโดยอตโนมต เราเรยกวา การควบคมระบบ (Process control) การควบคมระบบทดและถกตองจะเพมประสทธภาพการผลตท าใหสนคามคณภาพด ลดตนทน การควบคมระบบในปจจบนไดรบการพฒนาไปมาก จากการวดและควบคมดวยมอจนถงการควบคมโดยอตโนมต การควบคมทสลบซบซอน ใชเครองคอมพวเตอรเขามาชวย ขนตอนการพฒนาการควบคมระบบสามารถแบงเปนขนตอน ดงน สมยท 1 วดอยางเดยว เครองวดแบบงาย ๆ ไดแก เทอรโมมเตอร เครองชงน าหนกเปนการวดเพอ

ตรวจสอบสภาพการผลต เครองวดบางชนดไมสามารถวดอยางตอเนองได การควบคมเปนการควบคมดวยมอ (Manual Control)

สมยท 2 วดและควบคม เครองวดไฟฟาและเครองวดอตสาหกรรมแบบ Field instrument มการควบคมแบบงาย ๆ

สมยท 3 ระบบเครองวด Transmitter, Instrument Panel, เครองมอวดและบนทกขอมลในแบบหลายจด การควบคมแบบ ON-OFF

สมยท 4 ควบคมอตโนมต การควบคมแบบปอนกลบ ม Loop การควบคมหลาย ๆ Loop ในโรงงาน สมยท 5 ระบบควบคมอตโนมต การควบคมแบบซเควนซผสมกบการควบคมแบบปอนกลบท าให

ขบวนการผลตทกขนตอนเปนอตโนมต สมยท 6 Optimum Control การควบคมทซบซอน การควบคมโดยใชคอมพวเตอรเพอใหการผลตม

ประสทธภาพสงสด ลดตนทนและประหยดพลงงาน การควบคม การควบคม คอ การกระท าเพอใหบรรลสภาพหรอคณภาพทางฟสกส ลองพจารณาการกระท าซงเปนการควบคมจากตวอยาง

2.7 ตวควบคมและแบบการควบคม (Controller and control action) โดยทวไปตวควบคมอตโนมตจะท าหนาทเปรยบเทยบคาเอาทพตทเกดขนจรง (Actual Valve) จากการวดของระบบกบคาเปาหมาย (Set Point) ผลตางของสญญาณทงสองจะถกสงเขาคาเปาหมายกบคาจรงของโปรเซสเปนศนยหรอมคานอยทสด สญญาณควบคมทตวควบคมผลตออกมาน เรยกวา แบบของการควบคม (control action) ตวควบคมแบบอตโนมตในวงการอตสาหกรรมมแบบของการควบคม ดงน

1. On-Off Control Action (Two-position controller)

Page 30: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

18

2. Proportional Control Action (P controller) 3. Integral Control Action (I controller) 4. Proportional-Plus-Integral Control Action (PI controller) 5. Proportional-Plus-Derivative Control Action (PD controller) 6. Proportional-Plus-Plus-Integral-Derivation Control Action (PID controller)

ตวควบคมแบบอตโนมตในวงการอตสาหกรรม สวนมากจะใชระบบอเลคทรอนคสหรอแบบนวเเมตกส นนขนอยกบความเหมาะสมของโรงงานและขบวนการผลต เชน ควรพจารณาถงความปลอดภย ราคา ความสะอาด ความเชอถอ ความถกตอง แมนย า น าหนกและขนาด องคประกอบของตวควบคมแบบอตโนมตในงานอตสาหกรรม โดยปกตตวควบคมจะประกอบไปดวยสวนเปรยบเทยบระหวางคาเปาหมาย (set point) กบคาวด (measuring value) ซงจะไดผลตาง

รปท 2.8 ตวควบคมนวแมตกส.

Page 31: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

19

รปท 2.9 ตวควบคมแบบอเลกทรอนกส

รปท 2.10 แสดงโครงสรางงาย ๆ ของตวควบคม

2.8 แบบของการควบคม (Control action) แบบการควบคมดงทกลาวมาตงแตตนของบทนนน เปนแบบทงายและรจกกนดของผทอยในวงการอตสาหกรรม ทควบคมการผลตโดยใชตวควบคมแบบอตโนมต ใหพยายามสงเกตและศกษาใหเขาใจ ซงเปนสงทจ าเปนของวศวกรควบคม ในการทจะเลอกใชวธใดวธหนงทเหมาะสมกบ Application ของคนตอไป ในระบบทมการควบคมแบบ Two-position นน ตว actuating element จะม ต าแหนงแนนอนสองต าแหนงเทานน เชน เปด-ปด ในปจจบนการควบคมแบบนกยงเปนทนยมแพรหลายเนองจากตดตงงาย ราคาถก ใหสญญาณเอาทพทจากตวควบคมเปน m (t) และสญญาณผลตางระหวางคาเปาหมายและคาวดเปน e (t) เราจะไดวาคาของสญญาณ m (t) จะเปนคานอยทสดหรอมากทสดเทานน โดยขนอยกบคาสญญาณผลตางวาเปนบวกหรอลบเทานน

m (t) = M1 ท e (t) > 0 m (t) = M2 ท e (t) < 0 : โดยทคา M1 และ M2 เปนคาคงท คาของ M2 เปนคาทต าทสดหรออาจเปน -M1 กได ตวควบคมแบบ two-position โดยทวไปมกจะใชอปกรณไฟฟา เชน solenoid valve, motor valve ฯลฯ

Page 32: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

20

รป 2.11 Block diagram ของตวควบคมแบบ ON-OFF

รปท 2.12 ระบบการควบคมระดบของเหลว

Page 33: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

21

รปท 2.13 แสดง Dead band ของการควบคมระดบของเหลวแบบ ON-OFF

พจารณา ระบบของการควบคมระดบของเหลว ดวยการควบคมแบบ ON-OFF วาลวจะเปดหรอปดอยางใดอยางหนง อตราการไหลเขาของน าจะเปนคาคงททเปนบวกหรอศนย ดงแสดงในรป ข) จะเหนวาคาความสงของระดบน าในถงจะเพมและลดอยางตอเนองทระดบ 2 ระดบ คอ M1 และ M2 ซงเกดจากการเคลอนทของ actuating element (ในทนคอลกลอย) จากต าแหนงทก าหนดใหต าแหนงหนง (ON) ไปยงอกต าแหนงหนง (OFF) เปน cycle ดงนน ผลของการควบคมจะท าใหระดบน าเกดการแกวง (oscillation) ขนได ข) เราจะพบวา ชวงกวาง (Amplitude) ของการแกวงสามารถลดลงไดโดยการลดคา Dead band ซงอาจจะท าไดโดยการเพมอตราของ ON-OFF ของสวทซตอนาท เปนตน ส าหรบความถในการแกวง จะขนอยกบคาคงตวเวลา (time constant) ของระบบเอง ตามรปไดแสดงเสนโคงลกษณะสมบต (characteristic curve) ของระบบควบคมระดบน า โดยแบงเปนสองสวนคอ สวนแรกเกดจากการเปดน าใหไหลเขาถง ขณะใหงานตามปกต น าจะคอย ๆ เพมเปนแบบ exponential จนหมดถง จากการพจารณาระบบดงกลาวนเราสามารถสรปไดวาการควบคมแบบ ON-OFF จะไดผลตอเมอโปรเซสมคาคงตวเวลายาวมาก แตม dead time สน ๆ เทานน

2.9 การควบคมแบบ Feed Back เบองตน (Introduction to Feed Back Control) 2.9.1 หลกการของการควบคมแบบ Feed Back พจารณาขบวนการผลต เปนขบวนการทมเอาทพท Y, Disturbance D, และคาตวแปรของระบบเปน M

Page 34: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

22

รปท 2.14 การควบคมProcess วงรอบแบบFeed Back ของระบบ

การเปลยนคา disturbance d (บางครงอาจจะเปน load ของโปรเซสเองกได) เราไมสามารถท านายลวงหนาไดและจดประสงคในการควบคมของเราคอพยายามรกษาคา Output y ใหไดคาตามตองการ เหตการณทเกดขนในการควบคมแบบ Feed back จะเรยงล าดบดงน 2.9.1.1 วดคาของ Output (การไหล (Flow), ความดน (Pressure), ระดบของเหลว (Liquid level), อณหภม (Temperature), สวนประกอบทางเคม (Composition) โดยใชอปกรณการวด (Sensor) ทเหมาะสมให ymเปนคาทแสดงผลการวดของอปกรณการวดดงกลาว 2.9.1.2 เปรยบคา Output ymทวดไดกบคาเปาหมาย ysp (set point) ของเอาทพท สญญาณควบคมมวล (m)เพอทจะลดขนาดของผลตาง ปกตตวควบคมจะไมผลตสญญาณควบคม m โดยตรงแตจะผานอปกรณอกตวหนง (โดยทวไปมกจะเปน control valve) เราเรยกวา อปกรณควบคมตวสดทาย (Final control element) รป 2.18 (b) แสดงแผนภาพตามล าดบ 3 ขนตอนดงกลาว ระบบในรป 2.18 (a) คอ การควบคมแบบเปด (Open loop control) คอยเปรยบเทยบใหเหนความแตกตางกบระบบควบคมแบบ Feed back ในรป 2.18 (b) ซงบางครงเรยกวา การควบคมแบบวงปด (Closed loop control) เมอคา d เปลยนแปลงไป ผลตอบรบของรป 2.18 (a) คอผลตอบรบแบบวงเปด (Open loop response) ขณะทของรป 2.18 (b) เรยกวา ผลตอบรบแบบวงปด (closed loop response) ระบบควบคมแบบ Feed back ทพบบอย ๆ ในโปรเซสทว ๆ ไป แบงตามระบบการวดไดดงน ตวอกษรยอทมกใชในระบบควบคม FC ส าหรบการควบคมการไหล PC ส าหรบการควบคมความดน CC ส าหรบควบคมสวนประกอบทางเคม LC ส าหรบควบคมระดบของเหลว TC ส าหรบควบคมอณหภม

Page 35: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

23

รปท 2.15 แสดงระบบควบคม Feed back

โดยใชสญลกษณตามทก าหนดแทนรายละเอยดบางสวน ในรปยงแสดงถงระบบการสงสญญาณ

และการวดดวย โดยใชอกษรLT, TT, PT, FT และ CT แทนระบบของระดบ, อณหภม, การไหล และ

สวนผสมทางเคม ตามล าดบ รป a) และ b) แทนรป 2.19 b) และ d) นนเอง

ตามรปท 2.14 และ รปท 2.15 ไดแสดงถงอปกรณทเปนสวนประกอบพนฐานของวงรอบควบคม

แบบ Feed back ซงพออธบายสรปในแตละสวนไดดงน

1. Process: เปนวสดหรออปกรณทท าใหเกดขบวนการทางดานเคมและฟสกส (ถงน า, ตว

แลกเปลยนความรอน, reactor, separators ฯลฯ)

2. อปกรณการวดหรอหววด (Sensor): ตวอยางเชน เทอรโมคปเปอร (ส าหรบอณหภม) เบลโล

(Bellow) หรอไดอะแฟรม (ส าหรบความดนหรอระดบ), แผน orifice (ส าหรบอตราการไหล, กาซโครมา

โดกราฟหรอเครองวเคราะหสเปคโดรสโคบคหลายๆแบบ (ส าหรบวดองคประกอบทางเคม)

3. สายตอสญญาณ (Transmission Line) ใชในการน าสญญาณทวดไดจากหววด (Sensor) ไปยง

ตวควบคมและน าสญญาณจากตวควบคมไปยง อปกรณควบคมตวสดทาย (Final control element

:control valve เปนตน) สายสงสญญาณนสามารถเปนไดทงแบบสญญาณลมและสญญาณอเลกทรอนกส

Page 36: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

24

4. ตวควบคม :จะท าหนาทในการเปรยบเทยบระหวางคาทตองการ (Set point) กบคาทวดไดและ

ท าการตดสนใจสงค าสงทไดผานการค านวณตามแบบการควบคมแบบตาง ๆ (P, PI หรอ PID) ไปยงตว

ควบคมสดทายเพอใหคาทวดไดใกลเคยงกบคาทตองการมากทสด

5. อปกรณควบคมตวสดทาย : โดยปกตจะใช Control valve หรอ Metering – pump ทปรบ

ความเรวได อปกรณตวนจะรบสญญาณควบคมจากตวควบคมเพอไปปรบหรอเปลยนคาของตวแปรของ

โปรเซสทก าลงควบคมอยในทางฟสกสหรอเคมใหเปนไปตามสญญาณควบคมทมนไดรบ จะเหนวา

อ ง ค ป ร ะ ก อบ ใ น แ ต ล ะ ส ว น ท ก ล า ว ม า น ถ า ข า ด ส ว น ใ ด ส ว น หน ง ไ ป ร ะ บ บ ค ว บ ค ม

แบบ Feedback จะไมครบวงจร ดงนน เราจงจ าเปนทจะตองศกษาในแตละสวนอยางละเอยดตอไป

Page 37: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

25

บทท 3

วธด ำเนนกำรวจย

ในการสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหล มวตถประสงคเพอหาประสทธภาพของชดสาธต

อตราการไหลของของไหลและเพอส ารวจความพงพอใจของผทดสอบชดสาธตอตราการไหลของของไหล

คณะผท าสงประดษฐไดด าเนนการเปน 2 ขนตอน ดงน

1. การสรางชดสาธตการไหลของของไหล

2. การหาประสทธภาพและความพงพอใจของชดสาธตการไหลของของไหล

3.1 กำรสรำงชดสำธตกำรไหลของของไหล ขนตอนการสรางชดสาธตการไหลของของไหลมดงรปน

รป (ก) ชดสาธตการไหลของของไหล

Page 38: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

26

รป (ข) ถงพลาสตก ขนาด 20 ลตร

รป (ค) Centrifugal Pump

รป (ง) Check Valve

รปท 3.1 (ก,ข,ค,ง) วสดและอปกรณในการสรางชดสาธตการไหลของของไหล

Page 39: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

27 3.1.1 วสดและอปกรณในกำรสรำงชดสำธตกำรไหลของของไหล 3.1.1.1 ถงพลาสตก ขนาด 20 ลตร 1 ถง

3.1.1.2 Centrifugal Pump

3.1.1.3 ทออะครลค

3.1.1.4 เครองวดแรงดน (PRESSURE GAUGE)4ตว

3.1.1.5 เครองวดอตราการไหล (Rota meter)

3.1.1.6 Gate Valve 3 ตว

3.1.1.7 Diaphragm Valve 3 ตว

3.1.1.8 Orifice 1 อน

3.1.1.9 Venture 1 อน

3.1.1.10Ball Valve 2 ตว

3.1.1.11 Check Valve 1 ตว

3.1.1.12 อปกรณวดอณหภม 1ตว

3.1.2 กำรเดนระบบและกำรใชงำนชดสำธตอตรำกำรไหลของของไหล

การเดนระบบและใชงานชดสาธตการไหลของของไหลมรายละเอยดดงทจะน าเสนอตอไป ซง

สามารถสรปเปนขนตอนไดดงตอไปน

แผนภมท 3.1 การเดนระบบและการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล 3.1.3 วธกำรเดนระบบและใชงำนชดสำธตกำรไหลของของไหล

การใชงานชดสาธตการไหลของของลงไหล

จดเตรยมระบบ

ของไหลหมนเวยนในระบบ

การตรวจสอบคา แรงดน อตราการไหล ลกษณะของการ

ไหล ท าความสะอาดอปกรณ

เตรยม Line ทจะท าการสาธต

เตมของไหลเขาสระบบ(น า)

ของไหลในทอจะ

เปลยนไปตามอปกรณท

ไหลผาน

Pipe,Orifice,Venture

Page 40: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

28 กอนการเดนระบบและใชงานชดสาธตการไหลของของไหล ใหศกษารายละเอยดของวาลวและทอตางๆในชดสาธตการไหลของของไหล

1.ถงน า 7.Pressure Gauge 1 13.Flange

2.Centrifugal Pump 8.Thermometer 14.Orifice

3.Check Valve 9.Gate Valve 1 15.Venture

4.Diaphragm Valve 1 10.Gate Valve 2 16.Pressure Gauge 2

5.Diaphragm Valve 2 11.Gate Valve 3 17.Pressure Gauge 3

6.Diaphragm Valve 3 12.Rota Meter 18.Pressure Gauge 4

รปท 3.2 แสดงอปกรณตางๆของชดสาธตการไหลของของไหล

1 2

3

4

5

6

7 13

14

15

8

9

10

11

12

16

18

17

Page 41: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

29 3.2 กำรหำประสทธภำพและควำมพงพอใจของชดสำธตกำรไหลของของไหล

ขนตอนการหาประสทธภาพและความพงพอใจของของชดสาธตการไหลของของไหลมดงน

แผนภมท 3.2 การหาประสทธภาพและความพงพอใจของชดสาธตการไหลของของไหล

3.2.1 ประชำกรและกลมตวอยำง กลมประชากรทใชในการวจยครงนเปนผเชยวชาญผวจยไดท าการเลอกแบบเจาะจง ผเชยวชาญทมประสบการณอยางนอย 5 ป ผจดการสวน 3 ทาน วศวกรเครองกล3ทานวศวกรกระบวนการผลต2 ทานวศวกรเครองมอวดและควบคม3 ทานShift Supervisor 1 ทานUnit Supervisor 2ทานและControl Room Operator1 ทานรวม 15 ทานแสดงความคดเหนตอชดสาธตการไหลของของไหลทสรางขน ตอบแบบประเมนเพอประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหลเและเสนอแนะความคดเหน 3.2.2 กำรออกแบบและสรำงชดสำธตกำรไหลของของไหล การออกแบบในการสรางชดสาธตการไหลของของไหล มรายละเอยดการด าเนนงานจากแผนภม

ท 3.3 ดงน

ประชากรและกลมตวอยาง

การออกแบบและสรางชดสาธตการไหลของของไหล

การวเคราะหขอมลและสรปผล

การทดลองใชและรวบรวมขอมล

การสรางเครองมอทใชในการวจย

Page 42: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

30

แผนภมท 3.3 การออกแบบและสรางชดสาธตการไหลของของไหล

3.2.2.1 ศกษาขอมล

ชดสาธตการไหลของของไหลจากดร.เสร ศภราทตยหนงสอกลศาสตรของไหล (Fluid

Mechainics) ส านกพมพมหาวทยาลยรงสต มหาวทยาลยรงสต ดร.สมศกด กรวฒเศรษฐหนงสอการใช

งานเครองมอวด ส านกพมพสมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย – ญปน) และผศ.ผงศร ศวราศกดหนงสอ

กลศาสตรของไหลประยกต (Applied Fluid Mechanic) ส านกพมพบรษททรปเพล กรปจ ากด ทเคยท า

มาและปญหาทเกดจากการท าเลยน ามาประดฐขนใหม

3.2.2.1.1 ขนาดของอปกรณชดสาธตการไหลของของไหลตนแบบจะตองมขนาดกะทดรด

มความแขงแรงและปลอดภย รปทรงของอปกรณของขดสาธตการไหลของของไหลจะตองมประสทธภาพ

3.2.2.1.2 ชนดของวสดทน ามาสรางชดสาธตการไหลของของไหล วสดทน ามาใชในการ

สราง จะตองเปนวสดทมคณสมบตเพยงพอทสามารถน ามาใชสรางชดสาธตไดอยางเหมาะสม

3.2.2.2 เขยนแบบ

3.2.2.2.1 ออกแบบ และรางแบบ

3.2.2.2.2 น าแบบรางของชดสาธตการไหลของของไหล เสนออาจารยทปรกษา แลว

น ามาปรบปรงแกไข

3.2.2.3 เลอกวสด เลอกวสดทน ามาใชในการสรางชดสาธตการไหลของของไหลจากการศกษา

ขอมลเบองตนผวจยไดด าเนนการสรางชดสาธตการไหลของของไหลเพอใชในการสาธต ผวจยไดเลอกใช

อะครลค (Acrylic)

ศกษาขอมล

เขยนแบบ

ทดลองใชชดสาธตการไหลของของไหล

สรางชดสาธตการไหลของของไหล

เลอกวสด

น าไปสาธต

Page 43: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

31 3.2.2.4 สรางชดสาธตการไหลของของไหลโดยพจารณาวาชดสาธตอตราการไหลของของไหลท

สรางขนจะตองตอบสนองวตถประสงคของการสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหลไดครบ

3.2.2.5 ทดลองใชชดสาธตอตราการไหลของของไหลผวจยไดด าเนนการทดลองใชชดสาธตอตรา

การไหลของของไหล

3.2.2.5.1 น าเครองสาธตอตราการไหลของของไหลไปทดลองใช แลวบนทกผลการทดลอง

ใช ปญหาทเกดขน และขอบกพรองตางๆ

3.2.2.5.2 น าผลการทดลองใชไปใหผเชยวชาญตรวจสอบ และน าขอเสนอแนะมาปรบปรง

แกไขชดสาธตอตราการไหลของของไหล

3.2.2.6 น าไปสาธตน าไปสาธตและใหผเชยวชาญประเมน น าชดสาธตการไหลของของไหลไปใช

ในการสาธตการไหลของของไหล โดยการสาธตใหผเชยวชาญดแลวใหผเชยวชาญประเมนความคดเหน

เกยวกบคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหลโดยใชแบบสอบถามแสดงความคดเหน

3.2.3 กำรสรำงเครองมอทใชในกำรวจย

ผวจยไดด าเนนการสรางเครองมอในการวจย เปนแบบสอบถามความคดเหนของผเชยวชาญ ซงม

ขนตอนการสรางแบบสอบถามดงตอไปน

แผนภมท 3.4 การสรางเครองมอทใชในการวจย

วเคราะหลกษณะของขอมลทตองการ

ก าหนดรปแบบของค าถาม

ทดลองใชและปรบปรง

ใหผเชยวชาญพจารณา

เขยนแบบสอบถามฉบบราง

พมพแบบสอบถามฉบบจรง

Page 44: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

32 3.2.3.1 วเคราะหลกษณะของขอมลทตองการ

เปนขนแรกของการสรางแบบสอบถามกคอท าการวเคราะหลกษณะของขอมลทตองการในการ

วจยโดยวเคราะหจากจดประสงคการวจย ก าหนดโครงสรางของเนอหาแบบสอบถามโดย แบงออกเปน 3

ตอนคอ

ตอนท1 เปนขอมลเกยวกบสถานภาพของผตอบแบบสอบถามความคดเหนของผเชยวชาญซงเปน

แบบเลอกตอบ

ตอนท2 เปนขอมลแบบสอบถามคดเหนแบบมาตรสวนประมาณคา โดยแบงออกเปน 3 ระดบ

+1 หมายถงแนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง

0 หมายถงไมแนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง

- 1 หมายถงแนใจวาจดประเมนไมไดวดไดตรงตามทระบไวจรง

ตอนท3 เปนค าถามแบบปลายเปดส าหรบผตอบแบบสอบถาม แสดงความคดเหนเพมเตมและให

ขอเสนอแนะตางๆ

3.2.3.2 ก าหนดรปแบบของค าถาม ศกษาวธการสรางแบบสอบถามจากต ารา หรองานวจยอน

แลวก าหนดรปแบบของแบบสอบถาม

3.2.3.3 เขยนแบบสอบถามฉบบราง ลงมอเขยนแบบสอบถามฉบบราง ตามโครงสรางของเนอหา

ของแบบสอบถาม และตามหลกในการสราง และรปแบบทก าหนดไว

3.2.3.4 ใหผเชยวชาญพจารณา น าแบบสอบถามไปใหผเชยวชาญในดานทจะศกษา และดาน

วดผลพจารณา ความถกตองของขอค าถามแตละขอ แลวน าเอาขอวจารณเหลานนมาพจารณาแกไขให

เหมาะสม

3.2.3.5 ทดลองใชและปรบปรงน าแบบสอบถามไปทดลองใชกบผทมลกษณะคลายกลมตวอยาง

หรอกลมประชากร จ านวน 15 คน เพอพจารณาความชดเจนของขอค าถามตางๆ ปญหาทอาจจะพบ

ในขณะตอบ แลวน าขอวจารณเหลานนมาพจารณาแกไขปรบปรงแบบสอบถามใหเหมาะสม

3.2.3.6 พมพแบบสอบถามฉบบจรง

3.2.4 กำรทดลองใชและรวบรวมขอมล

การเกบรวบรวมขอมลการประเมนหาประสทธภาพของชดสาธตการไหลของของไหล

โดยผเชยวชาญ มขนตอนดงน ผวจยและคณะเรยนเชญผเชยวชาญมาตรวจสอบชดสาธตการไหลของของไหล จ านวน 15 ทาน ไดแก

1. นายภมนทร พมทรพย ผจดการสวนผลต I-4/1 2. นายราชย ชนมะเวส ผจดการสวนเพมประสทธภาพ

Page 45: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

33

3.นายบญเลศ ชยมานตย ShiftSupervisor 4.นายสแกว เทพค าด ผจดการสวนผลต I-4/2

5. นายวรพล แพงแกว วศวกรเครองกล 6. นายวบลย ศรสนทชย Unit Supervisor 7.นายประสทธ ศรอนกจ Unit Supervisor 8. นายกมล แกวจา วศวกรเครองกล 9. นายยคล เมฆกระจาย Control Room Operator 10.นายวรยะวฒน พทกษกจเจรญ วศวกรเครองมอวดและควบคม 11.นายณรรฐพล วจตรเฉลมพงษ วศวกรกระบวนการผลต 12.นายณฐพล เรองรศม วศวกรกระบวนการผลต 13.นายเทพฌาน พรหมทอง วศวกรเครองมอวดและควบคม 14.นายวชระ แซโคว วศวกรเครองมอวดและควบคม 15.นายชษณพงศ มะโน วศวกรเครองกล

โดยใหผเชยวชาญท าการตรวจสอบคณภาพและประสทธภาพของชดสาธตอตราการไหลของของไหลและหาประสทธภาพ 3.2.5 กำรวเครำะหขอมลและสรปผล การวเคราะหขอมล และสรปผลการวจยไดด าเนนการตามขนตอน ดงน 3.2.5.1 ด าเนนการเกบรวบรวมขอมล

เพอหาคาดชนความสอดคลองระหวางผลทไดจากการทดลองกบคาทางทฤษฎจากผเชยวชาญ

และเกบรวบรวมขอมลโดยคดเปนคาเฉลย (IOC)

สถตทใชในการค านวณ และวเคราะหขอมล มดงน

สตร IOC =

เมอ IOC = คอ คาดชนความสอดคลองตามสมมตฐานของการวจย

R = คอ คาผลรวมของคะแนนจากผเชยวชาญ

N = คอ จ านวนผเชยวชาญ

R

N

Page 46: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

34 3.2.5.2 การวเคราะหด าเนนการเปนขนตอน ดงน

3.2.5.2.1 น าแบบสอบถาม และชดสาธตอตราการไหลของของไหลไปใหผเชยวชาญแต

ละคนพจารณาลงความคดเหนวาจดประเมนแตละขอวดไดตรงตามทระบไวหรอไม โดยก าหนดคะแนน

ความคดเหนไว ดงน

+1 หมายถง แนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง

0 หมายถง ไมแนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง

- 1 หมายถง แนใจวาจดประเมนไมไดวดไดตรงตามทระบไวจรง

3.2.5.2.2 บนทกผลการพจารณาลงความคดเหนของผเชยวชาญเนอหาวชาแตละคน ใน

แตละขอแลวหาคะแนนผลรวมคะแนนความคดเหนของผเชยวชาญทงหมดเปนรายขอแทนคาสตร

3.2.5.2.3 ก าหนดคะแนนจดตด เพอทจะหาคาคะแนนทต าทสดทยอมรบวาแบบสอบถาม

สามารถวดไดตรงตามทระบไว และเนองจากเกณฑการยอมรบนตองไมเปลยนแปลงไปตามจดประเมน

แตละขอ ดงนนจงก าหนดคะแนนจดตดเทากนหมดทกขอคอเทากบ 0.5

3.2.5.2.4 แปลความหมายดชนความสอดคลองระหวางชดสาธตอตราการไหลของของไหลกบจดประเมน ถาคาดชนทค านวณไดมากกวา หรอเทากบ 0.5 แสดงวา แนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง ถาคาดชนทค านวณไดนอยกวา 0.5 แสดงวา แนใจวาจดประเมนไมสามารถวดไดตามทระบไวจรง 0.5หมายถงมประสทธภาพตรงตามจดประเมนทตงไว

< 0.5หมายถงมประสทธภาพไมตรงตามจดทตงไว ตองมการปรบปรง แกไข 3.2.5.2.5 การวเคราะหขอมลเกยวกบระดบความพงพอใจ ตามความคดเหนของผ

ทดสอบชดสาธตการไหลของของไหล สถตทใช คอ คะแนนเฉลย (mean , x ) และความเบยงเบนมาตรฐาน (standard deviation , SD) ในการแปลความหมายของคาเฉลย ของการวเคราะหขอมล ไดวเคราะหความหมายของคาเฉลยตามหลกการ ดงน 4.51 – 5.00 หมายความวาความพงพอใจตามความคดเหนของผตอบแบบ สอบถามอยในระดบมากทสด 3.51 – 4.50 หมายความวาความพงพอใจตามความคดเหนของผตอบแบบ สอบถามอยในระดบมาก 2.51 – 3.50 หมายความวาความพงพอใจตามความคดเหนของผตอบแบบ สอบถามอยในระดบปานกลาง 1.51 – 2.50 หมายความวาความพงพอใจตามความคดเหนของผตอบแบบ สอบถามอยในระดบนอย 1.00 – 1.50 หมายความวาความพงพอใจตามความคดเหนของผตอบแบบ สอบถามอยในระดบนอยทสด

Page 47: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

35

บทท 4

ผลการวจย

จากการด าเนนการตามวตถประสงคของโครงการ ผจดท าไดเกบรวบรวมขอมลทงหมดทไดจากการทดลอง และแบบสอบถามความคดเหนของผเชยวชาญทมตอชดสาธตการไหลของของไหล จ านวน 15 ชด แลวน ามาวเคราะหขอมลวาผเชยวชาญมความสอดคลองกนในระดบใด โดยแสดงผลการวเคราะหขอมลทไดจากแบบสอบถามความคดเหนในรปของกราฟ และตารางประกอบค าบรรยายโดยแบงผลการศกษาออกเปน 4 ตอน ดงน 1. การทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหล 2. ผลการวเคราะหขอมลทวไปของผเชยวชาญ 3. ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยแยกออกเปนดานตาง ๆ 4. ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยรวมตอชดสาธตการไหลของของไหล

4.1 การทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหล 4.1.1 การทดลองจากชดสาธตอตราการ จากสตรสมการหาคาทดลองการไหล

qm =

การค านวณหาคาการไหลแบบปนปวน โดยก าหนด Pressure 0.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.035 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.035 kg/s = ×

0.035 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 =

Page 48: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

36

2000 = 2244.138

=

= 1.122069 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00001144 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 0.5 – 0.00001144 P2 = 0.49988 Kg/ การค านวณหาคาการไหลแบบปนปวน โดยก าหนด Pressure 0.75 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.041666667 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.041666667 kg/s = ×

0.041666667 kg/s = 0.000739 × =

2000 = 2000 = 3179.037

=

Page 49: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

37

= 1.589519 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00001621 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.75 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 0.75 – 0.00001621 P2 = 0.74996 Kg/ การค านวณหาคาการไหลแบบปนปวน โดยก าหนด Pressure 1.0 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.046666667 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.046666667 kg/s = ×

0.046666667 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 3987.72

=

= 1.993860132 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00002033 Kg/

Page 50: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

38

จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1 – 0.00002033 P2 = 0.99974 Kg/ การค านวณหาคาการไหลแบบปนปวน โดยก าหนด Pressure 1.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.05833333 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.05833333 kg/s = ×

0.05833333 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 6230.83

=

= 3.115406456 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00003176 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1.5 – 0.00003176 P2 = 1.49992 Kg/

Page 51: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

39

การค านวณหาคาการไหลแบบกงราบเรยบกงปนปวน โดยก าหนด Pressure 0.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.08 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.08 kg/s = ×

0.08 kg/s = 0.001107 ×

=

2000 = 2000 = 999.633

=

= 0.499816802 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00007223 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 0.5 – 0.00007223 P2 = 0.49998 Kg/

Page 52: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

40

การค านวณหาคาการไหลแบบกงราบเรยบกงปนปวน โดยก าหนด Pressure 0.75 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.098888887 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.098888887 kg/s = ×

0.098888887 kg/s = 0.0001107 ×

=

2000 = 2000 = 1416.737

=

= 0.708368479 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00007223 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.75 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 0.75 – 0.00007223 P2 = 0.74992 Kg/

Page 53: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

41

การค านวณหาคาการไหลแบบกงราบเรยบกงปนปวน โดยก าหนด Pressure 1.0 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.1 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.1 kg/s = ×

0.1 kg/s = 0.0001107 ×

=

2000 = 2000 = 8160.274

=

= 4.080137158 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00004161 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1 – 0.00004161 P2 = 0.99958 Kg/

Page 54: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

42

การค านวณหาคาการไหลแบบกงราบเรยบกงปนปวน โดยก าหนด Pressure 1.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.13333333 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.13333333 kg/s = ×

0.13333333 kg/s = 0.0001107 ×

=

2000 = 2000 = 14507.15

= = 7.25357717 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00007396 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1.5 – 0.00007396 P2 = 1.49973 Kg/

Page 55: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

43

การค านวณหาคาการไหลแบบราบเรยบ โดยก าหนด Pressure 0.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.035 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.035 kg/s = ×

0.035 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 2244.138

=

= 1.122069 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00001144 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 0.5 – 0.00001144 P2 = 0.49998 Kg/

Page 56: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

44

การค านวณหาคาการไหลแบบราบเรยบ โดยก าหนด Pressure 0.75 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.2333333 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.2333333 kg/s = ×

0.2333333 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 3179.037

= = 1.589518522 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00001620 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 0.75 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1.5 – 0.00001620 P2 = 0.74998 Kg/

Page 57: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

45

การค านวณหาคาการไหลแบบราบเรยบ โดยก าหนด Pressure 1 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.27777778 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.27777778 kg/s = ×

kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 141288.3

=

= 70.64413731 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00002033 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1 – 0.00002033 P2 = 0.99998 Kg/

Page 58: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

46

การค านวณหาคาการไหลแบบราบเรยบ โดยก าหนด Pressure 1.5 Kg/

จากสมการ qm =

แทนคา 0.41666666 kg/s = 0.6×1×3.14×(0.019 × × 1000 X 4

0.41666666 kg/s = ×

0.41666666 kg/s = 0.000739 ×

=

2000 = 2000 = 317898.6

=

= 158.949309 ( ใชโปรแกรมแปลงหนวยเปน Kg/ ) ดงนน = 0.00003176 Kg/ จากสมการ = P1-P2 ( P1 = 1.5 Kg/ จากคา Pressure Guage ทก าหนด ) P2 = 1.5 – 0.00003176 P2 = 0.49996 Kg/

Page 59: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

47

ตารางท 4.1 การค านวณจากสตรและผลการทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหล

รปแบบการไหล

จากการค านวณจากสตร จากการทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหล

หมายเหต

0.5 Kg/

0.75 Kg/

1.0 Kg/

1.5 Kg/

0.5 Kg/

0.75 Kg/

1.0 Kg/

1.5 Kg/

การไหลแบบราบเรยบ 0.49998 0.74998 0.99998 1.49996 0.50 0.75 1.0 1.50

การไหลแบบปนปวน 0.49988 0.74996 0.99974 1.49992 0.50 0.68 0.90 1.40

การไหลแบบกงราบเรยบกงปนปวน

0.49998 0.74992 0.99958 1.49973 0.50 0.70 0.90 1.40

จากกราฟแสดงผลเปรยบเทยบการค านวณจากสตรและผลการทดลองจากชดสาธตอตราการไหล

รปท 4.1 กราฟแสดงผลเปรยบเทยบ

Page 60: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

48

ขอเสนอแนะ คาจากการค านวณจากสตรและคาจากการทดลองจากชดสาธตอตราการไหลของของไหลนนอาจจะคาดเคลอนผดเปลยนไปบางแตอยในคาทใกลเคยงกน นนขนอยกบองคประกอบหลายๆอยาง เชน โครงสรางของชดทดลองทมขนาดจ ากด ต าแหนงการตดตงของ Pressure Guageและตวเกจวดอานคาของ Pressure Guageบอกคาไมละเอยด 4.2 ผลการวเคราะหขอมลทวไปของผเชยวชาญ ผลการวเคราะหขอมลทวไปของผเชยวชาญ ผศกษาไดแบงการวเคราะหออกเปน 3 สวนดงน 4.2.1 ระดบการศกษาของผเชยวชาญ

แผนภมท 4.1 ระดบการศกษาของผเชยวชาญ

จากแผนภมท 4.1 พบวาผเชยวชาญทใชในการประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล ระดบปรญญาโท จ านวน 5 คน และล าดบรองลงมาเปนระดบปรญญาตร จ านวน 10 คน ซงถอไดวาผเชยวชาญสามารถประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล โดยใชวจารณญาณของผเชยวชาญไดเอง

Page 61: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

49

4.2.2 ประสบการณท างานของผเชยวชาญ

แผนภมท 4.2 ประสบการณท างานของผเชยวชาญ จากแผนภมท 4.2 พบวาผเชยวชาญทใชในการประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล มประสบการณในการท างาน 3-5 ป จ านวน 2 คน มประสบการณในการท างาน 6-8 ป จ านวน 2 คน มประสบการณในการท างาน 9-10 ป จ านวน 1 คน และมประสบการณในการท างานมากกวา 10 ปขนไป จ านวน 10 คน ซงถอไดวาผเชยวชาญมประสบการณอยในเกณฑทด 4.2.3 ระดบอายของผเชยวชาญ

แผนภมท 4.3 ระดบอายของผเชยวชาญ

ประสบการณ 10 ขนไป 66 %

ประสบการณ 3-5 ป 14 %

ประสบการณ 9-10ป 6 %

ประสบการณ 6-8 ป 14 %

อาย 41-50 ป 40 %

อาย 50 ขนไป 14 % อาย 20-30 ป

26 %

อาย 31-40 ป 20 %

Page 62: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

50

จากแผนภมท 4.3 พบวาผเชยวชาญทใชในการประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล มอายระหวาง 20-30 ป จ านวน 4 คน มอายระหวาง 31-40 ป จ านวน 3 คน มอายระหวาง 41-50 ป จ านวน 6 คนและอายระหวาง 50 ปขนไป จ านวน 2 คนซงถอไดวาผเชยวชาญทงหมด มวยวฒเพยงพอในการประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล

4.3 ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยแยกออกเปนดานตาง ๆ 4.3.1 ความเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคเพอสรางของชดสาธตการไหลของของไหลระดบความคดเหนของผเชยวชาญ

รปท 4.2 แสดงคา IOC ระดบความเหนของผเชยวชาญดานวตถประสงคเพอสรางชดสาธตการไหลของของไหล

จากรปท 4.2 พบวาผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนในดานวตถประสงคเพอสรางชดสาธตการไหลของของไหล โดยผลการตอบแบบสอบถามของผเชยวชาญมคา IOC อยในระดบเกนกวา 0.6 ไดแก ความเหมาะสมในการใชวสด, มขนาดและน าหนกเหมาะสม,ความแขงแรงของวสดในการออกแบบ, ความปลอดภยในการใชงาน, ความสะดวกในการเคลอนยาย,ความเหมาะสมในการออกแบบ, ดานความทนสมยสอดคลองกบสภาพปจจบนนนเปนเครองมอทออกแบบขนมาใหม และคมอประกอบการใชงานมความชดเจน มคา IOC อยในระดบ สงกวา 0.6 ซงคา IOC โดยรวมอยในระดบ 0.85 ซงหมายความวาผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวาคาดชนมความสอดคลองกนตามสมมตฐานของการท าโครงงาน อยในระดบด

Page 63: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

51

4.3.2 ความเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคเพอน าไปสาธตการไหลของของไหล

ระดบความคดเหนของผเชยวชาญ

รปท 4.3 แสดงคา IOC ระดบความเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคน าไปสาธตการไหล

จากรปท 4.3 พบวาผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนในดานวตถประวตถประสงคเพอน าไปสาธตการไหลของของไหล โดยผลการตอบแบบสอบถามของผเชยวชาญมคา IOC อยในระดบ เกนกวา 0.6 ซงหมายความวาผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวาคาดชนมความสอดคลองกนตามสมมตฐานของการท าโครงงาน อยในระดบด

4.4 ผลการวเคราะหความเหนของผเชยวชาญโดยรวมตอชดสาธตการไหลของของไหล หลงจากผเชยวชาญไดประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหลโดยใชแบบสอบถามผลการประเมน เปนดงน ตารางท 4.2 ผลการประเมนชดสาธตการไหลของของไหลโดยผเชยวชาญ 15 ทาน ทง 12 จด ประเมน

จ านวนผเชยวชาญ

จดประเมน

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Sum IOC

1.1 +1 +1 +1 +1 0 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 13 0.87 1.2 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 13 0.87 1.3 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 13 0.87 1.4 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 0 12 0.80 1.5 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 14 0.93 1.6 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 +1 +1 13 0.87 1.7 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 +1 13 0.87 1.8 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 0 12 0.80 2.1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 0 +1 +1 +1 13 0.87 2.2 0 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 12 0.80 2.3 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 0 0 +1 +1 +1 +1 11 0.73 2.4 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 14 0.93

Page 64: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

52

จากตารางท 4.2 ผลการประเมนของผเชยวชาญ จ านวน 15 ทาน ทท าการประเมนชดสาธตการไหลของของไหล ทง 12 จดประเมนตามแบบสอบถามทผจดท าไดท าขน และไดผลการประเมน ดงน

ตารางท 4.3 ผลการประเมนของผเชยวชาญโดยรวมตอชดสาธตการไหลของของไหล

จดประเมน IOC 1 0.87 2 0.87 3 0.87 4 0.80 5 0.93 6 0.87 7 0.87 8 0.80 9 0.87 10 0.80 11 0.73 12 0.93

IOC = N

R = 0.85

จากการประเมนของผเชยวชาญของชดสาธตการไหลของของไหลโดยรวมทไดจากการประเมนทงหมด 12 จดประเมน ไดคา IOC เทากบ 0.85 แสดงใหเหนวาผเชยวชาญทง 15 ทาน มความเหนสอดคลองกนวาชดสาธตการไหลของของไหลมคณภาพ และประสทธภาพสาธตการไหลของของไหล สามารถน าไปใชไดตามวตถประสงคของการวจย เพราะคา IOC ของจดประเมนเทากบ 0.85 ซงเกณฑดงกลาวน ผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวาสามารถน าไปใชงานไดตามวตถประสงค และเปนไปตามสมมตฐานของการวจย

Page 65: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

40

บทท 5

สรปผล อภปรายและขอเสนอแนะ การศกษาวจย เรองชดสาธตการไหลของของไหลมวตถประสงคเพอใชในสาธตการไหลของของไหลโดยทการสาธตการไหลของของไหลไดคาตามตองการและสามารถน าไปใชศกษาการไหลของไหลและน าคาค านวณจากสตรไปใชเปนสอการเรยนการสอนส าหรบผทสนใจได ซงมการตงสมมตฐานวา ความคดเหนของผเชยวชาญมความสอดคลองกนในดานคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหลโดยใชแบบสอบถามเปนเครองมอในการประเมนความคดเหนของผเชยวชาญ ซงแบบสอบถามเปนประมาณคา 3 ระดบ ซงระดบความคดเหนของผเชยวชาญมคา IOC เทากบ 0.85ซงถอไดวา ผเชยวชาญมความคดเหนสอดคลองกนในดานคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหลส าหรบการวจยครงนผจดท าสามารถสรปผล อภปรายผลและขอเสนอแนะ ดงน 5.1 สรปผลการวจย ขอมลจากแบบสอบถามความเหนทไดประเมน โดยผเชยวชาญ จ านวน 15ทาน ซงผเชยวชาญไดมความคดเหนตอชดสาธตการไหลของของไหลและผลจากการวจยโดยผจดท าสามารถแยกสรปผลการประเมนความคดเหนของผเชยวชาญและผลจากการวจยออกเปนประเดนตางๆไดดงน 5.1.1 ผลจากการวจยและศกษารปแบบของของไหลภายในทอท าใหไดเหนรปแบบการไหลแบบ Lamina Flow แบบ Transition Flow และ แบบ Turbulence Flow มความสอดคลองกบวตถประสงค 5.1.2 ความคดเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคเพอสรางชดสาธตการไหลของของไหลผเชยวชาญมความเหนสอดคลองกนวา ความเหมาะสมในการใชวสด, มขนาดและน าหนกเหมาะสม,ความแขงแรงของวสดในการออกแบบ,ความปลอดภยในการใชงาน,ความสะดวกในการเคลอนยาย,ความเหมาะสมในการออกแบบ, มความทนสมยสอดคลองกบสภาพปจจบน, เปนเครองมอทออกแบบขนมาใหม และคมอประกอบการใชงานมความชดเจน ในระดบคา IOC เทากบ 0.85ซงอยในเกณฑทก าหนดไว 5.1.3 ความคดเหนของผเชยวชาญในดานวตถประสงคเพอน าไปสาธตการไหลของของไหล ผเชยวชาญมความเหนวา ชดสาธตการไหลของของไหลมความสามารถในการสาธตการไหลของของไหล มขนตอนการสาธตการไหลของของไหลทเขาใจไดงาย และสามารถสาธตการไหลไดตามตองการ และสอดคลองกนในทกจดประเมน ในระดบคา IOC เทากบ 0.85ซงอยในเกณฑทก าหนดไว 5.1.4 ผลจากการวจยท าใหไดศกษาการท างานของระบบไฟฟา ControlON-OFF วาลวจะเปดหรอปดอยางใดอยางหนง เพอควบคมอตราการไหลเขา-ออกของน าและเพอรกษาระดบน าใหคงท 5.1.5 ผลจากการวจยท าใหไดทราบถงปจจยทมผลตอการเกดการไหล เชน อณหภมความหนดของน าแรงดนของน า,พนทหนาตดของขนาดทอ ,Pipe,Orifice,Ventureสงเหลานมผลตอรปแบบการไหล

Page 66: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

54

5.1.6 ผลการวจยท าใหสามารถน ามาเปนสอการเรยนส าหรบพนกงานทเขาใหม เพอจะไดเหนรปแบบการไหลไดชดเจนยงขน เพราะในโรงงานนนไมสามารถเหนรปแบบการไหลไดและจะไดรรปแบบการท างานของรปแบบการไหลเพราะระบบการท างานนนจะใชรปแบบการไหลทแตกตางกน 5.2 อภปรายผล ความคดเหนของผเชยวชาญทมตอชดสาธตการไหลของของไหลเพอใชในการสาธตการไหลของไหล สวนใหญมความเหนสอดคลองกนวาชดสาธตการไหลของของไหลมคณภาพ สามารถน าไปใชสาธตการไหลและศกษาไดจรง เฉลยแลวมความคดเหนวาชดสาธตการไหลของของไหลมคณภาพ แนใจวาจดประเมนวดวตถประสงคทตงไวไดจรง และสามารถอภปรายผลประเดนทผเชยวชาญแนใจวาจดประเมนวดวตถประสงคทตงไวไดจรง และไมแนใจวาจดประเมนวดวตถประสงคทตงไวไดจรง ดงน 5.2.1 จดประเมนทผเชยวชาญแนใจวาจดประเมนวดวตถประสงคทงไวไดจรง คอจดประเมนความเหมาะสมในการใชวสด ขนาดและน าหนกเหมาะสม ความเหมาะสมในการออกแบบ ความแขงแรงของวสดในการออกแบบ ความสะดวกในการเคลอนยาย มความทนสมยสอดคลองกบสภาพปจจบนเปนเครองมอทออกแบบขนมาใหม และคมอประกอบการใชงาน มความชดเจนซงอาจเปนเพราะวา ชดสาธตการไหลของของไหลมการเลอกใชวสดทเหมาะสมกบสภาพการใชงาน ขนาดและน าหนกเหมาะสม ใชงานไดงาย และมประสทธภาพในการใชงานสง 5.2.2 จดประเมนทผเชยวชาญไมแนใจวาจดประเมนวดวตถประสงคทตงไวไดจรง คอจดประเมนทบอกถง ความปลอดภยในการใชงาน ซงอาจเปนเพราะวาการออกแบบความปลอดภยของทออะครลคทนตอ Pressure ทสงขน 5.3ขอเสนอแนะ 5.3.1 การใชชดสาธตการไหลของของไหลผทใชชดสาธตการไหลของของไหลควรมความรทางดานรปแบบการไหล 5.3.2 ควรใสสผสมอาหารลงไปในน าของชดการสาธตการไหล (กอนใสสผสมอาหารลงไปทชดสาธตการไหลของของไหลควรจะใชผากรองสผสมอาหารกรองตระกอนสออกกอนเพอปองกนเศษสไปอดตนท Filter ของ Pump)เพอเพมประสทธภาพของรปแบบการไหลใหชดเจนยงขน

Page 67: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

55

เอกสารอางอง ดร. เสร ศภราทตย. หนงสอกลศาสตรของไหล ( Fluid Mechainics ) ส านกพมพมหาวทยาลยรงสต มหาวทยาลยรงสต ดร.สมศกด กรวฒเศรษฐ หนงสอการใชงานเครองมอวด ส านกพมพสมาคมสงเสรมเทคโนโลย ( ไทย – ญปน ) ผศ. ผงศร ศวราศกด หนงสอกลศาสตรของไหลประยกต ( Applied Fluid Mechanics ) ส านกพมพบรษททรปเพล กรป จ ากด

Page 68: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

51

ภาคผนวก

Page 69: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

57

ภาคผนวก ก

ภาพประกอบการสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 70: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

58

รปท ก. 1 แสดงรปชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 71: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

59

รปท ก. 2 แสดงรปโครงสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหล

รปท ก. 3 แสดงรปวาลว

Page 72: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

60

รปท ก. 4 แสดงรป PRESSURE GAUGE

รปท ก. 5 แสดงรปหนาแปลนของทอ

รปท ก. 6 แสดงรปหนาแปลน Venture

Page 73: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

61

รปท ก. 7 แสดงรปหนาแปลน Orifice

รปท ก. 8 แสดงรป Diaphragm Valve

Page 74: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

62

รปท ก. 9 แสดงรปThermometer

รปท ก. 10 แสดงรปทอ Rota Meter

รปท ก. 11 แสดงรปทอ Check Valve

Page 75: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

63

รปท ก. 12 แสดงรปถงน า

รปท ก. 13 แสดงรปCentrifugal Pump

รปท ก. 14 แสดงรปชด Control

Page 76: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

64

ภาคผนวก ข รายชอผเชยวชาญ

Page 77: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

65

รายชอผเชยวชาญ

ผเชยวชาญทใชในการประเมนคณภาพของชดสาธตการไหลของของไหล มรายชอดงตอไปน

รายชอผเชยวชาญ ขอมลของผเชยวชาญ 1. นาย ภมนทร พมทรพย อาย 52 ป

ระดบการศกษา ปรญญาโท ต าแหนง ผจดการสวนผลต I-4/1 สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc. ประสบการณการท างาน 28 ป

2. นาย ราชย ชนมะเวส อาย 52 ป ระดบการศกษา ปรญญาโท ต าแหนง ผจดการสวนเพมประสทธภาพ สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 28 ป

3. นาย บญเลศ ชยมานตย

อาย 50 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง Shift Supervisor สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc. ประสบการณการท างาน 27 ป

4. นาย สแกว เทพค าด อาย 50 ป ระดบการศกษา ปรญญาโท ต าแหนง ผจดการสวนผลต I-4/2 สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 26 ป

5. นาย วรพล แพงแกว

อาย 47 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองกล สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 23

Page 78: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

66

รายชอผเชยวชาญ ขอมลของผเชยวชาญ 6. นาย วบลย ศรสนทชย อาย 44 ป

ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง Unit Supervisor สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 21 ป

7. นาย ประสทธ ศรอนกจ อาย 42 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง Unit Supervisor สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 20 ป

8. นาย นาย กมล แกวจา

อาย 42 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองกล สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 19 ป

9. นาย ยคล เมฆกระจาย

อาย 40 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง Control Room Operator สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc. ประสบการณการท างาน 18 ป

10. นาย วรยะวฒน พทกษกจเจรญ อาย 35 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองมอวดและควบคม สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 11 ป

Page 79: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

67

รายชอผเชยวชาญ ขอมลของผเชยวชาญ 11. นาย ณรรฐพล วจตรเฉลมพงษ อาย 32 ป

ระดบการศกษา ปรญญาโท ต าแหนง วศวกรกระบวนการผลต สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 9 ป

12. นาย ณฐพล เรองรศม

อาย 30 ป ระดบการศกษา ปรญญาโท ต าแหนง วศวกรกระบวนการผลต สถานทท างานบรษท PTT Global Chemical Plc ประสบการณการท างาน 7 ป

13. นาย เทพฌาน พรหมทอง

อาย 29 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองมอวดและควบคม สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 7 ป

14. นาย วชระ แซโคว อาย 29 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองมอวดและควบคม สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 5 ป

15. นาย ชษณพงศ มะโน อาย 28 ป ระดบการศกษา ปรญญาตร ต าแหนง วศวกรเครองกล สถานทท างานบรษท PTT ME Co., Ltd ประสบการณการท างาน 5 ป

Page 80: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

67

ภาคผนวก ค

แบบสอบถามความคดเหนของผเชยวชาญทใชในการประเมน ประสทธภาพของชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 81: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

68

รายนามผเชยวชาญ

ชอ นาย _____________________ สกล _____________________ อาย ____________ ป สถานทท างาน _____________________________________________________________ ต าแหนง _________________________________________________________________ วฒการศกษา ______________________________________________________________ สาขาทจบ ________________________________________________________________ ความรเชยวชาญดาน ______________________________ ประสบการณ _____________ ป

Page 82: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

69

แบบสอบถาม

เรอง การสรางและหาประสทธภาพชดสาธตอตราการไหลของของไหล

ค าชแจง แบบสอบถามนมวตถประสงคเพอประเมนคณภาพของชดสาธตอตราการไหลของของไหล

แบบสอบถามนจะใหผเชยวชาญเปนผตอบ และน าขอมลทไดไปใชในการวจยเทานน กรณาอานและตอบค าถามตามสภาพ หรอความเหนทแทจรง ตอนท 1 ขอมลของผเชยวชาญ ค าชแจง โปรดท าเครองหมาย / ลงใน ทตรงกบความจรงมากทสด 1.อาย 20 – 30 ป 31 – 40 ป 41 – 50 ป 50 ปขนไป 2. ระดบการศกษา ต ากวาปรญญาตร ปรญญาตร สงกวาปรญญาตร อนๆ ---------------------- 3. ประสบการณทางดานการปฏบตงาน 5 – 6 ป 7 – 8 ป

9 – 10 ป 10 ปขนไป

Page 83: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

70

+1 0 -1

แบบประเมนความสอดคลองของการใชชดสาธตอตราการไหลของของไหล

ตอนท 2 ความเหนของผเชยวชาญตอชดสาธตอตราการไหลของของไหล ค าชแจง โปรดแสดงความคดเหนของทานทมตอชดสาธตอตราการไหลของของไหล โปรดพจารณาวาจดประเมนแตละหวขอตอไปน วดตรงตามจดประสงคเชงพฤตกรรมทระบไวหรอไม แลววดผลการพจารณาของทาน โดยท าเครองหมาย ( / ) ลงในชองคะแนนทพจารณาตามความเหนของทาน คะแนนการพจารณา ชอง +1 หมายถง แนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง ชอง 0 หมายถง ไมแนใจวาจดประเมนวดไดตรงตามทระบไวจรง ชอง -1 หมายถง แนใจวาจดประเมนไมไดวดไดตรงตามทระบไวจรง แบบประเมนความสอดคลองของผเชยวชาญ วตถประสงค จดประเมน คะแนนการพจารณา 1. เพอสรางชดสาธตอตรา 1.1 ความเหมาะสมในการเลอกใชวสดท า การไหลของของไหล 1.2 ชดสาธตอตราการไหลของของไหล มขนาด และน าหนก เหมาะสม 1.3 ความแขงแรงของวสดในการออกแบบ ชดสาธต อตราการไหลของของไหล 1.4 ความปลอดภยในการใชงาน 1.5 ความสะดวกในการเคลอนยาย ชดสาธตอตรา การไหลของของไหล

Page 84: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

71

+1 0 -1

วตถประสงค จดประเมน คะแนนการพจารณา 1.6 ความเหมาะสมในการออกแบบ ชดสาธตอตรา การไหลของของไหล 1.7 มความทนสมยสอดคลองกบสภาพปจจบน 1.8 เปนชดสาธตอตราการไหลของของไหลท ออกแบบขนมาใหม 2.เพอน าไปหาประสทธ 2.1สาธตการไหลไดตามวตถประสงค ภาพในการสาธตการ 2.2 มความสามารถในการสาธตการไหลได ไหลของของไหล ตามทตองการหรอไม 2.3มขนตอนในการสาธตการไหลทเขาใจงาย 2.4 คมอประกอบการใชงานชดสาธตอตราการไหล ของของไหลมความชดเจน ขอคดเหนและขอเสนอแนะ

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ลงชอ ------------------------------------

( ---------------------------------------- )

Page 85: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

72

ภาคผนวก ง

แบบชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 86: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

73

แบบ Drawing ดานหนาชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 87: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

74

แบบ Drawing ดานหลงชดสาธตอตราการไหลของของไหล

แบบ Drawing ดานหลงชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 88: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

75

แบบโครงสรางชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 89: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

76

แบบโครงสรางดานลางชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 90: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

77

แบบโครงสรางดานบนชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 91: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

78

ภาคผนวก จ

คมอการใชงานชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 92: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

79

คมอการใชงาน

เครองชดสาธตอตราการไหลของของไหล

Page 93: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

80

1. หลกการเกยวกบการใชงานเชดสาธตอตราการไหลของของไหล การเดนระบบและใชงานชดสาธตการไหลของของไหลมรายละเอยดดงทจะน าเสนอตอไป ซง

สามารถสรปเปนขนตอนไดดงตอไปน

การใชงานชดสาธตการไหลของขอลงไหล

จดเตรยมระบบ

ของไหลหมนเวยนในระบบ

การตรวจสอบคา แรงดน อตราการไหล ลกษณะของการไหล

ท าความสะอาดอปกรณ

เตรยม Line ทจะท าการสาธต

เตมของไหลเขาสระบบ(น า)

ของไหลในทอจะ

เปลยนไปตามอปกรณ

ทไหลผาน

Pipe,Orifice,Venture

Page 94: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

81

1.ถงน า 7.Pressure Gauge 1 13.Flange

2.Centrifugal Pump 8.Thermometer 14.Orifice

3.Check Valve 9.Gate Valve 1 15.Venture

4.Diaphragm Valve 1 10.Gate Valve 2 16.Pressure Gauge 2

5.Diaphragm Valve 2 11.Gate Valve 3 17.Pressure Gauge 3

6.Diaphragm Valve 3 12.Rota Meter 18.Pressure Gauge 4

1 2

3

4

5

6

7 13

14

15

8

9

10

11

12

16

18

17

Page 95: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

82

1.1 เตมน าใสถงประมาณ17ลตร ( ควรเปนน าทสะอาด ) 1.2 เตรยมระบบ Gate Valve ทกตวจะตองอยต าแหนงเปด 1.3 Diaphragm Valve ทกตวอยในต าแหนงปด 1.4 1.4 เตรยมปลกไฟส าหรบใชเสยบ Start Pump และชดควบคลม Diaphragm Valve

โดยใชกระแสไฟฟา220โวลล 1.5 On ไฟฟาบนชดควบคลมและ Start Pumpน าเดนหมนเวยนในระบบโดยผาน Main Flow

Pumpกลบเขาถงน า 1.6 เรมท าการทดลองชดสาธตการไหลโดยขนอยกบผทดลองจะเลอกทดสอบระบบทอไหนกอน

กไดขนอยกบการเปด Diaphragm Valve 1.7 เลอกระบบทดสอบไดแลวและท าการเปดDiaphragmValveของระบบทอทจะท าการทดสอบ

และตรวจสอบคา แรงดน อตราการไหลและลกษณะการไหลภายในทอ 1.8 ของไหลภายในทอจะเปลยนไปตามอปกรณทไหลผาน Pipe, Orifice, Venture จะเปน

ตวก าหนด 1.9 สามารถทดลองชดสาธตการไหลของของไหลไดเรอยๆตามความตองการของผทดลอง

1.10ถาเลกท าการทดลองใหท าการStopPumpและท าการกดปมEmergencyและดงปลกไฟออก 1.11ถาตองการเรมทดลองชดสาธตการไหลใหมใหท าตามขนตอนเหมอนเดม 2. สวนประกอบของชดสาธต

สวนประกอบของวสดและอปกรณในการสรางชดสาธตการไหลของของไหลมรายละเอยดดงน 2.1 ถงพลาสตก ขนาด 20 ลตร 1 ถง

2.2 Centrifugal Pump

2.3 ทออะครลคใส มขนาดความหนาของทอ 3 มลลเมตร น าหนกเบา และความยดหยนสง 2.4 เครองวดแรงดน (PRESSURE GAUGE) 4 ตว

2.5 เครองวดอตราการไหล (Rota meter)

2.6 Gate Valve 3 ตว

2.7 Diaphragm Valve 3 ตว

2.8 Orifice 1 อน

2.9 Venture 1 อน

2.10 Ball Valve 2 ตว

2.11 Check Valve 1 ตว

2.12 อปกรณวดอณหภม 1ตว

1

9 10 11

6 4 5

2

12 16 18 17

15 14 13

2

Page 96: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

83

ประวตผเขยน

Page 97: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

84

ประวตผเขยน

ชอ : นาย กญชร ศรพนจ ปรญญานพนธ : ชดสาธตอตราการไหลของของไหล สาขา : เทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม ประวตการศกษา : มธยมศกษา โรงเรยนระยองวทยาคม อ.เมอง จ.ระยอง

: ปวช. วทยาลยเทคนคระยอง อ.เมอง จ.ระยอง : ปวส. วทยาลยเทคนคระยอง อ.เมอง จ.ระยอง

สถานทท างาน : บรษท PTT Global Chemical Plc

Page 98: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

85

ประวตผเขยน

ชอ : นาย รตตกาล มหาเจรญ ปรญญานพนธ : ชดสาธตอตราการไหลของของไหล สาขา : เทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม ประวตการศกษา : มธยมศกษา โรงเรยนวดปาประด จ.ระยอง : ปวช. เทคโนโลย IRPC อ.เมอง จ.ระยอง : ปวส. เทคโนโลย IRPC อ.เมอง จ.ระยอง สถานทท างาน : บรษท PTT ME Co., Ltd

Page 99: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

86

ประวตผเขยน ชอ : นางสาวญาณศา เกยวพนธ ปรญญานพนธ : ชดสาธตอตราการไหลของของไหล สาขา : เทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม ประวตการศกษา : มธยมศกษา โรงเรยนระยองวทยาคมปากน า อ.เมอง จ.ระยอง : ปวช. วทยาลยเทคนคระยอง อ.เมอง จ.ระยอง : ปวส. วทยาลยเทคนคระยอง อ.เมอง จ.ระยอง สถานทท างาน : บรษทยนต อนดสเตรยล จ ากด

Page 100: SIMULATION OF FLUID FLOW - Burapha University · ไหลของของไหลในรูปแบบต่างๆตามหลักเกณฑ์ทางด้านทฤษฎี

87