แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ การไหลของแก๊ส แสดงบทความทั้งหมด
แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ การไหลของแก๊ส แสดงบทความทั้งหมด

วันศุกร์ที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2562

Rotameter กับ Drag force (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๙๗) MO Memoir : Friday 11 January 2562

เมื่อวัตถุมีความเร็วสัมพัทธ์กับของไหล (fluid ที่อาจเป็นของเหลวหรือแก๊สก็ได้) ไม่ว่าจะเป็นของไหลเคลื่อนที่ผ่านวัตถุหรือวัตถุเคลื่อนที่ผ่านของไหล จะมีแรงกระทำต่อวัตถุนั้น แรงนั้นคือแรงต้านหรือ drag force (Fd)
 
ขนาดของแรงต้านขึ้นอยู่กับ ความหนาแน่นของของไหล (ที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของของไหล) ความเร็วสัมพัทธ์ พื้นที่หน้าตัดที่เข้าปะทะ และรูปร่างของวัตถุ ถ้าว่ากันตามสมการคณิตศาสตร์ก็จะได้ว่า Fd = (Cd (rho) v2A)/2 เมื่อ Fd คือแรงต้าน rho คือความหนาแน่นของของไหล v คือความเร็วสัมพัทธ์ A คือพื้นที่หน้าตัดที่ขวางทิศทางการไหล และ Cd คือค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านหรือ drag coefficient ที่ขึ้นอยู่กับรูปทรงของวัตถุนั้น
ในกรณีของวัตถุที่ตกลงในแนวดิ่งอันเป็นผลจากแรงดึงดูดของโลก (ซึ่งเท่ากับ mg เมื่อ m คือมวลของวัตถุและ g คือค่าความเร่งเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก) สวนทางกับของไหลที่ไหลขึ้น แรงที่กระทำต่อวัตถุนั้นประกอบด้วยแรงต้าน (drag force) และแรงลอยตัว (buoyance force ซึ่งมีค่าเท่ากับน้ำหนักของของไหลที่มีปริมาตรเท่าวัตถุนั้น) วัตถุนั้นจะตกลงสู่พื้นล่าง อยู่กับที่ หรือลอยขึ้นบน ก็ขึ้นอยู่กับผลรวมของแรงต้านและแรงลอยตัวว่ามากหรือน้อยกว่าแรงดึงดูดของโลก ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นของเหลว แรงลอยตัวจะมีบทบาทที่มีนัยสำคัญ แต่ในกรณีที่ของไหลนั้นเป็นแก๊ส แรงลอยตัวจะมีบทบาทต่ำกว่ามากจนในงานส่วนใหญ่นั้นสามารถตัดทิ้งไปได้ (เว้นแต่ในงานที่มีความละเอียดสูงในการชั่งน้ำหนัก ที่อาจเห็นผลของแรงลอยตัวนี้ เช่นในการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค thermogravimetric analysis)
 
Rotameter เป็นอุปกรณ์วัดอัตราการไหลของของไหลที่นำเอาหลักการนี้มาใช้ ตัวอุปกรณ์มีลักษณะเป็นท่อแก้วที่รูภายในมีลักษณะบานขึ้นเล็กน้อย อุปกรณ์นี้ใช้วัดได้ทั้งของเหลวและแก๊สปรับแต่งช่วงการวัดได้ด้วยการปรับน้ำหนักและ/หรือรูปล่างของลูกลอย เช่นถ้าต้องการวัดอัตราการไหลแก๊สที่ต่ำก็ใช้ลูกลอยที่เบา (เช่นทำจากพลาสติก) แต่ถ้าต้องการวัดอัตราการไหลแก๊สที่สูงก็ใช้ลูกลอยที่หนัก (เช่นทำจากโลหะ) ดังตัวอย่างที่นำมาแสดงในรูปที่ ๑
 
ในการวัดอัตราการไหลของแก๊สนั้น ความหนาแน่นของแก๊สแปรผันตามอุณหภูมิและความดันได้ค่อนข้างมาก ดังนั้นแม้แต่แก๊สชนิดเดียวกันที่อุณหภูมิเดียวกัน ถ้าความต้านทานด้านขาออกไม่เท่ากัน จะส่งผลต่อระดับความสูงของลูกลอยได้ กล่าวคือถ้าเราให้ความดันด้านขาเข้าคงที่ ถ้าแรงต้านทานด้านขาออกของ rotameter มาก จะทำให้ความดันในตัว rotameter เพิ่มสูงขึ้น ความหนาแน่นแก๊สสูงขึ้นและความเร็วลดต่ำลง ที่ค่าอัตราการไหลเท่ากัน (เมื่อคิดเทียบที่สภาวะเดียวกัน) ลูกลอยจะลอยต่ำกว่ากรณีที่แรงต้านทานด้านขาออกต่ำกว่า
 
ดังนั้นตัวเลขบนสเกลของ rotameter จึงไม่จำเป็นต้องตรงกับอัตราการไหลที่แท้จริง เว้นแต่แก๊สที่ไหลผ่านนั้นเป็นแก๊สที่ไหลผ่านด้วยค่าความดันและอุณหภูมิเดียวกันกับแก๊สที่ใช้สอบเทียบ (calibrate) ในกรณีที่แก๊สที่ไหลผ่านนั้นเป็นแก๊สต่างชนิดกันและ/หรือไหลผ่านด้วยค่าความดันและอุณหภูมิที่แตกต่างไปจากแก๊สที่ใช้สอบเทียบ ก็ต้องสร้าง calibration curve ขึ้นมาใหม่ (เช่นด้วยการใช้ bubble flow meter) เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างระดับความสูงของลูกลอยและค่าอัตราการไหลที่แท้จริง
 
rotameter ที่สอบเทียบโดยใช้อากาศ เมื่อนำมาใช้กับแก๊สไนโตรเจนที่อัตราการไหลเดียวกัน ระดับลูกลอยก็จะลดต่ำลงเล็กน้อย เพราะความหนาแน่นแก๊สไนโตรเจนนั้นต่ำกว่าอากาศเล็กน้อย และถ้านำมาใช้กับแก๊สไฮโดรเจนที่อัตราการไหลเดียวกัน ก็จะเห็นระดับลูกลอยลดต่ำลงไปมาก เพราะความหนาแน่นของแก๊สไฮโดรเจนนั้นเพียงแค่ 7% ของความหนาแน่นอากาศเท่านั้นเอง

รูปที่ ๑ Rotameter ที่ใช้วัดอัตราการไหลของแก๊ส Rotameter ในรูปซ้ายและกลาง (ของเครื่อง Micromeritics ChemiSorb 2750) ได้รับการสอบเทียบด้วยอากาศที่สภาวะมาตรฐาน (ในรูปซ้ายจะเห็นว่ามีระบุเอาไว้ว่า SCCM ที่ย่อมาจาก Standard Cubic Centimetre per Minute) พึงสังเกตว่าระยะห่างระหว่างสเกลที่ค่าอัตราการไหลต่ำจะมากกว่าที่ค่าอัตราการไหลสูง ทั้งนี้เป็นเพราะขนาดรูให้แก๊สไหลผ่านนั้นมีลักษณะที่บานขึ้นบนเล็กน้อย (เพื่อลดความเร็วของแก๊สที่ไหลผ่านลูกลอยไม่ให้พัดลูกลอยลอยขึ้นไปติดด้านบน) ส่วนรูปขวานั้นเป็น rotameter ที่มีลูกลอยสองตัว ตัวบนจะมีน้ำหนักเบาไว้สำหรับอ่านค่าอัตราการไหลต่ำ ตัวล่างจะมีน้ำหนักมากกว่าไว้สำหรับอ่านค่าอัตราการไหลสูง

อุปกรณ์บางชนิดเช่นเครื่อง Micromeritics ChemiSorb 2750 ใช้ rotameter เพียงตัวเดียว (ที่สอบเทียบโดยใช้อากาศ - รูปที่ ๑) วัดอัตราการไหลของแก๊สทุกชนิด (ไม่ว่าจะเป็น N2 NH3 H2 หรือ He) ที่เลือกให้ไหลผ่านตัวอย่าง ดังนั้นการแปลค่าตัวเลขระดับความสูงของลูกลอยที่เห็นกับอัตราการไหลที่แท้จริงของแก๊สจึงต้องใช้ความระมัดระวัง ว่าขณะนั้นกำลังให้แก๊สชนิดใดไหลผ่านอยู่

เครื่องอาจไม่ได้เสียก็ได้นะ นั่นอาจเป็นอาการปรกติของมันก็ได้ :) :) :)

วันศุกร์ที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2554

การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๑๘ เมื่อ Mass Flow Controller คุมการไหลไม่ได้ MO Memoir : Friday 1 April 2554

เหตุการณ์ใน Memoir ฉบับนี้เป็นเหตุการณ์ต่อเนื่องจากที่ได้เล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๗๗ วันเสาร์ที่ ๒๖ มีนาคม ๒๕๕๔ เรื่อง สรุปปัญหาระบบ DeNOx (ภาค ๒)


บ่ายวันวาน ระหว่างที่ยืนดูสาวน้อย ๑๘๐ เซนติเมตรเตรียมการทดลองโดยใช้ระบบ DeNOx ผมก็สังเกตเห็นตัวเลขบนหน้าจอ Mass Flow Controller ของไนโตรเจนเต้นไปเต้นมา ผมก็เลยถามเขาดูว่าตัวเลขมันเต้นอย่างนี้แล้วจะทำยังไง เขาก็บอกมาว่าเขาพยายามค่อย ๆ เปิด On-off valve ที่ทางเข้า Mass Flow Controller ของไนโตรเจนแล้ว แต่ตัวเลขหน้าจอก็ยังไม่นิ่ง ผมก็บอกเขาไปว่าก็อาทิตย์ที่แล้วคุณไม่ได้อยู่ดู ถ้าอยากรู้ว่าจะแก้ปัญหานี้ได้อย่างไรก็ให้ไปตามสาวน้อย ๑๕๐ เซนติเมตรมาทำให้ดู

พอสาวน้อย ๑๕๐ เซนติเมตรมาถึง ผมก็ชี้ให้ดูหน้าจอ Mass Flow Controller ที่ตัวเลขมันเต้นอยู่ พอเห็นดังนั้นสาวน้อย ๑๕๐ เซนติเมตรก็ลงมือสาธิตวิธีการทำให้ตัวเลขหน้าจอ Mass Flow Controller มันนิ่งให้สาวน้อย ๑๘๐ เซนติเมตรดูเป็นตัวอย่าง (วิธีการเดียวกันกับที่ผมเคยสาธิตให้สาวน้อย ๑๕๐ เซนติเมตรดูเป็นตัวอย่างเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว)


รูปที่ ๑ ระบบจ่ายแก๊สให้กับ Reactor ผ่านทาง Mass Flow Controller


ระบบจ่ายแก๊สให้กับ Reactor ผ่านทาง Mass Flow Controller ที่เราใช้อยู่นั้น (ที่แสดงในรูปที่ ๑) เราจะใช้ Pressure regulator ลดความดันภายในท่อแก๊สให้เหลือระดับต่ำที่เราต้องการ แก๊สดังกล่าวจะไหลผ่าน On-off valve ที่อยู่ทางด้านขาเข้าของ Mass Flow Controller ก่อนที่จะไหลเข้า Mass Flow Controller และต่อไปยัง reactor

โดยปรกติเมื่อเราสิ้นสุดการทดลองนั้น เราก็จะปิดหัวถังแก๊สและรอให้ความดันในระบบท่อเป็นศูนย์ จากนั้นจึงคลาย Pressure regulator และปิด On-off valve และตัดไฟฟ้าที่จ่ายเข้า Mass Flow Controller

ในการตัดไฟฟ้าที่จ่ายเข้า Mass Flow Controller นั้น เราไม่ได้ลดค่า set point ของ Mass Flow Controller ให้เป็นศูนย์ แต่จะใช้วิธีคงไว้ที่ค่าที่ใช้ในการทดลองครั้งสุดท้าย เพื่อที่ว่าเวลาเปิดเครื่องใหม่อีกครั้งจะได้ไม่ต้องมาปรับอัตราไหลกันใหม่

วิธีการดังกล่าวช่วยอำนวยความสะดวกในการเริ่มการทดลองใหม่อีกครั้ง แต่มักทำให้เกิดปัญหาค่าตัวเลขที่แสดงบนหน้าจอของ Mass Flow Controller ไม่นิ่ง ซึ่งหมายความ Mass Flow Controller ไม่สามารถควบคุมอัตราการไหลของแก๊สที่ไหลผ่านให้คงที่ได้

ปัญหาตัวเลขบนหน้าจอของ Mass Flow Controller ไม่นิ่งมักเกิดขึ้นเมื่อเราเปิด Pressure regulator ที่ท่อแก๊สให้ได้ความดันด้านขาออกตามต้องการก่อน จากนั้นจึงเปิด On-off valve สิ่งที่เกิดขึ้นคือจะมีแก๊สไหลผ่าน Mass Flow Controller อย่างรวดเร็วกระทันหัน ทำให้ระบบควบคุมของ Mass Flow Controller ไม่สามารถปรับให้อัตราการไหลมีเสถียรภาพได้ ส่วนสาเหตุเป็นเพราะอะไรนั้นเอาไว้ว่าง ๆ จะค่อยเล่าภายหลัง แต่ถ้ามีเวลาก็ควรไปอ่านเรื่อง PID controller เป็นพื้นฐานเอาไว้ก่อน

สาวน้อย ๑๕๐ เซนติเมตรเจอปัญหานี้ก่อนแล้วเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว หลังจากที่เราแก้ปัญหาเรื่องความเข้มข้นของ NO ในแก๊สผสมเสร็จ ตอนแรกก็ทำเอาผมงงไปเหมือนกัน ก่อนจะนึกขึ้นได้ว่าควรทำอย่างไร

สิ่งที่ผมทำในวันนั้นคือปิด Pressure regulator และระบายแก๊สในท่อด้านขาออก ให้ความดันด้านขาออกของ Pressure regulator เป็นศูนย์ โดยที่ยังคงเปิด On-off valve เอาไว้ จากนั้นจึงค่อย ๆ เพิ่มความดันด้านขาออกของ Pressure regulator ขึ้นอย่างช้า ๆ ในระหว่างนี้ก็สังเกตตัวเลขหน้าจอของ Mass Flow Controller ไปด้วย ซึ่งจะเห็นในขณะที่เราค่อย ๆ เพิ่มความดันด้านของออกของ Pressure regulator นั้น ตัวเลขอัตราการไหลจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนในที่สุดจะไปหยุดนิ่ง ณ ค่าที่เราตั้งเอาไว้ จากจุดนี้เมื่อเราเพิ่มความดันด้านของออกของ Pressure regulator ไปจนถึงค่าที่เราต้องการ เราอาจจะเห็นตัวเลขหน้าจอเปลี่ยนไปมาเพียงเล็กน้อย แต่ก็จะกลับคืนมายังค่าที่เรากำหนดไว้อย่างรวดเร็ว ซึ่งแสดงว่า Mass Flow Controller สามารถควบคุมอัตราการไหลเอาไว้ได้


โดยปรกติตัววาล์วของ Mass Flow Controller จะเปิดมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของแก๊สที่ไหลผ่าน ถ้าต้องการให้แก๊สไหลผ่านเร็ว ตัววาล์วก็จะเปิดมาก ถ้าต้องการให้แก๊สไหลผ่านน้อย ตัววาล์วก็จะเปิดน้อย

ทีนี้ถ้าเรากำหนดค่าอัตราการไหลของแก๊สให้กับ Mass Flow Controller แต่เล่นตัดแก๊สออก ตัววาล์วของ Mass Flow Controller ก็จะเปิดเต็มที่ 100% Mass Flow Controller ก็จะตรวจพบว่าอัตราการไหลนั้นต่ำกว่าค่าที่ต้องการ ก็จะค้างตัววาล์วไว้ที่ 100%

พอเราค่อย ๆ เพิ่มความดันด้านขาออกของ Pressure regulator ให้สูงขึ้น แก๊สก็จะไหลผ่าน Mass Flow Controller มากขึ้น แต่ตราบเท่าที่ค่าอัตราการไหลยังต่ำกว่าค่าที่กำหนด ตัววาล์วก็จะยังคงเปิดกว้าง 100% อยู่ ในช่วงขณะนี้เมื่อเราเพิ่มความดันด้านขาออกของ Pressure regulator เราจะเห็นตัวเลขค่าการไหลที่หน้าจอของ Mass Flow Controller เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

พอเราเพิ่มความดันด้านขาออกของ Pressure regulator สูงจนกระทั่ง Mass Flow Controller พบว่าอัตราการไหลผ่านเป็นไปตามค่าที่กำหนดแล้ว และเรายังเพิ่มความดันต่อไปอีก Mass Flow Controller ก็จะค่อย ๆ ปิดตัวลงทีละน้อย เพื่อป้องกันไม่ให้แก๊สไหลผ่านเกินค่ากำหนด ในช่วงขณะนี้เราจะเห็นว่าตัวเลขค่าการไหลบนหน้าจอของ Mass Flow Controller อาจมีการขยับเล็กน้อยเมื่อเพิ่มความดัน แต่ท้ายที่สุดจะกลับคืนมายังค่าเดิม


ระบบควบคุมแบบ PID นั้นจะทำงานได้ดีก็ต่อเมื่อ ค่า set point และ process value นั้นไม่แตกต่างกันมากเกินไป เรื่องทำนองนี้เคยเกริ่นเอาไว้คร่าว ๆ ที่หนึ่งแล้วตอนที่เล่าเรื่องเกี่ยวกับการควบคุมอุณหภูมิ Autoclave

วันพุธที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2554

การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๑๖ การใช้ข้อต่อสามทางผสมแก๊ส MO Memoir : Wednesday 23 March 2554

เนื้อหาใน Memoir ฉบับนี้เกี่ยวพันโดยตรงไปยัง Memoir ๒ ฉบับก่อนหน้านี้คือ

ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๖๖ วันศุกร์ที่ ๔ มีนาคม ๒๕๕๔ เรื่อง GC-2014 FPD กับระบบ DeNOx ตอนที่ ๑ ที่มาที่ไปของปัญหา

ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๗๒ วันเสาร์ที่ ๑๙ มีนาคม ๒๕๕๔ เรื่อง GC-2014 FPD กับระบบ DeNOx ตอนที่ ๕ บันทึกเหตุการณ์วันที่ ๑ มีนาคม


ข้อต่อสามทางหรือข้อต่อตัวที (T) นั้นเราใช้เพื่อรวมการไหลของของไหล (แก๊สหรือของเหลว) แยก/เบี่ยงเส้นทางการไหล และติดตั้งอุปกรณ์วัด (เช่นเทอร์โมคับเปิลเข้ากับ fixed-bed tubular reactor) จากประสบการณ์การทำการทดลองที่ผ่านมานั้นพบว่าการใช้งานข้อต่อสามทางรูปแบบที่ทำให้เกิดปัญหาบ่อยครั้งที่สุดคือ "การใช้งานเพื่อรวมการไหลของแก๊สสองสายเข้าด้วยกัน"

ที่ผ่านมานั้นพบว่าเวลาที่นิสิตทำการต่ออุปกรณ์ หรือต่อถังแก๊สเข้ากับอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิมนั้น มักไม่ค่อยสนใจว่าเส้นทางการไหลของท่อที่ต่างมาบรรจบเข้าด้วยกันนั้น มีรูปแบบการไหลอย่างไร ซึ่งจะว่าไปแล้วการกระทำดังกล่าวก็ไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาใด ๆ ขึ้นเป็นประจำ แต่ก็มีบ่อยครั้งเหมือนกันที่พบว่าการไหลของบางสายไม่นิ่ง (โดยเฉพาะเมื่อใช้ Mass flow controller ควบคุมการไหล เพราะมันมีมิเตอร์แสดงอัตราการไหลเป็นตัวเลข ซึ่งจะเห็นตัวเลขหน้าจอเต้นไปเต้นมา) ทั้ง ๆ ที่ถ้าทดลองเปิดแก๊สเพียงตัวใดตัวหนึ่งทีละตัวนั้นจะพบว่าอัตราการไหลของแก๊สจะนิ่ง

จากเหตุการณ์ดังกล่าวพบว่านิสิตทั้งหมดจะโยนความผิดให้กับ Mass flow controller ว่าทำงานได้ไม่ดี แต่ก็จะเชื่อว่าค่าอัตราการไหลของแก๊สนั้นเป็นค่าตามที่ได้ตั้งเอาไว้เมื่อวัดแยกทีละสาย (ทั้ง ๆ ที่ตัวเลขที่แสดงนั้นคนละตัวกัน) และมักจะสอนต่อ ๆ กันว่าอย่าไปสนใจตัวเลขที่มันแสดงในขณะที่ใช้งาน ให้เชื่อเฉพาะตัวเลขที่ปรับเอาไว้ตอนที่วัดแยกทีละสาย

ปัญหานี้ผมเห็นมาตั้งแต่พ.ศ. ๒๕๔๐ ตอนที่เราประกอบอุปกรณ์ระบบ DeNOx ขึ้นมา และเคยได้แก้ไขเอาไว้ตั้งแต่สมัยโน้นแล้ว แต่ก็ยังพบปัญหาดังกล่าวอยู่เรื่อย ๆ จึงคิดว่าสมควรบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษรเสียที

อันที่จริงถ้าพบเหตุการณ์ดังกล่าวก็แสดงว่าระบบการผสมแก๊สนั้นมีปัญหาแล้ว และปัญหาดังกล่าวมักจะเกิดกับการผสมแก๊สสองสาย โดยที่แก๊สสายหนึ่งมีอัตราการไหลน้อยกว่าอีกสายหนึ่งมาก Mass flow controller ตัวที่แสดงตัวเลขอัตราการไหลเต้นไปมาคือตัวที่อัตราการไหลที่ต่ำกว่า และปัญหาดังกล่าวมักจะเกิดรุนแรงถ้ามีการติดตั้งวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ (check valve (เรียกแบบอเมริกัน) หรือ non-return valve (เรียกแบบอังกฤษ)) อยู่ทางด้านขาออกของ Mass flow controller

วิธีการที่ถูกต้องในการผสมแก๊สสองสายด้วยข้อต่อสามทางคือ ต้องให้แก๊สที่มีอัตราการไหลสูงกว่านั้นวิ่งในแนวเส้นตรง โดยให้แก๊สที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นไหลเข้ามาบรรจบทางด้านข้าง (ดูรูปที่ ๑)

การต่อท่อโดยให้แก๊สสองสายไหลเข้ามาชนกันตรง ๆ หรือให้แก๊สสายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นวิ่งในแนวตรงและให้แก๊สที่มีอัตราการไหลสูงกว่านั้นไหลมาบรรจบทางด้านข้าง เป็นวิธีการที่ไม่เหมาะสม การต่อท่อตามสองรูปแบบหลังนี้จะทำให้แก๊สที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นไหลไม่นิ่ง กล่าวคืออาจมีการไหลเป็นจังหวะ (pulse) ออกมาผสมกับแก๊สที่มีอัตราการไหลสูงกว่า


สาเหตุที่ทำให้การไหลของสายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นมีการไหลเป็นจังหวะก็เพราะ

(ก) แก๊สเป็นของไหลที่สามารถอัดตัวได้ และ

(ข) สายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นมีความดันต่ำกว่า


รูปที่ ๑ รูปแบบการผสมแก๊สโดยใช้ข้อต่อสามทาง วิธีการที่ถูกต้องคือต้องให้สายที่มีอัตราการไหลสูงนั้นไหลในทิศทางแนวตรงของข้อต่อสามทาง และมีสายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่าไหลเข้ามาบรรจบในแนวตั้งฉากดังรูปซ้าย การต่อท่อชนิดให้สองสายไหลมาชนกันตรง ๆ ดังรูปกลาง หรือให้สายที่มีอัตราการไหลต่ำวิ่งในแนวตรงและโดยให้สายที่มีอัตราการไหลสูงกว่านั้นวิ่งเข้ามาบรรจบในแนวตั้งฉากดังรูปขวา มักจะก่อให้เกิดปัญหากับการไหลของสายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่า


อย่างเช่นเมื่อเราต่อท่อให้สายแก๊สทั้งสองไหลเข้าชนกันตรง ๆ ดังรูปที่ ๑ (กลาง) นั้น สายที่มีอัตราการไหลสูงกว่าจะไหลพุ่งตรงออกไปปะทะกับสายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่าโดยที่ไม่ค่อยจะหักเลี้ยว (ถ้านึกภาพไม่ออกลองนึกถึงหน้าต่างอาคารที่เปิดอยู่ และมีลมพัดขนานไปกับหน้าต่าง นั้น จะพบว่าลมจะไม่ค่อยพัดเข้าหน้าต่าง) ทำให้สายที่มีอัตราการไหลต่ำกว่านั้นถูกอัดตัวเข้าไปทางด้านขวา ถ้าหากแหล่งจ่ายแก๊สของสายที่มีอัตราการไหลต่ำนั้นยังมีความดันสูงมากพอ แก๊สด้านอัตราการไหลต่ำก็จะค่อย ๆ ผลักดันแก๊สด้านอัตราการไหลสูงให้ถอยกลับไปตรงทางแยก ท้ายที่สุดแล้วแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำก็จะสามารถไหลผสมออกไปทางทางแยกร่วมกับแก๊สอัตราการไหลสูงได้

ในกรณีที่แก๊สด้านอัตราการไหลสูงไหลเข้าในทิศทางตั้งฉากก็จะเกิดเหตุการณ์ในทำนองเดียวกัน โดยแก๊สอัตราการไหลสูงเมื่อไหลเข้าชนข้อต่อสามทางก็จะแยกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งจะไหลไปทางด้านขาออก และอีกส่วนหนึ่งจะไหลไปทางด้านแก๊สอัตราการไหลต่ำ ซึ่งก็จะทำให้แก๊สด้านอัตราการไหลต่ำเกิดปัญหาดังเช่นที่กล่าวไว้ในย่อหน้าข้างบน

สำหรับเหตุการณ์ในย่อหน้าข้างบน ในกรณีที่เราปรับอัตราการไหลของแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำโดยใช้ needle valve นั้นมักจะไม่พบว่าอัตราการไหลของแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำไม่นิ่ง แต่จะพบว่าอัตราการไหลของแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำลดลง ทั้งนี้เป็นเพราะอัตราการไหลผ่าน needle valve นั้นขึ้นอยู่กับผลต่างของความดันด้านขาเข้าและขาออกของวาล์ว ที่เปอร์เซนต์การเปิดของวาล์วเท่ากัน แต่ถ้าความดันคร่อมวาล์วแตกต่างกัน อัตราการไหลก็จะแตกต่างไปด้วย ในกรณีเช่นนี้การติดตั้ง rotameter ไว้ทางด้านขาเข้าของ needle valve จะช่วยได้มาก เพราะความดันด้านขาเข้าค่อนข้างจะนิ่ง เวลาที่ความดันด้านขาออกสูงขึ้นจะทำให้แก๊สที่ไหลผ่าน rotameter มีอัตราการไหลที่ลดลง (แต่ความดันยังคงประมาณได้ว่าเท่าเดิม) ทำให้เห็นลูกลอยลดระดับต่ำลง


แต่ถ้าหากความดันด้านขาเข้าของ needle valve ของแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำนั้น "ต่ำกว่า" ความดันของแก๊สด้านอัตราการไหลสูง ณ จุดบรรจบ จะทำให้เกิดการไหลย้อนกลับของแก๊สในระบบได้ คือแก๊สด้านอัตราการไหลสูงนั้นจะไหลย้อนเข้าไปในแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำ วิธีการป้อนกันการไหลย้อนกลับนั้นทำได้โดย

(ค) ตั้งความดันด้านแหล่งจ่ายของแก๊สอัตราการไหลต่ำ ให้เท่ากับความดันด้านแหล่งจ่ายของแก๊สอัตราการไหลสูง ด้วยวิธีการนี้อัตราการไหลจะถูกปรับด้วยเปอร์เซนต์การเปิดของวาล์ว (ความดันด้านแหล่งจ่ายในที่นี้คือความดันด้านขาออกจาก pressure regulator ที่หัวถังแก๊ส) และ/หรือ

(ง) ติดตั้งวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ (check valve หรือ non-return valve)


การทำตามข้อ (ค) นั้นถ้ามีการผสมแก๊สมากกว่า 1 ชนิด ถ้าทำได้ก็ควรให้ความดันด้านแหล่งจ่ายแก๊สของแก๊สทุกตัวเท่ากัน จะได้ไม่เกิดปัญหาการไหลย้อนกลับ แต่การทำเช่นนี้ก็อาจเกิดปัญหาได้ในกรณีที่แก๊สบางตัวมีอัตราการไหลที่ต่ำกว่าตัวอื่นมาก การที่ใช้ความดันด้านแหล่งจ่ายสูงเกินไปจะทำให้ตัววาล์วควบคุมการไหล (needle valve หรือ mass flow controller) มีเปอร์เซนต์เปิดที่ต่ำมาก ทำให้ควบคุมการไหลได้ไม่ดี ในกรณีเช่นนี้ก็ต้องลดความดันด้านแหล่งจ่ายแก๊สให้ลดต่ำลง ทั้งนี้เพื่อให้สามารถเปิดวาล์วควบคุมได้กว้างมากขึ้น แต่ทั้งนี้ความดันด้านขาเข้าวาล์วควบคุมการไหลของสายอัตราการไหลต่ำก็ควรที่จะสูงกว่าความดันด้านขาออกของวาล์วควบคุมการไหลสายอัตราการไหลสูง (ดูรูปที่ ๒ ประกอบ)


รูปที่ ๒ แก๊สด้านอัตราการไหลสูงและอัตราการไหลต่ำจะไหลมารวมกันได้ก็ต่อเมื่อความดัน P2 = P3 และถ้าต้องการป้องกันไม่ให้แก๊สด้านอัตราการไหลสูงไหลย้อนไปตามเส้นทางแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำแล้ว ความดัน P1 ควรที่จะมากกว่าความดัน P3


สำหรับแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำนั้น หลายครั้งที่พบว่าการติดตั้งวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับในด้านขาออกของ needle valve หรือ Mass flow controller จะนำมาซึ่งปัญหา ทั้งนี้เพราะวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับจะทำให้ความต้านทานการไหลด้านขาออกของ needle valve หรือ Mass flow controller เพิ่มสูงขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นคือ แก๊สที่ความดัน P1 เมื่อไหลผ่านวาล์วควบคุมอัตราการไหล จะมีความดันลดลงเป็น P2 (ตามรูปที่ ๓) ถ้าหากความดัน P2 นี้ไม่มากพอที่จะผลักกลไกของวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับให้เปิดออก และจะไหลผ่านวาล์วควบคุมอัตราการไหล เข้ามาสะสมอยู่ในท่อเชื่อมต่อระหว่างวาล์วควบคุมอัตราการไหลและวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ ทำให้ความดันในท่อเชื่อมต่อระหว่างวาล์วควบคุมอัตราการไหลและวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ (ความดัน P2) เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ และเมื่อใดก็ตามที่ความดัน P2 นี้สามารถเอาชนะผลรวมระหว่าง ความดัน P4 ที่อยู่อีกทางด้านหนึ่งของวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ + ความต้านทานการไหลของวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ ได้ วาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับก็จะเปิด และปล่อยให้แก๊สเข้าไปผสมกับแก๊สด้านอัตราการไหลสูง

แต่เมื่อวาล์วป้องกันการไหลเปิด ความดันในท่อระหว่างวาล์วควบคุมอัตราการไหลและวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับ (ความดัน P2) ก็จะลดลง ทำให้วาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับปิดตัวเองอีกครั้ง ซึ่งจะส่งผลให้ไม่มีแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำไหลเข้าไปผสมกับแก๊สด้านอัตราการไหลสูงได้ เหตุการณ์นี้ทำให้ความเข้มข้นของแก๊สผสมที่อยู่ในแนวเส้นท่อนั้นไม่สม่ำเสมอตลอดช่วงความยาวท่อ


รูปที่ ๓ รูปแบบการติดตั้งวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับที่ทำให้เกิดปัญหาแก๊สด้านอัตราการไหลต่ำไหลเป็นจังหวะ


ถ้าหากใช้ Mass flow controller ควบคุมอัตราการไหล สิ่งที่จะเห็นก็คือ ในขณะที่ความดันด้าน P2 นั้นยังไม่มากพอที่จะทำให้วาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับเปิด ความดันด้าน P2 ที่เพิ่มมากขึ้นจะทำให้อัตราการไหลผ่าน Mass flow controller ลดลง ดังนั้นสิ่งที่ Mass flow controller ทำก็คือจะเปิดกว้างมากขึ้น (เห็นตัวเลขเปอร์เซนต์การเปิดสูงขึ้น) เพื่อคงอัตราการไหลให้ได้ดังเดิม แต่เมื่อความดัน P2 มากพอที่จะทำให้วาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับเปิดออก แก๊สที่ถูกขังอยู่ระหว่าง Mass flow controller และวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับจะระบายออกไป ความดันด้าน P2 จะลดลงอย่างกระทันหันในขณะที่ Mass flow controller ยังเปิดกว้างอยู่ ทำให้ Mass flow controller ตรวจจับได้ว่าอัตราการไหลของแก๊สที่ไหลผ่านเพิ่มขึ้นอย่างกระทันหัน (ความดันด้านขาเข้า P1 คงที่ในขณะที่ความดันด้านขาออก P2 ลดลง ดังนั้นถ้าวาล์วเปิดคงเดิม อัตราการไหลก็จะเพิ่มขึ้น) ดังนั้น Mass flow controller ก็สั่งปิดวาล์วลงอย่างรวดเร็ว (เห็นตัวเลขเปอร์เซนต์การเปิดลดต่ำลง) สิ่งที่เราเห็นก็คือตัวเลขบนหน้าจอของ Mass flow controller เต้นไปมา


การแก้ปัญหาดังกล่าวทำได้โดยการเอาวาล์วป้องกันการไหลออก หรือไม่ก็ย้ายไปติดตั้งทางด้านขาเข้าของวาล์วปรับอัตราการไหล/Mass flow controller

วันเสาร์ที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2553

การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติตอนที่ ๗ เมื่อแก๊สไหลไม่นิ่ง MO Memoir : Saturday 30 October 2553

เมื่อหลายปีก่อน ผมได้มีโอกาสไปนั่งฟังการนำเสนอสรุปผลงานวิจัยของนักวิจัยรุ่นเยาว์ในการปิดโครงการวิจัย ที่ได้รับทุนจากหน่วยงานสนับสนุนแห่งหนึ่ง ในการนำเสนอนั้นทางหน่วยงานได้จัดให้นักวิจัยอาวุโสมานั่งฟังและให้ข้อเสนอแนะ

ในการนำเสนอนั้น นักวิจัยรุ่นเยาว์บรรยายถึงการทดลองของเขาที่ใช้อากาศไหลผ่านถังบรรจุน้ำ (Bubble column) ด้วยระบบที่แสดงในรูปที่ ๑ (ซ้าย) ข้างล่าง โดยทำการศึกษาที่อัตราการไหลของอากาศต่าง ๆ กัน ปัญหาที่เขาเล่าคือตัวลูกลอยของ rotameter นั้นไม่ลอยนิ่ง ๆ แต่จะเต้นขึ้นลงไปมา แม้ว่าจะวัดอัตราการไหลของอากาศที่ขาออกได้คงที่ก็ตาม


รูปที่ ๑ ระบบ (ซ้าย) Bubble column และ (ขวา) Fixed-bed ที่มีอากาศไหลผ่าน วาล์วปรับอัตราการไหล - Rotameter - Bubble column/Fixed-bed - ออกสู่บรรยากาศ


นักวิจัยอาวุโสที่มาร่วมฟังก็ถามกลับไปว่านักวิจัยรุ่นเยาว์ผู้นั้นได้ทำตามที่เขาเคยแนะนำเอาไว้หรือเปล่า ตอนที่เขานำเสนอหัวข้อเพื่อขอทุนสนับสนุน (ซึ่งก็แสดงว่าปัญหานี้เคยมีการกล่าวถึงครั้งหนึ่งแล้วตอนขอทุน และนักวิจัยอาวุโสผู้นั้นก็ได้แนะนำวิธีการแก้ปัญหาไปแล้ว) ไม่ว่าจะเป็นการจัดให้มีท่อทางตรงเป็นระยะที่เหมาะสม (ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ และมักจะกำหนดเป็นจำนวนเท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ) ก่อนที่จะไหลเข้าวาล์ว ก่อนที่จะไหลเข้า rotameter และหลังจากที่ออกจาก rotameter ไปแล้ว (ซึ่งเป็นการบอกให้ทำตามตำรา)

นักวิจัยรุ่นเยาว์ผู้นั้นก็ตอบว่าได้กระทำตามทุกอย่าง แต่ปัญหาก็ยังคงเกิดอยู่ดี

หลังเสร็จสิ้นงานนำเสนอ ผมก็ได้พูดคุยกับนักวิจัยรุ่นเยาว์ผู้นั้นว่า ทำตามที่นักวิจัยอาวุโสคนนั้นบอกไม่มีทางแก้ปัญหาได้สำเร็จหรอก ต้องทำอีกแบบหนึ่งรับรองแก้ปัญหาได้ ซึ่งก็คือ ....

แต่เนื่องจากงานดังกล่าวเสร็จสิ้นแล้ว ผมก็เลยไม่ทราบว่าได้มีการนำเอาคำแนะนำของผมไปใช้หรือไม่


หลายครั้งที่ผมพบว่าการได้มาซึ่งชื่อเสียงและรางวัลนั้น ไม่จำเป็นต้องได้มาจากงานที่ลงไปสัมผัสด้วยตนเอง เพียงแค่เอางานที่คนอื่นทำเอาไว้ (โดยไม่ต้องไปสนด้วยว่าเขาได้ผลงานมาอย่างไร) มารวบรวมและนำเสนอ (เช่นตีพิมพ์เป็นบทความ) แล้วค่อยมาอ้างว่าระดับเขาแล้วควรทำงานแค่สั่งการหรือมอบหมายให้คนอื่นไปทำ แต่ถ้าจะซักไซร้ลงรายละเอียดพื้นฐานแล้วล่ะก็ คงตอบไม่ได้ หรือไม่ก็แก้ปัญหาไม่ได้ ต้องใช้วิธีนั่งเป็นหัวหน้างาน และหาคนอื่นมาทำงานแทนให้ พอได้วิธีแก้ปัญหาแล้วก็ค่อยรับบทเป็นผู้นำเสนอ

บ่อยครั้งที่นิสิตทั้งปริญญาโทและปริญญาเอกมาปรึกษาปัญหาเรื่องการทำวิจัยกับผม ไม่ว่าจะเป็นวิธีการทดลอง การอ่านผลการทดลอง การเลือกเทคนิคการคำนวณ หรือแม้กระทั่งขอให้ช่วยแก้ไข/หาที่ผิดในโปรแกรมคำนวณของเขา เนื่องจากอาจารย์ที่ปรึกษาของเขาบอกแต่เพียงว่า ไม่รู้ ไม่ถนัด ให้ไปหาวิธีคิดเอาเอง ถ้าผลการทดลอง/การคำนวณมีปัญหาก็ไม่ต้องมาคุย ฯลฯ ซึ่งความจริงก็คืออาจารย์ไม่รู้วิธีแก้ปัญหา และไม่คิดจะค้นหาวิธีแก้ปัญหา ไม่ว่าจะเป็นการค้นหาด้วยตนเอง หรือค้นหาร่วมกับนิสิตผู้ทำการทดลอง ใช้วิธีโยนปัญหาทั้งหมดให้นิสิตไปหาวิธีแก้ แล้วค่อยมารายงานให้ทราบ

ผมเคยถามนิสิตเหล่านี้กลับไปว่า จริงหรือเปล่าที่อาจารย์เขาไม่สนใจว่าคุณจะได้ผลการทดลองมาได้อย่างไร ขอเพียงให้ได้ผลการทดลองที่นำไปเขียนบทความได้ก็พอ ถ้าเป็นเช่นนั้นจริงคุณก็เปลี่ยนวิกฤตเป็นโอกาสเลยสิ ทำตัวเหมือนกับทำการทดลองอยู่ แล้วก็เขียนผลแลปให้อาจารย์เขาตามที่อาจารย์เขาต้องการเลย ผมเห็นหลายคนเขาก็ทำกันอย่างนี้จนจบการศึกษา หรือไม่ก็มีผลงานส่งให้กับบริษัทที่ให้ทุนทำวิจัย


ออกนอกเรื่องมานานแล้ว ทีนี้ลองกลับมาพิจารณาดูรูปที่ ๑ ระบบด้านซ้ายเป็นระบบที่อากาศไหลผ่าน Bubble column ส่วนระบบด้านขวาเป็นระบบที่อากาศไหลผ่าน Fixed-bed โดยอากาศไหลจากล่างขึ้นบน (กำหนดให้ค่าความดันลดคร่อมตัวคอลัมน์หรือเบดมีค่าเท่ากัน) ซึ่งถ้าทำการทดลองจะพบว่าลูกลอยของ ratameter ที่วัดอัตราการไหลของอากาศของ Bubble column จะเต้นขึ้นลง ส่วนตัวที่วัดอัตราการไหลของอากาศผ่าน Fixed-bed จะอยู่นิ่ง


นั่นแสดงว่าพฤติกรรมการไหลของอากาศในระบบทั้งสองนั้นมีความแตกต่างกันอยู่ แล้วความแตกต่างนั้นอยู่ตรงไหน


การไหลของอากาศผ่าน Bubble column ในรูปของฟองแก๊สนั้น ไม่ได้ไหลในรูปแบบที่เป็นเฟสต่อเนื่อง แต่การไหลของอากาศผ่าน Fixed-bed นั้น อากาศไหลในรูปแบบที่เป็นเฟสต่อเนื่อง ในกรณีของ Bubble column นั้นความเร็วเชิงเส้น (m/s) ของอากาศ ณ ตำแหน่งใด ๆ ตั้งแต่ตำแหน่งที่อออกจากวาล์วปรับอัตราการไหลจะไม่คงที่ แต่จะลดลง-เพิ่มขึ้นสลับกันไปมา ในขณะที่ในกรณีของ Fixed-bed นั้นความเร็วเชิงเส้นของอากาศ ณ ตำแหน่งใด ๆ ตั้งแต่ตำแหน่งที่ออกจากวาล์วปรับอัตราการไหลจะคงที่


ถึงตอนนี้คงมีคำถามกันแล้วว่าทำไมในกรณีของ Bubble column ความเร็วเชิงเส้นของอากาศ ณ ตำแหน่งใด ๆ ตั้งแต่ตำแหน่งที่อออกจากวาล์วปรับอัตราการไหลจึงไม่คงที่


อากาศนั้นเป็นของไหลที่ถูกอัดให้มีปริมาตรเล็กลงได้ เราลองพิจารณาโดยเริ่มตั้งแต่เริ่มเปิดให้แก๊สไหลเข้า rotameter เมื่อแก๊สไหลผ่านวาล์วปรับอัตราการไหล แรงต้านการไหลของแก๊สคือแรงดันของน้ำ ดังนั้นที่ตำแหน่งปลายท่อที่ต่อเข้ากับถังน้ำนั้นอากาศที่ไหลผ่านวาล์วจะรวมตัวกันเป็นฟองอากาศที่ค่อย ๆ โตขึ้น ความเร็วของอากาศ ณ ตำแหน่งนี้จะมีค่าเป็นศูนย์ (หรือประมาณได้ว่าเป็นศูนย์)

เมื่ออากาศไหลเข้ามาเรื่อย ๆ ความดันในส่วนของท่อตั้งแต่ด้านขาออกของวาล์วปรับความดัน-rotamter-ท่อต่อเข้าก้นถังน้ำ จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ (แต่ความเร็วของแก๊สที่ไหลผ่าน rotameter ลดลงเพราะความดันต้านทานด้านขาออกของวาล์วปรับอัตราการไหลสูงขึ้น) จนในที่สุดก็สามารถเอาชนะความดันของน้ำได้ ฟองอากาศก็จะหลุดลอยขึ้นไป ความด้านต้านทานด้านขาออกของวาล์วปรับอัตราการไหลก็จะลดลงกระทันหัน อากาศก็จะเคลื่อนผ่านวาล์วอัตราการไหลอย่างรวดเร็ว ทำให้ลูกลอยของ rotameter พุ่งขึ้น และเมื่อแรงต้านสูงขึ้น ความเร็วการไหลก็จะลดลงอีก ทำให้ลูกลอยลอยต่ำลงอีก พอฟองอากาศที่เกิดขึ้นใหม่หลุดลอยไปอีก อากาศส่วนใหม่ก็จะเคลื่อนที่เข้ามาอย่างรวดเร็วอีก และเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ซ้ำไปเป็นจังหวะ ทำให้เห็นลูกลอยของ rotameter เคลื่อนขึ้นลงตลอดเวลา


วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวคือ ย้ายตำแหน่งที่ติดวาล์วปรับอัตราการไหล จากตำแหน่งด้านขาเข้า rotameter ไปเป็นตำแหน่งด้านขาออกของ rotameter (กล่าวคืออยู่ระหว่าง rotameter กับก้นถังน้ำ)


สัปดาห์ที่ผ่านมาผมบอกกับสาวน้อยร้อยห้าสิบเซนติเมตรในระหว่างที่เรากำลังแก้ปัญหาเครื่อง GC-2014 ว่า สิ่งที่เรากำลังกระทำอยู่นั้น ไม่ได้ทำให้พวกคุณจบเร็วขึ้น แต่อาจทำให้พวกคุณจบช้าลง และมันก็ไม่ได้ทำให้ผมได้บทความด้วย เราจะไม่สนปัญหาดังกล่าวก็ได้โดยหลับหูหลับตาและทำการทดลองโดยใช้ผลการวิเคราะห์ผิด ๆ แต่นั่นเป็นเรื่องที่หลอกลวงตนเองที่ผมยอมรับไม่ได้

และที่สำคัญคือสิ่งที่จะได้จากการเรียนกับผมนั้น ไม่ใช่ผลการทดลองที่ออกมาดูดี แต่เป็นการทำอย่างไรเพื่อให้ได้ผลการทดลองที่ออกมาถูกต้อง สิ่งที่ควรเรียนรู้จากเหตุการ์ที่ผ่านมาคือจากปัญหาที่เราประสบนั้น เราตั้งสมมุติฐานที่มาของปัญหาเอาไว้อย่างไร และเราทำการทดสอบสมมุติฐานต่าง ๆ อย่างไร เพราะสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทุกคนเมื่อจบไปแล้วสามารถนำไปใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่ต้องประสบในการทำงานของตัวเอง

วิธีการเรียนรู้การแก้ปัญหาที่ดีที่สุดคือ การได้อยู่ในเหตุการณ์ขณะที่ปัญหานั้นเกิดและได้ร่วมกระบวนการหาหนทางแก้ไขปัญหานั้น ซึ่งปัญหาต่าง ๆ จะเกิดขึ้นเมื่อใดนั้นเราก็บอกไม่ได้ ผมถึงบอกให้พวกคุณ (โดยเฉพาะปี ๑) ให้พยายามมาที่แลปเป็นประจำ เพราะถ้ามีใครมาขอให้ช่วยแก้ปัญหาเมื่อใด ผมก็ต้องลงมือโดยเร็ว ไม่เคยคิดจะโทรไปตามใครต่อใครให้มาเรียน

ปรกติแล้ว ถ้าไม่ใช่งานในหน้าที่แล้วผมเป็นคนที่ไม่ค่อยจะสอนอะไรให้ใครซะด้วย เว้นแต่ว่าเขาผู้นั้นได้แสดงให้เห็นว่ามีความต้องการจริงที่จะเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ จากผม