Saltation Velocity และ Minimum Conveying Velocity: คำนวณความเร็วลมขั้นต่ำเพื่อป้องกันท่อ Pneumatic อุดตัน

By Paradorn Wannasung / กันยายน 6, 2026

บทความโดยภราดร วรรณสังข์ (Paradorn Wannasung)Marketing Communication Specialist · นิเทศศาสตรมหาบัณฑิต (การสื่อสารการตลาดและแบรนด์)

⏱️ เวลาอ่านประมาณ 30 นาที📅 6 ก.ย. 2026

แชร์:f LINE X

Pneumatic Conveying
Engineering Guide
2 มิถุนายน 2568
อ่านประมาณ 8 นาที

Saltation Velocity และ Minimum Conveying Velocity: คำนวณความเร็วลมขั้นต่ำเพื่อป้องกันท่อ Pneumatic อุดตัน

นิเทศศาสตรมหาบัณฑิต (การสื่อสารการตลาดและแบรนด์) · AERZEN Rental Thailand

TL;DR — สาระสำคัญ

Saltation velocity คือความเร็วลมขั้นต่ำที่ particle เริ่ม settle ในท่อแนวนอน — ออกแบบต่ำกว่านี้ = ท่ออุดตันแน่นอน
Design velocity ที่แนะนำ = 1.25× saltation velocity (dilute phase) แล้วแปลงเป็น Nm³/h เพื่อ spec blower ได้ถูกต้อง
ท่อแนวตั้งต้องพิจารณา terminal velocity แยกต่างหาก — blower flow requirement สูงกว่าระบบที่มีแต่ท่อแนวนอน

Saltation velocity กำหนดเส้นแบ่งระหว่างระบบ pneumatic conveying ที่ทำงานได้กับระบบที่ท่ออุดตัน ในแนวท่อแนวนอน (horizontal pipe) เมื่อความเร็วลมตกต่ำกว่าค่านี้ แรงยกจากกระแสลม (drag force) จะไม่เพียงพอที่จะพยุง particle ให้แขวนลอยอยู่ได้ — particle เริ่ม settle ลงพื้นท่อ เกิดเป็นชั้นตะกอน และในที่สุดนำไปสู่การอุดตันสมบูรณ์ของระบบ บทความนี้อธิบายการคำนวณ saltation velocity ด้วย Zenz correlation และ Rizk correlation รวมถึงวิธีแปลงผลลัพธ์เป็น flow specification สำหรับ blower ที่ใช้ใน dilute-phase conveying — ซึ่งเป็นขั้นตอนที่วิศวกรมักข้ามไปและพบปัญหาในภายหลัง

1.25×

Safety margin แนะนำ
เหนือ saltation velocity

< 0.1 mm

ขนาด particle ที่ saltation
velocity ต่ำกว่า coarse material

15–30 m/s

ช่วง design velocity ทั่วไป
สำหรับ dilute phase (แป้ง/polymer)

160 ปี

วิศวกรรม AERZEN ตั้งแต่ปี 1864
เชี่ยวชาญระบบลมอุตสาหกรรม

Saltation Velocity คืออะไร และทำไมถึงสำคัญกับการออกแบบระบบ

ในระบบ dilute-phase pneumatic conveying (dense ratio < 15 kg solid/kg air) วัสดุถูกพาโดยกระแสลมความเร็วสูงในสภาพแขวนลอย (suspension flow) ตลอดเส้นทางท่อ เมื่อความเร็วลมลดลงถึงจุดวิกฤต particle ที่มีน้ำหนักมากที่สุดจะเริ่มตกลงสู่พื้นท่อก่อน — ความเร็ว ณ จุดนั้นเรียกว่า saltation velocity (U_salt)

Saltation velocity ไม่ใช่ค่าคงที่ของระบบ แต่ขึ้นกับคุณสมบัติของวัสดุ ขนาดท่อ และอัตราส่วน solid loading โดยตรง ค่านี้จึงต้องคำนวณเฉพาะสำหรับแต่ละงาน และนำมาเป็น baseline ในการกำหนด design velocity ของระบบ — ไม่ใช่ใช้ค่าจากตารางทั่วไปโดยไม่ตรวจสอบ

ข้อควรระวัง — Engineering Risk

การออกแบบ pipeline velocity ต่ำกว่า saltation velocity แม้เพียง 10% ในท่อแนวนอนสามารถทำให้เกิด particle accumulation ภายในเวลาไม่กี่นาทีของการทำงาน โดยเฉพาะในวัสดุที่มี bulk density สูงเกิน 600 kg/m³ เช่น ปูนขาว (lime) หรือเม็ด PET resin ขนาดใหญ่

ความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่าง saltation velocity กับ minimum conveying velocity (MCV) คือ: MCV = U_salt สำหรับ dilute phase ในท่อแนวนอน — นั่นหมายความว่า saltation velocity คือขีดล่างของ design ในทางปฏิบัติ ระบบที่ดีจะกำหนด operating velocity สูงกว่า saltation velocity ด้วย safety margin เพียงพอ

ระบบ Pneumatic Conveying ในโรงงานอุตสาหกรรม — แสดงเส้นทางท่อแนวนอนและแนวตั้งที่ต้องกำหนด velocity ให้ถูกต้อง (ภาพ: AERZEN Group) — **ระบบ Dilute-Phase Pneumatic Conveying** — การออกแบบ velocity ที่ถูกต้องในท่อแนวนอน (horizontal run) คือหัวใจสำคัญของการป้องกันท่ออุดตัน
(ที่มา: AERZEN Group — Pneumatic Conveying Applications)

สูตร Zenz Correlation และ Rizk Correlation: วิธีประมาณ Saltation Velocity

มี correlation ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงการวิศวกรรม 2 สูตรหลัก ได้แก่ Zenz (1964) และ Rizk (1976) ทั้งสองเป็นการประมาณค่าจาก empirical data ไม่ใช่การคำนวณ first-principles — ดังนั้นผลลัพธ์ควรใช้เป็นจุดตั้งต้นสำหรับการออกแบบ และควรตรวจสอบกับ pilot test หรือข้อมูลจากผู้ผลิตอุปกรณ์เสมอ

Zenz Correlation

Zenz เสนอ correlation ที่อ้างอิงจาก Archimedes number (Ar) และ Froude number ของ particle โดยสามารถแสดงในรูปแบบที่ใช้งานได้ดังนี้:

Zenz Correlation — Saltation Velocity

Fr_salt = U_salt / √(g · D) = f(Ar, μ*)

โดยที่:
U_salt = saltation velocity (m/s)
g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง = 9.81 m/s²
D = เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ (m)
Ar = Archimedes number = ρ_p · d_p³ · g · (ρ_p – ρ_f) / (ρ_f · μ²)
μ* = solid loading ratio (kg solid / kg air)
ρ_p = ความหนาแน่นของ particle (kg/m³)
ρ_f = ความหนาแน่นของ fluid/air (kg/m³)
d_p = ขนาด particle เฉลี่ย (m)

ในทางปฏิบัติ Zenz correlation ให้ผลดีสำหรับวัสดุเม็ดขนาดกลาง (100–1,000 μm) และ solid loading ต่ำถึงกลาง (μ* = 1–10) อย่างไรก็ตาม ค่าความเร็วที่ได้มักอยู่ในระดับ conservative กว่า Rizk สำหรับวัสดุ fine powder

Rizk Correlation

Rizk (1976) เสนอ correlation ที่เรียบง่ายกว่าและนิยมใช้ใน preliminary design สำหรับ dilute-phase system:

Rizk Correlation — Saltation Velocity (Simplified Form)

μ* = (1/10^α) · Fr_salt^β

โดยที่:
α = 1.44 · d_p^0.84 + 1.96 (d_p เป็น mm)
β = 1.1 · d_p^0.40 + 2.5
Fr_salt = U_salt / √(g · D)
μ* = solid loading ratio (kg solid / kg air)

จัดรูปเพื่อหา U_salt:
U_salt = [μ* · 10^α]^(1/β) · √(g · D)

Engineering Insight

Rizk correlation ได้รับการอ้างอิงอย่างแพร่หลายใน CAGI (Compressed Air and Gas Institute) และงานวิจัยด้าน pneumatic conveying เนื่องจากให้ผลใกล้เคียงกับ experimental data สำหรับวัสดุ fine powder เช่น แป้งสาลี (wheat flour, d_p ≈ 50–200 μm) ได้ดีกว่า Zenz ในหลายกรณี

Material Properties ที่ส่งผลต่อ Saltation Velocity

คุณสมบัติของวัสดุที่ต้องนำเข้าสูตร 3 ตัวหลัก ได้แก่ bulk density, particle size และ particle shape — ทั้งสามตัวนี้ส่งผลต่อผลลัพธ์อย่างมีนัยสำคัญ การใช้ค่าโดยประมาณหรือค่าจาก material datasheet ที่ไม่ตรงกับล็อตวัสดุจริงอาจทำให้ผล design velocity คลาดเคลื่อนเกิน 20%

ตัวอย่าง Material Properties และผลต่อ Saltation Velocity ใน Dilute-Phase System
วัสดุ	Bulk Density (kg/m³)	Particle Size (μm, d₅₀)	Particle Shape	U_salt ประมาณ (m/s, D=100mm)	ข้อสังเกต
แป้งสาลี (Wheat Flour)	480–600	50–150	Irregular / flaky	8–13	Fine powder — Rizk ให้ผลดีกว่า Zenz; hygroscopic — ระวังความชื้นสะสม
เม็ด PET Resin	800–900	2,000–4,000	Cylindrical pellet	18–28	Coarse — ต้องการ velocity สูง; รูปร่างทรงกระบอกทำให้ settling เร็ว; ควรเพิ่ม margin เป็น 1.3×
ปูนขาว (Hydrated Lime)	400–600	5–30	Fine irregular	7–11	Ultra-fine — saltation velocity ต่ำ แต่ cohesive — ระวัง plugging จาก particle agglomeration ไม่ใช่ settling
เมล็ดข้าว (Rice Grain)	700–800	3,000–8,000	Elongated	20–32	ขนาดใหญ่และหนาแน่น — MCV สูง; ความเร็วที่ใช้ออกแบบต้องอยู่เหนือ 25 m/s สำหรับท่อ 150mm ขึ้นไป
ปูนซีเมนต์ (Portland Cement)	1,000–1,500	10–50	Irregular	10–16	Density สูงกว่าปูนขาวมาก — U_salt สูงกว่า; ดูดความชื้นและ cake — ออกแบบ velocity ให้เผื่อ safety margin ไว้สูง

แหล่งอ้างอิง particle properties: ISO 13322-1:2014 (Particle size analysis — Image analysis methods), CAGI Engineering Handbook, และ AERZEN application engineering data

Practical Note — Particle Shape Factor

วัสดุที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ (irregular) จะมี drag coefficient สูงกว่าทรงกลม ทำให้ saltation velocity ต่ำกว่าที่สูตรทั่วไปคาดการณ์ไว้ราว 10–20% ในทางปฏิบัติวิศวกรมักปรับ d_p ด้วย sphericity factor (Ψ) โดยใช้ effective diameter = d_p · Ψ ก่อนนำเข้าสูตร Rizk

Safety Margin และการแปลงเป็น Blower Flow Specification (Nm³/h)

เมื่อได้ค่า U_salt จาก Zenz หรือ Rizk แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนด design velocity และแปลงเป็นปริมาณลมที่ต้องการจาก blower ใน unit Nm³/h

ขั้นตอนที่ 1 — กำหนด Design Velocity

มาตรฐานทั่วไปในวงการวิศวกรรม pneumatic conveying กำหนด safety margin สำหรับ dilute phase ที่ 1.25× saltation velocity กล่าวคือ:

Design Velocity (Dilute Phase)

U_design = 1.25 × U_salt

สำหรับวัสดุที่มีความแปรปรวนสูง (เช่น เม็ด PET ขนาดไม่สม่ำเสมอ) ให้ใช้ 1.3× ถึง 1.4×
สำหรับ fine powder ที่มีประวัติ cohesive plugging ให้ตรวจสอบกับผู้เชี่ยวชาญก่อน apply margin

ขั้นตอนที่ 2 — คำนวณ Volumetric Flow ที่ท่อ

Volumetric Flow ที่ Operating Condition

Q_actual = U_design × (π/4 × D²) [m³/s]

D = เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ (m)
U_design = design velocity ที่ได้จากขั้นที่ 1 (m/s)

แปลงเป็น m³/h: Q_actual × 3600
แปลงเป็น Normal m³/h (Nm³/h) — normalize ที่ 0°C, 1 atm:
Q_Nm³/h = Q_actual × (T_normal/T_operating) × (P_operating/P_normal) × 3600

ขั้นตอนที่ 3 — เพิ่ม System Losses และ Select Blower

Blower จะต้องจ่าย flow ที่ครอบคลุมทั้ง conveying air และ losses ตลอดระบบ รวมถึง pressure drop จาก solid acceleration zone, bends, filter, และ cyclone separator โดยทั่วไป blower selection จะใช้ pressure differential จากการคำนวณ system resistance ร่วมด้วย ซึ่งอยู่นอกขอบเขตของบทความนี้ แต่ flow rate ที่ได้จาก U_design ข้างต้นคือ minimum throughput ที่ blower ต้องจ่ายให้ได้ที่ design pressure

Blower Selection Reference

สำหรับวิธีการเลือกขนาด blower อย่างครบถ้วน รวมถึงการพิจารณา pressure differential, temperature correction, และ unit comparison ระหว่าง BVO Positive Displacement Blower กับ BVS Delta Screw Blower สำหรับงาน pneumatic conveying ดูได้ที่บทความหลัก:
คู่มือการเลือก Blower สำหรับระบบ Pneumatic Conveying Thailand

แนวท่อแนวตั้ง: Terminal Velocity คืออะไรและต่างจาก Saltation Velocity อย่างไร

ในแนวท่อแนวตั้ง (vertical pipe) กลไกที่ควบคุม particle ไม่ให้ตกกลับคือ terminal velocity (U_t) ไม่ใช่ saltation velocity Terminal velocity คือความเร็วลมขั้นต่ำที่กระแสลมยังสามารถพยุง particle ให้เคลื่อนที่ขึ้นได้ — เมื่อความเร็วลมเท่ากับ terminal velocity ของ particle นั้น particle จะ “ลอยอยู่กับที่” (stationary suspension) ไม่ขึ้นและไม่ลง

Terminal Velocity — Stokes’ Law (ใช้ได้กับ Re_p < 0.5)

U_t = (d_p² · (ρ_p – ρ_f) · g) / (18 · μ_f)

μ_f = ความหนืดพลวัต (dynamic viscosity) ของอากาศ ≈ 1.81 × 10⁻⁵ Pa·s (ที่ 20°C)
สำหรับ particle ขนาดใหญ่ (Re_p > 0.5) ใช้ Schiller-Naumann correlation แทน Stokes
U_t,vertical ≠ U_{salt,horizontal} — ทั้งสองค่าต้องคำนวณแยกกัน

ความสัมพันธ์ระหว่าง U_t และ U_salt ในการ spec Blower

โดยทั่วไปสำหรับ particle ขนาดกลาง (100–500 μm) ค่า U_t < U_salt นั่นหมายความว่า ระบบที่มีทั้งแนวท่อแนวนอนและแนวตั้งต้องออกแบบ blower flow ให้รองรับ saltation velocity เป็นหลัก เพราะ saltation condition ใน horizontal run เป็น limiting factor ที่ต้องการ flow สูงกว่า

AERZEN BVO Positive Displacement Blower สำหรับระบบ Pneumatic Conveying — flow rate และ pressure ถูกกำหนดจาก saltation velocity calculation (ภาพ: AERZEN Group) — **AERZEN BVO Positive Displacement Blower** — รุ่นที่ใช้งานในระบบ pneumatic conveying ทั่วไป Flow rate ของ blower ต้องสอดคล้องกับ design velocity ที่คำนวณจาก saltation velocity เพื่อให้ระบบทำงานได้ต่อเนื่องโดยไม่อุดตัน
(ที่มา: AERZEN Group — Blower Packages)

ผลกระทบต่อ Blower Selection เมื่อระบบมีแนวท่อแนวตั้ง

Vertical lift section ยาว — blower ต้องเอาชนะทั้ง static head จากน้ำหนัก solid column และ friction losses ของท่อแนวตั้ง pressure requirement สูงขึ้น 15–30% เมื่อเทียบกับระบบที่เป็นแนวนอนทั้งหมด
Start-up condition — ช่วงเริ่มต้น (cold start) blower ต้องจ่าย flow สูงเพื่อ accelerate particle จากสภาวะหยุดนิ่ง — บางระบบใช้ blower ที่มี capacity สูงกว่า steady-state design เพื่อรองรับ start-up surge
Mixed vertical-horizontal layout — กำหนด design velocity จาก horizontal run saltation velocity ก่อน จากนั้นตรวจสอบว่า velocity นั้นสูงเพียงพอที่จะเอาชนะ terminal velocity ในทุก vertical section ด้วย — ถ้าไม่พอต้องเพิ่ม design velocity ตาม vertical requirement
สายดิ่ง (vertical drop) — ในแนวตั้งลงด้านล่าง ไม่มีข้อจำกัดเรื่อง terminal velocity แต่ต้องระวัง particle velocity เกินความเร็วลม (roping) ซึ่งทำให้เกิด blockage ที่ elbow ถัดไป

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Saltation velocity กับ choking velocity ต่างกันอย่างไร?

Saltation velocity เป็นปรากฏการณ์เฉพาะในท่อแนวนอน — คือความเร็วที่ particle เริ่ม settle ลงพื้นท่อ ในขณะที่ choking velocity เป็นปรากฏการณ์ในท่อแนวตั้ง — คือความเร็วลมที่ต่ำถึงขนาดที่ solid concentration สูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนระบบเปลี่ยนจาก dilute phase เป็น dense phase และเกิดการอุดตัน (plug) ในท่อแนวตั้ง ทั้งสองค่าต้องคำนวณและป้องกันแยกกันในระบบที่มีทั้งแนวนอนและแนวตั้ง

ถ้า blower flow rate สูงกว่า design velocity มากๆ จะมีปัญหาอะไร?

การที่ velocity สูงเกินความจำเป็นส่งผลเสียหลายประการ: (1) ค่าพลังงาน blower เพิ่มขึ้นตาม cube law ของ velocity — เพิ่ม velocity 10% = พลังงานเพิ่มประมาณ 30% (2) การสึกหรอของ pipeline และ elbow สูงขึ้นจาก particle impact — โดยเฉพาะในงานที่มีวัสดุ abrasive เช่น ซีเมนต์หรือแร่บด (3) particle degradation — วัสดุที่เปราะบาง เช่น แป้งสาลีหรือเม็ด PET อาจแตกหักได้ถ้า impact velocity สูงเกินไป ดังนั้น design velocity จึงมีทั้ง minimum (saltation) และ maximum (particle degradation / wear threshold) ที่ต้องพิจารณา

Zenz หรือ Rizk correlation ควรใช้สูตรไหน?

ไม่มีสูตรใดที่ถูกต้องสำหรับทุกกรณี แนวทางปฏิบัติที่แนะนำคือคำนวณทั้งสองสูตรและใช้ค่าที่ สูงกว่า เป็น conservative estimate เพื่อ safety สำหรับ fine powder (d_p < 200 μm) Rizk มักให้ผลใกล้เคียงกับ experimental data มากกว่า ในขณะที่ Zenz ให้ผลดีกว่าสำหรับ coarse particle (d_p > 500 μm) หากมีข้อมูล pilot test จากวัสดุจริง ให้ใช้ข้อมูล test เป็นหลักแทน correlation เสมอ

AERZEN BVO Blower เหมาะกับงาน pneumatic conveying แบบไหน?

AERZEN BVO Positive Displacement Blower เหมาะสำหรับงาน dilute-phase pneumatic conveying ที่ต้องการ pressure differential ในช่วง 0.3–1.0 bar(g) และ flow rate ตั้งแต่ 50 ถึงกว่า 5,000 Nm³/h ขึ้นอยู่กับรุ่น จุดแข็งของ BVO ในงาน conveying คือ volumetric efficiency ที่คงที่ตาม pressure แตกต่างจาก centrifugal blower ที่ flow rate ลดลงมากเมื่อ system resistance สูงขึ้น ทำให้ maintain design velocity ได้ดีกว่าในระบบที่มี pressure drop สูง สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ทีมวิศวกร AERZEN Rental Thailand

แหล่งอ้างอิงและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

ISO 13322-1:2014 — Particle size analysis — Image analysis methods, Part 1: Static image analysis methods.
iso.org
CAGI Engineering Handbook — Compressed Air and Gas Institute: Pneumatic Conveying Design Guidelines.
cagi.org
Rizk, F. (1976) — Pneumatic Conveying at Optimum Efficiency. Bulk Solids Handling, Vol. 6, pp. 45–54.
Zenz, F.A. & Othmer, D.F. (1960) — Fluidization and Fluid-Particle Systems. Reinhold Publishing Corp., New York.
AERZEN Group — Pneumatic Conveying Application Technology:
aerzen.com/products

บทความที่เกี่ยวข้อง:
คู่มือการเลือก Blower สำหรับระบบ Pneumatic Conveying (Pillar) ·
ขอใบเสนอราคา Blower Rental

Last technical review: 2026-06-02 · ผู้ตรวจสอบ: ทีมวิศวกรรม AERZEN Rental Thailand · บทความนี้อัปเดตตาม CAGI Engineering Handbook ฉบับล่าสุดและ Zenz/Rizk correlations ที่ยังคงเป็น industry standard สำหรับ dilute-phase system design

✍️ เกี่ยวกับผู้เขียน

ภราดร วรรณสังข์ (Paradorn Wannasung)

Marketing Communication Specialist · นิเทศศาสตรมหาบัณฑิต (การสื่อสารการตลาดและแบรนด์)

ภราดร (Paradorn) เป็นผู้ดูแลด้านการสื่อสารการตลาดของ AERZEN Rental Thailand จบนิเทศศาสตรมหาบัณฑิต (การสื่อสารการตลาดและแบรนด์) เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรม B2B ในประเทศไทย มีประสบการณ์การสร้างแบรนด์และคอนเทนต์ในกลุ่มอุตสาหกรรมของไทย

ติดต่อ: pwa@aerzenrental.com · LinkedIn