میثم راستگو

عمران

ضربه قوچ
نویسنده : میثم راستگو - ساعت ۱۱:٠٩ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۱/٢/۱٥

مقدمه:

ضربه قوچ که دربعضی ازمتون فارسی از آن به عنوان «چکش آبی » نیز یاد شده است که از ترجمه واژه «Water Hammering» آمده است. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار اتفاق می افتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات دبی یا تغییرات سرعت جریان وشرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. دربعضی از سیستم های هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت و یا شبکه های توزیع و لوله های انتقال آب، تونل های آبی، سیستمهای پمپاژ وجریان های ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موج های سریع، زودگذر ومیرا موجب خطرات گوناگونی می شود.

گاهی اوقات قدرت تخریبی این موج ها به حدی است که نتایج وخیمی به بار می آورد. ترکیدن لوله و خطوط لوله در سیستم های انتقال و شبکه های توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچه های کنترل و پمپ ها از نمونه‌های بارز تاثیر این پدیده می باشد.


از این گونه حوادث که در طرح های آبی موجب تخریب می گردد؛ فراوان مشاهده می شود و همه ساله خسارت زیادی را بر سیستمهای جریان تحت فشار تحمیل می نماید. البته در بعضی از پروژه ها شدت تخریب ضربه قوچ به حدی است که به یکباره سیستم انتقال را فلج می نماید، اما در همین سیستم ها نیز با تکرار این حادثه در هنگام بهره برداری موجب می شود تا از کارایی سیستم ها کاسته شده و نهایتاً به خطوط لوله، شیرآلات و دریچه ها، پمپ ها و توربین ها و سازه ی اطراف سیستم هیدرولیکی و یا تأسیسات مکانیکی مجاور صدمه وارد آید. در واقع امروزه در کلیه طرح های انتقال آب یا سیستم های انقال سیالات دیگر، بررسی ومطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری می باشد تا با شناخت کامل اثر آن، برای کنترل اثرات سوء این فرآیند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد و سیستم انتقال از خطرات این پدیده مصون بماند.

ضربه قوچ آب در خطوط لوله را شاید بتوان یکی از پیچیده ترین و در عین حال جذابترین پدیده در نظر افرادی که با سیستم های پمپاژ و انتقال آب سروکار دارند به حساب آورد. هدف از کتاب صرفاً ارائه بحث های تئوریک در این خصوص نیست، بلکه بررسی روش‌های محاسبه این پدیده و ارائه راه کارهای مقابله با آن است و با استفاده قابلیت‌ها و امکانات نرم افزار Hammer استفاده شده است. این برنامه از جدیدترین و کاملترین برنامه‌های تحلیل ضربه قوچ در محیط windows می‌باشد که در حال حاضر در بسیاری از پروژه‌های عملی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این جا عمدتاً به سیستم های پمپاژ آب خواهیم پرداخت و راه حل های مسائلی را که ضربه قوچ به علت خاموش یا روشن شدن پمپ ها به وجود می آورد، مورد تجزیه و تحلیل علمی قرار خواهیم داد و نیز به اهمیت استفاده از چرخ لنگر، تانک ضربه گیر تحت فشار، تانک ضربه گیر، شیرهای یکطرفه ای که قابلیت بسته شدن سریع را دارند، شیرهای کنترل پمپ، شیرهای اطمینان، شیرهای هوا، سوپاپها، درپوشهای اطمینان (Rupture disk) و سایر تجهیزاتی که می تواند هزینه مقابله با پدیده ضربه قوچ را کاهش دهند خواهیم پرداخت و نقاط قوت و ضعف و محدوده عملی کار با هر یک و یا ترکیبی از آنها را مطرح خواهیم کرد.

برای یک طراح شاید تانک ضربه گیر تحت فشار مطمئن ترین روش مقابله با ضربه قوچ باشد و نیز در عین حال ممکن است مستقیم ترین راه حل این مشکل باشد، ولی در عمل برای مجری طرح و بهره برداری شاید این روش گرانبهاترین و مشکل ترین راه حل باشد.

طراحی سیستم های با سرعت جریان کم (موردی که در ایران بسیار رایج است) باعث افزایش قطر لوله­ها شده و سبب می شود که سالانه هزاران تن لوله اضافی در خاک مدفون بشود و اجرای پروژه ها با هزینه های سرسام آوری انجام یابد و از طرف دیگر اهمیت ندادن به مسائل ضربه  قوچ(بخصوص در خط لوله با طول کم و یا ارتفاع استاتیک کم) مشکلات زیادی پیش می آورد که بهره برداری از سیستم ها را بسیار مشکل، پرهزینه و یا حتی غیر ممکن می کند.

لذا آشنایی هر چه بیشتر کلیه دست اندرکاران سیستم های پمپاژ و انتقال آب با اصول اولیه این پدیده، روشهای محاسبه، عوامل تأثیر گذار و روش های مقابله با آن کاملاً ضروری است.


comment نظرات ()