HOME ABOUT US PHOTO GALLERY NEWS CONTACT US
 
   
NEWS
ใบพัดองค์ประกอบสำคัญในการเติมอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ (ตอนที่ 1)
ใบพัดองค์ประกอบสำคัญในการเติมอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ (ตอนที่ 1)

วัชระ เพิ่มชาติ
คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
มหาวิทยาลัยราชภัฎวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์
e-mail : [email protected]
 

สำหรับเครื่องเติมอากาศแบบผิวน้ำ หรือ Paddle wheel ใบพัดแขนตีน้ำนับเป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบที่สำคัญมาก ที่ต้องทำงานให้สัมพันธ์กับต้นกำลังขับและชุดทดรอบอย่างเหมาะสม จึงจะทำให้การเติมออกซิเจนลงในบ่อเลี้ยงกุ้งเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ที่ผ่านมามีการศึกษาการทำงานของใบพัดแขนตีน้ำกันอยู่บ้าง แต่ก็ยังไม่มีการพัฒนาใบพัดแขนตีน้ำกันอย่างจริงจังและเป็นรูปธรรมที่ชัดเจน ในโครงการศึกษาการเลี้ยงกุ้งเชิงเศรษฐนิเวศร์ด้านพลังงานสำหรับฟาร์มกุ้ง ที่เริ่มต้นในปี พ.ศ. 2549 โดยหน่วยงาน GIZ (ชื่อเดิม GTZ) ร่วมกับกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.)  และกรมประมง ถือว่าเป็นโครงการที่มีการศึกษาการใช้ใบพัดในแขนตีน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเติมออกซิเจน โดยได้มีการวัดประสิทธิภาพการเติมออกซิเจนของใบพัดแบบต่างๆ ทั้งนี้เพื่อมุ่งศึกษาหาจุดเหมาะสมในการทำงานของใบพัดแต่ละประเภทของเครื่องเติมอากาศแบบ Paddle wheel ทั้งในเรื่องของความเร็วรอบใบพัด และการปรับตั้งความลึกของใบพัดโดยอ้างอิงตามมาตรฐาน SAE (Standard Aeration Efficiency) ซึ่งหมายถึง ปริมาณออกซิเจนที่เครื่องเติมอากาศสามารถส่งลงสู่น้ำต่อหน่วยไฟฟ้าที่ใช้ (kg-O2/kWh)

 
 

รูปที่ 1 ลักษณะของเครื่องเติมอากาศแบบ Paddle wheel ที่มีใช้กันอยู่ทั่วๆ ไป
 

การศึกษาในครั้งนั้นทำให้เราสามารถแบ่งกลุ่มของใบพัดออกได้เป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มใบพัดตะหลิว และกลุ่มใบพัด Spiral ซึ่งในแต่ละกลุ่มก็ยังมีใบพัดลักษณะต่างๆ อีกหลากหลายแบบตามแต่ผู้ผลิตใบพัดจะผลิตออกมาสู่ท้องตลาด สิ่งสำคัญ ผลการศึกษาในครั้งนั้น ทำให้เราเห็นแนวทางการพัฒนารูปแบบใบพัดให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยมีเงื่อนไขในการทำงานที่สำคัญ คือ ใช้พลังงานต่ำลงโดยยังต้องเติมออกซิเจนได้ไม่น้อยกว่าเดิม ใบพัดแขนตีน้ำที่มีการพัฒนาขึ้นในช่วง 3-4 ปี ที่ผ่านมานี้ ได้แก่ใบพัดกลุ่มที่เรียกว่า ใบพัดตีนเป็ด หรือ ใบพัดมือกวัก ดังแสดงในรูปที่ 2 ใบพัดกลุ่มนี้ถูกพัฒนาขึ้นด้วยการออกแบบให้ลดพื้นที่ต้านน้ำของตัวใบพัดลง ทำให้สามารถเพิ่มอัตราการเติมออกซิเจนได้สูงขึ้นด้วยความเร็วรอบในการใช้งานที่เพิ่มสูงขึ้นโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงานของมอเตอร์ต้นกำลังขับ ความสามารถในการเติมออกซิเจนที่เพิ่มสูงขึ้นนี้ เป็นผลมาจากหยดน้ำที่ถูกทำให้มีขนาดเล็กลง เป็นฝอยมากขึ้น และมีเวลาในการแลกเปลี่ยนออกซิเจนในอกาศได้นานขึ้น



 

รูปที่ 2 ใบพัดมือกวักที่ได้รับการพัฒนาขึ้นต่อจากใบพัดตะหลิวและใบพัด Spiral

ผลการทดสอบประสิทธิภาพการเติมอากาศของใบพัดรูปกลุ่มนี้ พบว่า ให้ค่า SAE โดยเฉลี่ยสูงกว่าใบพัดกลุ่มใบตะหลิวและใบพัด Spiral ประมาณ 20-30 % ที่หน่วยการใช้พลังงานที่เท่ากัน กล่าวคือ ใบพัด 2 กลุ่มแรกให้ค่า SAE เฉลี่ยในช่วง 1.5-2.0 kg-O2/kWhในขณะที่ใบพัดกลุ่มมือกวักให้ค่า SAE เฉลี่ยในช่วง 2.5-2.7 kg-O2/kWhโดยในการทดสอบนั้นยังพบอีกว่า ทั้งความเร็วรอบของใบพัดขณะใช้งาน และความลึกของใบพัดในการกินน้ำ มีผลต่อประสิทธิภาพในการเติมออกซิเจนเป็นอย่างมาก การปรับตั้งความลึกและความเร็วรอบของใบพัดให้เหมาะสม จึงเป็นสิ่งที่ต้องพิจารณาในการใช้งานเป็นสำคัญ นอกจากนี้ในความเป็นจริง ความลึกของบ่อเลี้ยงกุ้งก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องนำมาพิจารณาประกอบ เนื่องจากแขนตีน้ำนี้ นอกจากจะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเติมออกซิเจนเป็นหลักแล้ว ความสามารถในการรวมเลนเพื่อลดพื้นที่ของเสียในบ่อขณะเลี้ยงกุ้ง ก็เป็นอีกวัตถุประสงค์หนึ่งที่ต้องนำมาพิจารณา เรื่องนี้ผู้เขียนต้องบอกว่า จากการทดลองใช้งานจริงและการสอบถามข้อมูลจากเกษตรกรผู้เลี้ยง พบว่า บ่อเลี้ยงกุ้งที่มีความลึกประมาณ 1.5-1.8 เมตร การปรับตั้งความลึกใบพัดที่ประมาณ 1 นิ้ว และความเร็วรอบ 100 รอบต่อนาที ก็ยังสามารถรวมเลนได้โดยให้ค่าออกซิเจนในบ่อดีกว่าใบพัดกลุ่มอื่น ในขณะที่มอเตอร์ต้นกำลังขับใช้พลังงานน้อยลง
โรงงานประมง ในนามบริษัท พี.ซี.ซี โลหะกิจ จำกัด เป็นผู้ผลิตใบพัดแขนตีน้ำสำหรับบ่อเลี้ยงกุ้งรายหนึ่ง ที่มีการออกแบบและพัฒนารูปแบบของใบพัดตีน้ำให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง ใบพัดรูปแบบล่าสุดที่ทางโรงงานพัฒนานี้ ผู้เขียนเองได้มีโอกาสเข้าไปช่วยให้คำแนะนำในการปรับปรุงจนสามารถออกมาเป็นใบพัดดังแสดงในรูปที่ 3 (ติดตามรายละเอียดการปรับปรุง ตลอดจนผลการทดสอบใบพัดชุดใหม่ในฉบับหน้า)
 

รูปที่ 3 ใบพัดมือกวักของโรงงานประมงที่ปรับปรุงใหม่