เปรียบเทียบผลลัพธ์จากการคำนวณมือกับ Flow Simulation

     หลายๆ คนที่เริ่มใช้งานโปรแกรม Simulation มักจะสงสัยว่าผลลัพธ์ที่ได้จากการใช้โปรแกรมจะถูกต้องหรือไม่  วิธีการที่ดีที่สุดที่จะตอบคำถามนี้ได้ คือ ให้เทียบผลการวิเคราะห์กับการทดลองจริง  โดยอาจจะนำงานที่ใกล้เคียงกับงานที่เราต้องการวิเคราะห์ซึ่งผ่านการทดสอบจริงมาแล้ว  มาวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมเพื่อหาว่าการกำหนดค่าแบบใดจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงความเป็นจริงที่สุด  จากนั้นพอมาวิเคราะห์งานที่เราต้องการจริงๆ ก็จะมั่นใจได้ว่าผลการวิเคราะห์ที่ได้นั้นมีความน่าเชื่อถือในระดับหนึ่ง

     ในบทความนี้จะเปรียบเทียบผลลัพธ์จากการคำนวณด้วยสูตรคำนวณ (ซึ่งสูตรที่เราใช้คำนวณมือกันอยู่ล้วนผ่านการพิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้จริง) กับการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Flow Simulation โดยใช้ตัวอย่างงาน Manometer ที่ใช้สำหรับวัดความดันหรือความเร็วของของไหลด้วยการดูความแตกต่างของระดับน้ำในท่อ

ผลลัพธ์จากการคำนวณด้วยสูตร

มีขั้นตอนการคำนวณดังนี้

- หาความเร็วในท่อเล็ก(V2) จากข้อกำหนดที่ว่าของไหลไม่มีการอัดตัว  ดังนั้นอัตราการไหลในท่อใหญ่และท่อเล็กจะต้องเท่ากัน

- จากสมการของแบร์นูลลี่จะบอกได้ว่าความแตกต่างของแรงดันสถิตย์ (Static Pressure) ที่ตำแหน่ง 1 และ 2 จะมีค่าเท่ากับความดันที่ทำให้เกิดความแตกต่างของระดับน้ำ

ผลลัพธ์จาก Flow Simulation

     จะเห็นว่าผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณด้วยสูตรกับ Flow Simulation ไม่ได้ตรงกัน 100%  เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเรียบของผิวท่อ (สูตรคำนวณคิดว่าท่อเรียบลื่น  แต่ในความเป็นจริงหรือในโปรแกรมจะมองว่าผิวท่อทำให้ Flow ไหลช้าลง  ส่วนตรงกลางท่อจะไหลเร็วขึ้นเพื่อรักษาอัตราการไหล), ผลการทบจากโมเดล (ในโมเดลจริงมีท่อ Manometer ต่ออยู่กับท่อหลัก  ทำให้ความเร็วอากาศมีการสะดุดเมื่อผ่านรูท่อ Manometer) เป็นต้น  ดังนั้นจะเห็นว่าการใช้โปรแกรมช่วยจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่เกิดจากปัจจัยเล็กๆน้อยๆที่การคำนวณด้วยสูตรมองข้ามไปด้วย  

     ในความเป็นจริงเองเราก็จะเจอกับผลลัพธ์จากการทดลองและการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมไม่ตรงกันเช่นกัน  เพราะมีปัจจัยต่างๆ ที่เราควบคุมได้ยากหรือควบคุมไม่ได้ (ถึงจะไม่เทียบกับโปรแกรม Simulation  แค่ทดลองหลายรอบหรือทดลองโมเดลเดียวกันแต่คนละชิ้น  ก็มักจะได้ผลการทดลองมีค่าไม่เท่ากัน  ทำให้เราต้องมีการทดลองหลายครั้งแล้วหาค่าเฉลี่ย) แต่อย่างน้อยผลลัพธ์ที่ได้ก็มีค่าใกล้เคียงความจริง  อย่างเช่นงานนี้ที่ผลลัพธ์จาก Simulation มีความคลาดเคลื่อนจากผลการคำนวณมือประมาณ 4% (คำนวณจาก (70.31-67.58)/67.58)

วิธีการใช้ Flow Simulation วิเคราะห์ Manometer

รับปรึกษา  สอน  วิเคราะห์งานด้วยโปรแกรม SolidWorks Simulation

คุณพลวัฒน์ (บอล)

Tel. 087-489-7265

Line ID : ballastro

E-mail : sim.adviser@gmail.com
FB : Simulation Adviser