ตะบันน้ำ (Hydraulic Ram) คืออะไร
เป็นเครื่องมือที่สามารถนำน้ำจากแหล่งน้ำที่อยู่ในพื้นที่ต่ำให้ขึ้นไปยังพื้นที่สูงได้ โดยไม่ต้องใช้พลังงานอย่างไฟฟ้า น้ำมันหรือแรงงานคน เพื่อให้เครื่องมือทำงาน ซึ่งจะใช้หลักการของค้อนน้ำ (Water Hammer)
ค้อนน้ำ (Water Hammer) คืออะไร
ปรากฎการณ์ที่แรงดันน้ำเพิ่มขึ้นในท่อที่ระยะเวลาสั้นๆ เมื่อน้ำเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากพอ และหยุดเคลื่อนที่อย่างกะทันหันเนื่องจากมีการปิดกั้นการไหลในท่ออย่างรวดเร็ว เช่น น้ำไหลอยู่ในท่อ แล้วปิดวาล์วกะทันหัน เป็นต้น น้ำจะเกิดการอัดตัวที่บริเวณที่มีการปิดกั้นการไหล ซึ่งความเร็วน้ำนั้นมีพลังงานจลน์ การปิดกั้นการไหลอย่างทันทีทันใดทำให้พลังงานจลน์เปลี่ยนเป็นความดันขึ้น ซึ่งปรากฎการณ์นี้จะทำให้เกิดเสียงดังคล้ายค้อนตีกระทบกับวัตถุ
โครงสร้างของตะบันน้ำ |
| ที่มา : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydraulic_Ram.gif#/media/File:Hydraulic_Ram.gif |
- ท่อรับน้ำจากแหล่งน้ำ
- น้ำทิ้งไหลออกจากตะบันน้ำ
- ท่อส่งน้ำไปยังพื้นที่ด้านบน
- วาล์วน้ำทิ้ง
- วาล์วส่ง
- ถังแรงดัน
หลักการทำงานของตะบันน้ำ
- น้ำจากแหล่งน้ำไหลเข้าท่อตะบันน้ำ เข้าสู่บริเวณวาล์วน้ำทิ้งที่เปิดอยู่ การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของน้ำทำให้น้ำล้นออกและความเร็วที่เพิ่มขึ้นจะดันประตูวาล์วน้ำทิ้งจนปิด
- หลังจากวาล์วน้ำทิ้งปิด จะเกิดความดันขึ้นจำนวนมากในท่อ (เกิดค้อนน้ำหรือWater Hammer ขึ้น) น้ำจะดันตัวขึ้นไปยังท่อด้านบนทำให้ตัววาล์วส่งที่ปิดอยู่เปิดออกและน้ำส่วนหนึ่งจะถูกอัดเข้าไปยังถังแรงด้นที่มีอากาศอยู่
- แรงดันน้ำจะดันตัวไหลไปยังท่อส่งๆน้ำขึ้นไปด้านบน และแรงดันน้ำจากถังแรงดันจะไหลออกไปยังท่อส่งน้ำขึ้นด้านบน
- เมื่อแรงดันน้ำที่ต้านแรงดันอากาศในถังแรงดันหายไปแรงดันอากาศจะดันน้ำให้กลับไปยังสภาวะเดิม ทำให้น้ำลงมาดันประตูวาล์วส่งน้ำให้ปิดตัวลง ขณะเดียวกันแรงดันน้ำที่ปิดประตูวาล์วน้ำทิ้งลดลงจนทำให้ประตูวาล์วน้ำทิ้งเปิดออก
- ตะบันน้ำจะเริ่มทำงานรอบใหม่อีกครั้ง ซึ่งก็จะทำซ้ำข้อที่ 1 - 4 ไปเรื่อย ๆ ตลอด
ข้อดี - ข้อเสียของตะบันน้ำ
ข้อดี
- ประหยัดต้นทุนด้านพลังงานที่ใช้ในการสูบน้ำ
- สามารถนำน้ำจากแหล่งน้ำจากพื้นที่ต่ำไปยังบริเวณพื้นที่สูงได้
- สามารถทำงานได้ตลอดเวลา
ข้อเสีย
- มีการสูญเสียน้ำที่บริเวณวาล์วน้ำทิ้งจำนวนที่มากเมื่อเทียบกับน้ำที่สูบขึ้นไปได้ (สัดส่วนประมาณ 80 : 20) และประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น
- พื้นที่ที่เหมาะกับตะบันน้ำคือ บริเวณที่มีลำธาร เชิงเขาที่มีน้ำไหล เช่น ฝาย ทำนบ
- แหล่งน้ำเข้าเครื่องตะบันน้ำต้องอยู่สูงกว่าตัวเครื่องตะบันน้ำ ไม่ต่ำกว่า 1 เมตร
วิดีโอประกอบการทำความเข้าใจ
วิธีการสร้างตะบันน้ำอย่างง่าย ๆ
วิดีโอแสดงรูปหลักการของการทำงานของระบบ
วิดีโอที่สร้างและนำไปทดลองในพื้นที่จริง
ที่มาของข้อมูล:
https://www.pseau.org/outils/ouvrages/acf_gravity_fed_system_in_rural_areas_6_hydraulic_ram_pump_systems_2009.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram
https://greennews.agency/?p=18176
https://news.thaipbs.or.th/content/275691
https://www.matichon.co.th/sme/news_71046
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น