สมรรถนะของระบบกาลักน้ำในการเหนี่ยวนำกระแสอากาศ

Abstract

พลังงานศักย์จากการไหลของแม่น้ำและฝายน้ำต่ำจำนวนมาก (ความสูงหัวน้ำต่ำกว่า 10 m) สูญเสียไปกับการไหลโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์ การใช้กังหันน้ำเฮดต่ำเพื่อเปลี่ยนพลังงานข้างต้นยังมีราคาแพง และไม่คุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์ การใช้เทคนิคกาลักน้ำเหนี่ยวนำเอากระแสอากาศเป็นแนวคิดในการประดิษฐ์เครื่องกลที่เปลี่ยนรูปพลังงานศักย์ของน้ำมาเป็นพลังงานจลน์ของอากาศ โดยใส่ท่อลมตรงด้านบนทางขาออกของท่อกาลักน้ำ เมื่อกาลักน้ำทำงานความเร็วของน้ำที่ไหลตามท่อกาลักน้ำทำให้เกิดแรงเฉือนขึ้นตรงผิวสัมผัสระหว่างนํ้ากับอากาศ ซึ่งสามารถเหนี่ยวนำเอากระแสอากาศได้ งานวิจัยนี้ต้องการหาสมรรถนะของกาลักน้ำ โดยพิจารณาตัวแปรที่มีผลต่ออัตราการไหลของอากาศที่ถูกเหนี่ยวนำเข้าไปในท่อกาลักน้ำ ได้แก่ ขนาดของท่อลม และ ความลึกของท่อลม เพื่อให้ได้ความสัมพันธ์อัตราการไหลของอากาศกับสัดส่วนท่อชุดทดลองระบบกาลักน้ำได้ถูกสร้างและถูกทดสอบที่ความสูงหัวน้ำประมาณ 1.2 mโดยใช้ท่อกาลักน้ำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 43 mm ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อลมมี 5 ขนาดอยู่ในช่วง 10 – 30 mm และความลึกของท่อลมที่จะสอดลงไปมี 5 ระยะอยู่ในช่วง 10 – 30 cm จากผลการทดลองพบว่า ที่ระดับความลึกของท่อลมเดียวกัน อัตราการไหลของอากาศจะมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อลมเพิ่มขึ้น ส่วนที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อลมเดียวกัน อัตราการไหลของอากาศจะมีค่ามากขึ้นและลดลงแบบพาราโบลาคว่ำตามความลึกของท่อลม และกำลังที่ได้ออกมาจากระบบมากที่สุดนั้นประสิทธิภาพของระบบกาลักน้ำควรอยู่ในช่วง 55-65 %