อากาศในถังอัดอากาศหายไปไหน…………..?

ทำไมคำนวณแล้วไม่ตรงกับ Datasheet …………..?

ตอนอัดอากาศเต็มทิ้งไว้สักพัก ปริมาตรและแรงดันลดลง…………..!!!

คำตอบคือ

เป็นเรื่องของค่า Safety factor ของอากาศ ที่เป็นไปตามความสัมพันธ์ของอากาศตามหลักการของ Thermodynamic ไงละ

Temperature effect on pressure

วิศวกรจะใช้ Safety Factor 1.13 ออกแบบอุปกรณ์ ซึ่งมาจากความสัมพันธ์ของอากาศตามหลักการของ Thermodynamic หากพิจารณาตามสมการของ PV=nRT จะอธิบายเรื่องของ Pressure ,Volume, Temp, แรงดันและปริมาตรของอากาศจะแปรผันตรงตามสมการ ดังนั้นอากาศในถังอัดอากาศก็จะเปลี่ยนตามหลักการนี้เช่นกัน เพื่อความปลอดภัยของการใช้งาน การออกแบบอุปกรณ์เก็บอากาศ จึงต้องพิจารณาหลักการนี้ด้วย เพื่อให้การอ่านแรงดัน ที่ Pressure Gauge สัมพันธ์กับการแจ้งเตือนได้ถูกต้อง

ค่าSafety Factor 1.13 หากพิจารณาลึกลงไปของสมการ จะมาจากการอ้างอิงจุดเยือกแข็งของน้ำ (freezing point) ที่ 32 ° F(0 ° C, 273.15 K)ไปจนถึง 96 ° F(35.6 ° C หรือ 308.71 K) สำหรับช่วงที่นิยมใช้ในการออกแบบ ในขณะที่พื้นฐานของสมการจะอ้างอิงอุณหภูมิเป็นเคลวิน(ไม่ใช้อุณหภูมิอื่น) ดังนั้นตามหลักการแล้ว การเปลี่ยนอุณหภูมิจะเป็นสัดส่วนของอุณหภูมิจาก 32 ถึง 96 ° F (0 ถึง 36 ° C) จะมีค่า Factor เท่ากับ 1.13 (308.71 K /273.15 K)

หากถังอากาศมีแรงดัน 4,500 psi หรือ 300 bar (ในฝั่งมาตรฐาน EN) ค่าแรงดันการออกแบบจะต้องถูกหารด้วย 1.13 ก็จะเหลือแรงดันและปริมาตร เพื่อกำหนดเป็นมาตรฐานการออกแบบความจุของถังอัดอากาศ ก็เพื่อที่จะเผื่อใว้จากกรณีเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ โดยถังขนาด 4500 psi จะถูกระบุระยะเวลาการใช้งานไว้ที่ 45 นาที ตาม Datasheet ที่ได้เผื่อ Safety Factor แล้ว (แรงดันออกแบบจะเท่ากับ 4,000 psi (4,500psi / 1.13) หรือ 265 bar (300bar/1.13))

ดังนั้น การคำนวณในเชิงการใช้งาน เราจะเห็นจากสูตร ((แรงดัน*ปริมาตรลิตรน้ำของถัง)/40 lpm) เมื่อเราแทนค่า แล้วเราก็จะเห็นที่มาว่าทำไม่ดูอากาศเยอะกว่าข้อมูล Datasheet

ตัวอย่างการคำนวณ ถังอัดอากาศความจุ 6.8 ลิตรน้ำ แรงดัน 300 bar อัตราการหายใจมาตรฐานที่ 40 L/m

ผู้ใช้งานคำนวณ

(300*6.8)/40 = 51 นาที

การออกแบบ ตาม Datasheet คำนวณ ด้วย safety factor 1.13

(265*6.8)/40 = 45 นาที

การออกแบบโดยมี Safety Factor ก็มีไว้ป้องกันผลกระทบของอุณหภูมิที่มีผลต่อค่าความดันให้ถูกต้อง ที่อาจส่งผลต่อนักผจญเพลิง โดย NFPA Standard ปี2018 กำหนดการแจ้งเตือนแรงดัน ที่ 33% (4500psi*33% แจ้งเตือนราวๆ 1485 ถึง 1500 psi+- gauge error อากาศเหลือราว 17.5 นาที) EN Standard กำหนดการแจ้งเตือนแรงดัน ที่ 18% (300 bar*18% แจ้งเตือนราวๆ 54 bar +- gauge error อากาศเหลือราว 10 นาที)