กังหันน้ำก้นหอย (3)

อ่าน: 9491

จากบันทึกก่อน กังหันน้ำก้นหอยนี้ ทำงานด้วยการประยุกต์กฏของบอยด์ ซึ่งกล่าวโดยคร่าวๆ ว่า สำหรับก๊าซแล้ว เมื่ออุณหภูมิคงที่ ปริมาตรคูณกับความดัน มีค่าคงที่ ซึ่งอาจจะจำได้ในรูปของสูตร P1V1 = P2V2 สมัยเด็กๆ นัยของกฏของบอยด์บอกว่า ถ้าอุณหภูมิคงที่ เมื่อปริมาตรน้อยลง ความดันจะสูงขึ้น

  1. กังหันน้ำก้นหอย ตักน้ำเมื่อหัวตักจุ่มลงไปในน้ำ แต่เมื่อพ้นน้ำแล้ว มีอากาศตามเข้าไป
  2. น้ำและอากาศถูกส่งเข้าไปยังขดถัดไป ใกล้ศูนย์กลางมากขึ้นเรื่อยๆ
  3. แต่เมื่อเลื่อนไปยังขดถัดไป ปริมาตรน้ำเท่าเดิม แต่ปริมาตรอากาศลดลง
    • ปริมาตรของขด = พื้นที่หน้าตัดของสายยาง x เส้นรอบวงของแต่ละขด
    • พื้นที่หน้าตัดของสายยางคงที่้
    • เส้นรอบวงของแต่ละขด = 2πr โดยที่ r เป็นรัศมีของแต่ละขด
    • เมื่อเป็นขดในๆ มากขึ้น รัศมีก็ลดลงเรื่อยๆ ทำให้ปริมาตรของแต่ละขดลดลงเรื่อยๆ เช่นกัน
    • แต่ปริมาตรน้ำซึ่งเป็นของเหลว(เกือบ)คงที่ ช่องว่างที่เป็นที่อยู่ของอากาศ จึงลดลงในอัตราที่มากกว่าอัตราการลดลงของรัศมี ซึ่งทำให้ความดันในขดในๆ เพิ่มขึ้นในอัตรที่มากกว่าการลดลงของรัศมี
    • นี่เป็นเหตุผลว่ากังหันน้ำก้นหอย สร้างความดันขึ้นได้อย่างไร โดยอาศัยเพียงการหมุนของกังหัน ถ่ายเทน้ำและอากาศเข้าไปยังขดในๆ
  4. อากาศในขดนอกสุด มีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ (1 bar หรือดันน้ำขึ้นไปได้สูง 34 ฟุต/10.36 เมตร)

ด้วยหลักการนี้ เมื่อเรามีความสูงของน้ำที่ต้องการ เราสามารถคำนวณได้ว่าขดในสุดกับขดนอกสุดเป็นสัดส่วนเท่าไหร่ ใช้กังหันขนาดใหญ่โตเท่าไหร่ และใช้สายยางยาวเท่าไหร่ แต่จากการทดลองของฝรั่ง เค้าแนะให้เผื่อไว้ 20% เช่นต้องการส่งน้ำไปที่ความสูง 15 เมตร ก็ให้คำนวณไว้ที่ 18 เมตรแทน

มีเรื่องสำคัญอีกเรื่องหนึ่ง คือที่ขดในสุด จะมีส่วนของอากาศน้อยกว่า 50% ของปริมาตรไม่ได้ (กล่าวคือสำหรับขดในสุด จะต้องมีน้ำไม่เกิน 50% เด็ดขาด เพื่อไม่ให้น้ำกระฉอกไหลข้ามขด อันจะทำให้ไม่สามารถรักษาแรงดันได้)

« « Prev : กังหันน้ำก้นหอย (2)

Next : กังหันน้ำก้นหอย (4) » »


ผู้ใช้ Facebook สามารถให้ความเห็นที่นี่ได้ โดยกด Like เพื่อแสดงตัว

4 ความคิดเห็น

  • #1 ป้าจุ๋ม ให้ความคิดเห็นเมื่อ 11 April 2009 เวลา 17:55

    -ป้าจุ๋มตามอ่านมาตั้งแต่ 1-2-3 ดูจากหลักการ หากนำมาประยุกต์และทำสำเร็จจะมีประโยชน์มากเป็นการประหยัดพลังงานอย่างดี อยากเห็นจังเลยค่ะ
    -บ้านเรามีช่างฝีมือที่สามารถให้เขาดัดแปลงและประยุกต์ได้ตามแบบที่เราต้องการอย่างไม่น่าเชื่อและค่าแรงไม่แพงด้วย
    -ขอให้คิดสำเร็จและทำสำเร็จจ้า…

  • #2 Logos ให้ความคิดเห็นเมื่อ 11 April 2009 เวลา 18:23
    ขอบคุณครับป้าจุ๋ม กังหันนี้ คิดจะไปทำเล่นเพื่อสาธิตหลักการที่บ่อปลาสวนป่าครับ
  • #3 Lin Hui ให้ความคิดเห็นเมื่อ 11 April 2009 เวลา 19:21

    แค่คิดทำเล่น ก็เห็นภาพความคิดชัดเจนเลยค่ะ

  • #4 bangsai ให้ความคิดเห็นเมื่อ 11 April 2009 เวลา 21:07

    ทำเล่นแต่เอาจริงๆ


แสดงความคิดเห็น

ท่านอยากจะเข้าระบบหรือไม่


*
To prove you're a person (not a spam script), type the security word shown in the picture. Click on the picture to hear an audio file of the word.
Click to hear an audio file of the anti-spam word


Main: 0.28573393821716 sec
Sidebar: 0.22438097000122 sec