บทที่ 1 วิธีการประเม ินแรงม าเครื่องจักร · บทที่ 1 ... สามารถแปลงหน วยจากก

การประเมินแรงมาเครื่องจักร

บทท่ี 1 วิธีการประเมินแรงมาเคร่ืองจักร

ในการประเมินแรงมาเครื่องจักรมีวิธีการประเมินไดทั้งวิธีโดยตรงและวิธีการคํานวณเชิงเปรียบเทียบ โดยเครื่องจักรและอุปกรณที่เกี่ยวของกับการประเมินแรงมานี้ มีทั้งเครื่องจักรที่ เกี่ยวกับไฟฟา เกี่ยวกับน้ํามันและหมอตมความรอน รวมถึงเตาอบที่ เกี่ยวของกับอุตสาหกรรมการเกษตร โดยการประเมินแรงม า เครื่ องจักรนี้ มีความสําคัญในการใชประกอบการพิจารณาอนุญาตและขยายกิจการโรงงาน ตลอดจนใช ในการคิดค าธรรม เนี ยมใบอนุญาตและ คาธรรมเนียมการประกอบกิจการรายป ตาม พรบ . โรงงาน 2535 การประเมินแรงมาเครื่องจักรนี้จึงมีความสําคัญ ซ่ึงเจาหนาที่จะตองมีขั้นตอนและวิธีการคํานวณที่ถูกตอง ดังแสดงในแผนผังขั้นตอนการประเมินแรงมาตอไปนี้


หมายเหตุ 1) ตัวเลขในวงเล็บหมายถึงหัวขอรายละเอียดการประเมินแรงมาเครื่องจักรในบทที่ 1

รูปที่ 1 วิธีการประเมินแรงมาเครื่องจักร

เครื่องยนตสันดาปภายใน (ดูขอ4 หนา 28)

หมอตมน้ํามัน (ดูขอ 6 หนา 33)

ตนกําลังของโรงงาน บางประเภท เชน

เครื่องกําเนิดกระแสไฟฟาและโรงสีขาว

(ดูขอ 8 หนา 37)

มอเตอร/เครื่องจักรที่ใชไฟฟา

(ดูขอ 1 หนา 5)

เตาประเภทตาง ๆ (ดูขอ 2 หนา 15)

ประเภทเชื้อเพลิงตาง ๆ (ดูขอ 3 หนา 26)

หมอน้ํา (ดูขอ 5 หนา 29)

เครื่องจักรไอน้ํา (ดูขอ 7 หนา 35)

วิธีการประเมินแรงมาเครื่องจักร

3


เมื่อปฏิบัติตามขั้นตอนการประเมินแรงมาไดอยางถูกตองแลว จะทําใหสามารถเลือกใชสูตรการคํานวณแรงมาเครื่องจักรไดอยางเหมาะสมตามประเภทของเครื่องจักร โดยมีรายละเอียดวิธีการคํานวณและการประเมินแรงมาเครื่องจักรดังตอไปนี้

สําหรับการประเมินแรงมานี้มาจากพื้นฐานการประเมินจากการทํางาน โดยกําลัง 1 แรงมา คือ การทํางาน 33,000 ฟุต-ปอนด ใน 1 นาที หรือ 550 ฟุต-ปอนด ใน 1 วินาที ถาเครื่องจักรสามารถยกน้ําหนัก 550 ปอนดขึ้นสูง 1 ฟุต ในเวลา 1 วินาที เครื่องจักรเครื่องนี้มีกําลัง 1 แรงมา หรือถายกน้ําหนัก 275 ปอนดใหสูง 2 ฟุต ในเวลา 1 วินาที กําลังที่ใชเทากับ 1 แรงมา เชนกัน นอกจากนี้การประเมินแรงมายังสามารถแปลงหนวยจากกําลังไฟฟา งาน และพลังงานความรอนในหนวยตาง ๆ ไดดังแสดงในตารางที่ 1-1


ตารางที่ 1-1 แสดงการแปลงหนวยแรงมา ไฟฟา และกําลังความรอน

พลังงานความรอน หนวย

ดานไฟฟาวัตต (W))

แคลอรี่ตอวินาที (cal-s-1)

บีทียูตอชั่วโมง (Btu-h-1)

แรงมา (hp)

งาน ฟุต-ปอนดตอวินาที

(ft-lb-s-1)

1 วัตต 1 0.2390 3.414 1.341 × 10-3 0.7376

1 แคลอรีตอวินาที 4.184 1 14.29 5.611 × 10 -3 3.086

1 แรงมา 745.7 178.2 2546 1 550 1 ฟุต-ปอนด/วินาที 1.356 0.3240 4.629 1.818 × 10-3 1

1 บีทียูตอชั่วโมง 0.2929 7.000 × 10-2 1 3.928 × 10-4 0.2160


การประเมินแรงมาประเภทที่เปนไฟฟา

การประเมินแรงมาประเภทที่เปนไฟฟา มีหลักการและขั้นตอนการพิจารณาดังนี้

1


หมายเหตุ 1) ตัวเลขในวงเล็บหมายถึงหัวขอรายละเอียดการประเมินแรงมาเครื่องจักรในบทที่ 1

รูปที่ 2 แสดงขั้นตอนการตรวจประเมินแรงมาประเภทมอเตอรและเครื่องจักรที่ใชไฟฟา

ประเภทมอเตอร/เครื่องจักรที่ใชไฟฟา

ทราบ KW (ดูขอ 1.1)

ไมมี Nameplate (ดูขอ 1.2.3)

Heater (ดูขอ1.3)

เครื่องเชื่อมไฟฟา (ดูขอ1.4)

Spot Welding (ดูขอ1.5)

เครื่องชุบโลหะ (ดูขอ1.6)

12 VDC (ดูขอ1.6.1)

15 VDC (ดูขอ1.6.2)

ไมทราบ KW (ดูขอ 1.2)

ไฟฟากระแสตรง (ดูขอ 1.2.1)

ไฟฟากระแสสลับ (ดูขอ 1.2.2)

วัด Frame size

วัดกระแส วัดหนาตัดขั้วแมเหล็ก

ไมใชมอเตอร มอเตอร


1.1 ทราบคาตนกําลังเปนกิโลวัตต (มอเตอร)

แรงมาเปรียบเทียบ = กิโลวัตต 0.746

รูปที่ 3

มอเตอรไฟฟา

1.2 ทราบคาตนกําลังเปน KVA หรือไมทราบก็ใหวัด

แรงดันไฟฟา และคากระแสไฟฟาสูงสุดที่สามารถใชงาน แลวนําคามาคํานวณหาแรงมาเปรียบเทียบ ดังนี้ (ประสิทธิภาพ 100%)

1.2.1 ไฟฟากระแสตรง (ประสิทธิภาพ 100%) แรงมาเปรียบเทียบ = KVA หรือ V × A

0.746 746

1.2.2 ไฟฟากระแสสลับ (ประสิทธิภาพ 100%) กําหนด COS ∅ = 0.80


แรงมาเปรยีบเทียบ = KVA × COS ∅ หรือ V × A × COS ∅ (V = 220 Volt) 0.746 746 แรงมาเปรียบเทียบ = V × A × 1.732 × COS ∅ (V = 380 Volt) 746

(√3 = 1.732)

1.2.3 ไมมี Nameplate และ Catalogue หรือผลิตไมไดตาม

มาตรฐานที่กระทรวงอุตสาหกรรมกําหนดใหดําเนินการตรวจสอบดังนี้ (1) วัด Frame Size ของมอเตอร แลวเอาคา Frame

Size ที่วัดไดไปเทียบหาแรงมาตามตารางที่ 1-2 (2) ใชอุปกรณวัดคากระแสไฟฟา เชน Clip Amp วัด

No Load Current, Voltage ที่ใชกับมอเตอร RPM Pole จากนั้นนํา คาตาง ๆ ที่ไดไปเทียบหาแรงมาตามตารางที่ 1-3

(3) วัดพื้นที่หน าตัดของขั้ วแม เหล็ก วัดเสนผ านศูนยกลางของ Rotor, RPM Pole


รูปที่ 4 การวัดกระแสโดยใช Clip Amp

รูปที่ 5 การวัด Frame Size มอเตอร (H = ความสูง Shaft ของมอเตอร, D = ระยะระหวาง Bolt ของมอเตอร


ตารางที ่1-2 การประเมินแรงมาจากมอเตอรไฟฟาโดยการวัด Frame Size HP Freq 50 Cycle

Height of Shaft (mm)

Dist Between Side View of Bolts

(mm) 3000 RPM (2 Poles)

1500 RPM (4 Poles)

1000 RPM (6 Poles)

90 125 2 2 1 100 140 3 3 2 112 140 5 5 3 132 140 7.5 7.5 5 132 178 10 10 7.5 160 210 15 15 10 160 254 20 20 15 180 241 25 25 17.5 180 279 30 30 20 200 305 40 40 30 225 286 50 50 35 225 311 60 60 40 250 349 75 75 50 280 368 100 100 60 280 419 120 120 75 315 406 150 150 100 315 457 180 180 120 315 508 220 220 150 355 552 270 270 220 355 560 340 340 270


ตารางที ่1-3 การประเมินแรงมาจากมอเตอรไฟฟาโดยการวัดกระแสและ ความตางศักยไฟฟา

TWO PHASE VALUES THREE PHASE VALUES POWER

220 V 380 V

KW HP No Load (Amps)

Nominal Current

No Load (Amps)

Nominal Current

0.37 0.50 0.79 1.98 0.46 1.15 0.55 0.75 1.09 2.72 0.63 1.58 0.75 1.00 1.40 3.50 0.81 2.02 1.10 1.50 2.06 5.16 1.19 2.99 1.50 2.00 2.72 6.80 1.54 3.84 1.80 2.50 3.36 8.41 1.95 4.87 2.20 3.00 3.99 9.98 2.31 5.78 3.00 4.00 5.16 12.90 3.00 7.50 4.00 5.00 6.28 15.70 3.66 9.16 4.40 6.00 7.44 18.60 4.28 10.70 5.20 7.00 8.48 21.20 4.92 12.30 5.50 7.50 9.04 22.60 5.24 13.10 6.00 8.00 9.52 23.80 5.52 13.80 7.00 9.00 10.56 26.40 6.12 15.30 7.50 10.00 11.60 29.00 6.72 16.80 9.30 12.50 14.28 35.70 8.24 22.60

11.00 15.00 16.80 42.00 9.72 24.30 15.00 20.00 21.88 54.70 12.68 31.70


ตารางที ่1-3 (ตอ) TWO PHASE VALUES THREE PHASE VALUES

POWER 220 V 380 V

KW HP No Load (Amps)

Nominal Current

No Load (Amps)

Nominal Current

18.90 25.00 27.00 67.50 15.64 39.10 22.00 30.00 32.00 80.00 18.52 46.30 26.00 35.00 37.00 92.50 21.40 53.50 30.00 40.00 42.00 105.00 24.32 62.80 33.50 45.00 46.80 117.00 27.16 67.90 37.00 50.00 52.00 130.00 30.08 75.20 45.00 60.00 62.40 156.00 35.84 89.60 52.00 70.00 72.00 180.00 41.60 104.00 55.00 75.00 76.80 192.00 44.40 111.00 60.00 80.00 81.60 202.00 47.20 118.00 67.00 90.00 91.60 229.00 52.80 132.00 75.00 100.00 101.20 253.00 58.40 146.00 90.00 125.00 124.40 311.00 72.00 180.00

110.00 150.00 147.60 369.00 85.60 214.00 132.00 175.00 169.20 423.00 98.00 245.00 150.00 200.00 192.80 482.00 111.60 279.00


1.3 เครื่องใชไฟฟาที่เก่ียวกับความรอน เชน Heater หรือเครื่องชุบโลหะหรือส่ิงที่คลายกัน ประเมินคาแรงมาเปรียบเทียบเหมือนขอ 1.2.1 และ 1.2.2 แตใหคิดประสิทธิภาพเพียง 60% ของกําลังไฟฟา (Input)


Heater ไฟฟา

1.4 เครื่องเชื่อมไฟฟา ประเมินจากขนาดที่ใชแอมแปรสูงสุดของเครื่อง และคาความตางศักยที่ใช (40-50 VDC) โดยคํานวณจากสูตรในขอ 1.2.1 ซ่ึงสามารถสรุปแรงมาจากกระแสไฟฟาที่ใชไดดังนี้

80 แอมแปร = 4.5 แรงมา 100 แอมแปร = 5.5 แรงมา 150 แอมแปร = 8 แรงมา 180 แอมแปร = 9 แรงมา 200 แอมแปร = 11 แรงมา 250 แอมแปร = 14 แรงมา 300 แอมแปร = 17 แรงมา 400 แอมแปร = 26 แรงมา 500 แอมแปร = 32 แรงมา


1.5 เครื่อง Spot Welding ประเมินจากขนาด KVA ของขอ 1.2 แตคิดคาประสิทธิภาพเพียง 20%

1.6 เครื่องชุบโลหะ (Plating) 1.6.1 Output Voltage ของหมอแปลง (Rectifier) = 12

V.D.C. (ไฟกระแสตรง) คํานวณจากสูตรคํานวณในขอ 1.2.1 และคูณดวยแฟคเตอรประสิทธิภาพ 0.60 (60%) หรือแสดงประเมินแรงมาเปรียบเทียบไวดังตาราง ตารางที ่1-4 แสดงคา Output Voltage = 12 V.D.C

แอมแปร แรงมา แอมแปร แรงมา 30 0.28 400 3.86 50 0.48 500 4.82 60 0.57 600 5.79

100 0.96 750 7.23 200 1.93 1,000 9.65 250 2.41 1,500 14.47 300 2.89 3,000 28.95


1.6.2 Output Voltage ของหมอแปลง (Rectifier) = 15 V.D.C. (ไฟกระแสตรง) คํานวณจากสูตรคํานวณในขอ 1.2.1 และคูณดวยแฟคเตอรประสิทธิภาพ 0.60 (60%) หรือแสดงประเมินแรงมาเปรียบเทียบไวดังตาราง

ตารางที ่1-5 แสดงคา Output Voltage = 15 V.D.C

แอมแปร แรงมา แอมแปร แรงมา 30 0.36 400 4.82 50 0.60 500 6.03 60 0.72 600 7.23

100 1.20 750 9.04 200 2.41 1,000 12.06 250 3.01 1,500 18.09

การประเมินแรงมาจากเตาประเภทตาง ๆ สําหรับเตาที่นํามาคิดและประเมินแรงมามีหลายประเภท โดยมีพ้ืนฐานการคํานวณและประเมินแรงมาจากการคิดคาพลังงานความรอนตอปริมาตรหอง หรือเตาอบหรือตอขนาดพื้นที่เตา แลวจึงแปลงหนวยเปนแรงมา โดยมีสูตรพื้นฐาน คือ

2


Q = ms ∆T

เมื่อ Q = คาพลังงานความรอน (Kcal) m = มวลของสารหรอืผลติผลที่ตองการใหความรอน (Kg) S = คาความรอนจําเพาะ (Kcal / ๐C) ∆T = คาอุณหภมูิกอนและหลังการอบ (๐C)

เมื่อไดคาพลังงานความรอนที่ตองการแลวจึงแปลงหนวยเปนแรงมา โดยมีรายละเอียดในแตละประเภทดังนี้


หมายเหต ุ 1) ตัวเลขในวงเลบ็หมายถึงหวัขอรายละเอียดการประเมินแรงมาเครื่องจักรในบทที่ 1

รูปที่ 7 แสดงขั้นตอนการตรวจประเมินแรงมาประเภทเตาตาง ๆ

เตาอบ (ดูขอ 2.1) เตาอั้งโล/เตาดินเผา (ดูขอ 2.2) เตาเผาอิฐ (ดูขอ 2.3) เตาบมใบยาสูบ (ดูขอ 2.4) เตารมควันยาง (ดูขอ 2.5)

เตาอบลําไย (ดูขอ 2.6) เตาหลอมโลหะ (ดูขอ 2.7) เตาตมเกลือสินเธาร (ดูขอ 2.8)

เชื้อเพลิงตาง ๆ (ดูขอ 3)

Heater (ดูขอ 1.3)

อื่น ๆ เชน ไฟฟาจากหลอดไฟในเตาอบสี (ดูขอ 1.2)

น้ํามันเบนซิน (ดูขอ 3.4) Gas (ดูขอ 3.1) น้ํามันโซลา (ดูขอ 3.2) น้ํามันเตา (ดูขอ 3.3)

ประเภทเตา

เตาประเภทอื่นๆ พิจารณาแหลงกําเนิดพลังงาน


2.1 เตาอบ 2.1.1 เตาอบทั่วไป ประเมินจากปริมาตรรอบนอกของเตาอบ

โดยถือวา

1 ลูกบาศกเมตร = 2 แรงมา

ทั้งนี้ ไมวาเตาอบจะใชเชื้อเพลิงอะไร ไดแก จําพวกเตาอบขนม เตาอบที่ใชงานในทํานองเดียวกัน ยกเวนเตาอบที่ใชไฟฟาซ่ึงทราบคา KW แลว

2.1.2 เตาอบไม 2.1.2.1 กรณีใชความรอนจากหมอน้ําสําหรับใชกับ

เตาอบไมอยางเดียว ใหประเมินแรงมาเฉพาะเตาอบไมเทานั้น โดยประเมินจากปริมาตรรอบนอกของเตา ใหถือวา

1 ลูกบาศกเมตร = 0.12 แรงมา


เตาอบไม


2.1.2.2 กรณีที่นําไอน้ําไปใชกับเครื่องจักรอยางอื่นหรือใชงานอยางอื่นดวยนอกเหนือจากเตาอบไม ใหประเมินแรงมาจากหมอน้ําแตเพียงอยางเดียว

2.1.2.3 กรณีที่ ใชความรอนจากแหล งอื่ น เชน ลมรอนจากเครื่องผลิตลมรอน หรือความรอนจากการเผาถาน ฟน หรือ ขี้เลื่อย เปนตน ใหประเมินแรงมาเปรียบเทียบโดยประเมินจากปริมาตรรอบนอกของเตา โดยใหถือวา


2.2 เตาอ้ังโลหรือเตาดินเผาทั่วไป ไดแก ตนกําลังจําพวกเตาคั่วกาแฟ เครื่องยางตางๆ เตาเผา

เหล็ก (ใชถาน) เตานึ่งกวยเตี๋ยว (ใชกระทะ) เตาเคี่ยวน้ําตาลทรายแดง เตาเผาที่ใชถานในทํานองเดียวกัน ประเมินจากเสนผานศูนยกลาง โดยเฉลี่ยของเตา ดังนี้


เตาอั้งโลและ เตาดินเผา


2.2.1 เสนผานศูนยกลางโดยเฉลี่ยของเตาไม เกิน 40 เซนติเมตร ประเมินแรงมาเปรียบเทียบเตาละ 0.25 แรงมา

2.2.2 เสนผ านศูนย กลางโดย เฉลี่ ยของ เตา เกิน 4 0 เซนติเมตร แตไมเกิน 100 เซนติเมตร ประเมินแรงมาเปรียบเทียบเตาละ 0.5 แรงมา

2.2.3 เสนผานศูนยกลางโดยเฉลี่ยของเตามากกวา 100 เซนติเมตรขึ้นไป ประเมินเปรียบเทียบแรงมาเตาละ 2 แรงมา

2.3 เตาเผาอิฐ จําแนกออกเปน 2 ชนิด คือ


เตาเผาอิฐ

2.3.1 เตาเผาถาวร มีลักษณะปดทึบ ไดแก เตาเผาโอง

เตาเผาเครื่องปนดินเผา เตาเผาปูนขาว หรือเตาเผาในลักษณะเดียวกัน ประเมินแรงมาเปรียบเทียบจากปริมาตรรอบนอกของเตาโดยใหถือวา


2.3.2 เตาเผาชนิดไมถาวร มีการกออิฐเปนรูปเตา ประเมินแรงมาเปรียบเทียบจากปริมาตรรอบนอกของเตา โดยใหถือวา



2.4 เตาบมใบยาสูบ ประเมินแรงมาเปรียบเทียบจากขนาดปริมาตรของหองบมใบยาสูบ โดยใหถือวา


เตาบมใบยาสูบ


2.5 เตารมควันยาง ประเมินแรงมาเปรียบเทียบจากขนาดปริมาตรของหองรมควันยาง โดยใหถือวา



เตารมควันยาง

2.6 เตาอบลําไย ประเมินจากขนาดเตาอบโดยมีการคํานวณดังตอไปนี้


เตาอบลําไย


คิดจากขนาดหองอบลําไย

แรงมาของเตาอบลาํไย (HP) = ปริมาตรหองอบลาํไย (ลบ.ม.) × 0.60

2.7 เตาหลอมโลหะ การประเมินเตาหลอมโลหะ มีหลักการประเมินแรงมาโดยการ

ประเมินความรอนที่ใชในการหลอมโลหะหรือเปลี่ยนสถานะของโลหะ โดยใชสูตรพื้นฐาน คือ

Q = m L โดย Q = พลังงานความรอนที่ใชในการหลอมโลหะ (kcal) m = มวลหรือน้ําหนักของโลหะที่หลอม (kg) L = คาความรอนจําเพาะในการเปลี่ยนสถานะสารจาก

ของแข็งเปนของเหลว (kcal/kg) จากนั้นจึงนําคาพลังงานความรอนที่ใชมาคิดเปนแรงมา

ซ่ึงสามารถสรุปสูตรการคํานวณไดดังนี้

สําหรับการประเมินแรงมาจากเตาหลอม (นอกจากเตาไฟฟาที่ทราบคากิโลวัตตอยูแลว) จะประเมินโดยตองทราบรายละเอียดดังตอไปนี้


เตาหลอมโลหะ


(ก) ชนิดของโลหะที่ใชหลอม (ข) W = น้ําหนักโลหะที่ใชหลอมเต็มที่ในแตละครั้ง

(กิโลกรัม) (ค) T = เวลาที่ใชหลอมแตละครั้ง (ชั่วโมง)

แรงมาเปรียบเทียบ = น้ําหนักโลหะที่ใชหลอมแตละครั้ง(W) × คาคงที่ (K) เวลาที่ใชหลอม (T)

คาคงที่ คือ คาความรอนที่ใชในการหลอมตัวของโลหะชนิดนั้นๆ ตอน้ําหนัก 1 กิโลกรัม ในเวลา 1 ชั่วโมง ทั้งนี้คาคงที่ของโลหะชนิดตางๆ ดังแสดงไวในตาราง

ตารางที ่1-6 แสดงคาคงที่ (K) และคาความหนาแนนโลหะ

ชนิดของโลหะ คาคงที่ คาคงที่ใหม ความหนาแนนโลหะ

(กก./ลบ.ม) อลูมิเนียม 0.4 0.36 2,700 เหล็กหลอ 0.3 0.36 7,870 ทองแดง 0.3 0.23 8,960 ทองเหลือง 0.2 0.19 8,600 สังกะสี 0.1 0.09 7,140 ตะกั่ว 0.03 0.03 11,340 ดีบุก 0.05 0.04 7,310 ทองคํา - 0.07 19,300 เงิน - 0.12 10,490


หมายเหต ุ : 1. กรณีโรงงานที่ไดรับอนุญาตอยูเดิมใหใชคาคงที่เดิม 2. กรณีโรงงานที่ขออนุญาตใหมใหใชคาคงที่ใหม 3. ความหนาแนนของโลหะใชสําหรับแปลงหนวยปริมาตรของเตาหลอมเปนกิโลกรัมของโลหะที่หลอมแตละครั้ง จากสูตร D = MV (เมื่อ D = ความหนาแนนโลหะ (kg/m3), M = น้ําหนักโลหะ (kg) และ V = ปริมาตรโลหะหรือเตาหลอมแตละครั้ง (m3))

2.8 เตาตมเกลือสินเธาว

ในการคํานวณแรงมาจากเตาตมเกลือสินเธาว มีหลักการ คือ การคิดแรงมาจากปริมาตรน้ําเกลือที่ระเหยออกไป โดยตองหาปริมาตรน้ําที่ระเหยซึ่งขึ้นกับรูปทรงของกระทะตมเกลือ ซ่ึงในทีนี้กระทะตมเกลือ มีสวนโคงหรือหนาตัดกระทะคลายรูปทรงกลมจึงคิดปริมาตรน้ําที่หายไปจากการคํานวณและรูปดังตอไปนี้

รูปที่ 15 รูปแสดงหนาตัดกระทะ กับการหาปริมาตร ดวยวิธีอินทิเกรต


สําหรับการคิดปริมาตรของน้ําเกลือที่ระเหยไปสําหรับกระทะตมเกลือ ซ่ึงมีรูปทรงใกลเคียงกับสวนโคงของรูปวงกลมดังรูป การคํานวณปริมาตรที่หายไปใชการคํานวณแบบอินทิเกรตซึ่งจะไดคาปริมาตรของรัศมีกับคาความลึกของสมการ

Ho = ระดับน้ําเริ่มตน dV = πH 2(R - (H /3))

H1 = ระดับน้ําที่เหลือหลังตม สมการ (1)

และหาคารัศมีความโคงไดจากการวัดเสนผานศูนยกลางกระทะ (T) และความลึกกระทะ (D) ไดดังรูปและสมการ

รูปที่ 16 รูปแสดงหนาตัดกระทะและ

ความสัมพันธระหวางคา T, D, R

T = 2 D(2R-D) สมการ (2)

เมื่อหาปริมาตรน้ํา เกลือที่ระเหยออกไปไดแลว จะใชหลักการคํานวณพลังงานความรอนที่ใชในการระเหยน้ําเกลือจากสูตรพ้ืนฐาน (Q = ms ∆T) แลวจึงแปลงหนวยพลังงานความรอนเปนแรงมา ดังนี้


ปริมาตรของน้ําที่ระเหยออกไป 1 ลบ.เมตร = 35.7 HP


เตาตมเกลือสินเธาว

ประเภทเชื้อเพลิงตาง ๆ

การคํานวณแรงมาเปรียบเทียบจะคิดจากอัตราการใชเชื้อเพลิงของเครื่องจักร และคิดคาการใหความรอนของแตละเชื้อเพลิงแตละประเภท จากนั้นจึงแปลงคาความรอนที่ไดเปนแรงมาตอไป ตามสูตรคํานวณ

แรงมาเปรียบเทียบ = อัตราการใชเชื้อเพลิง (L/hr หรือ kg/hr) × อัตราการใหความรอน

ของเชื้อเพลิง (Btu/hr) × ประสิทธิภาพการสงผานพลังงาน

2,545 Btu/hr ( การแปลงหนวยพลังงานเปนแรงมา)

จากหลักการคํานวณดังกลาว นํามาปรับใชกับชนิดของเชื้อเพลิงตาง ๆ ไดดังนี้ (คิดประสิทธิภาพการสงถายพลังงาน 20 เปอรเซ็นต) 3.1 GAS แรงมาเปรียบเทียบ = Kg/hr × 2.2 l b/kg × 22,000 Btu/lb × 0.2

2,545 Btu/hr HP. = 3.8 × ปริมาณกาซที่ใช (kg/hr)

3


3.2 น้ํามันโซลา แรงมาเปรียบเทียบ = l/hr × 0.8 kg/l × 9,000 Kcal/kg × 0.2

641.2 Kcal/hr HP. = 2.25 × ปริมาณน้ํามันโซลาที่ใช (l/hr) 3.3 น้ํามันเตา แรงมาเปรียบเทียบ = l/hr × 2.2 lb/l × 0.84 (ถ.พ.) × 19,900 Btu/lb × 0.2

2,545 Btu/hr

HP. = 2.89 × ปริมาณน้ํามันเตาที่ใชใน (l/hr) 3.4 น้ํามันเบนซิน แรงมาเปรียบเทียบ = l/hr × 2.2 lb/l × 0.9 (ถ.พ.) × 19,200 Btu/lb × 0.2 2,545 Btu/hr HP. = 2.99 × ปริมาณน้ํามันเบนซินที่ใช (l/hr) 3.5 เครื่องเชื่อมหรือตัดโลหะดวยกาซ

มีการประเมินแรงมาจากพลังงานความรอนที่ไดจากกาซในการเชื่อม โดยมีวิธีการคิดแรงมาจากจํานวนหัวเชื่อม ดังตอไปนี้

1 หัว = 2 แรงมา


ประเภทเครื่องยนตสันดาปภายใน

แรงมาจากเครื่องยนตสันดาปภายในจะคิดจากการเคลื่อนที่หรืองานที่ไดจากการขับลูกสูบ โดยคิดจากความดัน พ้ืนที่หนาตัดลูกสูบ ชวงชักลูกสูบและจํานวนรอบของเครื่องยนต แลวจึงแปลงหนวยเปนแรงมา ไดดังตอไปนี้

กรณีที่เปนเครื่องยนตเกาหรือไมสามารถที่จะหาหลักฐานระบุกําลังแรงมาได ใหตรวจสอบลักษณะการทํางานเปนเครื่องยนต 2 จังหวะ หรือ 4 จังหวะ โดยใชสูตร เครื่องยนต 4 จังหวะ กําลังแรงมา (BHp) = Pbmep LAN × จํานวนสูบ 2 × 33,000

เครื่องยนต 2 จังหวะ

กําลังแรงมา (BHp) = Pbmep LAN × จํานวนสูบ 33,000 Pbmep คือ คาความดันเฉลี่ยที่หัวสูบ ซ่ึงไดหักคาประสิทธิภาพทางเชิงกลแลว (Brake mean effective pressure) มีหนวยเปนปอนดตอตารางนิ้ว

4


L คือ ระยะชวงชัก (Stroke) มีหนวยเปนฟุต A คือ พ้ืนที่หนาตัดของกระบอกสูบ มีหนวยเปนตารางนิ้ว N คือ ความเร็วรอบของเครื่องยนต มีหนวยเปนรอบตอนาที

ตารางที ่1-7 แสดงคา Pbmep (Psi) สําหรับการคํานวณแรงมาเคร่ืองยนต สันดาปภายใน

ชนิดเครื่อง ความเร็ว

(รอบ/นาที) Pbmep (Psi)

1. เครื่องยนตดีเซลรอบเร็ว 1,800 85 2. เครื่องยนตดีเซลปานกลาง (1-2 สูบ) 700 100 3. เครื่องยนตดีเซลรอบชา 200 75 4. เครื่องยนตเบนซินใชกับเครื่องยนต 4,000 110 5. เครื่องยนตเบนซินในการอุตสาหกรรม และงานหนักแทรกเตอร

1,800 100

6. เครื่องยนตเบนซินขนาดเล็ก 3,000 70

ประเภทหมอน้ํา


หมอนํ้า

5


5.1 แรงมาหมอนํ้า (Boiler Horse Power) คิดท่ี 50% ของ Boiler Rating (ประสิทธิภาพหมอนํ้า)

BHp = 13.2 × 0.50 = 6.6 แรงมาเปรยีบเทียบ

แรงมาเปรียบเทียบ = 6.6 × BHp

5.2 กรณีระบุเปนนํ้าหนักตอชั่วโมง เชน Q ปอนดตอชั่วโมง (STEAM RATE) แรงมาเปรียบเทียบ = Q(lb/hr) × 6.6

34.5 = Q(ton/hr) × 13,200

34.5

หมายเหต ุ: ถาไมไดระบุน้ําหนักไอน้ําเปนหนวยตันชนิดอื่น จะหมายถึง Short ton ถาระบุเปนหนวยตันชนิดอื่นใหใชคาดังนี้

Short ton จะมีคาเทากับ 2,000 ปอนด/ชั่วโมง

Long ton จะมีคาเทากับ 2,240 ปอนด/ชั่วโมง Metric ton จะมีคาเทากับ 2,205 ปอนด/ชั่วโมง

5.3 ถาระบุเปนคาความสามารถในการสงถายความรอน เมกกะบีทียูตอชั่วโมง (MBH)

ใชสูตร แรงมาเปรียบเทียบ = MBH × 106 × 6.6

33,475.35


5.4 ถาระบุเปนคาความสามารถในการสงถายความรอนเปนกิโลแคลอร่ีตอชั่วโมง

แรงมาเปรยีบเทียบ (Hp) = Kcal × 6.6

8,435.7 5.5 ถาระบุเปนพ้ืนท่ีผิวรับความรอน (Heating Surface) เปนตารางฟุต ใชสูตร แรงมาเปรียบเทียบ = พ้ืนที่ผิวความรอน (ตารางฟุต) × 6.6 คาคงที ่

พ้ืนที่ผิวรับความรอนใหคิดทั้งหมดของหมอน้ํา เชน ผนังเตา ทอไฟใหญ ทอไฟเล็ก ทอน้ํา มีหนวยเปนตารางฟุต

ตารางที ่1-8 แสดงคาคงที่สําหรับพื้นท่ีผิวรับความรอนของหมอนํ้า

ชนิดของหมอน้ํา คาคงที ่Steam Generator (หมอน้ําผลิตไอน้ําไดเร็ว/เชื้อเพลิงเหลว/มีพัดลม) 5 Fire Tube (ทอไฟ/มีพดัลม) 6 Fire Tube (ทอไฟ/มีพดัลม) 8 Water Tube (ทอน้ํา/มีพัดลม) 6 Water Tube (ทอน้ํา/ไมมีพัดลม) เชน ทอน้ําขวางของโรงงาน ทําเสนกวยเตี๋ยว

7

หมอน้ํารถไฟ (ทอไฟ/ไมมีพัดลม) 8


พ้ืนที่ผวิสัมผัสความรอน (ทอทรงกระบอก) = ¶ × D × L × N (ตร.ฟุต) เมื่อ D = เสนผานศนูยกลางของทอไฟหรือทอน้าํ (ฟุต) L = ความยาวของทอไฟหรือทอน้าํ (ฟุต) N = จํานวนทอไฟหรือทอน้ํา

พ้ืนที่ผิวสัมผัสความรอน (พ้ืนที่วงกลม) = ¶ D2 = 0.785 D2 4

เมื่อ D = เสนผานศนูยกลางวงกลม (ฟุต) พ้ืนที่ผิวสัมผัสความรอนทั้งหมดของหมอน้ําแบบลูกหมู

= (พ้ืนที่ผิวภายในลูกหมู (ทอไฟใหญ + (พ้ืนที่ผิวเปลือกหมอไอน้ําดานนอกที่สัมผัสไฟกลับที่ 2 และกลับที่ 3 (ตร.ฟุต)

= (¶ × d × I × n) + (2 × ¶ × D × L) (ตร.ฟุต) 3 เมื่อ d = เสนผานศูนยกลางทอไฟใหญ (ลูกหมู) (ฟุต) I = ความยาวทอไฟหรือทอน้ํา (ลูกหมู) (ฟุต) n = จํานวนลูกหมู (ทอไฟใหญ) D = เสนผานศูนยกลางหมอน้ํา (ฟุต) L = ความยาวของหมอน้ํา (ฟุต)


หมอตมน้ํามัน (HOT OIL BOILER OR THERMAL OIL HEATER)


หมอตมน้ํามัน

6.1 กรณีทราบความสามารถ (Output) ของหมอตมน้ํามันมีหนวยเปนกิโลแคลอรี่/ชั่วโมง เชน A Kcal/hr

แรงมาเปรยีบเทียบ (HP) = 0.00156 × A

6.2 กรณีทราบความสามารถ (OUTPUT) ของหมอตมน้ํามันมีหนวยเปนกิโลวัตต เชน B kw

แรงมาเปรยีบเทียบ (HP) = 1.34 × B

6.3 กรณีทราบอัตราการไหลของปมหมุนเวียนน้ํามันรอนของหมอตมน้ํามันมีหนวยเปนลิตรตอวินาที เชน Q ลิตร/วินาที ใหคาอุณหภูมิแตกตางของหมอตม (ดานสงไปใชงานและดานกลับจากใชงาน

( T) = 20 C° ใหคาความรอนจําเพาะของน้ํามันรอน (S) = 0.6

kcal/kg C° ใหคาน้ําหนักจําเพาะของน้ํามันรอน (W) = 0.7 kg/l ใหคา Eff = 80%

6


แรงมาเปรยีบเทียบ (HP) = Q × S × W × Eff. × T × 5.613

เมื่อ Q มีหนวยเปน l/sec

S มีหนวยเปน kcal/kg C° W มีหนวยเปน kg/l Eff มีหนวยเปน คาประสิทธิภาพของหมอตมน้ํามัน หมายเหต ุ: รายละเอียดสามารถดูจากตารางแรงมาเปรียบเทียบของหมอตมน้ํามัน

เมื่อแทนคาคงที่ตาง ๆ (S × W × Eff. × T × 5.613) และคํานวณจะไดสูตรคํานวณแรงมาเปรียบเทียบ ดังนี้

แรงมาเปรยีบเทียบ (HP) = 37.72 × Q

6.4 กรณีคาตางๆ : T, S, W และ EFF ไมเปนไปตามขอ 6.3 ดังกลาวขางตน และอัตราการไหลของปมน้ํามันเทากับ Q ลิตร/วินาที ใหแทนคาตาง ๆ ในสูตรคํานวณในขอ 6.3 เพื่อหาคาแรงมาเปรียบเทียบ


ประเภทเครื่องจักรไอน้ํา

ประเมินจากแรงดันหรือการขับเคลื่อนลูกสูบเพื่อใหไดงานและแปลงหนวยเปนแรงมาไดดังตอไปนี้ 7.1 Single Engine (สูบเดียว) ใชสูตร HP = 0.442 D2 ซ่ึงไดคาแรงมาเปรียบเทียบตามตารางที่ 1-9

7.2 Compound Engine (2 สูบหรือชนิดไอดี-ไอเสีย) ใหถือเอาขนาดเสนผานศูนยกลางของไอดีเปนเกณฑ ใชสูตร HP = 0.762 D2 ซ่ึงไดคาแรงมาเปรียบเทียบตามตารางที่ 1-10

ในกรณีที่ขนาดเสนผานศูนยกลางของไอดีเปนจุดทศนิยมใหเทียบสัดสวน (Interpolate) เพื่อหาคาแรงมาเปรียบเทียบใหม

7


ตารางที ่1-9 การประเมินแรงมาเคร่ืองจักรจากเครื่องจักรไอนํ้าชนิดลูกสูบเดยีว

ขนาดเสนผานศูนยกลางของลูกสูบ (น้ิว) แรงมาท่ีประเมินได (HP) 6 16 7 22 8 28 9 36

10 44 11 53 12 64 13 75 14 87 15 100 16 113 17 128 18 143 19 160 20 177


ตารางที ่1-10 การประเมินแรงมาเคร่ืองจักรจากเครื่องจักรไอนํ้าชนิด 2 สูบหรือชนิดไอดีไอเสยี

เสนผานศูนยกลางลูกสูบไอดี (น้ิว)

เสนผานศูนยกลางลูกสูบไอเสีย (น้ิว)

แรงมาท่ีประเมินได (HP)

6 10 25 7 10 35 8 12 49 9 14 62 10 16 77 12 18 110 14 20 150

ตนกําลังของโรงงานบางประเภท

8.1 กรณีที่ตนกําลังฉุดเครื่องกําเนิดไฟฟา 8.1.1 ถาเครื่องตนกําลังฉุดเฉพาะเครื่องกําเนิดไฟฟา ใหคิดแรงมาที่ Output ของเครื่องกําเนิดไฟฟาเปนแรงมาตนกําลัง 8.1.2 ถาเครื่องตนกําลังฉุดอยางอื่นดวย เชน ฉุดเครื่องอัดน้ํายาดวย ใหคิดแรงมาที่เครื่องตนกําลัง 8.1.3 มอเตอรทุกตัวภายในโรงงานไมวาจะใชไฟของทางราชการหรือใชไฟจากเครื่องกําเนิดไฟฟา ใหนํามาคิดรวมทั้งหมด

8


8.2 โรงสีขาว และโรงเรื่อยไมขนาดใหญที่ใชกับเครื่องจักรไอน้ํา ใหคิดแรงมาที่เครื่องจักรไอน้ําเพียงอยางเดียว

8.3 กรณีขอ 8.2 ถาใชไอน้ําจากหมอน้ําสําหรับในการอื่นดวย เชน อบไม หรือนึ่งขาวใหคิดแรงมาเปรียบเทียบที่หมอน้ําแตเพียงอยางเดียว

รูปที่ 20 เคร่ืองกําเนิดไฟฟา

(Generator)

สรุปแรงมาเปรียบเทียบ

ไฟฟา 1 KW (กโิลวัตต) = 1.34 แรงมา ไฟฟา 1 KVA = 1.07 แรงมา (V=220 Volt) ไฟฟา 1 KVA = 1.86 แรงมา (V=380 Volt) น้ํามันโซลา 1 ลิตร/ชั่วโมง = 2.25 แรงมา น้ํามันเตา 1 ลิตร/ชั่วโมง = 2.89 แรงมา น้ํามันเบนซิน 1 ลิตร/ชั่วโมง = 2.99 แรงมา GAS 1 กิโลกรมั/ชั่วโมง = 3.80 แรงมา หมอน้ํา 1 BHp = 6.6 แรงมา หมอน้ํา 1 Metricton = 421.8 แรงมา


การประเมินกําลังผลิตของโรงงานและอุตสาหกรรมบางประเภท

9.1 ประเภทหองเย็น

รูปที่ 21 หองเย็น

หาความจใุชสูตร ความจุ (ตนั) = 1 ลบ.ม. × 400 กก. × 60%

1,000

9.2 ประเภทน้ําแข็ง

รูปที่ 22 เคร่ืองผลิตนํ้าแข็ง

หาจํานวนซองที่ผลิตไดตอวัน ใชสูตร = ¶d2L × N × n ลูกบาศกฟุต 4

¶d2L = ขนาดกระบอกสูบน้ํายา

9


N = จํานวนสบู n = ความเร็วรอบ

สําหรับผลติน้ําแข็งซอง ft3/10 = ตันน้ําแขง็ตอวัน สําหรับผลติน้ําแข็งถวย ft3/12.5 = ตันน้ําแขง็ตอวัน น้ําแข็ง 1 ซอง = น้ําแข็ง 150 กก.

9.3 การประเมินกําลังการผลิตโรงงานน้ําตาลทรายแดง

เครื่องจักรและอุปกรณสําคัญในการสกัดหรือหีบน้ําออย เพื่อนําไปตม-เคี่ยวน้ําตาลเปนเครื่องจักรในสวนที่เกี่ยวของกับการคํานวณกําลังการผลิต ไดแก

1) มีดหมุนสับออย (Cutter) หรือ (Knives) 2) เครื่องฉีกยอยออยหรือเชรดเดอร (Shredder) 3) ชุดลูกหีบ (Mills) 4) เพรสเชอรฟดเดอร (Pressure Feeder)

รูปที่ 23 เคร่ืองจกัรเกี่ยวกับการผลิตนํ้าตาลทราย


กระทรวงอุตสาหกรรม จึงไดกําหนดแนวทางในการคํานวณกําลังการผลิตของโรงงานน้ําตาล ใหเปนไปตามมาตรฐานและแนวทางเดียวกันดังนี้

สูตรในการคํานวณกําลังการผลิตโรงงานน้ําตาล

C = 23.75 × cn D2L√N 112,320 × f

C = ปริมาณออยที่หีบได (ตันออย/วัน) c = คาสัมประสิทธิ์ใหมีคา = 1 กรณีไมมี Cutter, Shredder n = จํานวนรอบตอนาทขีองลูกหีบซึ่งกําหนดใหใชที่ 7 รอบ/นาที

(ถาน้าํตาลทรายขาว n = 5 รอบ/นาที) L = ความยาวของลูกหีบ (นิ้ว) D = ขนาดเสนผานศูนยกลางลูกหีบ (นิ้ว) N = จํานวนลูกกลิ้งที่ใชในแถวลูกหีบ f = เปอรเซ็นตเสนใย (Fiber) ในเนื้อออย กําหนดให = 12.5% ถาขนาดลกูหีบในแตละชนิดไมเทากันใหหาคา D2L กอน ตามสูตร D2L = D2

1L1n1 + D22L2n2 + D2

3L3n3 n1 + n2 + n3

ถาผลิตน้ําตาลทรายขาว ดูคา c จากตารางตามจํานวน Cutter และ Shredder


ตารางที ่1-11 แสดงคา c ท่ีใชคํานวณ

Cutter Shredder c 1 - 1.15 1 1 1.20 2 - 1.20 2 1 1.25

หลักเกณฑในการคํานวณกําลังการผลิตโรงงานน้ําตาลทรายแดงเปนดังนี้

1. การใชสูตรคํานวณกําลังการผลิตโรงงานน้ําตาลขางตน จะใชในการคํานวณเฉพาะลูกหีบที่ไมมีการติดตั้งเพรสเชอรฟดเดอรในแถวลูกหีบนั้น

2. กรณีในแถวลูกหีบมีเพรสเชอรฟดเดอรจํานวน 1 ชุด จะทําใหมีกําลังการผลิตเพิ่มจากขอ 1 อีก 5% หรือกําลังการผลิตจะเทากับ ขอ 1+5% ของขอ 1

3. กรณีในแถวลูกหีบมีเพรสเชอรฟดเดอรจํานวนตั้งแต 2 ชุด ขึ้นไป จะทําใหมีกําลังการผลิตเพิ่มจากขอ 1 อีก 7.5% หรือกําลังการผลิตจะเทากับขอ 1+7.5% ของขอ 1

4. กรณีในแตละชุดลูกหีบมีเพรสเชอรฟดเดอรเพียง 1 ลูกกลิ้ง หรือเกินกวา 1 ลูกกลิ้งใหมีกําลังการผลิตโดยใชหลักเกณฑตามขอ 2 และขอ 3

5. ฟดเดอรที่กลวง และขับดวยโซไมมีผลตอกําลังการผลิต

Documents

บทที่ 1 วิธีการประเม ินแรงม าเครื่องจักร · บทที่ 1 ... สามารถแปลงหน วยจากก