အဲယားကြန္း ပညာ Losses တြက္နည္းမ်ား

FRICTION LOSSES IN DUCT
Friction losses သည္ fluid viscosity ေၾကာင့္ ႏွင့္ မတူညီေသာ velocities ၿဖင့္သြားေနေသာ ေမာ္လီက်ဳးေလးမ်ား တစ္ခုႏွင့္ တစ္ခုအၾကားတြင္ momentum မ်ားအၿပန္အလွန္လက္ဆင့္ကမ္းမွဳမ်ားေၾကာင့္ ၿဖစ္ေပၚလာသည္။ Friction losses သည္ duct အရွည္တစ္ေလွ်ာက္လံုးတြင္ၿဖစ္ေပၚလာသည္။

The Equal friction method သည္ entire system တစ္ခုလံုးအတြက္ တူညီေသာ loss per unit of length ကို အသံုးၿပဳသည္။

Friction loss မ်ား သည္ ေအာက္ပါ အခ်က္အလက္ ေပၚတြင္မူတည္။
1) Duct size,
2) Interior surface roughness,
3) Air flow rate, and
4) Duct length

HEAD AND PRESSURE
head ႏွင့္ pressure ကို အၿပန္အလွန္အဆင္ေၿပသလုိ ေၿပာဆုိသံုးနွဳန္းၾကသည္။ သုိ့ head ဆိုသည္မွာ fluid တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး စီဆင္းသြားမွဳေၾကာင့္ ၿဖစ္ေပၚလာေသာ ထုိ fluid ၏ column အၿမင့္ပင္ၿဖစ္သည္။ "Head" is the height of a fluid column supported by fluid flow. pressure ဆုိသည္မွာ ယူနစ္ဧရိယာတစ္ေနရာအေပၚတြင္ သက္ေရာက္ေနသာအား၏ ပမာဏၿဖစ္သည္။ Ppressure is the normal force per unit area.

အရည္မ်ား (liquids) မ်ားအတြက္ စီဆင္းေနသည့္ fluid (flowing fluid) ကို တုိင္းမည့္ အစား ထုိ fluid ၏ Head ကို တုိင္းတာၿခင္းသည္ ပို၍လြယ္ကူသည္။ ထုိေၾကာင့္ အရည္မ်ား (liquids) မ်ားအတြက္ Head ဆုိလွ်င္ Head of that liquid ၿဖစ္သည္။ ဥပမာ ေရပန့္မ်ားအတြက္ ၅ မီတာ Head ဆုိလွ်င္ 5 meter of Water Head ၿဖစ္သည္။

သို့ေသာ္ ေလသုိ့မဟုတ္ ဓါတ္ေငြ ့တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကို တုိင္းရန္အတြက္ liquid တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး ၏ column မွ တဆင့္ တုိင္းယူရသည္။ အဘယ္ေၾကာင့္ဆုိေသာ္ ေလသုိ့မဟုတ္ ဓါတ္ေငြ ့တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး တုိက္ရုိက္တိုင္းယူရန္မၿဖစ္နုိင္။ ဥပမာ Air ၏ Pressure ကို ေရ ၏ ေကာ္လံအၿမင့္ သိုမဟုတ္ မာက်ဳရီ အရည္၏ ေကာ္လံအၿမင့္ ေၿပာဆုိေလ့ရွိသည္။ Air Pressure 1 Pound per Square inch = 51.71 millimeter of mercury ( mmHg ). ေလေပါင္ ၁ ေပါင္ဖိအားသည္ 51.71 mm of mercury ( mmHg ) ၏ ေကာ္လံအၿမင့္ ႏွင့္ ညီမွ်သည္။

Total Pressure = Static Pressure + Velocity Pressure

Darcy-Weisbach Equiation သည္ Fluid မ်ား Pipe သို့ Duct အတြင္းတြင္ ၿဖတ္သန္းစီးဆင္းသြားသည့္အခါ ဖိအားဆံုးရွုံးမွဳ(Pressure Drop) ပမာဏကို တြက္ခ်က္သည့္အခါမ်ားတြင္တြင္က်ယ္စြာအသံုးၿပဳသည္။ဖိအားဆံုးရွုံးမွဳ(Pressure Drop) သည္ Fluid မ်ား၏ ပြတ္တုိက္မွဳမ်ား(Friction)ေၾကာင့္ၿဖစ္ေပၚလာသည္။ Darcy-Weisbach Equiation ကို Fully Develped flow မ်ားအတြက္သာ အသံုးၿပဳရန္ၿဖစ္သည္။

အထက္ပါ ပံုေသနည္းတြင္ Friction loss ကို ရရွိရန္အတြက္ the friction factor ၏ တန္ဘုိးကုိ ရရွိရန္လုိအပ္သည္။

က) fluid မ်ားသည္ laminar flow ပံုစံၿဖင့္စီးဆင္းေနသည္ အခါ (Reynolds numbers less than 2000), the friction factor သည္ Reynolds number တစ္မ်ိဳးတည္းေပၚတြင္သာမူတည္သည္။

ခ) fluid မ်ားသည္ turbulent flow ပံုစံၿဖင့္စီးဆင္းေနသည္ အခါ the friction factor သည္ ေရးေနာ့နံပါတ္ (Reynolds number), အတြင္းမ်က္ႏွာၿပင္ေခ်ာမွဳၾကမ္းမွဳ (duct surface roughness) ႏွင့္ joints မ်ားေပၚတြင္မွဳတည္သည္။

အထက္ပါ ပံုေသနည္းသည္ friction factorကို ရရွိရန္အတြက္ ေရးေနာ့နံပါတ္ (Reynolds number), အတြင္းမ်က္ႏွာၿပင္ေခ်ာမွဳၾကမ္းမွဳ (duct surface roughness)ႏွင့္ hydraulic diameter တုိ့ကို သိရန္လုိအပ္သည္။

noncircular duct မ်ား တြင္ ၿဖစ္ေပၚလာေသာ laminar flow မ်ားသည္ inconsistencies မ်ားၿဖစ္ေပၚလာၿခင္း။ noncircular duct မ်ား တြင္ ၿဖစ္ေပၚလာေသာ laminar flow မ်ားအတြက္ တိက်ေသာ အေၿဖမ်ားကို မရရွိနုိင္ၿခင္းတုိ့ေၾကာင့္ hydraulic diameter ကို ထည့္သြင္းတြက္ခ်က္ရန္လုိအပ္သည္။

အထက္ပါ ပံုေသနည္းအတိုင္း hydraulic diameter ကို တြက္ခ်က္နုိင္သည္။လက္ေတြ ့ စမ္းသပ္သုေသနၿပဳေတြ ့ရွိခ်က္မ်ားအရ hydraulic diameter တူညီေသာ အမ်ိဳးမ်ိဳးေသာ round, square, and rectangular ducts မ်ား သည္ တူညီေသာ flow resistance at equal mean velocities မ်ားကို ၿဖစ္ေပၚေစသည္။

A = major axis of flat oval duct, mm
a = minor axis of flat oval duct, mm

Friction Factor ၏ တန္ဘုိးသည္ေရးေနာ့နံပါတ္ (Reynolds number), အတြင္းမ်က္ႏွာၿပင္ေခ်ာမွဳၾကမ္းမွဳ (duct surface roughness)ႏွင့္ hydraulic diameter တုိ့ေပၚတြင္မူတည္သည္။ ထုိအခ်က္အလက္မ်ား ကို ထည့္သြင္းၿပီး ကဏန္းတြက္စက္ၿဖင့္ တြက္ခ်က္ၿခင္း အလြန္အလုပ္ရွုပ္ေသာ ကိစၥၿဖစ္သည္။ ထုိေၾကာင့္ ဂရပ္ၿဖင့္ ဖတ္ယူၿခင္းသည္ ပုိမုိလြယ္ကူသည္။  

FRICTION LOSSES IN DUCT

ASHRAE မွ Friction Chart သည္
က) Friction losses ( Pa/ m)
ခ) Air Quantity (Liter per Second)
ဂ) Velocity (m/s)
ဃ) Round Duct Diamaeter (mm) တုိ့ၿဖင့္တည္ေဆာက္ထားသည္။

က) Friction losses ( Pa/ m) ကို အလ်ားလုိက္မ်ဥ္းမ်ားၿဖင့္ေဖာ္ၿပထားသည္။ 0.1 Pa/ m မွ 100 Pa/ m အထိရွိေသာ္လည္း အသံုးၿပဳရန္ သင့္ေလွ်ာ္ေသာ ေနရာမွာ 0.7Pa/ m မွ 5 Pa/ m အတြင္းသာၿဖစ္သည္။ အဓိပၸါယ္မွာ ၁မီတာ တုိင္းတြက္ ၿဖစ္ေပၚလာေသာ Friction losses ၏ တန္ဘုိးၿဖစ္သည္။

ခ) Air Quantity (Liter per Second) ကို ေဒါင္ လုိက္မ်ဥ္းမ်ားၿဖင့္ေဖာ္ၿပထားသည္။20L/s မွ 200,000L/sအထိရွိ္သည္။

ဂ) Velocity (m/s) ကို္ဘယ္ဘက္သို့ေစာင္းေသာ ကန့္လန့္ၿဖတ္ မ်ဥ္းမ်ားၿဖင့္ေဖာ္ၿပထားသည္။ Duct အတြင္းတြင္ၿဖတ္သြားေသာ ေလ၏ ေရႊ ့လ်ားနဳန္းၿဖစ္သည္။

ဃ) Round Duct Diamaeter (mm) ကို ညာဘက္သို့ေစာင္းေသာ ကန့္လန့္ၿဖတ္ မ်ဥ္းမ်ားၿဖင့္ေဖာ္ၿပထားသည္။

ဂရပ္တြင္ ပါဝင္ေသာ အမ်ိဳးအစား ၄ ခုအနက္မွ မည္သည့္ ႏွစ္မ်ိဳးကို ရလွ်င္ က်န္သည္ ႏွစ္မ်ိဳးကို ရရွိနုိင္သည္။

တြက္နည္း ဥပမာ၁

25,000 CHM ရွိေသာ AHU တစ္လံုးမွ အဝုိင္းပံုစံရွိေသာ (Round Duct) Main Duct ၏ အရြယ္အစားကို ရွာပါ။ (အကယ္၍ Maximum Friction losses ကို 1 Pa/m ကုိ အေၿခခံ၍တြက္ခ်က္ပါ။) ထုိ Round Duct သည္ မီတာ၂၀၀ အရွည္ရွိသည္ဆုိလွ်င္ total Friction losses မည္မွ်ၿဖစ္မည္နည္း။

ဂရပ္ၿဖင့္ ဖတ္ယူၿခင္းသည္ တြက္ယူပါက ပုိမုိလြယ္ကူသည္။

ပုစၦာတြင္ေပးထားေသာ Air Quantity မွာ 25,000 CHM ၿဖစ္သည္။ ဂရပ္တြင္ေဖာ္ၿပထားေသာ ) Air Quantity မွာ Liter per Second ၿဖစ္သည္။ ထုိေၾကာင့္ 25,000 CHM ကို Liter per Second အၿဖစ္ေၿပာင္းရန္လုိအပ္သည္။

25,000 CHM x 1000 Liter per meter cube = 25,000,000 Liter per hour/ 3600 = 6944 L/s ႏွင့္

Maximum Friction losses ကို 1 Pa/m အသံုးၿပဳလွ်င္ ဂရပ္ေပၚတြင္ ဆံုမွတ္တစ္ခုကိုရနုိင္သည္။

ေဒါင္ လုိက္မ်ဥ္းတန္ဘုိးမ်ား မွ 6944 L/s ေနရာတြင္လုိင္းတစ္လုိင္းကိုဆြဲပါ။ ပံုတြင္အနီေရာင္လုိင္းၿဖစ္သည္။

အလ်ားလုိက္ မ်ဥ္းတန္ဘုိးမ်ား မွ1 Pa/m ေနရာတြင္လုိင္းတစ္လုိင္းကိုဆြဲပါ။ ပံုတြင္ အဝါ ေရာင္လုိင္းၿဖစ္သည္။ ထိုအခါ ဆံုမွတ္တစ္ခုကုိရမည္။

ထုိဆံုမွတ္မွာ Dcut Diameter ညာဘက္သို့ေစာင္းေသာ ကန့္လန့္ၿဖတ္ မ်ဥ္း တန္ဘုိးကို ဖတ္ပါ။ ပံုတြင္ အၿပာ ေရာင္လုိင္းၿဖစ္သည္။ တန္းဘုိးမွာ ၉၃၀ ခန့္ၿဖစ္သည္။ ၉၃၀မီလီမီတာ အခ်င္းရွိေသာ Duct ေစ်းကြက္တြင္မရွိေသာေၾကာင့္ 950mm Diameter Round Dcut ၿဖစ္သည္။ Velocity (m/s) 10.2 ခန့္ၿဖစ္သည္။ ထုိ Dcut အမ်ိဳးအစား ႏွင့္ အသံုးၿပဳမည့္ ေနရာကိုၾကည့္၍ ASHRAE recommend dcut veloctiy ႏွင့္ နုိင္းယွဥ္နုိင္သည္။ recommend dcut veloctiy ထက္ ဤ Dcut Velocity 10.2 m/s သည္ အလြန္မ်ားသည္ဆုိလွ်င္ 950mm ထက္ပုိၾကီးေသာ Dcut ကို သံုးရန္ စဥ္းစားသင့္သည္။

အသံုးမ်ားေသာ velocity limits ကို ေအာက္တြင္ဇယားၿဖင့္ေဖာ္ၿပထားသည္။

Type of Duct	Comfort Systems		Industrial Systems		High Speed Systems
	m/s	ftm	m/s	ftm	m/s	ftm
Main ducts	4 - 7	780 - 1380	8 - 12	1575 - 2360	10 - 18	1670 - 3540
Main branch ducts	3 - 5	590 - 985	5 - 8	985 - 1575	6 - 12	1180 - 2360
Branch ducts	1 - 3	200 - 590	3 - 5	590 - 985	5 - 8	985 - 1575

outlets and inlets တုိ တြင္ မ်ားေသာ velocities ရွိပါက လက္မခံနုိင္ေသာ ဆူညံ့မွဳမ်ားကို (unacceptable noise) ကို ၿဖစ္ေစသည္။

တြက္နည္း ဥပမာ ၂

Air Flow Rate 18,000 CMH ရွိေသာ Rectuangula Duct 450mm x 1300mm ၏ Frictioin Losses (Pa/m) ကို ရွာပါ။

Air Flow Rate 18,000 CMH ကို Liter per Second ဖြဲ ့ပါ။

Air Flow Rate 18,000 CMH = 5,000 L/s

Rectuangula Duct 450mm x 1300mm ၏ Circular Equivalent of Rectuangular Duct for Equal length သည္ 808mm ၿဖစ္သည္။ 800 ေက်ာ္ရုံမွ်သာၿဖစ္သည္။

Air Quantitie 5,000 L/sႏွင့္ 800mm Round Duct Diamenter ကို အသံုးၿပဳ၍ ဂရပ္မွာဖတ္လွ်င္ Frictioin Losses မွာ 1.1 Pa/m ခန့္ ၿဖစ္သည္။