วันเสาร์ที่ 24 กันยายน พ.ศ. 2559

ฝากน้ำเอาไว้ในดิน เพื่อให้ต้นไม้ได้มีกิน ตลอดทั้งปี MO Memoir : Saturday 24 September 2559

ลมหนาวกำลังจะมา
ดันกลุ่มฝนเคลื่อนต่ำลง
จากเหนืออีสานตอนบน
เมฆฝนลิ่วลอยล่องลม
มุ่งตรงลงสู่อ่าวไทย



ฝนหนักสุดท้ายเพิ่งจะผ่านไปเมื่อเช้าวันวาน นับถึงเช้าวันนี้ก็กว่า ๒๔ ชั่วโมงแล้ว ยังมีน้ำไหลซึมจากใต้ดินออกจากรอยแตกของรางระบายน้ำรอบบ้านอยู่เลย แสดงว่าดินระดับลึกลงไปจากผิวดินคงจะเริ่มชุ่มน้ำแล้ว ไม้ใหญ่รอบบ้านคงจะดีใจกันใหญ่ ที่มีน้ำให้ใช้ไปจนถึงฤดูฝนถัดไป
 
น้ำฝนที่ตกลงสู่พื้นดินนั้นจะซึมลงสู่พื้นดินก่อน แต่เนื่องจากการซึมลงดินมันทำได้ช้า ดังนั้นหลังฝนตกหนักแต่ละครั้งจึงมีน้ำเพียงแค่ส่วนน้อยเท่านั้นที่ซึมลงไปใต้ดินไปถึงรากไม้ที่อยู่ลึกลงไป ถ้าเป็นที่ราบที่น้ำไม่มีทางไหลไปไหน มันก็จะมีเวลาซึมลงไปหลังในตก แต่ถ้าเป็นภูเขาหรือพื้นดินลาด มันก็จะไหลลงต่ำไปเรื่อย ๆ ไม้ใหญ่ในป่ามันก็มีประโยชน์ตรงนี้ คือมันช่วยหน่วยการไหลของน้ำออกจากพื้นป่า ทำให้น้ำมีเวลาซึมลึกลงไปในดินได้มากขึ้น โอกาสเกิดน้ำป่าไหลหลากก็ลดน้อยลง เว้นแต่ว่าจะมีฝนตกหนักต่อเนื่องติดต่อกันหลายวันเท่านั้นเอง และน้ำที่อยู่ใต้ผิวดินเหล่านี้นี่เอง ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งน้ำซับที่น้ำค่อย ๆ ซึมออกมาเรื่อย ๆ ตลอดทั้งปี เป็นต้นน้ำให้กับแม่น้ำลำคลองต่าง ๆ ในฤดูแล้ง และยังเป็นน้ำกักตุนให้ไม้ใหญ่มีไว้ใช้ตลอดทั้งปีด้วย

หนึ่งในสิ่งที่เป็นความงดงาม เป็นระเบียบเรียบร้อย ในสายตาคนเมืองจำนวนไม่น้อย คือทางเดินแบบว่าจะใส่รองเท้าแบบไหนก็ได้ไม่ต้องกลัวสะดุดหรือรองเท้าจะเลอะ ด้วยค่านิยมแบบนี้ทำให้เต็มไปด้วยการเทปูนปิดผิวดินทั่วไปหมด ตรงไหนเป็นพื้นดินเปิดอยู่ก็ต้องมีการหางบประมาณมาทำการเทคอนกรีต (ไม่ก็ลาดยางมะตอย) ปิดผิวดิน โดยใช้เหตุผลว่าต้องการปรับปรุงภูมิทัศน์ พวกที่ได้รับผลกระทบพวกแรกคือต้นไม้ใหญ่ที่มีอยู่เดิม ผลกระทบแรกสุดเลยที่เห็นอยู่เสมอก็คือน้ำจากคอนกรีตที่เทลงไปนั้นที่มันซึมลงสู่ดิน ทำให้ไม้ใหญ่ยืนต้นตายได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่พบเห็นเสมอเวลาที่มีโครงการเทปูนรอบโคนต้นไม้ใหญ่ พวกที่รอดมาได้ก็คอยต้องลุ้นต่อว่าในอนาคตจะเอาน้ำและแร่ธาตุจากที่ไหลมาหล่อเลี้ยงลำต้น เพราะผิวดินเปิดที่ทำหน้าที่รับน้ำ (ซึ่งช่วยละลายแร่ธาตุให้ซึมลงลึกไปในดินด้วย) ไม่เหลือแล้ว รากไม้ใม่ได้อยู่แค่เพียงตรงโคนต้น แต่มันแผ่กว้างออกไป ถ้ามันแผ่ออกไปจนพ้นแผ่ไปจนถึงบริเวณผิวดินเปิดก็โชคดีไป

  
 เทียบกับการเทพื้นคอนกรีตแล้ว พื้นปูอิฐมีข้อเสียตรงที่พอดินข้างใต้มันทรุดมันก็ยุบตัว หรือพอโดนรากไม้ใหญ่ดัน มันก็โก่งขึ้น ทำให้ต้องมีการซ่อมแซมเป็นระย แต่มันก็เป็นพื้นที่ประนีประนอมระหว่างการต้องการความสะดวกสบายของคนกับการอยู่รอดของต้นไม้อยู่เหมือนกัน เพราะมันยอมให้น้ำซึมผ่านตรงรอยต่อของก้อนอิฐได้ แม้ว่าจะเป็นช่องเล็ก ๆ แต่มันก็กว้างพอที่จะให้พืชต้นเล็กที่คนเราใช้ประโยชน์ได้นั้นงอกงามเติบโตได้เช่นกัน

วันพฤหัสบดีที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2559

ปัญหาการเกิดสุญญากาศที่มากเกินไปในท่อระบายแก๊สทิ้ง MO Memoir : Thursday 22 September 2559

เหตุการณ์เริ่มจากความพยายามทำให้ห้องปฏิบัติการดูเป็นระเบียบเรียบร้อยและปลอดภัยมากขึ้น (อันหลังนี้ขอใส่ ????? หลายตัวหน่อย) ด้วยการจัดระบบท่อระบายแก๊สขาออกจากอุปกรณ์ทดลองต่าง ๆ (พวก micro reactor ชนิด packed bed) ให้ระบายเข้าสู่ท่อแขนง ก่อนไหลเข้าสู่ท่อหลัก (เส้นสีดำในรูปที่ ๑) และไปยังท่อระบายแก๊ส (เส้นสีน้ำเงิน) ของตู้ดูดควัน (หรือที่เรียกว่า hood) เพื่อใช้พัดลมดูดอากาศของตู้ดูดควันดึงเอาแก๊สต่าง ๆ นั้นออกไปปล่อยทิ้งที่ปากปล่องตู้ควันบนดาดฟ้าอาคาร
 
ตอนแรกที่ทำการติดตั้งระบบนั้น ปลายท่อแขนงทั้ง ๓ ท่อเป็นปลายปิด มีจุดสำหรับรับแก๊สจากอุปกรณ์ทดลองต่าง ๆ เข้าทางด้านข้าง (ลูกศรสีเขียวในรูปที่ ๑) จุดไหนไม่ได้ใช้งานก็จะมีปลั๊กอุดเอาไว้
 
ระบบนี้เมื่อเริ่มการใช้งานหลังสร้างเสร็จก็พบปัญหาทันที ผลจากแรงดูดที่สูดของพัดลมดูดอากาศนั้นทำให้ความดันในท่อรับแก๊สนั้นลดต่ำลงมาก จนเกิดปัญหาในการควบคุมอัตราการไหลของแก๊สที่ป้อนเข้าระบบทดลองเนื่องจากด้านขาออกมีความดันที่ต่ำมากเกินไป (ปรกติอัตราการไหลของแก๊สที่ใช้ในการทดลองก็ไม่ได้สูงอะไรนัก) เนื่องจากในระบบเดิมนั้นปรับตั้งอัตราการไหลโดยให้ความดันต้านด้านขาออกของระบบทดลองคือความดันบรรยากาศ ก็เลยจำเป็นต้องมีการแก้ไขระบบ
การแก้ไขที่มีการทำไปนั้นคือ 
  
(ก) มีการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเพิ่ม ๑ ตำแหน่ง (เส้นสีแดงในรูปที่ ๑) โดยมีการติดตั้ง damper คุมปริมาณอากาศที่จะรับจากภายนอก 
 
(ข) เปลี่ยนจาก cap ปิดปลายท่อมาเป็น damper ๑ ตำแหน่งที่ปลายท่อแขนงตัวที่อยู่ไกลสุดเพื่อรับอากาศจากภายนอกเข้า และ 
  
(ค) ติดตั้ง damper ณ ตำแหน่งก่อนบรรจบท่อระบายแก๊สหลักของตู้ดูดควัน เพื่อควบคุมแรงดูด (ดูรูปที่ ๑-๔ ประกอบ)
 
แต่ดูเหมือนว่าปัญหาจะยังไม่หมด จากรูปที่ร่างมาให้ดู พอจะมองออกไหมครับ


รูปที่ ๑ แผนผังระบบท่อรับแก๊สจากอุปกรณ์ทดลอง หลังการดัดแปลงระบบด้วยการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเพิ่ม (เส้นสีแดง) และติดตั้ง damper ปรับปริมาณอากาศเพิ่มเติม ๓ ตำแหน่ง

รูปที่ ๒ damper ที่ติดตั้งเพิ่มเติมเพื่อรับอากาศจากภายนอกและปรับแรงดูดเข้าสู่ท่อระบายแก๊สของตู้ดูดควัน


รูปที่ ๓ ปลายท่อของท่อแขนงด้านที่ไกลสุดมีการติดตั้ง damper เข้าแทน cap ที่ปิดปลายอยู่


รูปที่ ๔ ปลายท่อแขนงอีก ๒ ท่อนั้นยังคงเป็น cap สวมปิดปลายท่อเหมือนเดิม

การออกแบบตู้ดูดควันที่ใช้กันในห้องปฏิบัติการเคมีนั้นผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงอัตราการไหลของอากาศที่ไหลเข้าสู่ตัวตู้เสมอ ไม่ว่าประตูหน้าตู้นั้นจะเปิดกว้างหรือปิดเกือบสนิท โดยจะต้องพยายามให้ความเร็วของอากาศที่ไหลเข้านั้นไม่เร็วเกินไปและไม่ช้าเกินไป และอัตราเร็วดังกล่าวควรต้องสม่ำเสมอให้มากที่สุดไม่ว่าประตูตู้จะเปิดกว้าง (ที่สามารถทำให้ความเร็วอากาศที่ไหลเข้าลดลง) หรือปิดเกือบสนิท (ที่สามารถทำให้ความเร็วอากาศที่ไหลเข้าเพิ่มสูงขึ้น) วิธีการหนึ่งที่ใช้กันคือการมีช่องทางรับอากาศเข้าจากภายนอกที่ไม่ได้ผ่านทางประตูตู้ ซึ่งตรงนี้ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบแต่ละราย (ถ้าเป็นตู้ควันที่ใช้ในห้องปรับอากาศยิ่งต้องคำนึงอีกว่าจะเอาอากาศชดเชยมาจากไหนที่จะไม่ทำให้มีการดึงเอาอากาศในห้องออกไปทิ้งมากเกินไป ไม่เช่นนั้นระบบปรับอากาศจะทำงานไม่ไหว)

ระบบนี้ตอนแรกที่ผมไปเห็นหลังสร้างเสร็จใหม่ ๆ ผมก็ได้เปรยเอาไว้กับนิสิตที่ทำการทดลองว่าน่าจะมีปัญหาในการใช้งาน และมันก็เกิดขึ้นจริง ประเด็นที่ผมมองคือปลายท่อแขนง "ทั้ง ๓ ท่อ" นั้นควรมีการติดตั้งวาล์วหรือ damper เพื่อให้มีอากาศไหลเข้าทางปลายท่อ "ทั้ง ๓ ท่อ" เพื่อใช้ในการปรับแรงดูด กล่าวคือถ้าพบว่าแรงดูดในเส้นท่อแขนงเส้นใดสูงเกินไป ก็ให้เปิดช่องรับอากาศให้มากขึ้น ถ้าแรงดูดในเส้นใดต่ำเกินไป ก็ให้ปิดช่องรับอากาศให้เล็กลง และถ้าพบว่าแม้จะเปิดช่องรับอากาศจนกว้างสุดแล้ว แรงดูดก็ยังมากเกินไป ในกรณีนี้ต้องมีการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเข้ามาเสริม (แบบเส้นสีแดงในรูปที่ ๑) นอกจากนี้การมีแก๊สไหลเข้าทางปลายท่อแขนงทั้ง ๓ ท่อตลอดเวลายังช่วงป้องกันไม่ให้เกิดการแพร่ย้อนของแก๊สที่ระบายมาจากท่อแขนงเส้นหนึ่งเข้าไปในท่อแขนงเส้นอื่น