ການອອກແບບເຂື່ອນ ລະບົບ Run-of-River (ຝ່າຍນ້ຳລົ້ນ)

 

ການອອກແບບເຂື່ອນ ລະບົບ Run-of-River (ຝ່າຍນ້ຳລົ້ນ)

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):

    P (kW)=η×ρ×g×Q×Hnet
    • P = ກຳລັງງານໄຟຟ້າ (kW)

    • η = ປະສິດທິພາບລວມ (0.85–0.95)

    • ρ = ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ (≈ 1000 kg/m³)

    • g = ຄ່າແຮງດຶງດູດຂອງໂລກ (≈ 9.81 m/s²)

    • Q = ອັດຕາການໄຫຼຂອງນ້ຳ (m³/s)

    • Hnet = 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):

    Qweir=Cw×L×Hw3/2
    • Qweir = ອັດຕາການໄຫຼຜ່ານຝ່າຍ (m³/s)

    • Cw = ສຳປະສິດການໄຫຼຂອງຝ່າຍ (1.8–2.0)

    • L = ຄວາມຍາວກົກຂອງຝ່າຍ (m)

    • Hw = ຄວາມສູງຂອງນ້ຳເໜືອຝ່າຍ (m)

  • ຄວາມສູງຝ່າຍ: ຖ້າ Hweir > 15 m, ຕ້ອງອອກແບບສະເພາະ ແລະ ກວດກາຮາກຖານ ຕາມ ETSN ມາດຕາ 17-2.

3. 🧹 ການອອກແບບອ່າງຕົກຕະກອນ (Desilting Basin Design)

  • ຄວາມໄວການຕົກຕະກອນ (Settling Velocity - vs): ຄິດໄລ່ຈາກສູດ Stokes ສຳລັບຕະກອນຂະໜາດນ້ອຍ (d < 0.1 mm):

    vs=g(ρsρw)d218μ
    • vs = ຄວາມໄວການຕົກຕະກອນ (m/s)

    • ρs = ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຕະກອນ (~2650 kg/m³)

    • ρw = ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ (1000 kg/m³)

    • d = ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຕະກອນ (m)

    • μ = ຄວາມໜືດຂອງນ້ຳ (0.001 Pa·s)

  • ຄວາມຍາວທີ່ຈຳເປັນຂອງອ່າງ (Required Length - Lbasin):

    Lbasin=QvsW
    • Lbasin = ຄວາມຍາວອ່າງ (m)

    • Q = ອັດຕາການໄຫຼອອກແບບ (m³/s)

    • W = ຄວາມກວ້າງຂອງອ່າງ (m)

  • ເວລາກັກຄ້າງ (Detention Time - t): ປົກກະຕິ 30–60 ວິນາທີ, ຄິດໄລ່ຈາກ t=Lbasin/vflow.

4. 💧 ການອອກແບບຄອງສົ່ງນ້ຳ (Headrace Channel Design)

ໃຊ້ ສູດ Manning ສໍາລັບການໄຫຼແບບສະຫມໍ່າສະເໝີ (Uniform Flow):

Q=1nAR2/3S1/2
  • Q = ອັດຕາການໄຫຼ (m³/s)

  • n = ສຳປະສິດຄວາມສະຫຍາບຂອງ Manning (0.015 ສຳລັບຄອງປູນ, 0.03 ສຳລັບຄອງດິນທຳມະຊາດ)

  • A = ພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ (m²)

  • R = ລັດສະໝີໄຮໂດຣລິກ (m) = A/P (P = ລວງຮອບປຽກ)

  • S = ຄວາມຄ້ອຍຂອງເສັ້ນພະລັງງານ (m/m)

[!NOTE]
ຄວາມໄວທີ່ເໝາະສົມ < 2 m/s ເພື່ອຫຼຸດການເຊາະ. ຄວາມຄ້ອຍຄວນຕໍ່າ (ຕົວຢ່າງ: 1/1,500) ເພື່ອຮັກສາຫົວນ້ຳ.

5. 📏 ການອອກແບບທໍ່ສົ່ງນ້ຳແຮງດັນ (Penstock Design)

  • ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ເໝາະສົມ (Economic Diameter - Dopt):

    Dopt=kQ1/2
    • Dopt = ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ເໝາະສົມ (m)

    • k = ສຳປະສິດ (1.5–2.5, ຂຶ້ນກັບ H ແລະ ລາຄາເຫຼັກ)

    • Q = ອັດຕາການໄຫຼອອກແບບ (m³/s)

  • ຄວາມໜາຂອງຜະໜັງທໍ່ (Wall Thickness - t):

    t=PD2σE
    • t = ຄວາມໜາ (m)

    • P = ຄວາມດັນພາຍໃນ (Pa) ≈ ρgHmax

    • D = ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທໍ່ (m)

    • σ = ຄວາມທົນທານຕໍ່ແຮງດຶງຂອງເຫຼັກ (Pa)

    • E = 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 - hf):

    hf=fLDv22g

    (Darcy-Weisbach equation) ບ່ອນທີ່ f ຄິດໄລ່ຈາກ Moody chart ຫຼື Swamee-Jain formula.

  • ການສູນເສຍທ້ອງຖິ່ນ (Minor Losses - hm):

    hm=Kminorv22g

    ຄ່າ Kminor ສຳລັບຂໍ້ສອກ (bend: 0.5–1.0), ປະຕູ (gate: 0.2–1.0), ທາງເຂົ້າອ່າງ (inlet: 0.5–1.0).

  • ຫົວນ້ຳສຸດທິ (Net Head):

    Hnet=Hgross(hf+hm)

    (ຕ້ອງບໍ່ຕໍ່າກວ່າ 85% ຂອງ H_gross ສຳລັບການອອກແບບທີ່ຄຸ້ມຄ່າ).


🏗️ ອົງປະກອບທັງໝົດ (Complete Components)

ລຳດັບ🏗️ ອົງປະກອບ📝 ລາຍລະອຽດການອອກແບບ
1WeirH = 2–10 m, ຂຶ້ນກັບ H_gross, ຕ້ອງມີ Spillway ສຳລັບ Q_flood
2Desilting BasinL = 15–30 m, W = 3–10 m, ມຸມຄ້ອຍພື້ນ 2–5% ສຳລັບການຊະລ້າງ
3Headrace ChannelQ = 0.5–100 m³/s, S = 0.0005–0.005 (ຕໍ່າ), ຄວາມໄວ < 2 m/s
4Forebayຄວາມຈຸ 1–2 ນາທີຂອງ Q_design, depth > 5 m ສຳລັບປ້ອງກັນ vortex
5PenstockD = 0.5–5 m, t ຄຳນວນຈາກ P ແລະ material grade, ຕ້ອງມີ Surge Tank ຖ້າ L > 500 m
6Powerhouseຂະໜາດ 10–50 m, ລະບົບ crane ສຳລັບຍົກ turbine/generator
7Tailraceຄວາມໄວອອກ < 1.5 m/s, ເພື່ອຫຼຸດການເຊາະດ້ານທ້າຍນ້ຳ
ການອອກແບບເຂື່ອນ ລະບົບ Run-of-River (ຝ່າຍນ້ຳລົ້ນ)


🧮 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)1000kg/m³ຄ່າມາດຕະຖານ
ແຮງດຶງດູດ (g)9.81m/s²ຄ່າມາດຕະຖານ
ຄວາມໄວໃນ Penstock (v)2–5m/sJICA, 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

Previous Post Next Post