วันศุกร์ที่ 29 มีนาคม พ.ศ. 2556

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๓ MO Memoir : Friday 29 March 2556

เอกสารฉบับนี้เตรียมขึ้นเพื่อปูพื้นฐานให้กับผู้ที่มีพื้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป ที่ไม่ได้เรียนและทำงานสายวิศวกรรม เนื้อหาใน Memoir นี้แก้ไขเพิ่มเติมจากเอกสารที่ใช้ในโครงการอบรม Cosmetic Engineering and Production Planning (CEPP) สำหรับสมาคมผู้ผลิตเครื่องสำอางไทย เมื่อวันเสาร์ที่ ๑๖ มีนาคม ๒๕๕๖ ที่ผ่านมา แต่เนื่องจากเห็นว่าน่าจะพอให้ประโยชน์แก่บุคคลทั่วไปได้บ้าง จึงนำมาเผยแพร่ใน blog นี้ ฉบับนี้เป็นตอนสุดท้าย

. ระบบขับเคลื่อนปั๊ม

ระบบต้นกำลังที่ใช้กันทั่วไปในการขับเคลื่อนปั้มประกอบด้วย ไฟฟ้า ไอน้ำ อากาศอัดความดัน และเครื่องยนต์

การขับเคลื่อนโดยใช้ไฟฟ้าเป็นระบบที่ใช้กันมากที่สุด โดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวขับเคลื่อน ข้อดีของระบบนี้คือไม่ยุ่งยาก แต่ข้อเสียคือถ้าเกิดปัญหาไฟฟ้าดับเมื่อใด การทำงานจะหยุดทันที

การขับเคลื่อนด้วยไอน้ำมักกระทำในโรงงานที่มีไอน้ำเหลือจากการใช้ในกระบวนการ หรือไม่ก็ใช้กับปั๊มที่มีความสำคัญที่ต้องการให้ทำงานอยู่ได้แม้ในช่วงเวลาที่ไฟฟ้าดับ (เช่นระบบปั๊มน้ำหล่อเย็นที่สำคัญ ระบบปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับหม้อไอน้ำ) การใช้ไอน้ำขับเคลื่อนนั้นอาจใช้ในรูปแบบการขับเคลื่อนกระบอกสูบ หรือผ่านกังหันไอน้ำ
  
ข้อเสียของระบบนี้อยู่ตรงที่การเริ่มเดินเครื่องนั้นจะใช้เวลา เพราะต้องให้โลหะมีเวลาขยายตัวเนื่องจากความร้อน

การขับเคลื่อนด้วยการใช้อากาศอัดความดันเหมาะกับปั๊มขนาดเล็ก หรือใช้ในพื้นที่ที่จัดว่าเป็นพื้นที่อันตรายเสี่ยงต่อการระเบิด (เช่นในส่วนกระบวนการผลิตของโรงกลั่นน้ำมัน โรงงานปิโตรเคมี ปั๊มที่ใช้สูบจ่ายของเหลวที่ลุกติดไฟได้ ปั๊มที่ติดตั้งในบริเวณที่มีไอระเหย/ฝุ่นผง ที่สามารถเกิดการระเบิดได้) ในพื้นที่อันตรายดังกล่าวต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งมีราคาสูง (เรียกว่า explosion proof) ในส่วนของตัวปั๊มเองตัวที่มีปัญหาคือตัวมอเตอร์กับอุปกรณ์เปิด-ปิดมอเตอร์ แต่ก็สามารถเลี่ยงได้ด้วยการใช้อากาศอัดความดันเป็นตัวขับเคลื่อนแทน นอกจากนี้การใช้อากาศอัดความดันยังมีข้อดีตรงที่แม้ว่าไฟฟ้าจะดับ แต่ตัวอุปกรณ์ก็ยังทำงานได้เป็นช่วงเวลาหนึ่ง ด้วยการใช้อากาศที่สำรองไว้ในถังเก็บ ทำให้ไม่สูญเสียการควบคุมทั้งหมดทันทีที่เกิดปัญหาไฟฟ้าดับ
  
เรื่องเกี่ยวกับการจำแนกพื้นที่อันตรายที่ต้องการอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพิเศษนี้เคยเล่าเอาไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๔๐ วันพุธที่ ๓๑ มีนาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "Electrical safety for chemical process"

การขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์มักจะกระทำกับสถานที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง หรือใช้กับปั๊มสำรองฉุกเฉินในกรณีที่ไฟฟ้าดับ เช่นในกรณีของปั๊มน้ำดับเพลิงในอาคาร

เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแหล่งขับเคลื่อนปั๊มที่ใช้กันมากที่สุด ดังนั้นจะเกริ่นเฉพาะมอเตอร์ไฟฟ้าเพิ่มเติมในหัวข้อถัดไป

. มอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งานกันทั่วไปนั้นแบ่งออกได้เป็น ๒ ประเภทโดยใช้ชนิดกระแสไฟฟ้าเป็นเกณฑ์คือ
๑. มอเตอร์กระแสตรง (Direct current motor) คือมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรง และ
๒. มอเตอร์กระแสสลับ (Alternative current motor) คือมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงมีข้อดีตรงเรื่องการปรับเปลี่ยนความเร็วรอบและแรงบิดเริ่มต้นทำได้ง่าย ใช้งานกับอุปกรณ์ขนาดเล็กทั่วไปที่ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ หรือในยานพาหนะเช่นรถยนต์ไฟฟ้า
แต่เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตและจำหน่ายทั่วไปนั้นจะอยู่ในรูปของไฟฟ้ากระแสสลับ ทำให้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับมีการใช้งานกันแพร่หลายในอุตสาหกรรมมากกว่า มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับมีอยู่ ๒ ประเภทคือมอเตอร์ซิงโครนัส (synchronous motor) และมอเตอร์เหนี่ยวนำ (induction motor)
แต่ก่อนอื่นมาทำความรู้จักกับความเร็วซิงโครนัส (synchronous speed) ก่อน
ในเรื่องไฟฟ้ากระแสสลับนั้นจะมีความว่าความเร็วซิงโครนัส (synchronous speed) อยู่ ซึ่งเป็นค่าความเร็วรอบการหมุนของสนามแม่เหล็ก ค่าความเร็วซิงโครนัสนี้คำนวณได้จากสูตร

n = (120f/p)

เมื่อ n คือความเร็วซิงโครนัส (หน่วยเป็น rpm - round per minute หรือรอบต่อนาที)
f คือความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ (หน่วยเป็นเฮิร์ตที่เขียนย่อว่า Hz หรือต่อวินาที ในบ้านเราคือ 50 Hz) และ
p คือจำนวนขั้วของมอเตอร์ซึ่งจะเป็นเลขคู่เสมอ โดยจะเริ่มจาก 2

ความถี่กระแสไฟฟ้าสลับที่ใช้กันในประเทศไทยนั้นคือ 50 Hz แต่ก็มีบางประเทศที่ใช้ความถี่ 60 Hz (มักเป็นประเทศที่ใช้ไฟฟ้าความต่างศักย์ 100-120 V)
  
มอเตอร์ซิงโครนัสนั้นจะหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส เช่นของมอเตอร์ซิงโครนัสที่มี 4 ขั้ว ความเร็วซิงโครนัสที่คำนวณได้ (ที่ความถี่ 50 Hz) คือ 1500 rpm ตัวมอเตอร์ก็จะหมุนที่ความเร็วรอบ 1500 rpm ถ้าเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสที่มี 6 ขั้ว มอเตอร์ก็จะหมุนที่ความเร็วรอบ 1000 rpm
  
ความเร็วซิงโครนัสนี้ขึ้นไม่ขึ้นอยู่กับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนหรือจำนวนเฟสที่ใช้

แต่มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดในโรงงานคือมอเตอร์เหนี่ยวนำ (induction motor) เพราะมีราคาถูกว่ามอเตอร์ซิงโครนัส มอเตอร์ไฟฟ้าที่เห็นนำมาใช้ขับเคลื่อนปั๊มทั่วไปในโรงงานจะเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำ
อัตราการหมุนของมอเตอร์เหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้และจำนวนขั้วของมอเตอร์เช่นเดียวกับมอเตอร์ซิงโครนัส แต่จะมี "สลิป (slip - ที่แปลว่าลื่นไถล)" เกิดขึ้นเล็กน้อย ทำให้ความเร็วรอบการหมุนที่แท้จริงของมอเตอร์เหนี่ยวนำต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส
  
เช่นกรณีของมอเตอร์ที่มี 4 ขั้ว ความเร็วซิงโครนัสที่คำนวณได้ที่ความถี่ 50 Hz คือ 1500 rpm แต่ตัวมอเตอร์จะหมุนที่ความเร็วรอบประมาณ 14xx rpm (รูปที่ ๑๔) ถ้าเป็นมอเตอร์ที่มี 2 ขั้ว ความเร็วซิงโครนัสที่คำนวณได้ที่ความถี่ 50 Hz คือ 3000 rpm แต่ตัวมอเตอร์จะหมุนที่ความเร็วรอบประมาณ 29xx rpm
  
ในประเทศไทยนั้นถ้าต้องการให้หมุนที่ความเร็วรอบสูงกว่า 3000 rpm ก็คงต้องใช้ระบบเกียร์ทดหรือสายพานช่วย
  
ถ้าเราจ่ายไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าก็จะหมุน แต่ถ้าเราเอามอเตอร์ไฟฟ้ามาหมุน (เช่นใช้กังหันไอน้ำ) มันก็จะจ่ายไฟฟ้าออกมาได้ แต่จะกลับทิศกัน ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ไฟฟ้าใช้ในขณะทำงานจึงเป็นผลลัพท์ระหว่างกระแสที่จ่ายและกระแสที่ผลิตขึ้น
  
และเนื่องโครงสร้างของมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยลวดทองแดงเป็นหลัก ซึ่งมีความต้านทานต่ำมาก ดังนั้นถ้าหากมอเตอร์ไฟฟ้าหยุดนิ่งหรือไม่หมุนโดยที่ยังมีการจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าอยู่ จะเป็นเหมือนกับการลัดวงจรไฟฟ้า กระแสจะไหลผ่านขดลวดในปริมาณมากได้ ทำให้ขดลวดไหม้ได้
  
พฤติกรรมของมอเตอร์ที่มีการกินกระแสไฟมากในขณะที่เริ่มหมุนนั้นส่งผลต่อการเลือก circuit breaker ในการป้องกันกระแสเกินขนาด เพราะถ้าเลือก circuit breaker ขนาดที่เล็กเกินไปหรือไวเกินไป (คือไปคิดเฉพาะตอนมอเตอร์ทำงานปรกติ) ก็อาจทำให้เดินเครื่องปั๊มไม่ได้ เพราะในจังหวะที่เริ่มเดินเครื่องนั้นจะมีกระแสไหลเข้าเป็นปริมาณมากเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ ก่อนที่จะตกลงสู่ระดับปรกติ ดังนั้น circuit breaker ควรที่จะไม่ตัดกระแสไฟฟ้าในช่วงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ แต่ถ้าเลือกขนาดใหญ่เกินไปก็จะไม่สามารถป้องกันความเสียหายให้กับมอเตอร์ในกรณีที่มีกระแสสูงเกินไปไหลเข้าต่อเนื่องเป็นเวลานานได้


รูปที่ ๑ name plate มอเตอร์เหนี่ยวนำ (Induction motor) รูปบนเป็นของมอเตอร์ชนิดไฟ 3 เฟส 4 ขั้ว (pole) รูปล่างเป็นของมอเตอร์ชนิดไฟ 1 เฟส 4 ขั้วเหมือนกัน จะเห็นว่าความเร็วรอบการหมุนจะต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส (1500 rpm) อยู่เล็กน้อย แต่จะไม่ขึ้นอยู่ว่าจะเป็นมอเตอร์ชนิดไฟ 1 เฟสหรือ 3 เฟส และไม่ขึ้นกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อน

กำลังไฟฟ้าที่มอเตอร์ผลิตได้นั้นเป็นผลคูณระหว่างความต่างศักย์กับกระแสและตัวประกอบกำลัง (power factor) ถ้าใช้ความต่างศักย์สูง ก็จะกินกระแสน้อย ถ้าใช้ความต่างศักย์ต่ำ ก็จะกินกระแสมาก ในขณะที่ความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดนั้นแปรผันตามปริมาณกระแสไฟฟ้ายกกำลังสอง
  
ดังนั้นในช่วงเวลาที่ไฟฟ้าตก (ความต่างศักย์ลดลง) มอเตอร์จะดึงกระแสมากขึ้น อาจทำให้มอเตอร์เสียหายได้ หรือในกรณีของมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า 3 เฟส ถ้าเกิดไฟฟ้าขาดหายไป 1 เฟส มอเตอร์จะดึงกระแสจากอีก 2 เฟสที่เหลือเข้ามาชดเชย ทำให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดอีก 2 เฟสเพิ่มมากขึ้นจนทำให้ขดลวดไหม้ได้
  
เคยมีเหตุการณ์ไฟ 3 เฟสขาดหายไป 1 เฟสที่ตึกทำงาน ผลก็คือมอเตอร์ที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องปรับอากาศที่ให้ความเย็นทั้งชั้นนั้นพังไปหลายตัว เพราะพอไฟฟ้าหายไป 1 เฟส มันก็ไปดึงกระแสจาก 2 เฟสที่เหลือเข้ามาแทน ทำให้ขดลวดทองแดงมอเตอร์ร้อนจัดจนไหม้ คนที่ทำงานส่วนใหญ่ไม่มีใครรู้ว่าควรต้องรีบไปปิดเครื่องปรับอากาศ (เพราะมันไม่ปิดเอง) ช่างไม่สามารถไล่ตามปิดให้ทัน (ตึก ๒๐ ชั้นมีชั้นละ ๔ เครื่อง)

. การปรับอัตราการไหลของปั๊ม

การปรับอัตราการไหลทำได้ก็ต่อเมื่อความสามารถในการจ่ายของเหลวของปั๊มสูงกว่าความต้องการการใช้ของเหลว
  
เราอาจต้องทำการปรับอัตราการไหลเมื่อ
  
(ก) อัตราความต้องการของเหลวนั้นไม่คงที่ มีการเปลี่ยนแปลง หรือ
(ข) อัตราความต้องการของเหลวนั้นคงที่ แต่ปั๊มนั้นมีขนาดใหญ่เกินไป

วิธีการทั่วไปที่ใช้กันในการปรับอัตราการไหลของปั๊มมี

๑. ติดตั้งวาล์วควบคุมอัตราการไหลด้านขาออก ซึ่งอาจเป็นการติดตั้งวาล์วบนเส้นท่อที่จ่ายของเหลวเข้าระบบ หรือติดตั้งบนเส้นท่อนำของเหลวไหลเวียนกลับ ถ้าเป็นกรณีของปั๊มหอยโข่งวิธีการนี้เหมาะกับกรณีที่อัตราการไหลเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
  
การเลือกใช้วิธีการนี้ต้องระวังอย่าให้มีโอกาสที่วาล์วด้านขาออกของปั๊มมีการปิดสนิทจนของเหลวไม่สามารถไหลผ่านตัวปั๊มได้ หรือปั๊มไม่สามารถอัดของเหลวไปข้างหน้าได้ ถ้าเป็นปั๊มหอยโข่งจะป้องกันโดยการมีท่อไหลย้อนกลับไปยังถังเก็บของเหลวที่ทำการสูบตลอดเวลา ถ้าเป็นพวกปั๊มลูกสูบจะใช้การติดตั้งวาล์วระบายความดัน

๒. ปรับความเร็วรอบการหมุน/จังหวะการทำงานของปั๊ม ถ้าเป็นกรณีของปั๊มหอยโข่งวิธีการนี้เหมาะกับกรณีที่อัตราความต้องการของเหลวนั้นคงที่ แต่ปั๊มนั้นมีขนาดใหญ่เกินไป การใช้วาล์วจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากเกินไป แต่ถ้าเป็นพวกปั๊มลูกสูบนั้นมักจะใช้การปรับจังหวะการทำงานของปั๊ม
  
การปรับการปรับความเร็วรอบการหมุน/จังหวะการทำงานของปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าอาจทำโดย
  
(ก) คงอัตราการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าเอาไว้ แล้วใช้ระบบเฟืองทด/สายพาน
(ข) คงมอเตอร์ตัวเดิมเอาไว้ แต่ติดตั้งระบบปรับความถี่ของไฟฟ้า วิธีการนี้เป็นวิธีการที่ใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ โดยใช้อุปกรณ์เช่นอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรงก่อน จากนั้นจึงค่อยเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันและความถี่ตามต้องการอีกครั้ง หรือ
  
(ค) เปลี่ยนมอเตอร์ โดยใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วที่แตกต่างไปจากของเดิม
  
การคงอัตราหมุนและใช้ระบบสายเฟืองทด/สายพานนั้นทำได้ในกรณีที่ไม่ได้มีการต่อเพลามอเตอร์เข้ากับเพลาปั๊มโดยตรง
  
ถ้าต้องการประหยัดพลังงานโดยทำให้ปั๊มหมุนช้าลง ก็สามารถทำได้โดยการเลือกใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วมากขึ้น
การเปลี่ยนมอเตอร์เหมาะกว่ากับปั๊มที่ใช้งานต่อเนื่อง (เดินเครื่องติดต่อกันเป็นเวลานาน)

รูปที่ ๒ การปรับอัตราการจ่ายของเหลวออกด้วย (บน) ใช้วาล์วปรับอัตราการไหลด้านจ่ายออก (ล่าง) ใช้วาล์วปรับอัตราการไหลด้านไหลกลับคืนแหล่งจ่าย

เช่นถ้ามอเตอร์มีจำนวนขั้วเป็น 6 ความเร็วซิงโครนัสคือ 1000 rpm มอเตอร์ก็จะหมุนที่ความเร็วรอบต่ำกว่า 1000 rpm เล็กน้อย ถ้าเป็นมอเตอร์มีจำนวนขั้วเป็น 8 ความเร็วซิงโครนัสคือ 750 rpm มอเตอร์ก็จะหมุนที่ความเร็วรอบไม่เกิน 750 rpm
  
เรื่องการเปลี่ยนมอเตอร์นี้เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๕๖ วันจันทร์ที่ ๒๘ พฤษภาคมพ.ศ. ๒๕๕๕ เรื่อง "เก็บตกฝึกงานฤดูร้อน ๒๕๕๕"

ตรงนี้ต้องทำความเข้าใจหน่อยว่า สำหรับปั๊มหอยโข่งนั้น ผู้ผลิตปั๊มก็ผลิตตัวปั๊ม ส่วนมอเตอร์นั้นก็มาจากผู้ผลิตมอเตอร์ (ซึ่งมักไม่ใช่ผู้ผลิตปั๊ม แต่เป็นผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า) ดังนั้นตัวปั๊มยี่ห้อเดียวกันอาจขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ต่างยี่ห้อกันได้ เคยได้เห็นข้อกำหนดในการว่าจ้างก่อสร้างโรงงานปิโตรเคมีแห่งหนึ่งเกี่ยวกับเรื่องปั๊ม คือผู้ว่าจ้างนั้นมีการกำหนดยี่ห้อของตัวปั๊มที่ยอมรับ "และ" ยี่ห้อของมอเตอร์ที่ยอมรับ ส่วนที่เหลือก็เป็นหน้าที่ของผู้สร้างว่าจะไปหาซื้อปั๊มยี่ห้อไหน (ตามรายชื่อที่ผู้ว่าจ้างกำหนด) และจะไปซื้อมอเตอร์ยี่ห้อไหน (ตามรายชื่อที่ผู้ว่าจ้างกำหนดอีก) เพื่อนำมาประกอบเข้าด้วยกันเป็นระบบปั๊มที่สมบูรณ์ แต่สำหรับปั๊มขนาดเล็ก ผู้ขายบางรายก็ประกอบเป็นชุดสำเร็จรูปมีทั้งตัวปั๊มและมอเตอร์มาให้ ผู้ซื้อไปใช้ก็มีหน้าที่ต่อสายไฟเข้าเพียงอย่างเดียว

. การรักษาความดันในระบบท่อ

งานบางประเภทนั้นของเหลวในท่ออาจไม่ได้มีการไหลต่อเนื่องตลอดเวลา แต่ต้องให้ของเหลวในระบบท่อนั้นไหลได้ทันทีที่ต้องการการใช้งาน (เช่นเมื่อเปิดวาล์ว) งานประเภทนี้ที่เห็นได้ชัดได้แก่ งานระบบน้ำประปา และระบบน้ำดับเพลิง ในบางหน่วยงานผลิตนั้นอาจมีส่วนของระบบน้ำบริสุทธิ์เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย

การรักษาความดันในระบบท่ออาจใช้วิธี
  
(ก) ใช้แรงโน้มถ่วงช่วย โดยการสูบของเหลวไปเก็บบนถังสูง และให้ไหลลงมาด้วยแรงโน้มถ่วง วิธีการนี้ใช้มากกับระบบน้ำประปา ใช้สวิตช์วัดระดับเป็นตัวกำหนดระดับน้ำขั้นต่ำที่ให้ปั๊มเดินเครื่อง และระดับขั้นสูงที่ให้ปั๊มหยุดการทำงาน ข้อดีของวิธีการนี้ก็คือแม้ไฟฟ้าดับก็ยังมีของเหลวให้ใช้
  
อุปกรณ์บางประเภทที่ทำหน้าที่บรรจุของเหลวเข้าภาชนะก็ทำงานโดยใช้วิธีการนี้ (ที่เคยเห็นคือบรรจุซอสมะเขือเทศลงกระป๋อง)

(ข) ใช้ปั๊มรักษาความดันในระบบท่อ โดยให้ปั๊มทำงานเมื่อความดันในระบบท่อลดลง (ความดันลดลงเกิดขึ้นเมื่อมีของเหลวไหลออกจากระบบท่อด้านขาออก ไม่ว่าจะเป็นการเปิดใช้งานหรือการรั่วไหล) วิธีการนี้เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปตามอาคารบ้านเรือน (ที่ติดตั้งปั๊มน้ำอัตโนมัติทำงานโดยสวิตช์ความดัน ที่จะเริ่มเดินเครื่องเมื่อเปิดก๊อก พอน้ำไหลออกความดันในระบบท่อก็จะลดลง และปิดเครื่องเมื่อปิดก๊อกน้ำเพราะพอน้ำหยุดไหลความดันในระบบท่อก็จะสูงขึ้น) และใช้กับระบบท่อน้ำดับเพลิงในอาคารชนิดที่มีน้ำอยู่เต็มท่อพร้อมใช้ตลอดเวลา (ใช้ jogging pump รักษาระดับความดันในท่อ)

(ค) ใช้ปั๊มรักษาความดันในระบบท่อ โดยให้ปั๊มทำงานตลอดเวลา แต่มีท่อสำหรับให้ของเหลวไหลย้อนกลับไปยังถังเก็บของเหลวตลอดเวลาด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดโอกาสที่ปั๊มทำงานแต่ไม่มีการจ่ายของเหลวออก วิธีการนี้เหมาะกับกรณีที่ต้องมีการจ่ายของเหลวตลอดเวลา แต่ปริมาณที่ใช้อาจมีการเปลี่ยนแปลงไปตามจังหวะเวลา ท่อไหลย้อนกลับจะเป็นท่อที่มีขนาดเล็กกว่าท่อจ่ายของเหลวเข้าระบบ (หรือไม่ก็ติดตั้งวาล์วเพื่อลดอัตราการไหล) ขนาดของท่อนี้เพียงแค่ให้มีของเหลวไหลผ่านตัวปั๊มเพื่อให้ปั๊มยังทำงานได้อยู่โดยไม่เกิดความเสียหาย ระบบนี้จะเหมาะกับปั๊มหอยโข่งมากกว่า

รูปที่ ๓ ตัวอย่างการรักษาความดันในระบบท่อของระบบน้ำ (ซ้าย) สูบน้ำขึ้นไปเก็บบนถังที่อยู่บนที่สูง จากนั้นปล่อยให้ไหลลงมาด้วยแรงโน้มถ่วง (กลาง) ใช้ปั๊มเปิด-ปิดอัตโนมัติด้วยการใช้สวิตช์ความดัน (ล่าง) ให้ปั๊มทำงานตลอดเวลา โดยมีท่อให้ของเหลวไหลย้อนกลับตลอดเวลา

เนื้อหาการอบรมดังกล่าวจบสิ้นที่นี่ แต่เนื่องจากมีบางประเด็นที่น่าสนใจเกิดขึ้นในระหว่างการอบรม คือเรื่องของปั๊มหอยโข่งความดันสูง ก็เลยคิดว่าเรื่องชุด "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม" นี้จะมีตอนที่ ๔ เพิ่มเติมเป็นตอนพิเศษ คือเรื่องของปั๊มหอยโข่งความดันสูง ซึ่งหวังว่าคงจะออกมาได้ทันในเดือนหน้า

วันพฤหัสบดีที่ 28 มีนาคม พ.ศ. 2556

รถไฟสายบางบัวทอง (ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำ ตอนที่ ๓๘) MO Memoir : Thursday 28 March 2556

"ความเจริญในเวลานี้ทำให้คล้ายกับว่าบ้านเมืองแคบเข้ามา เพราะว่าทั้งรถทั้งเรือทันใจไปมาสะดวก สมัยผมยังเด็ก อยู่กับคุณย่าที่ตลาดแก้วตลาดขวัญเมืองนนท์โน่น จะไปมาทีต้องนั่นรถรางไปลงบางกระบือ แล้วลงเรืออีกทีจึงจะถึงเมืองนนท์ แต่เดี๋ยวนี้สะดวกเลย เวลานี้ผมย้ายบ้านไปอยู่บางบัวทองแล้ว จะไปมาก็สะดวก ถ้าเป็นแต่ก่อนจะยุ่งมาก ต้องลงเรือที่ท่าเตียนเป็นเรือเมล์แดงเมล์เขียว หรือถ้าจะไปทางลัดก็ต้องนั่งรถรางไปลงที่เทเวศน์แล้วข้ามเรือจ้างไปฝั่งธน จะมีสถานีรถยนต์รางของเจ้าคุณวรพงษ์วิ่งตัดสวนต่าง ๆ ไปออกทุ่งนาตรงไปตลาดบางบัวทอง รถรางของท่านเจ้าคุณท่านนี้สร้างตัวรถแบบเดียวกับรถยนต์รางที่ปากลัดพระประแดง คือไม่มีฝาไม่มีตัวถัง รถเปิดโปร่ง มีม้านั่งเป็นแถว ๆ ไป เวลานี้เขาเลิกเสียหมดแล้ว ผมยังนึกเสียดายอยู่ หลานสาวเป็นครูก็อยากรู้อะไรต่ออะไรรอบ ๆ ตัว ผมเป็นตาเป็นปู่รู้อะไรจำอะไรก็เล่าให้ฟังไปเท่าที่รู้ตามระเบียบของคนที่เกิดก่อนเขา เห็นอะไรก่อนเขา"

จากเรื่อง "ชีวิตคุณย่า" โดย เหม เวชกร ในหนังสือชุด "ภูติ ผี ปิศาจ ไทย ๑๐๐ ปี เหม เวชกร" ตอนใครอยู่ในอากาศ โดยสำนักพิมพ์วิริยะ พิมพ์ครั้งที่ ๑ ตุลาคม ๒๕๔๗

"จากเรื่องผีของครูเหม ทำให้ได้รู้ว่าในอดีตเคยมีรถไฟวิ่งจากบางยี่ขันไปบางบัวทอง, ปากคลองตลาดเคยเป็นที่ตั้งห้างฝรั่ง ..." คำนิยมในหนังสือชุด "ภูติ ผี ปิศาจ ไทย ๑๐๐ ปี เหม เวชกร" โดย จุลศักดิ์ อมรเวช หรือ จุก เบี้ยวสกุล

นิยายเรื่อง "ชีวิตคุณย่า" ที่ยกมาข้างต้นนั้น ให้คำบรรยายถึงรถยนต์รางหรือรถไฟขนาดเล็ก ที่เคยวิ่งจากริมแม่น้ำเจ้าพระยาแถววัดบวรมงคล (หรือวัดลิงขบ) ไปตัดกับทางรถไฟสายใต้ที่มาจากสะพานพระราม ๖ ที่สถานีบางบำหรุ ก่อนผ่านไปยังบางกรวยและบางบัวทอง รถไฟสายบางบัวทองนี้มีบางที่จะเรียกชื่อตามเจ้าของคือ "รถไฟสายเจ้าคุณวรพงษ์" หรือ "รถไฟสายพระยาวรพงษ์" แนวเส้นทางรถไฟสายนี้ส่วนที่เริ่มจากวัดบวรมงคลปัจจุบันคือซอยพระยาวรพงษ์หรือซอยจรัญสนิทวงศ์ ๔๖ นั่นเอง ตัดไปยังซอยฝั่งตรงข้าม (จรัญสนิทวงศ์ ๕๗) ไปโผล่ที่สถานีรถไฟบางบำหรุ ส่วนถัดไปจากนั้นคือแนวถนนเทอดพระเกียรติไปจนบรรจบถนนสายบางกรวย-ไทรน้อย และตามถนนสายบางกรวย-ไทรน้อยไปยังท่าน้ำนนท์ฝั่งตรงข้ามศาลากลาง (หลังเก่า) และอำเภอบางบัวทอง
  
ในนิยายเรื่องดังกล่าวยังกล่าวถึงรถยนต์รางที่ "ปากลัดพระประแดง" เส้นทางสายนี้ B.R. Whyte กล่าวไว้ในหนังสือของเขา (รูปที่ ๔) ว่าเป็นเส้นทางสั้น ๆ ยาวประมาณ 1900 เมตร
  
หนังสือเรื่องผีของ เหม เวชกร นั้น หวังว่าในงานสัปดาห์หนังสือที่กำลังจะถึงในวันศุกร์นี้ยังพอหาซื้อได้ ที่ร้านหนังสือสารคดี ถ้าใครยังไม่มีก็ขอแนะนำให้ซื้อเก็บเอาไว้

ผมรู้จักเส้นทางรถไฟสายนี้ครั้งแรกตอนที่มหาวิทยาลัยจัดแสดงนิทรรศการแผนที่เก่าของกรุงเทพที่หอสมุดกลาง แล้วไปสังเกตเห็นว่าแถวบ้านเคยมีทางรถไฟจากริมแม่น้ำเจ้าพระยาไปบางบัวทอง เส้นทางรถไฟสายบางบัวทองนี้มีกลุ่มคนสนใจศึกษาประวัติศาสตร์กันมาก ที่รวบรวมไว้ดีมากที่หนึ่งคือที่เว็บ "รถไฟไทยดอทคอม - http://portal.rotfaithai.com" หรือจะไปอ่านที่ http://www.th.wikipedia.org ก็ได้
  
ในที่นี้ผมเพียงเอารูปที่เกี่ยวกับรถไฟสายนี้จากเอกสารที่มีในมือมาเล่าให้ฟังคือ "Air objective folder Thailand" ซึ่งเป็นคู่มือของกองทัพอากาศสัมพันธมิตรในช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๒ ที่มีแผนที่เส้นทางรถไฟในประเทศไทยที่เป็นเป้าหมายโจมตีทางอากาศ และจากหนังสือที่เขียนโดยชาวต่างชาติอีกสองเล่มคือ "The Railway Atlas of Thailand, Laos and Cambodia" โดย R.R. Whyte และ "The Railways of Thailand" โดย R. Ramaer และเท่าที่ค้นเจอในราชกิจจานุเบกษา

รูปที่ ๑ แผนที่แนบท้ายราชกิจจานุเบกษาเล่มที่ ๕๔ หน้า ๑๘๕๙ วันที่ ๑๔ มีนาคม พ.ศ. ๒๔๘๐ เรื่อง "พระราชกฤษฎีกาจัดตั้งเทศบาลเมืองบางบัวทอง จังหวัดนนทบุรี พุทธศักราช ๒๔๘๐" จะเห็นแนวทางรถไฟปรากฏอยู่ในแผนที่ (ตามแนวเส้นประสีแดง)

รูปที่ ๒ หน้าสารบัญของเอกสาร Air objective folder Thailand ฉบับวันที่ ๑ กุมภาพันธ์ ๑๙๔๓ (พ.ศ. ๒๔๘๖) ของหน่วยข่าวกรองทางทหารของสหรัฐในช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๒ ในเอกสารนี้มีรายละเอียดเป้าหมายการทิ้งระเบิดของสถานที่สำคัญต่าง ๆ ในกรุงเทพและรูปถ่ายสถานที่ที่เป็นเป้าหมาย มีการระบุเอาไว้ด้วยว่าห้ามเอาติดขึ้นเครื่องเมื่อออกปฏิบัติการโจมตี เอาไว้ว่าง ๆ จะค่อย ๆ ตัดตอนออกมาเล่าสู่กันฟัง

รูปที่ ๓ รูปนี้ขยายออกมาจากแผนที่ในหน้า ๒๓ ของเอกสาร Air objective folder Thailand มีปรากฏชื่อสถานีรถไฟบางบัวทอง (ปัจจุบันคือบริเวณวัดบวรมงคล) และจุดตัดทางรถไฟสายใต้ที่สถานีรถไฟบางบำหรุ แนวทางรถไฟคือตามเส้นประสีแดง


รูปที่ ๔ หนังสือ "The Railway Atlas of Thailand, Laos and Cambodia" โดย ฺB.R. Whyte และ "The Railways of Thailand" โดย R. Ramaerที่มีการรวบรวมเรื่องราวต่าง ๆ ของเส้นทางรถไฟต่าง ๆ ที่เคยมีในเมืองไทยในอดีต


รูปที่ ๕ ภาพเขียนหัวรถจักรรถไฟสายบางบัวทอง (จากหนังสือ "The Railways of Thailand" โดย R. Ramaer หน้า ๑๘๓)

รูปที่ ๖ ภาพหัวรถจักรรถไฟสายบางบัวทอง (จากหนังสือ "The Railways of Thailand" โดย R. Ramaer หน้า ๑๘๔)


รูปที่ ๗ หัวรถจักรรถไฟสายบางบัวทอง หลังจากเลิกกิจการได้ถูกขายต่อให้กับบริษัทส่งเสริมอุตสาหกรรมไทย (ภาพจากหนังสือ "The Railways of Thailand" โดย R. Ramaer หน้า ๑๘๔)


รูปที่ ๘ แผนที่แนบท้ายราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ ๔๗ หน้า ๑๐ วันที่ ๑๑ พฤษภาคมพ.ศ. ๒๔๗๓ เรื่อง พระราชกฤษฎีกาจัดซื้อที่ดินและอสังหาริมทรัพย์อย่างอื่นสร้างรถไฟราษฎร์สายบางบัวทอง รูปนี้แสดงบริเวณแยกไปทางน้ำนนท์ฝั่งตรงข้ามศาลากลางจังหวัดหลังเก่า


รูปที่ ๙ แผนที่แนบท้ายราชกิจจานุเบกษาเล่มที่ ๗๓ ตอนที่ ๖๐ ฉบับพิเศษหน้า ๗ วันที่ ๓ สิงหาคม พ.ศ. ๒๔๙๙ เรื่อง "ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่องจัดตั้งสุขาภิบาลบางม่วง อำเภอบางใหญ่ จังหวัดนนทบุรี" จะเห็นว่ามีการระบุแนวทางรถไฟพระยาวรพงษ์ (เดิม) ปรากฏอยู่ในแผนที่

วันพุธที่ 27 มีนาคม พ.ศ. 2556

เมื่อ GC มีพีคประหลาด (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๔๕) MO Memoir : Wednesday 27 March 2556


เมื่อวานตอนเกือบ ๔ โมงเย็น สาวน้อยเมืองโอ่งโทรมาหาผมเรื่องมีคนอยากถอด detector เครื่อง GC ของเราออกมาทำความสะอาด ผมก็แปลกใจเพราะผมไม่เห็นว่ามันมีปัญหาอะไร แล้วเขานึกอย่างไรจึงจะมารื้อเครื่องมือเล่น

เรื่องมันเริ่มจากตอนที่สาวน้อยเมืองโอ่งและสาวน้อยเมืองขุนแผนทดลองฉีดสารละลายฟีนอลเจือจางในน้ำ แล้วพบพีคประหลาดที่ไม่ควรจะเป็นพีคฟีนอล เครื่อง GC ที่เราใช้คือ Shimadzu 8A ติดตั้งตัวตรวจวัดชนิด FID (Flame ionisation detector) ซึ่งตรวจวัดเฉพาะสารอินทรีย์เท่านั้น
  
ลักษณะการออกมาของพีคดังกล่าวจะออกมาที่เวลาคงที่หลังการฉีดตัวอย่างแต่ละครั้ง คือออกมาที่เวลาประมาณ 1 นาที และถ้าไม่มีการฉีดสารตัวอย่างก็จะไม่มีพีคออกมา ด้วยข้อมูลนี้ทำให้ผมสงสัยว่าสารละลายที่เขาเตรียมนั้นมีการปนเปื้อน ก็เลยแนะนำให้เขาไปเอาน้ำกลั่นมาฉีด ซึ่งมันไม่ควรมีพีคใดปรากฏ
  
แต่ปรากฏว่ามันมีพีคออกมาที่เวลาประมาณ 1 นาทีเช่นเดิม
  
ผมก็เลยบอกให้เขาไปเอาน้ำ DI ในอีกถังมาลองฉีดดู ก็พบว่ามันก็มีพีคออกมาที่เวลาประมาณ 1 นาทีอีก (รูปที่ ๑)

ตรงนี้ผมอธิบายให้เขาฟังว่าจุดที่อาจเกิดการปนเปื้อนนั้นมันมีอยู่ด้วยกัน ๓ ที่ คือ
(๑) ตัวน้ำกลั่นและน้ำ DI มีการปนเปื้อน
(๒) บีกเกอร์ที่เราไปเอาน้ำมามีการปนเปื้อน และ
(๓) Syringe ที่ใช้ฉีดตัวอย่างนั้นมีการปนเปื้อน

ในกรณีที่การปนเปื้อนเกิดที่ syringe นั้น สิ่งที่เราควรจะเห็นก็คือเมื่อฉีดตัวอย่างไปเรื่อย ๆ พีคที่แปลกปลอมที่เห็นควรจะเล็กลง เนื่องจากมันถูกตัวอย่างชะล้างเอาออกไป แต่เนื่องจากสิ่งที่เห็นคือขนาดของพีคค่อนข้างคงที่ ดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้ว่าสารปนเปื้อนนั้นอยู่ในน้ำตัวอย่างที่เราเอามาฉีด ซึ่งสารปนเปื้อนนั้นอาจเปื้อนบีกเกอร์ที่ไปรองน้ำมา หรือละลายอยู่ในน้ำแต่แรกแล้ว ตรงนี้เราทดสอบได้ด้วยการนำบีกเกอร์ใบใหม่ไปรองน้ำมาใหม่ แล้วทดลองฉีดดูใหม่ ถ้าพีคมันหายไปก็แสดงว่าสารปนเปื้อนนั้นอยู่ที่บีกเกอร์ แต่ถ้ามันอยู่เหมือนเดิมก็แสดงว่ามันอยู่ในน้ำมาแต่แรก และหลังจากที่เขาได้ทดสอบโดยการเปลี่ยนบีกเกอร์แล้วก็พบว่าพีคยังคงมีอยู่เหมือนเดิม นั่นแสดงว่าทั้งน้ำกลั่นและน้ำ DI ที่ใช้อยู่ในแลปเรานั้นมีการปนเปื้อนทั้งสองถัง

นั่นเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นก่อนที่จะมีคนมาขอทำความสะอาด FID

เมื่อวานตอนเย็นผมก็ได้คุยกับสาวน้อยเมืองโอ่ง (ทราบว่ามีสาวน้อยเมืองขุนแผนนั่งฟังอยู่ด้วย) ว่าเราอาจทดสอบเพิ่มเติมเพื่อยืนยันได้อีกด้วยการทดลองฉีดโทลูอีนเข้าไป (โทลูอีนจะออกมาที่เวลาประมาณ 4 นาที) ถ้าไม่ปรากฏว่ามีพีคที่เวลา 1 นาทีก็แสดงว่าการปนเปื้อนนั้นอยู่ที่น้ำ แต่เนื่องจากเขาได้ปิดเครื่อง GC ไปแล้วก็เลยได้มาทดลองทำกันเช้าวันนี้



รูปที่ ๑ เส้นบนคือโครมาโทแกรมที่ได้จากการฉีดน้ำกลั่น เส้นล่างคือโครมาโทแกรมที่ได้จากการฉีดน้ำ DI

ผลที่ได้แสดงไว้ในรูปที่ ๒ ในหน้าถัดไป จะเห็นว่าพีคที่เวลา ๑ นาทีหายไป นั่นแสดงว่าทั้งน้ำกลั่นและน้ำ DI ที่ใช้ในแลปเราในขณะนี้มีปัญหาปนเปื้อน
  
จากนั้นผมก็ได้ให้สาวน้อยเมืองขุนแผนไปขอน้ำกลั่นจากห้องปฏิบัติการเคมีพื้นฐานมาทดลองฉีด ผลออกมาก็คือไม่มีพีคที่เวลา 1 นาทีปรากฏ แต่มีพีคของโทลูอีนปรากฏ
  
กรณีนี้สรุปได้ว่าเป็นการปนเปื้อนที่ syringe ที่ใช้ฉีด เพราะ syringe ที่ใช้ฉีดน้ำกลั่นเป็นตัวเดียวกันกับที่ใช้ฉีดโทลูอีนก่อนหน้า พีคที่เห็นจึงมีลักษณะที่ค่อย ๆ เล็กลงเมื่อทำการฉีดซ้ำ เพราะโทลูอีนถูกน้ำชะไปจาก syringe อย่างช้า ๆ สาเหตุก็เพราะโทลูอีนละลายน้ำได้น้อยมาก
  
การแก้ปัญหาดังกล่าวทำได้โดยการล้าง syringe ให้มากครั้งขึ้น แต่อาจใช้ acetone หรือเอทานอลเป็นตัวล้าง เพราะโทลูอีนละลายใน acetone และเอทานอลได้ดีกว่าน้ำ จากนั้นจึงค่อยใช้น้ำ (หรือตัวอย่างของเราที่เป็นสารละลายในน้ำ)ล้างเอา acetone หรือเอทานอลออก ก่อนที่จะทำการฉีดตัวอย่าง


รูปที่ ๒ โครมาโทแกรมที่ได้จากการฉีดโทลูอีนสองครั้งเมื่อช่วงเช้าวันนี้ จะเห็นว่าพีคที่เวลาประมาณ 1 นาทีนั้นหายไป

การปนเปื้อนที่ detector หรือที่ปนมากับแก๊สที่ใช้จุดเปลวไฟของ FID นั้นจะมีสัญญาณออกมาตลอดเวลา มีลักษณะที่เป็นสัญญาณรบกวน (noise) มากกว่าที่จะเป็นพีค และไม่ขึ้นกับการเกิดพีค อุณหภูมิคอลัมน์ การฉีดสารตัวอย่างหรือการเคลื่อนตัวของเส้น base line กล่าวคือระดับเส้น base line อาจคงที่ แต่สัญญาณมีการเต้นไปมารอบ ๆ ค่าเฉลี่ยค่าหนึ่งค่อนข้างมาก
  
ถ้าเป็นการปนเปื้อนที่คอลัมน์ มักจะมีพีคปรากฏในเวลาที่เอาแน่เอานอนไม่ได้ และมักขึ้นกับอุณหภูมิ พวกนี้เรามักเห็นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิคอลัมน์ให้สูงขึ้น (เช่นตอนทำ temperature programmed) เพราะมันมักเป็นองค์ประกอบที่ฉีดเข้าไปแล้วไม่หลุดออกมาจากคอลัมน์เนื่องจากตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ไม่สูงมากพอหรือไม่ให้เวลานานพอ ก่อนที่จะลดอุณหภูมิคอลัมน์ให้ต่ำลง นี่คือสิ่งที่พวกคุณได้เห็นกันเมื่อสัปดาห์ที่แล้วที่ผมให้คุณตั้งอุณหภูมิคอลัมน์ค้างไว้ที่ 230ºC แล้วก็ได้เห็นอะไรต่อมิอะไรออกมาเยอะแยะไปหมด

วันจันทร์ที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2556

อีกฟากด้านของเนิน (The German Generals Talk) MO Memoir : Monday 25 March 2556

เนินเขาที่ขวางหน้านั้นทำให้เราไม่ทราบว่าอีกฟากด้านของเนินมีอะไรอยู่

ในช่วงสงคราม แนวรบนั้นเปรียบเสมือนเป็นเนินเขา สิ่งที่ผู้นำทัพของแต่ละฝ่ายอยากทราบคือ อีกฝ่ายหนึ่งคิดอะไรอยู่ ซึ่งในระหว่างการรบนั้น ความคิดที่อยู่ในหัวของอีกฝ่ายหนึ่งนั้น ต่างคนต่างได้แต่คาดเดา แต่เมื่อสงครามสงบลงและทั้งสองฝ่ายได้มาพบปะพูดคุยกัน ภาพอีกฟากด้านของเนินจากมุมมองของแต่ละฝ่าย ต่างก็เปิดให้เห็นกัน
  
B.H. Liddell Hart เป็นชาวอังกฤษ เข้าร่วมรบในสงครามโลกครั้งที่ ๑ จนได้รับยศเป็นร้อยเอก (Captain) ก่อนที่จะออกจากราชการทหาร มาประกอบอาชีพเป็นนักเขียน ผู้สื่อข่าวสงคราม ผู้เขียนหนังสือประวัติศาสตร์สงคราม และแนวคิดทางยุทธศาสตร์ งานเขียนทางทหารของเขาช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่ ๒ ไม่เพียงแต่ทำให้เขาเป็นที่ยอมรับกันในหมู่นายทหารอังกฤษ แต่ยังรวมถึงฝั่งนายทหารเยอรมันด้วย


 รูปที่ ๑ ส่วนหนึ่งของหนังสือเกี่ยวกับสงครามโลกครั้งที่ ๒ ที่สะสมไว้ ทั้งสามเล่มเขียนโดยบุคคลที่มีบทบาทสำคัญของการรบในภาคพื้นยุโรป เริ่มจากเล่มซ้าย "Panzer Leader" เขียนโดยพลเอก Heinz Guderian ผู้พัฒนาวิธีการรบแบบ Blitzkrieg (ที่ใช้ยานเกราะควบคู่กับอากาศยานเจาะทะลวงลึกเข้าไปหลังแนวรบข้าศึก) ให้สามารถใช้งานได้จริง นำมาใช้กับโปแลนด์ ฝรั่งเศส และรัสเซีย เล่มกลาง "Lost Victories" เขียนโดยจอมพล Eric von Manstein ผู้ได้รับการยกย่องว่าเป็นนายพลผู้มีความสามารถมากที่สุดของกองทัพเยอรมันจากบรรดานายพลเยอรมันด้วยกัน และเล่มขวาสุด "The German Generals Talk" เขียนโดยร้อยเอก B.H. Liddell Hart นายทหารผู้ผ่านสงครามโลกครั้งที่ ๑ ก่อนจะออกจากราชการทหารมาเขียนหนังสือเกี่ยวกับยุทธศาสตร์และประวัติศาสตร์ทางทหาร หนังสือเกี่ยวกับแนวคิดทางทหารของเขาที่เขียนขึ้นในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่ ๑ และสงครามโลกครั้งที่ ๒ ของเขาถูกอ่านโดยผู้นำทัพทั้งทางฝ่ายอังกฤษและเยอรมัน แต่ฝ่ายเยอรมันเป็นผู้ที่นำไปพัฒนาและปฏิบัติจนได้ผลสำเร็จจริงเป็นฝ่ายแรก
  
และนั่นเป็นสิ่งที่เปิดโอกาสให้เขาได้พบปะพูดคุยกับเหล่านายพลเยอรมันผู้ถูกจับเป็นเชลยทั้งในระหว่างสงครามและเมื่อสงครามโลกครั้งที่ ๒ สิ้นสุดลงในปีค.ศ. ๑๙๔๕ (พ.ศ. ๒๔๘๘) และนำมาสู่หนังสือที่มีชื่อว่า "The other side of the hill" หรืออีกฟากด้านของเนินที่ตีพิมพ์ในอังกฤษในปีค.ศ. ๑๙๔๘ (พ.ศ. ๒๔๙๑) หนังสือเล่มนี้ถูกตีพิมพ์ใหม่เพื่อจำหน่ายในอเมริกาในชื่อ "The German Generals Talk" (ผมอยากแปลว่า "บนสนทนากับนายพลเยอรมัน")


รูปที่ ๒ หน้าตาของผู้เขียนหนังสือแต่ละเล่มในรูปที่ ๑ เริ่มจาก (ซ้าย) Heinz Guderian ภาพจากหนังสือ Panzer Leader (กลาง) Eric von Manstein ภาพจากหนังสือ Lost Victories (ขวา) B.H. Liddell Hart ภาพจาก http://www.npg.org.uk

Liddell Hart นั้นเป็นทหาร แต่การบาดเจ็บเรื้อรังที่เป็นผลจากการได้รับแก๊สในสงครามโลกครั้งที่ ๑ ทำให้เขาต้องออกมาประกอบอาชีพเป็นนักเขียน การที่เขาเป็นคนที่มีอายุรุ่นราวคราวเดียวกับบุคคลที่มีบทบาทในการสงคราม (ไม่ว่าจะเป็นทางการเมืองหรือทางทหาร) ทำให้เขาแตกต่างจากนักเขียนประวัติศาสตร์สงครามโลกครั้งที่ ๒ หลายรายที่ไม่ได้เป็นคนร่วมสมัยหรือมีอายุขัยรุ่นเดียวกันกับผู้ที่มีบทบาทในสงครามในสมัยนั้น คนยุคสมัยเดียวกันมักเข้าใจการกระทำของคนต่าง ๆ ในยุคสมัยนั้น ซึ่งสิ่งนั้นอาจเป็นเรื่องปรกติหรือเป็นที่ยอมรับกันในสมัยนั้น แต่อาจไม่เป็นที่ยอมรับกันสมัยปัจจุบัน สิ่งหลังนี้เป็นสิ่งที่ต้องพึงระวังเวลาอ่านประวัติศาสตร์ที่เขียนโดยผู้เขียนที่ไม่ได้เติบโตหรือผ่านเหตุการณ์เช่นนั้นมาก่อน
ในฐานะที่เคยเป็นทหาร เมื่อทหารคุยกับทหารก็คงต้องคุยกันเรื่องยุทธศาสตร์และยุทธวิธีเป็นหลัก การเรียนรู้จากความพ่ายแพ้เป็นสิ่งที่สำคัญพอ ๆ กับการเรียนรู้จากชัยชนะ
  
หนังสือเล่มนี้มีการสัมภาษณ์นายพลเยอรมันเอาไว้หลายคน แต่ที่ผมเห็นว่าน่าสนใจมากมีอยู่ ๓ คนด้วยกันคือ Field Marshal Gerd von Rundstedt, Filed Marshal Paul Ludwig Ewald von Kleist (Filed Marshal คือยศจอมพล) และ General der Panzertruppe Wilhelm Ritter von Thoma (เทียบเท่าพลโท แต่ยศทหารบกเยอรมันมีการระบุหน่วยรบด้วย เช่นในกรณีนี้ก็เป็นพลโทของหน่วยยานเกราะหรือรถถังนั่นเอง) สาเหตุก็เพราะ ๓ คนนี้มีบทบาทในการวางแผนการรบและการปฏิบัติการรบที่สำคัญหลายแห่งในสงครามโลกครั้งที่ ๒ และเสียชีวิตลงหลังสงครามโลกครั้งที่ ๒ สิ้นสุดได้ไม่นาน ดังนั้นหนังสือเล่มนี้จึงอาจเป็นหนังสือเล่มเดียวที่มีบันทึกความคิดเห็นของคนเหล่านั้นเอาไว้ในขณะที่ความทรงจำเกี่ยวกับสงครามยังสดใหม่อยู่
  
จอมพล von Rundstedt จัดได้ว่าเป็นผู้ที่มีอาวุโสมากที่สุดในบรรดานายพลเยอรมัน เป็นที่เคารพและยำเกรง แม้แต่ฮิตเลอร์ก็ยังต้องเกรงใจในบางเรื่อง ไม่เพียงแต่จะเป็นทางฝ่ายเยอรมัน ทางฝ่ายศัตรูเอง (อังกฤษและฝรั่งเศส) ก็ยอมรับในความเป็นทหารมืออาชีพของจอมพลผู้นี้ จอมพลผู้นี้เสียชีวิตในปีค.ศ. ๑๙๕๓ (พ.ศ. ๒๔๙๖) หรือหลังสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดได้ ๘ ปี (ตอนนั้นเยอรมันตะวันตกยังอยู่ในการควบคุม มาได้อิสระภาพและจัดตั้งกองทัพได้ใหม่ในปีค.ศ. ๑๙๕๕ (พ.ศ. ๒๔๙๘) หรือหลังสงครามสิ้นสุดได้ ๑๐ ปี) จอมพล Rundstedt เป็นผู้ที่มีบทบาทตั้งแต่การสร้างกองทัพเยอรมันขึ้นมาใหม่หลังสงครามโลกครั้งที่ ๑ รวมทั้งได้รับหน้าที่เป็นผู้นำ Army group ในการเข้าตีโปแลนด์ ฝรั่งเศส และรัสเซียในช่วงต้น หนึ่งในผู้ใต้บังคับบัญชาของเขาในช่วงก่อนบุกฝรั่งเศสคือ Eric von Manstein ผู้เสนอแผนการรบที่แหวกแนวจนเกินกว่าฝ่ายเสนาธิการของกองทัพเยอรมันจะยอมรับได้ จนกระทั่งได้ฮิตเลอร์เข้ามาแทรกแซงให้ใช้แผนดังกล่าว และนำไปสู่การพิชิตฝรั่งเศสใน ๖ สัปดาห์ Liddell Hart ได้ให้บทที่ ๗ ในหนังสือเล่มนี้เป็นเรื่องเฉพาะของจอมพลผู้นี้ในชื่อ "The old guard"-Rundstedt
  
ผมรู้สึกว่าจอมพล von Rundstedt ไม่ค่อยถูกกล่าวถึงในหนังสือประวัติศาสตร์สงครามโลกครั้งที่ ๒ ที่เขียนโดยโลกตะวันตก (เท่าที่ผมมี) เท่าใดนัก ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าความยิ่งใหญ่ของเขาที่เป็นที่ยอมรับกันในหมู่นายทหารทั้งทางด้านเยอรมันและทางอังกฤษจนนักเขียนในยุคหลังไม่รู้ว่าจะกล่าวโจมตีตรงไหนดี เขาเป็นเหมือนทหารที่ปฏิบัติหน้าที่ตามที่ได้รับการฝึกและได้รับมอบหมาย แต่เมื่อสงครามแพ้ ก็เป็นถูกโยนความผิดให้ ชัยชนะของเยอรมันในช่วงแรกของสงครามไม่ได้มาจากการมีอาวุธที่ดีกว่า แต่มาจากการมียุทธวิธีและการฝึกทหารที่มีประสิทธิภาพมากกว่า แตกต่างจากชัยชนะของรัสเซียหรือของสหรัฐอเมริกาและอังกฤษในช่วงหลัง ที่มาจากการมีอำนาจการยิงและการทำลายล้างที่สูงกว่า


รูปที่ ๓ นายพลเยอรมันที่มีบทบาทสำคัญในสงครามโลกครั้งที่ ๒ ที่ Liddell Hart ได้สัมภาษณ์ไว้ (ซ้าย) จอมพล Gerd von Rundstedt (กลาง) จอมพล Paul Ludwig Ewald von Kleist (ขวา) Wilhelm Ritter von Thoma ทั้ง ๓ รายนี้เสียชีวิตหลังสงครามสิ้นสุดได้ไม่นาน รูปจาก http://www.bild.bundesarchiv.de

จอมพล von Kleist เป็นนายพลผู้หนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในการเป็นผู้นำกองทัพรถถังของเยอรมัน หลังสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดได้ไม่นาน เขาถูกส่งตัวต่อไปยังยูโกสลาเวียในปีค.ศ. ๑๙๔๖ (พ.ศ. ๒๔๘๙) และไปยังรัสเซียในปีค.ศ. ๑๙๔๘ (พ.ศ. ๒๔๙๑) ก่อนที่จะเสียชีวิตในระหว่างที่ถูกควบคุมตัวเป็นนักโทษรัสเซียในปีค.ศ. ๑๙๕๔ (พ.ศ. ๒๔๙๗) จัดเป็นนายทหารเยอรมันที่มียศสูงที่สุด (จอมพล) ที่เสียชีวิตในขณะที่เป็นเชลยศึกสงคราม ในสงครามกับรัสเซียนั้น von Klesit เป็นผู้นำกองทัพอยู่ในแนวรบด้านใต้ในกลุ่ม Army Group Southที่มุ่งหน้าไป Stalingrad ก่อนที่จะแยกลงไปทางใต้มุ่งไปสู่คอเคซัสและได้รับหน้าที่เป็นผู้บังคับบัญชา Army Group A
  
เมื่อกองทัพรัสเซียตีโอบล้อม 6th Army ที่เมือง Stalingrad เอาไว้ได้ แผนการณ์ของทางรัสเซียนั้นต้องการตัดทางถอยของ Army Group A ด้วย ในการณ์นี้ von Kleist ต้องทำการเคลื่อนย้ายกองกำลังทั้งหมดถอยข้ามแม่น้ำ Don ที่เมือง Rostov ให้ทัน โชคดีที่เส้นทางถอยนั้นมีกองกำลังใต้การบังคับบัญชาของ von Manstein ควบคุมอยู่ ทำให้หน่วงการเคลื่อนรุกของรัสเซียเอาไว้ได้ แต่ก็จำเป็นต้องยืมกองกำลังของ von Kleist ไปช่วย กองกำลังส่วนหนึ่งของ von Kleist ที่ถอยกลับมาได้และกองกำลังของ von Manstein ได้ทำการตีโต้กลับกองทัพรัสเซียที่เมือง Kharkov ในการรบที่มีชื่อว่า The 3rd battle of Kharkov ที่แสดงให้เห็นความสามารถในการวางแผนของ Manstein ในการใช้กำลังที่น้อยกว่า (เยอรมันประมาณ ๗๐,๐๐๐ นายต่อรัสเซียประมาณ ๓๕๐,๐๐๐ นายหรือ ๑ ต่อ ๕) ในการตีโต้และเอาชนะกองกำลังที่เหนือกว่าได้
  
ถ้าดูจากช่วงเวลาที่สงครามสิ้นสุดและ Liddell Hart ได้มีโอกาสสนทนากับ von Kleist ไปจนถึงเวลาที่เขาถูกส่งตัวไปยังยูโกสลาเวียและรัสเซียนั้น ทำให้อาจเป็นไปได้ว่าหนังสือเล่มนี้อาจเป็นหนังสือเล่มเดียวของทางโลกตะวันตกที่ได้มีการสัมภาษณ์จอมพลผู้นี้เอาไว้

ถ้า Guderian เป็นหมายเลข ๑ ของผู้บุกเบิกในการนำรถถังมาใช้ในการรบของกองทัพเยอรมัน von Thoma ก็คงเป็นหมายเลข ๒ ที่ตามมาติด ๆ แต่การที่เขาไม่ค่อยได้ถูกกล่าวถึงนักอาจเป็นเพราะว่าเขาถูกจับเป็นเชลยในช่วงต้นสงคราม (ในระหว่างการรบที่ El Alamen ในอียิปต์ในปีค.ศ. ๑๙๔๒ (พ.ศ. ๒๔๘๕)) และเสียชีวิตหลังสงครามสงบได้ไม่นาน (เสียชีวิตในปีค.ศ. ๑๙๔๘ (พ.ศ. ๒๔๙๑) หรือเพียง ๓ ปีหลังสงครามสงบ)
  
สงครามกลางเมืองในสเปญที่เกิดขึ้นในระหว่างปีค.ศ. ๑๙๓๖-๑๙๓๙ (พ.ศ. ๒๔๗๙-๒๔๘๒) จัดเป็นสนามรบที่เปิดโอกาสให้มีการทดสอบทฤษฎีใหม่ ๆ ทางทหาร หนึ่งในทฤษฎีนั้นคือการใช้บอากาศยานในการทำลายแนวหลังข้าศึกและใช้ยานเกาะในการบุกทะลวง หนึ่งในประเทศที่ให้การสนับสนุนกองทัพฝ่าย Nationalist ที่นำโดยนายพลฟรังโกคือเยอรมัน และพันเอก Ritter von Thoma ก็เป็นหนึ่งในนายทหารของเยอรมันที่ได้เข้าร่วมในการรบในสงครามดังกล่าว หน่วยทหารสำคัญที่เยอรมันส่งไปช่วยคือหน่วยรถถังและกองทัพอากาศ
  
ในช่วงแรกของสงครามโลกครั้งที่ ๒ von Thoma ทำหน้าที่คุมกรมรถถังปฏิบัติการในโปแลนด์ก่อนได้เลื่อนยศขึ้นเป็นนายพลและคุมกองพลรถถังในการบุกรัสเซีย ในเดือนปลายปีค.ศ. ๑๙๔๒ (พ.ศ. ๒๔๘๕) von Thoma ถูกส่งไปช่วยการรบในอาฟริกาเหนือในจังหวะที่สถานการณ์กำลังจะพลิกกลับ คือการตีโต้กลับของกองทัพที่ ๘ ของอังกฤษนำโดยนายพล Montgomery ในการรบที่ El Alamein ในอียิปต์
  
วันที่ ๔ พฤศจิกายนปีค.ศ. ๑๙๔๒ กองกำลังรถถังที่นำโดย von Thoma ถูกทำลายรวมทั้งรถถังของเขาเองด้วย von Thoma ถูกจับเป็นเชลยสงครามในวันนั้น และในเย็นวันเดียวกันนั้นเอง ก็ได้ร่วมรับประทานอาหารเย็นร่วมกับนายพล Montgomery ที่กองบัญชาการของ Montgomery แม้แต่ตัวนายกรัฐมนตรีอังกฤษในขณะนั้น (Churchill) เองก็ยังยอมรับความสามารถของ von Thoma ด้วย

การกระทำที่เรียกว่าอาชญากรสงครามนั้นจะว่าไปแล้วมันก็ทำกันทั้งสองฝ่าย เพียงแต่ฝ่ายผู้แพ้เท่านั้นที่จะถูกนำตีแผ่ขยายความเพื่อหาความชอบในการกระทำของผู้ชนะ ถ้าสังเกตุดูภาพยนต์จากทางสหรัฐบางเรื่องในช่วงหลัง ๆ (เช่น Saving Private Ryan และ Band of Brothers) ก็จะเห็นมีการแทรกฉาก การยิงทิ้งเชลยศึกชาวเยอรมัน การปล้นทรัพย์ประชาชนที่อยู่ภายใต้การยึดครอง และการสังหารประชาชนที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทำสงคราม ในส่วนของผู้บัญชาการกองทัพนั้น ถ้าไม่สามารถหาหลักฐานได้ว่าเป็นคนออกคำสั่งโดยตรง ก็มักจะเป็นการกล่าวหาว่ามีผู้ใต้บังคับบัญชากระทำผิด
  
ในตอนท้ายของหนังสือเล่มนี้ Liddell Hart กล่าวถึงนายพลเยอรมันเอาไว้ว่า

"The German generals of this war were the best-finished product of their profession-anywhere. They could have been better if their outlook had been wider and their understanding deeper. But if they had become philosopers they would have ceased to bo soldiers."



รูปที่ ๔ รูปนี้นำมาจาก http://www.iwm.org.uk/collections/item/object/205194821 พร้อมกับคำบรรยายภาพว่า
"© IWM (E 19129) Catalogue number E 19129 : The Second World War 1939 - 1945: General von Thoma, Commander of the famed Afrika Corps, surrenders to Montgomery at 8th Army TAC HQ. The victory at Alamein marked the turning point in Allied fortunes in the Second World War." Montgomery คือคนที่ยืนอยู่ทางด้านซ้าย ไม่ใส่หมวก ส่วน von Thoma คือคนที่ยืนทำความเคารพอยู่ทางด้านขวา

หมายเหตุ ประวัติของนายพลทั้ง ๓ ราย อ่านเพิ่มเติมได้จาก
http://en.wikipedia.org/wiki/Gerd_von_Rundstedt
http://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Ludwig_Ewald_von_Kleist
http://en.wikipedia.org/wiki/Ritter_von_Thoma

วันเสาร์ที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2556

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๒ MO Memoir : Saturday 23 March 2556

Memoir ฉบับนี้เป็นตอนที่ ๒ ของเอกสารที่เตรียมขึ้นเพื่อปูพื้นฐานให้กับผู้ที่มีพื้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป ที่ไม่ได้เรียนและทำงานสายวิศวกรรม เนื้อหาใน Memoir นี้แก้ไขเพิ่มเติมจากเอกสารที่ใช้ในโครงการอบรม Cosmetic Engineering and Production Planning (CEPP) สำหรับสมาคมผู้ผลิตเครื่องสำอางไทย เมื่อวันเสาร์ที่ ๑๖ มีนาคม ๒๕๕๖ ที่ผ่านมา แต่เนื่องจากเห็นว่าน่าจะพอให้ประโยชน์แก่บุคคลทั่วไปได้บ้าง จึงนำมาเผยแพร่ใน blog นี้
  
ฉบับนี้เป็นตอนต่อจากฉบับ ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๕๘๙ วันศุกร์ที่ ๑๕ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๑"

. ประเภทของปั๊ม

ในทางวิศวกรรมเราแบ่งปั๊มออกเป็น ๒ ประเภทใหญ่ คือ positive displacement pump กับ centrifugal pump

อันที่จริงยังมีอุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งที่สามารถทำงานได้เหมือนปั๊ม แต่มักจะใช้กับแก๊สมากกว่าคือ ejector ที่ใช้เป็นอุปกรณ์ทำสุญญากาศ (ในระดับที่ไม่ต่ำมาก) เรื่องหลักการทำงานของ ejector นี้เคยเล่าไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๑๐ วันอังคารที่ ๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๓ อธิบายศัพท์"

พวกปั๊มในตระกูล positive displacement pump เป็นพวกที่เพิ่มความดันให้กับของเหลวโดยตรง ปั๊มในตระกูลนี้ได้แก่
  
- ปั๊มลูกสูบ (reciprocating pump)
- ไดอะแฟรมปั๊ม (diaphragm pump)
- เกียร์ปั๊ม (gear pump)
- โรตารีปั๊ม (rotary pump)
- สกรูปั๊ม (screw pump)
- ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (peristaltic pump)

ปั๊มในตระกูล centrifugal pump เป็นพวกที่เพิ่มพลังงานจลน์ให้กับของเหลว โดยทั่วไปจะใช้แรงเหวี่ยง ซึ่งพลังงานจลน์นั้นจะเปลี่ยนไปเป็นพลังงานศักย์อีกทีหนึ่ง ปั๊มในตระกูลนี้ได้แก่ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) เป็นปั๊มที่มีการใช้งานกันมากที่สุดในงานทั่วไปและในโรงงาน และอาจจัดเป็นปั๊มที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ (moving part) น้อยที่สุด และมีชิ้นส่วนที่ขัดสีกันน้อยที่สุดด้วย คือมีแต่ใบพัดที่หมุนเท่านั้น และก็ไม่จำเป็นต้องมีระยะช่องว่าง (clearance) ที่แคบระหว่างใบพัด (impeller) กับตัวเรือนปั๊ม (housing) เหมือนพวกเกียร์ปั๊มหรือโรตารีปั๊มด้วย


. Positive displacement pump

.๑ ปั๊มลูกสูบ (Piston pump)

ปั๊มลูกสูบเป็นปั๊มที่สามารถสร้างความดันได้สูงด้วยการอัดเพียงขั้นตอนเดียว ให้อัตราการไหล "เฉลี่ย" ถือได้ว่าคงที่โดยไม่ขึ้นกับความต้านทานด้านขาออก แต่การไหลจะไม่ราบเรียบ คือจะไหลเป็นจังหวะตามการอัดของลูกสูบ แต่ก็พอจะทำให้การไหลราบเรียบขึ้นมาบ้างได้โดยการใช้ระบบปั๊มที่มีหลายลูกสูบหรือการติดตั้ง gas chamber ทางด้านขาออก
  
รูปแบบการทำงานของปั๊มลูกสูบแสดงไว้ในรูปที่ ๑ ข้างล่าง


รูปที่ ๑ การทำงานของปั๊มลูกสูบ (reciprocating pump) รูปซ้ายเป็นจังหวะดูด ลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางซ้าย วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาเข้าจะเปิดให้ของเหลวไหลเข้ากระบอกสูบ วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาออกจะปิด รูปขวาเป็นจังหวะอัด วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาเข้าจะปิด ส่วนวาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาออกจะเปิดให้ของเหลวไหลออกไปจากกระบอกสูบ

การปรับอัตราการไหลของระบบที่ใช้ปั๊มลูกสูบมักจะกระทำโดยการปรับช่วงชักของลูกสูบ การติดตั้งปั๊มชนิดนี้ต้องระวังไม่ให้มีโอกาสที่ท่อด้านขาออกปิดตาย (ของเหลวไหลผ่านไม่ได้) เพราะถ้ามอเตอร์ขับเคลื่อนปั๊มไม่สามารถผลักดันลูกสูบให้ไปข้างหน้าได้ มอเตอร์ก็จะหยุดหมุนและไหม้ได้ หรือไม่ก็ท่อด้านขาออกจะเกิดความเสียหายจากความดันที่สูงขึ้น การป้องกันจึงกระทำโดยการติดตั้งวาล์วระบายความดัน (relief valve) ไว้ทางด้านขาออกของปั๊ม
  
ปั๊มลูกสูบจะมีการขัดสีกันระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบ บริเวณนี้อาจต้องมีการหล่อลื่น สำหรับปั๊ม "บางแบบ" นั้น (เช่นปั๊มน้ำ) อาจจะให้ของเหลวที่ทำการปั๊มนั้นทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่น ดังนั้นจะต้องมีของเหลวรั่วไหลออกมาในปริมาณเล็กน้อยเพื่อหล่อลื่นและระบายความร้อนออกจากบริเวณที่มีการเสียดสี
  
จุดเด่นอีกข้อหนึ่งของปั๊มชนิดนี้คือความสามารถในการ "ล่อน้ำ" ด้วยตนเอง (self priming)

.๒ ไดอะแฟรมปั๊ม (Diaphragm pump)

การทำงานของไดอะแฟรมปั๊มเหมือนกับปั๊มลูกสูบ เพียงแต่ลูกสูบไม่มีการสัมผัสกับของเหลวโดยตรง แต่มีการติดตั้งแผ่นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นคั่นเอาไว้ระหว่างลูกสูบกับของเหลว ดังนั้นสามารถป้องกันการรั่วไหลของสารที่ทำการปั๊มและป้องกันไม่ให้สารที่ใช้หล่อลื่นระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบเข้าไปปนเปื้อนสารที่ทำการปั๊มด้วย ปั๊มพวกนี้บางชนิดสามารถทำงานกับของเหลวที่สามารถกัดกร่อนโลหะได้เพราะตัวลูกสูบและกระบอกสูบที่ทำจากโลหะนั้นไม่ได้มีการสัมผัสกับของเหลวโดยตรง ในกรณีที่ของเหลวที่ทำการปั๊มนั้นมีของแข็งแขวนลอยอยู่ โอกาสที่ของแข็งที่แขวนลอยจะเข้าไปแทรกอยู่ในช่องว่างระหว่างกระบอกสูบและลูกสูบจะไม่มี ปั๊มพวกนี้ก็ให้พฤติกรรมการไหลเป็นจังหวะเช่นเดียวกับปั๊มลูกสูบ ตัวอย่างของปั๊มชนิดนี้แสดงไว้ในรูปที่ ๒
  
ข้อจำกัดของปั๊มพวกนี้อยู่ตรงที่วัสดุที่ใช้ทำแผ่นไดอะแฟรม ทำให้ไม่สามารถผลิตความดันได้สูงมาก และต้องคำนึงถึงของเหลวที่ใช้ในการปั๊มด้วยว่าจะเข้าไปทำลายวัสดุที่ใช้ทำแผ่นไดอะแฟรมหรือไม่ด้วย


รูปที่ ๒ ตัวอย่างไดอะแฟรมปั๊ม 2-stroke (2-stroke diaphragm pump) และโครงสร้าง (ขับเคลื่อนด้วยอากาศความดัน) ในภาพนี้ของเหลวถูกดูดเข้าทางช่องซ้ายและถูกอัดจ่ายออกไปทางช่องขวา
รูปจาก http://www.eninepump.com/diaphragmpump_2.html

.๓ เกียร์ปั๊ม (Gear pump)

เกียร์ปั๊มทำงานโดยอาศัยการขบกันของเฟืองสองตัว (ดูรูปที่ ๓) ของเหลวถูกกวาดไปตามช่องว่างระหว่างฟันเฟืองกับผนังปั๊ม ดังนั้นระยะห่างระหว่างผนังปั๊มกับขอบปลายสุดของฟันเฟืองนั้นส่งผลถึงความสามารถในการทำงานของปั๊ม เพราะถ้าช่องว่างนี้มากเกินไป ของเหลวจะรั่วไหลย้อนกลับแทนที่จะถูกกวาดไปข้างหน้า
  
เกียร์ปั๊มจะให้การไหลที่ราบเรียบกว่าปั๊มลูกสูบ และทำงานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดสูง (พวกปั๊มหอยโข่งทำงานไม่ได้กับของเหลวความหนืดสูง) อัตราเร็วในการไหลของเกียร์ปั๊มขึ้นอยู่กับความเร็วรอบในการหมุนของเฟือง


รูปที่ ๓ การทำงานของเกียร์ปั๊ม (gear pump) รูปจาก http://bin95.com/ebooks/pump_types_ebook.htm

.๔ โรตารีปั๊ม (Rotary pump)

โรตารีปั๊มมีหลายรูปแบบ การทำงานนั้นคล้ายคลึงกับเกียร์ปั๊ม หรือเปรียบได้กับเกียร์ปั๊มที่ใช้ฟันเฟืองที่มีจำนวนฟันน้อยกว่า เช่นโรตารีปั๊มชนิด lobe ที่แสดงในรูปที่ ๔ จะคล้ายคลึงกับการทำงานของเกียร์ปั๊มที่แต่ละเฟืองมีฟันเฟืองแค่ ๓ ซี่
  
การทำงานของ Root blower ที่เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๕๕๓ วันพุธที่ ๒๖ ธันวาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "Root blower" เหมือนกับการทำงานของโรตารีปั๊มชนิด lobe เพียงแต่ root blower นั้นใช้เพิ่มความดันให้กับแก๊ส

รูปที่ ๔ โรตารีปั๊มชนิด lobe (rotary lobe pump) รูปจาก http://www.megator.com/RotaryLobePump.xml
รูปที่ ๕ โรตารีปั๊มชนิด vane (rotary vane pump) รูปจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_vane_pump ในขณะที่โรเตอร์ (2) หมุนไปนั้น ของเหลวจะไหลเข้ามาทางช่องทางด้านซ้าย (ลูกศรสีฟ้า) ตัว vane (3) จะถูกสปริง (4) ดันออกมาให้สัมผัสกับตัวเรือน (1) ตลอดเวลา ของเหลวที่ทำการปั๊มจะอยู่ในช่องว่างระหว่างโรเตอร์ (2) vane (3) และตัวเรือน (1) จนกระทั่งถูกกวาดออกไปทางช่องทางออกทางด้านขวา (ลูกศรสีแดง)

.๕ สกรูปั๊ม (Screw pump)

สกรูปั๊มอาศัยการหมุนของแท่งสกรูในท่อทรงกระบอก (cylinder) ซึ่งอาจมีสกรูเพียงตัวเดียวหมุนอยู่ในกระบอก หรือมีสกรูสองตัวขบกับและหมุนอยู่ในกระบอกเดียวกัน การปั๊มด้วยสกรูนี้ใช้ได้ตั้งแต่ของเหลวที่มีความหนืดสูง (เช่นพลาสติกหลอมเหลวในเครื่อง extruder หรือเครื่องฉีดพลาสติก) วัตถุของแข็งที่เป็นผงละเอียดหรือชิ้นอ่อนนุ่ม (เช่นวัสดุผง หรือเนื้อบด) ไปจนถึงการอัดแก๊ส (มักเป็นแบบสกรูคู่ - twin screw compressor)
  
สกรูปั๊มใช้งานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดสูงและต้องการปั๊มให้มีความดันสูง และยังให้การไหลที่ราบเรียบกว่าปั๊มลูกสูบ


รูปที่ ๖ สกรูปั๊ม (screw pump) รูปจาก http://tpypump.en.made-in-china.com

เกียร์ปั๊ม โรตารีปั๊มชนิด lobe และสกรูปั๊ม ให้การไหลที่ราบเรียบมากกว่าปั๊มลูกสูบ แต่จะให้ความดันในการอัดตัวที่ต่ำกว่า ปั๊มพวกนี้ทำงานกับของเหลวที่หนืดได้ดี และยังสามารถใช้กับพวกของเหลวกึ่งของแข็ง (เช่นครีม เจล) ของแข็งที่ผลักดันให้ไหลได้ (เช่นพวกผงอนุภาค เนื้อบด ฯลฯ ได้ดี)
  
.๖ ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (Peristaltic pump)

ปั๊มรีดท่อหรือปั๊มรีดสายยางนั้นเป็นปั๊มขนาดเล็ก การทำงานใช้ลูกกลิ้งกดรีดท่อที่ทำจากวัสดุพอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นในการผลักดันให้ของเหลวไหลไปข้างหน้า ดังนั้นความสามารถในการผลิตแรงดันของปั๊มจึงขึ้นอยู่กับวัสดุพอลิเมอร์ที่ใช้ทำท่อ การปรับอัตราเร็วในการปั๊มจะใช้การปรับความเร็วรอบการหมุนของลูกกลิ้งกดรีดท่อเป็นหลัก 
   
ปั๊มพวกนี้มักใช้ในงานขนาดเล็ก เช่นในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือใช้กับระบบที่ต้องการเติมสารในปริมาณน้อย ๆ แต่ต้องการความแม่นยำสูง เช่นระบบเติมสารเคมีเพื่อปรับสภาพน้ำ


รูปที่ ๗ ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (peristaltic pump)
รูปจาก http://www.bluwhite.com/images/per_pumphead.jpg

. ปั๊มหอยโข่ง (Centrifugal pump)

ปั๊มหอยโข่งเป็นปั๊มที่ใช้งานกันมากที่สุดในการใช้งานทั่วไปและในอุตสาหกรรม ปั๊มประเภทนี้ทำงานโดยใช้ใบพัดดูดของเหลวเข้ามาตรงบริเวณแกนกลางใบพัด และเหวี่ยงออกไปทางขอบใบพัด ดังนั้นความดันที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับรอบการหมุนและขนาดของใบพัด กล่าวคือรอบการหมุนที่สูงและขนาดใบพัดที่ใหญ่ก็จะทำให้ได้ความดันด้านขาออกมากขึ้น แต่ถ้าเทียบกับการอัดเพิ่มความดันในจังหวะเดียวแล้ว พวกปั๊มหอยโข่งจะสร้างความดันได้น้อยกว่าพวก positive displacemnet pump ดังนั้นถ้าต้องการผลิตความดันสูงโดยใช้ปั๊มหอยโข่ง จะต้องเลือกใช้ปั๊มชนิดที่มีขั้นตอนการอัดหลายขั้นตอน (multi stage) หรือใช้ปั๊มที่หมุนด้วยอัตราเร็วรอบที่สูง ข้อดีของปั๊มหอยโข่งคือจะให้รูปแบบการไหลที่ราบเรียบ
  
ปั๊มหอยโข่งไม่เหมาะกับของเหลวที่มีความหนืดสูง การใช้ปั๊มหอยโข่งในการสูบของเหลวที่มีอุณหภูมิใกล้จุดเดือดก็ต้องระวัง (เช่นใช้ในการสูบน้ำที่ได้จากการควบแน่นของไอน้ำเพื่อส่งกลับไปยังหม้อน้ำใหม่ หรือสูบของเหลวที่เดือดจากการต้ม) เพราะของเหลวนั้นอาจเกิดการเดือดเป็นไอขึ้นในตัวปั๊มในจังหวะที่ถูกดูดเข้า และไอนั้นเกิดการควบแน่นเป็นของเหลวได้ใหม่อีกครั้งในตัวปั๊มในจังหวะที่ถูกอัดตัว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า cavitation แรงกระแทกที่เกิดจากการที่ไอควบแน่นเป็นของเหลวสามารถทำให้โลหะที่ใช้ทำตัวปั๊มสึกหรอได้ (ดู Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๘ วันพฤหัสบดีที่ ๔ มีนาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๗ Net Positive Suction Head (NPSH)")

ในจังหวะที่ของเหลวไหลผ่านใบพัดนั้นของเหลวจะถูกปั่นกวนอย่างรุนแรง ในกรณีที่ใช้ปั๊มชนิดนี้สูบของเหลวที่ไม่ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันผสมกันอยู่เช่นใช้สูบน้ำทิ้งที่มีน้ำมันปนอยู่จากบ่อหนึ่งไปยังอีกบ่อหนึ่ง แรงตีจากใบพัดอาจทำให้น้ำที่ไหลผ่านปั๊มนั้น มีหยดน้ำมันเล็ก ๆ ที่เกิดจากการตีกวนของใบพัด กระจายตัวแขวนลอยอยู่ในน้ำได้เป็นเวลานาน โดยไม่มีการลอยแยกตัวขึ้นมาได้
  
ถ้าพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลด้านขาออกกับความต้านทานการไหลด้านขาออก จะพบว่าปั๊มตระกูล positive displacement จะให้การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลที่ไม่มากเมื่อความต้านทานการไหลด้านขาออกเปลี่ยนไป แต่สำหรับปั๊มหอยโข่งแล้วอัตราการไหลจะตกลงได้มากถ้าแรงต้านด้านขาออกเพิ่มสูงขึ้น (ดูตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและความดันด้านขาออกของปั๊มหอยโข่งได้ใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๑ วันจันทร์ที่ ๑๕ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๕ Pump curve")


รูปที่ ๘ ภาพตัดขวางของปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) รูปจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_pump ของเหลวจะถูกดูดเข้าตรงกลางใบพัด และถูกเหวี่ยงออกไปในแนวรัศมีโดยทำมุมฉากกับทิศทางการไหลเข้ามา มุมระหว่างการไหลเข้าและการไหลออกส่งผลต่อความดันที่ได้ ใบพัดที่เป็นพวก axial flow (เช่นใบพัดเรือ หรือพัดลมที่ใช้ตามบ้าน) จะให้อัตราการไหลในแนวแกนสูงสุด แต่จะให้ความดันต่ำสุด ในขณะที่พวกที่เป็น radial flow (ไหลออกในแนวรัศมีเช่นในรูป) จะให้ความดันสูงสุด แต่ให้อัตราการไหลต่ำสุด


รูปที่ ๙ ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าต่อตรงเข้ากับใบพัดปั๊ม (รูปแบบปรกติของการขับเคลื่อน) ของเหลวเข้ามาทางท่อแนวนอนขวาและออกทางท่อแนวดิ่งด้านบน

รูปที่ ๑๐ ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซล สำหรับปั๊มน้ำดับเพลิงในอาคาร น้ำไหลเข้าทางท่อแนวราบด้านซ้าย ออกทางท่อแนวราบด้านขวา

รูปที่ ๑๑ self priming centrifugal pumpสำหรับจ่ายน้ำประปาให้อาคาร น้ำไหลเข้าทางท่อสีเหลืองแนวราบทางด้ายซ้าย ไหลออกในท่อแนวดิ่งทางด้านบน ปั๊มตัวนี้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านสายพาน แต่พอไปดูข้างหลังปรากฏว่าไม่มีสายพานเชื่อมต่อระหว่างเพลามอเตอร์กับเพลาขับปั๊ม

ยังมีตอนที่ ๓ ต่ออีก ซึ่งเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนปั๊ม