ZM7104 อุปกรณ์ฝึกอบรมและสื่อการสอนด้านวิศวกรรมของไหล: เวนจูริมิเตอร์ (Venturimeter), ออริฟิสเพลท (Orifice Plate) และโรตามิเตอร์ (Rotameter) สำหรับวัดอัตราการไหล1. แนะนำอุปกรณ์
1.1 ภาพรวม
ในทางวิศวกรรมชลศาสตร์ อัตราการไหลถือเป็นตัวแปรสำคัญ อัตราการไหลหมายถึงปริมาณของของไหลที่ไหลผ่านพื้นที่หน้าตัดประสิทธิผลของท่อปิดหรือทางน้ำเปิดต่อหนึ่งหน่วยเวลา หรือที่เรียกว่าอัตราการไหลขณะใดขณะหนึ่ง (instantaneous flow rate) หากระบุปริมาณของไหลในรูปของปริมาตร จะเรียกว่าอัตราการไหลเชิงปริมาตร (volume flow rate) และหากระบุในรูปของมวล จะเรียกว่าอัตราการไหลเชิงมวล (mass flow rate) ปริมาตรของของไหลที่ไหลผ่านหน้าตัดของท่อต่อหนึ่งหน่วยเวลานั้นเรียกว่าอัตราการไหลเชิงปริมาตร ณ หน้าตัดดังกล่าว ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่า "อัตราการไหล" และใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัวอักษร Q วิธีการวัดอัตราการไหลในท่อส่งเป็นประเด็นที่น่าศึกษาเรียนรู้ การวัดอัตราการไหลจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่ามิเตอร์วัดการไหล (flow meter) ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องทำความเข้าใจหลักการวัดและวิธีการใช้งานของมิเตอร์วัดการไหลประเภทต่างๆ
ชุดอุปกรณ์รุ่น ZM7104 ซึ่งประกอบด้วยมิเตอร์แบบเวนจูรี (Venturi meter), แผ่นออริฟิส (orifice plate) และมิเตอร์วัดการไหลแบบโรตามิเตอร์ (rotameter) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สาธิตหลักการและวิธีการใช้งานมิเตอร์วัดการไหลประเภทต่างๆ โดยอุปกรณ์ชุดนี้ประกอบด้วยมิเตอร์วัดการไหล 3 ประเภทที่แตกต่างกันและเกจวัดความดันแตกต่าง (differential pressure gauge) แบบหลายหลอด
1.2 คุณสมบัติ
(1) โครงสร้างของชุดอุปกรณ์ทดลองใช้วัสดุที่มีความแข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อน เพื่อให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์มีความมั่นคงแข็งแรงและมีอายุการใช้งานยาวนาน
(2) อุปกรณ์ทดลองได้รับการออกแบบในลักษณะโมดูลาร์ (modular design) ซึ่งข้อดีของการออกแบบนี้คือช่วยให้ผู้ใช้งานเข้าใจหลักการและวิธีการทดลองได้อย่างชัดเจนและเห็นภาพมากยิ่งขึ้น
(3) อุปกรณ์ทดลองมีโมดูลการทดลองที่สามารถมองเห็นการทำงานได้โดยตรง (visual experimental module) ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานสังเกตปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลองได้ดียิ่งขึ้น
(4) อุปกรณ์ทดลองมีโมดูลการทดลองหลากหลายรูปแบบ ซึ่งช่วยเพิ่มความหลากหลายและขอบเขตของการทดลองที่สามารถศึกษาเรียนรู้ได้เป็นอย่างมาก
2. ข้อมูลทางเทคนิค
ขนาด: 1.18 ม. x 0.53 ม. x 1.04 ม.
น้ำหนัก: 46 กก.
สภาวะการทำงาน: อุณหภูมิแวดล้อม -10℃ ถึง +40℃; ความชื้นสัมพัทธ์ < 85% (ที่อุณหภูมิ 25℃)
3. รายการชิ้นส่วนและรายละเอียดอุปกรณ์
3.1 ส่วนประกอบหลัก
ลำดับที่ ชื่อ
1 วาล์วระบายอากาศ
2 เกจวัดความดันแตกต่างแบบ 6 หลอด
3 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบออริฟิส (Orifice flow meter)
4 โครงสร้างชุดทดลอง
5 จุดวัดความดัน
6 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบโรเตอร์ (Rotor flow meter)
7 วาล์วควบคุมอัตราการไหล
8 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบเวนจูรี (Venturi flow meter)
3.2 รายการอุปกรณ์
ลำดับที่ ชื่อ จำนวน
ชิ้นส่วนที่ 1 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบเวนจูรี 1
ชิ้นส่วนที่ 2 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบโรเตอร์ 1
ชิ้นส่วนที่ 3 มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบออริฟิส 1
ชิ้นส่วนที่ 4 เกจวัดความดันแตกต่างแบบหลายหลอด 1
ชิ้นส่วนที่ 5 วาล์วควบคุมอัตราการไหล 1
4. รายการการทดลอง
การทดลองที่ 1: การทดลองการทำงานของระบบท่อร่วมกับมิเตอร์แบบเวนจูรี, แผ่นออริฟิส และมิเตอร์แบบโรเตอร์
การทดลองที่ 2: การทดลองวัดอัตราการไหลในท่อโดยใช้มิเตอร์แบบแผ่นออริฟิส
การทดลองที่ 3: การทดลองวัดอัตราการไหลในท่อโดยใช้มิเตอร์แบบเวนจูรี
การทดลองที่ 4: การทดลองวัดอัตราการไหลในท่อโดยใช้มิเตอร์แบบโรเตอร์
การทดลองที่ 5: การทดลองศึกษาการกระจายตัวของความดันโดยใช้มิเตอร์แบบเวนจูรี
การทดลองที่ 6: การทดลองศึกษาสัมประสิทธิ์การไหลโดยใช้มิเตอร์แบบแผ่นออริฟิส
การทดลองที่ 7: การทดลองสอบเทียบมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดอื่นโดยใช้มิเตอร์แบบโรเตอร์
