ການອອກແບບ ຝ່າຍ ແລະ ອົງປະກອບທັງໝົດໃນ ລະບົບ Run-of-River (ຝ່າຍນ້ຳລົ້ນ)
📐 Design of Weir and All Components in a Run-of-River Hydropower System
"ການອອກແບບຝ່າຍນ້ຳລົ້ນ ບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ການກັ້ນນ້ຳ, ແຕ່ແມ່ນວິທະຍາສາດທີ່ແນ່ນອນຂອງການຄິດໄລ່ຄວາມໄວ, ຄວາມດັນ, ຕະກອນ, ແລະ ການສູນເສຍພະລັງງານ."
🧮 ສູດຫຼັກໃນການອອກແບບ (Key Design Formulas)
ຕາມ ມາດຕະຖານ ISO/AWI 26157, ຄູ່ມືການອອກແບບ JICA, ມາດຕະຖານເຕັກນິກໄຟຟ້າລາວ (ETSN), ການອອກແບບອົງປະກອບຕ້ອງອີງໃສ່ສູດຄິດໄລ່ຕໍ່ໄປນີ້:
1. 💧 ການໄຫຼຂອງນ້ຳ (Flow Rate - Q)
ວັດແທກເປັນ ແມັດກ້ອນຕໍ່ວິນາທີ (m³/s) ຫຼື ລິດຕໍ່ວິນາທີ (L/s).
ສູດຄິດໄລ່ພະລັງງານໄຟຟ້າ (Hydropower Formula):
= ກຳລັງງານໄຟຟ້າ (kW)
= ປະສິດທິພາບລວມ (0.85–0.95)
= ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ (≈ 1000 kg/m³)
= ຄ່າແຮງດຶງດູດຂອງໂລກ (≈ 9.81 m/s²)
= ອັດຕາການໄຫຼຂອງນ້ຳ (m³/s)
= ຫົວນ້ຳສຸດທິ (m)
[!TIP]
ຕົວຢ່າງ: ຖ້າ Q = 2 m³/s, H = 60 m, η = 0.85:
P = 0.85 × 1000 × 9.81 × 2 × 60 ÷ 1000 = 1,000 kW (1 MW)
2. 🏗️ ການອອກແບບຝ່າຍ (Weir Design)
ສູດຄິດໄລ່ຄວາມສາມາດລະບາຍນ້ຳຂອງຝ່າຍ (Weir Discharge Formula – ຝ່າຍຮູບສີ່ແຈ):
= ອັດຕາການໄຫຼຜ່ານຝ່າຍ (m³/s)
= ສຳປະສິດການໄຫຼຂອງຝ່າຍ (1.8–2.0)
= ຄວາມຍາວກົກຂອງຝ່າຍ (m)
= ຄວາມສູງຂອງນ້ຳເໜືອຝ່າຍ (m)
ຄວາມສູງຝ່າຍ: ຖ້າ > 15 m, ຕ້ອງອອກແບບສະເພາະ ແລະ ກວດກາຮາກຖານ ຕາມ ETSN ມາດຕາ 17-2.
3. 🧹 ການອອກແບບອ່າງຕົກຕະກອນ (Desilting Basin Design)
ຄວາມໄວການຕົກຕະກອນ (Settling Velocity - ): ຄິດໄລ່ຈາກສູດ Stokes ສຳລັບຕະກອນຂະໜາດນ້ອຍ (d < 0.1 mm):
= ຄວາມໄວການຕົກຕະກອນ (m/s)
= ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຕະກອນ (~2650 kg/m³)
= ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ (1000 kg/m³)
= ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຕະກອນ (m)
= ຄວາມໜືດຂອງນ້ຳ (0.001 Pa·s)
ຄວາມຍາວທີ່ຈຳເປັນຂອງອ່າງ (Required Length - ):
= ຄວາມຍາວອ່າງ (m)
= ອັດຕາການໄຫຼອອກແບບ (m³/s)
= ຄວາມກວ້າງຂອງອ່າງ (m)
ເວລາກັກຄ້າງ (Detention Time - ): ປົກກະຕິ 30–60 ວິນາທີ, ຄິດໄລ່ຈາກ .
4. 💧 ການອອກແບບຄອງສົ່ງນ້ຳ (Headrace Channel Design)
ໃຊ້ ສູດ Manning ສໍາລັບການໄຫຼແບບສະຫມໍ່າສະເໝີ (Uniform Flow):
= ອັດຕາການໄຫຼ (m³/s)
= ສຳປະສິດຄວາມສະຫຍາບຂອງ Manning (0.015 ສຳລັບຄອງປູນ, 0.03 ສຳລັບຄອງດິນທຳມະຊາດ)
= ພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ (m²)
= ລັດສະໝີໄຮໂດຣລິກ (m) = (P = ລວງຮອບປຽກ)
= ຄວາມຄ້ອຍຂອງເສັ້ນພະລັງງານ (m/m)
[!NOTE]
ຄວາມໄວທີ່ເໝາະສົມ < 2 m/s ເພື່ອຫຼຸດການເຊາະ. ຄວາມຄ້ອຍຄວນຕໍ່າ (ຕົວຢ່າງ: 1/1,500) ເພື່ອຮັກສາຫົວນ້ຳ.
5. 📏 ການອອກແບບທໍ່ສົ່ງນ້ຳແຮງດັນ (Penstock Design)
ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ເໝາະສົມ (Economic Diameter - ):
= ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ເໝາະສົມ (m)
= ສຳປະສິດ (1.5–2.5, ຂຶ້ນກັບ H ແລະ ລາຄາເຫຼັກ)
= ອັດຕາການໄຫຼອອກແບບ (m³/s)
ຄວາມໜາຂອງຜະໜັງທໍ່ (Wall Thickness - ):
= ຄວາມໜາ (m)
= ຄວາມດັນພາຍໃນ (Pa) ≈
= ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທໍ່ (m)
= ຄວາມທົນທານຕໍ່ແຮງດຶງຂອງເຫຼັກ (Pa)
= ປະສິດທິພາບຂໍ້ຕໍ່ (0.85–1.0)
ຄວາມໄວຂອງນ້ຳໃນທໍ່ (Velocity): ຄວນຢູ່ລະຫວ່າງ 2–5 m/s ເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງລະຫວ່າງການສູນເສຍສຽດທານ ແລະ ການກັດກ່ອນ.
6. 🔌 ການອອກແບບໂຮງງານ (Powerhouse Design)
ຂະໜາດໂຮງງານ: ຂຶ້ນກັບຂະໜາດຂອງ turbine ແລະ generator. ປົກກະຕິມີຄວາມກວ້າງ 10–20 m, ຍາວ 15–30 m, ສູງ 8–15 m.
ລະບົບລະບາຍຄວາມຮ້ອນ: ອອກແບບສຳລັບກໍລະນີ ກະແສໄຟຟ້າສູງສຸດ (ປົກກະຕິ 1-2% ຂອງກຳລັງຕິດຕັ້ງ).
ເຄື່ອງຈັກ (Turbine & Generator): ຄັດເລືອກຕາມຫົວນ້ຳ (H) ແລະ ການໄຫຼ (Q). ປະສິດທິພາບ turbine ປົກກະຕິ 85–93% (ແຫຼ່ງອ້າງອີງ: IEC 60193).
7. 🌊 ການຄິດໄລ່ການສູນເສຍຕ່າງໆ (Head Loss Calculations)
ການສູນເສຍສຽດທານໃນທໍ່ (Friction Loss - ):
(Darcy-Weisbach equation) ບ່ອນທີ່ f ຄິດໄລ່ຈາກ Moody chart ຫຼື Swamee-Jain formula.
ການສູນເສຍທ້ອງຖິ່ນ (Minor Losses - ):
ຄ່າ ສຳລັບຂໍ້ສອກ (bend: 0.5–1.0), ປະຕູ (gate: 0.2–1.0), ທາງເຂົ້າອ່າງ (inlet: 0.5–1.0).
ຫົວນ້ຳສຸດທິ (Net Head):
(ຕ້ອງບໍ່ຕໍ່າກວ່າ 85% ຂອງ H_gross ສຳລັບການອອກແບບທີ່ຄຸ້ມຄ່າ).
🏗️ ອົງປະກອບທັງໝົດ (Complete Components)
| ລຳດັບ | 🏗️ ອົງປະກອບ | 📝 ລາຍລະອຽດການອອກແບບ |
|---|---|---|
| 1 | Weir | H = 2–10 m, ຂຶ້ນກັບ H_gross, ຕ້ອງມີ Spillway ສຳລັບ Q_flood |
| 2 | Desilting Basin | L = 15–30 m, W = 3–10 m, ມຸມຄ້ອຍພື້ນ 2–5% ສຳລັບການຊະລ້າງ |
| 3 | Headrace Channel | Q = 0.5–100 m³/s, S = 0.0005–0.005 (ຕໍ່າ), ຄວາມໄວ < 2 m/s |
| 4 | Forebay | ຄວາມຈຸ 1–2 ນາທີຂອງ Q_design, depth > 5 m ສຳລັບປ້ອງກັນ vortex |
| 5 | Penstock | D = 0.5–5 m, t ຄຳນວນຈາກ P ແລະ material grade, ຕ້ອງມີ Surge Tank ຖ້າ L > 500 m |
| 6 | Powerhouse | ຂະໜາດ 10–50 m, ລະບົບ crane ສຳລັບຍົກ turbine/generator |
| 7 | Tailrace | ຄວາມໄວອອກ < 1.5 m/s, ເພື່ອຫຼຸດການເຊາະດ້ານທ້າຍນ້ຳ |
🧮 ຕາຕະລາງຄ່າຕົວກຳນົດມາດຕະຖານ (Standard Parameter Table)
| ຕົວກຳນົດ (Parameter) | ຄ່າ (Value) | ໜ່ວຍ (Unit) | ແຫຼ່ງອ້າງອີງ (Source) |
|---|---|---|---|
| ປະສິດທິພາບລວມ (η) | 0.85–0.95 | - | IEC 60193 |
| ສຳປະສິດ Manning ສຳລັບຄອງປູນ (n) | 0.015 | - | Manning's formula |
| ຄວາມໜາແໜ້ນນ້ຳ (ρ) | 1000 | kg/m³ | ຄ່າມາດຕະຖານ |
| ແຮງດຶງດູດ (g) | 9.81 | m/s² | ຄ່າມາດຕະຖານ |
| ຄວາມໄວໃນ Penstock (v) | 2–5 | m/s | JICA, ISO |
| ການສູນເສຍຫົວນ້ຳສູງສຸດ | < 15% | % | ມາດຕະຖານເຕັກນິກ (ETSN) |
*ແຫຼ່ງອ້າງອີງ: ມາດຕະຖານ ISO/AWI 26157, ຄູ່ມືການອອກແບບ JICA, ມາດຕະຖານເຕັກນິກໄຟຟ້າລາວ 2004, ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍໄຟຟ້າ ສປປ ລາວ 2012, ຄູ່ມື NTNU, IEC 60193 (ສຳລັບປະສິດທິພາບ turbine).*
ສົນໃຈ ທີມງານຄຸນນະພາບ ໃຫ້ບໍລິການ:
✨ ທີ່ປຶກສາ ໂຄງການ
✨ ທີ່ປຶກສາ ການລົງທຶນ
✨ ດຳເນີນເອກະສານໂຄງການແທນ
✨ ຮັບຂຽນບົດຕ່າງໆ ຂອງໂຄງການ
🔸 ບົດສະເໜີໂຄງການລົງທຶນ
🔸 ບົດສຶກສາຄວາມເປັນໄປໄດ້ (FS)
🔸 ບົດວິພາກເສດຖະກິດ-ເຕັກນິກ
📞 ຊ່ອງທາງການຕິດຕໍ່ ແລະ ຕິດຕາມຂໍ້ມູນວິຊາການ
❶ ທ່ານ Anousone XAYYALATH
❷ 📱 ໂທລະສັບ / WhatsApp: 020 55296290
❸ 📧 ອີເມວ: anousone11@gmail.com
❹ 🌐 Blogger: anousonexayyalath.blogspot.com
❺ 📱 Facebook: Anousone XAYYALATH (ANSXYL)
❻ 📸 Instagram: anousone_xyl
❼ 🐦 X (Twitter): AnousoneChanel
❽ ✈️ Telegram: t.me/Anousone
❾ 🎵 TikTok: anousonechanel
ການອອກແບບຝ່າຍ ແລະ ອົງປະກອບທັງໝົດໃນລະບົບ Run-of-River (ROR) ຢ່າງຄົບຖ້ວນ: ສູດການຄິດໄລ່ Design Discharge, Weir, Desilting Basin, Headrace, Penstock, ແລະ Powerhouse.
#RunOfRiver #ROR #HydropowerDesign #WeirEngineering #DesiltingBasin #Penstock #Powerhouse #CivilEngineering #HydropowerFormulas #RenewableEnergy #LaoPDR #ANSXYL #AnousoneXAYYALATH
Run-of-River, ROR, Hydropower Design, Weir Design, Desilting Basin, Headrace Channel, Penstock Design, Powerhouse, Hydropower Formulas, Engineering Calculations, Anousone XAYYALATH, ANSXYL