ใบพัด ... องค์ประกอบสำคัญในการเติมอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ (ตอนที่ 2)
วัชระ เพิ่มชาติ
คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
มหาวิทยาลัยราชภัฎวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์
e-mail : [email protected]
(ต่อจากฉบับเดือนพฤศจิกายน)สำหรับใบพัดสำหรับแขนตีน้ำรุ่นล่าสุดที่โรงงานประมงได้ทำการปรับปรุงนั้น ในส่วนของโครงสร้างใบพัดยังใช้โครงสร้างเดิม กล่าวคือ มีจำนวนก้านใบพัด 8 ก้าน และมีดุมกลางใบพัดเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ส่วนที่มีการปรับปรุงมี 3 ส่วนหลัก (รูปที่ 1) ดังนี้
1. ปรับองศามือกวัก (ตีนเป็ด) เพิ่มขึ้นอีก 1องศา ทั้งนี้เพื่อให้หน้าใบพัดส่วนที่สัมผัสน้ำลู่ไปด้านหน้ามากขึ้น ไม่กดลงขณะหมุนตีน้ำ ซึ่งจะช่วยให้ประสิทธิภาพในการแพร่กระจายของอากาศสู่ละอองน้ำได้ดีขึ้น
2.เพิ่มจำนวนและขนาดของรูเจาะทั้งที่ก้านใบพัดและหน้าใบพัดให้มากขึ้นและใหญ่ขึ้น ทั้งนี้เพื่อช่วยให้ก้านใบพัดและปลายใบพัดไม่ต้องรับโหลดจากการอุ้มน้ำมาก ซึ่งจะสามารถลดแรงเสียดทานและแรงต้านขณะใบพัดหมุนทำงาน อันจะช่วยให้ลดการใช้พลังงานที่ต้นกำลังขับได้
3.ปรับลดความหนาแน่นของครีบบริเวณดุมกลางและลดขนาดของสันครีบลงเล็กน้อยโดยยังคงความแข็งแรงของโครงสร้างใบพัดเหมือนเดิม ทั้งนี้เพื่อช่วยลดการขังตัวของน้ำบริเวณดุมกลางใบพัด ซึ่งจะช่วยให้ใบพัดมีความคล่องตัวสูงขึ้นอันจะช่วยลดภาระการทำงานของต้นกำลังขับแขนตีน้ำได้อีกทางหนึ่ง
รูปที่ 1 ภาพเปรียบเทียบใบพัดปลาวาฬ (ก) รุ่นเดิม และ (ข) รุ่นปรับปรังใหม่
ในการทดสอบใบพัดปลาวาฬรุ่นปรับปรุงใหม่นี้ ทั้งในส่วนของประสิทธิภาพในการเติมออกซิเจนและการใช้พลังงานของมอเตอร์ต้นกำลังขับ ในเบื้องต้นพบว่า ให้อัตราเร็วในการเติมออกซิเจนสูงขึ้น 7.4% โดยที่ค่า SAE อยู่ในเกณฑ์เฉลี่ย 2.58 – 2.62 kg-O2/kWhซึ่งถือว่าอยู่ในเกณฑ์เฉลี่ยปกติของใบพัดตระกูลนี้ สำหรับการทดสอบการใช้พลังงานของต้นกำลังขับเมื่อนำใบพัดรุ่นปรับปรุงใหม่นี้ประกอบเป็นแขนตีน้ำ จำนวน 15 ใบ โดยใช้มอเตอร์เกียร์ขนาด 3 แรงม้า วางริมตลิ่ง ทั้งยี่ห้อ NISSEI และมอเตอร์เกียร์ประสิทธิภาพสูงยี่ห้อ SEW ที่ความเร็วรอบ 100 rpmและความลึกใบพัด 1 นิ้ว พบว่า ใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่ที่ 1.48 และ 1.42 kW ตามลำดับ (หรือกินกระแสไฟเฉลี่ย 2.8 แอมป์) ในขณะที่เมื่อทดสอบกับแขนตีน้ำที่มีใบพัดปลาวาฬ 21 ใบ และมอเตอร์เกียร์วางในน้ำ ที่ความเร็วรอบ 115 rpmพบว่าใช้พลังงานอยู่ที่ 1.54 kW (3.5 แอมป์)
รูปที่ 2 การทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของใบพัดปลาวาฬรุ่นปรับปรุงใหม่
จากผลการทดสอบเบื้อต้นดังกล่าว ผู้เขียนต้องย้ำกับเกษตรกรผู้เลี้ยงกุ้งว่า เป็นการทดสอบการทำงานเชิงประยุกต์ (Experimental tests) ที่มิใช่เป็นเพียงการทดสอบในห้องปฏิบัติการ (Laboratory tests) เพียงอย่างเดียว ดังนั้นตัวแปรต่างๆ จึงค่อนข้างใกล้เคียงกับการเลี้ยงกุ้งในสภาพปกติที่เลี้ยงกันอยู่ ข้อสังเกตบางประการโดยเฉพาะการทดสอบกับแขนตีน้ำจริงนั้น ต้องบอกว่า เนื่องจากทดสอบโดยใช้มอเตอร์เกียร์เป็นต้นกำลังขับ จึงทำให้การใช้ไฟฟ้าอยู่ในเกณฑ์ที่ดี ไม่สูงมาก และถึงแม้จะใช้ความเร็วรอบใบพัดสูงขึ้นจาก 100 เป็น 115 rpm ก็ตาม โดยใช้ใบพัดปลาวาฬรุ่นใหม่ถึง 21 ใบ การใช้พลังงานไฟฟ้าก็ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ไม่สูงมาก (ประมาณ 3.5 แอมป์) คือ ยังไม่เกิน 4 แอมป์สำหรับมอเตอร์เกียร์ขนาด 3 แรงม้า
ในการนำข้อมูลการทดสอบไปใช้งานจริงนั้น สิ่งสำคัญอยู่ที่การปรับตั้งความลึกของใบพัดให้เหมาะสม ซึ่งก็ยังต้องย้ำอีกครั้งว่า ใบพัดตระกูลมือกวักนี้ ออกแบบมาให้ทำงานที่รอบค่อนข้างสูง คือ อยู่ระหว่าง 100 – 120 rpm โดยต้องปรับตั้งความลึกใบพัดขณะอยู่นิ่งที่ประมาณ 1 นิ้ว จึงจะให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ดีที่สุด และเมื่อนำใบพัดมาประกอบเป็นแขนตีน้ำ ก็ยังต้องมีปัจจัยในการพิจารณาเพิ่มเติมอีก ไม่ว่าจะเป็นขนาดของบ่อเลี้ยง ความลึกของบ่อเลี้ยง และความหนาแน่นของกุ้งที่ปล่อย ซึ่งจะประกอบกันเป็นรูปแบบการวางผังแขนตีน้ำ (Layout of aerator) ที่เหมาะสมต่อไป (ติดตามตอนจบในฉบับเดือนธันวาคม)
