โดย: สิริวัฒน์ ไวยนิตย์
ในระบบนิวแมติก ที่จะกล่าวถึงนี้จะมีความสัมพันธ์กันอยู่ระหว่าง แรง อุณหภูมิ ความดัน และปริมาตร ซึ่งเป็นความรู้พื้นฐานในการเรียนรู้วิชานิวแมติก
ความดัน ความดันบรรยากาศในแต่ละแห่งของพื้นผิวโลก มีค่าแตกต่างกันตามสภาพของระดับความสูง และสภาพภูมิอากาศ แต่ปกติทั่วไปถือว่า ความดันที่ระดับน้ำทะเลเป็นความดันบรรยากาศ การหาค่าความดันบรรยากาศเราสามารถหาได้จากเครื่องมือหลายชนิด เช่น การวัดความดัน บาโรมิเตอร์ หรือมานอมิเตอร์
เนื่องจากความสูงของระดับพื้นโลกในแต่ละแห่งมีค่าไม่เท่ากัน หากวัดความดันจาก 0 at ไปจนถึงระดับความดันอากาศ เรียกว่าความดันสุญญากาศ (Vacuum) และถ้าเหนือความดันบรรยากาศขึ้นไป เรียกว่า ความดันเกจ (gauge pressure) ดังรูปเราสามารถหาค่าความดันสมบูรณ์ได้จากสมการต่อไปนี้
|
กรณีที่ความดันที่อ่านจากเกจวัดความดันเป็นค่าบวก
ความดันสมบูรณ์ = ความดันบรรยากาศ + ความดันเกจ
กรณีที่ความดันที่อ่านจากเกจวัดความดันเป็นค่าลบ
ความดันสัมบูรณ์ = ความดันบรรยากาศ - ความดันเกจ
|
อุณหภูมิ เป็นคุณสมบัติที่แสดงถึงความร้อนของสารตัวกลางที่สภาวะต่าง ๆ หน่วยของอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปคือ ในระบบ SI อุณหภูมิสัมบูรณ์มีหน่วยเป็นองศาเคลวิน (Kelvin ; K)
0 ํ c = 273 K (Kelvin)
1 ํ c = 274 K (at 1 ํ c = 1K)
แรง จากกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 ของนิวตันจะได้ความสัมพันธ์ดังนี้
F = m . a
= Kg . = N (Newton)
ในการคำนวณทางเทคนิคใช้ค่าประมาณ 1 Kp = 10 N
ความชื้น คือ จำนวนปริมาณของน้ำที่มีปะปนในอากาศ จะสามารถรวมตัว และกลั่นตัวเป็นหยดน้ำได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสภาวะของอากาศในขณะนั้น ๆ ค่าความชื้นจะเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิต่ำลง และค่าความชื้นจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความชื้นสัมพัทธ์มีหน่วยเป็นเปอร์เซนต์สามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้
ค่าความสัมพันธ์ = ค่าความชื้นที่วัดได้ / ค่าความชื้นสัมบูรณ์
โดยที่ค่าความชื้นที่วัดได้คือการกลายเป็นไอของน้ำในปริมาตร และอุณภูมิขณะนั้นมีหน่วยเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ค่าความชื้นสัมบูรณ์ คือจำนวนสูงสุดของการกลายเป็นไอน้ำที่อากาศสามารถรับไว้ได้จนถึงจุดอิ่มตัว มีหน่วยเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ตัวอย่าง 1 จงหาปริมาตรไอน้ำที่ 32 ํC ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 100 %
วิธีทำ จากตาราง จะพบว่าที่อุณหภูมิ 32 ํC ปริมาตรไอน้ำที่เกิดขึ้นจะมีค่า 33.8 g/m3
ตัวอย่าง 2 ถ้าคอมเพลสเซอร์ดูดอากาศเข้ามา 7 ลูกบาศก์เมตร อัดเข้าถังเก็บปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตร ความดัน 6 บาร์ อุณหภูมิ 30 ํC ความชื้นสัมพัทธ์ 100 % เมื่อลมอัดเย็นตัวลงเหลือ 20 ํC
วิธีทำ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ = 100% (จำนวนไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศจริง = จำนวนไอน้ำที่อากาศสามารถรับไว้ได้จนถึงจุดอิ่มตัว
จะมี ปริมาณไอน้ำเหลือในลมอัดเท่าไร และกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเท่าไร
\ ความชื้นสัมบูรณ์ = ปริมาณความอิ่มตัวของไอน้ำ |
อากาศ 1 m3 ที่อุณหภูมิ 30 ํC จะมีไอน้ำปะปนอยู่จนอิ่มตัว = 30 กรัม
อากาศ 7 m3 ที่อุณหภูมิ 30 ํC จะมีไอน้ำปะปนอยู่จนอิ่มตัว = 30 x 7 = 210 กรัม |
\ ลมอัดที่ความดัน 6 บาร์ เย็นตัวลดเหลือ 20 ํC |
ลมอัด 1 m2 ที่อุณหภูมิ 20 ํC จะมีไอน้ำปะปนอยู่ = 17 กรัม
นั่นคือ จะมีปริมาณไอน้ำในลมอัด = 17 กรัม
และไอน้ำในอากาศจะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำในถังลม = 210 – 17 = 193 กรัม |
|
|