ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับสุขภาพและความปลอดภัยในชีวิตประจำวัน
อากาศในถังอัดอากาศหายไปไหน…………..?

อากาศในถังอัดอากาศหายไปไหน…………..?

แชร์บทความนี้

อากาศในถังอัดอากาศหายไปไหน…………..?

ทำไมคำนวณแล้วไม่ตรงกับ Datasheet …………..?

ตอนอัดอากาศเต็มทิ้งไว้สักพัก ปริมาตรและแรงดันลดลง…………..!!!

คำตอบคือ

เป็นเรื่องของค่า Safety factor ของอากาศ ที่เป็นไปตามความสัมพันธ์ของอากาศตามหลักการของ Thermodynamic ไงละ

Temperature effect on pressure

วิศวกรจะใช้ Safety Factor 1.13 ออกแบบอุปกรณ์ ซึ่งมาจากความสัมพันธ์ของอากาศตามหลักการของ Thermodynamic หากพิจารณาตามสมการของ PV=nRT จะอธิบายเรื่องของ Pressure ,Volume, Temp, แรงดันและปริมาตรของอากาศจะแปรผันตรงตามสมการ ดังนั้นอากาศในถังอัดอากาศก็จะเปลี่ยนตามหลักการนี้เช่นกัน เพื่อความปลอดภัยของการใช้งาน การออกแบบอุปกรณ์เก็บอากาศ จึงต้องพิจารณาหลักการนี้ด้วย เพื่อให้การอ่านแรงดัน ที่ Pressure Gauge สัมพันธ์กับการแจ้งเตือนได้ถูกต้อง

ค่าSafety Factor 1.13 หากพิจารณาลึกลงไปของสมการ จะมาจากการอ้างอิงจุดเยือกแข็งของน้ำ (freezing point) ที่ 32 ° F(0 ° C, 273.15 K)ไปจนถึง 96 ° F(35.6 ° C หรือ 308.71 K) สำหรับช่วงที่นิยมใช้ในการออกแบบ ในขณะที่พื้นฐานของสมการจะอ้างอิงอุณหภูมิเป็นเคลวิน(ไม่ใช้อุณหภูมิอื่น) ดังนั้นตามหลักการแล้ว การเปลี่ยนอุณหภูมิจะเป็นสัดส่วนของอุณหภูมิจาก 32 ถึง 96 ° F (0 ถึง 36 ° C) จะมีค่า Factor เท่ากับ 1.13 (308.71 K /273.15 K)

หากถังอากาศมีแรงดัน 4,500 psi หรือ 300 bar (ในฝั่งมาตรฐาน EN) ค่าแรงดันการออกแบบจะต้องถูกหารด้วย 1.13 ก็จะเหลือแรงดันและปริมาตร เพื่อกำหนดเป็นมาตรฐานการออกแบบความจุของถังอัดอากาศ ก็เพื่อที่จะเผื่อใว้จากกรณีเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โดยถังขนาด 4500 psi จะถูกระบุระยะเวลาการใช้งานไว้ที่ 45 นาที ตาม Datasheet ที่ได้เผื่อ Safety Factor แล้ว (แรงดันออกแบบจะเท่ากับ 4,000 psi (4,500psi / 1.13) หรือ 265 bar (300bar/1.13))

ดังนั้น การคำนวณในเชิงการใช้งาน เราจะเห็นจากสูตร ((แรงดัน*ปริมาตรลิตรน้ำของถัง)/40 lpm) เมื่อเราแทนค่า แล้วเราก็จะเห็นที่มาว่าทำไม่ดูอากาศเยอะกว่าข้อมูล Datasheet

ตัวอย่างการคำนวณ ถังอัดอากาศความจุ 6.8 ลิตรน้ำ แรงดัน 300 bar อัตราการหายใจมาตรฐานที่ 40 L/m

ผู้ใช้งานคำนวณ

(300*6.8)/40 = 51 นาที

การออกแบบ ตาม Datasheet คำนวณ ด้วย safety factor 1.13

(265*6.8)/40 = 45 นาที

การออกแบบโดยมี Safety Factor ก็มีไว้ป้องกันผลกระทบของอุณหภูมิที่มีผลต่อค่าความดันให้ถูกต้อง ที่อาจส่งผลต่อนักผจญเพลิง โดย NFPA Standard ปี2018 กำหนดการแจ้งเตือนแรงดัน ที่ 33% (4500psi*33% แจ้งเตือนราวๆ 1485 ถึง 1500 psi+- gauge error อากาศเหลือราว 17.5 นาที) EN Standard กำหนดการแจ้งเตือนแรงดัน ที่ 18% (300 bar*18% แจ้งเตือนราวๆ 54 bar +- gauge error อากาศเหลือราว 10 นาที)