جستجو در تالارهای گفتگو

ضربه قوچ چیست؟ در مورد کار با تله های بخار ، یک نکته بسیار مهم وجود دارد و آن این است که اولین گام برای اجتناب از مشکلات ایجاد شده توسط این تجهیزات ، انتخاب مناسب و نصب صحیح آن ها می باشد . وظیفه ی تله بخار ، زدایش کندانسه ، هوا و دی اکسید کربن از سیستم لوله کشی به محض تجمع این گازها و با حداقل اتلاف بخار است . زمانی که بخار ، گرمای نهان ارزشمند خود را آزاد می کند و چگالیده می شود ، این کندانسه ی داغ باید بلافاصله از سیستم جدا شود تا از بروز پدیده ی ضربه قوچ جلوگیری گردد . وجود هوا در سیستم بخار ، بخشی از حجم سیستم را ـ که قاعدتاً باید توسط بخار اشغال شود به خود اختصاص می دهد . دمای مخلوط هوا /بخار ، به دمایی کمتر از دمای بخار خالص افت می کند . هوا ، یک عایق است که به سطح لوله و تجهیزات چسبیده و باعث کند و غیر یکنواخت شدن فرآیند انتقال حرارت می گردد .در صورتی که دی اکسید کربن حضور داشته باشد ، بخار موجود در سیستم ، دی اکسید کربن را به دیواره های سطح انتقال حرارت رانده و بدین ترتیب ، انتقال حرارت کاهش می یابد. روشهای جلوگیری ازضربه آبی(قوچ) در لوله های بخار نیروگاه یکی از معضلات سیستم های انتقال بخار پدیده ضربه آبی است که در صورت بروز با سروصدا و آسیب های جدی به لوله ها و اجزاء سیستم، مانند تله های بخار، تخلیه کننده ها (Vents) همراه خواهد بود. در این سیستم ها دو نوع ضربه داریم . 1- در اثر تجمع قطرات تقطیر شده در قسمت افقی لوله های بخار و عبور بخار با سرعت بالا در مجاورت این قطرات ضربه اتفاق می افتد. در اثر برخورد بخار سریع (تا 50 m/s ) با قطرات مایع لرزش ایجاد شده و در صورت حجیم بودن توده آب تشکیل شده حرکت این توده با سرعت نزدیک سرعت بخار و برخورد آن به اولین زانوئی مسیر، نیروی فوق العاده ای بر زانوئی اعمال شده که ممکن است منجر به شکست لوله گردد. 2- ضربه آبی نوع دوم همان کاویتاسیون است که در اثر شکل گرفتن حباب های بخار در لوله ای که از آن آب عبور می کند رخ می دهد چنانچه در اثر تبادل حرارت بخارها تقطیر شوند حبابهای بخار ترکیده و پدیده کاویتاسیون رخ میدهد دراینصورت امکان آسیب دیدگی تله های بخارواجزاء دیگر سیستم وجود دارد. موارد مهم در نصب لوله های بخار جهت جلوگیری از این پدیده بقرار زیرمی باشند: 1- لوله های بخار بصورت شیبدار از دیگ بخار تا محل تخلیه قطرات (Drip Trap) نصب شوند. 2- جایگاه تخلیه قطرات بایستی جلوتر از شیر تنظیم بخار پیش بینی شود تا از تجمع قطرات در موقع بسته بودن شیر جلوگیری شود. 3- صافی های Y شکل نصب شده در خطوط بخار بایستی دارای پرده صافی نصب شده افقی باشند تا مانع جمع شدن قطرات و حرکت توده ائی آنها در موقع شروع جریان بخار شود. 4- کلیه تجهیزاتی که دارای تنظیم کننده بخار هستند بایستی دارای تخلیه ثقلی قطرات از تله بخار باشند و از برگشت به مسیر با افزایش ارتفاع (Lifts) بایستی جلوگیری شود. مبدلهای حرارتی بایستی بنحوی نصب شوند که دارای تله های بخار بوده تا بتوانند در هر شرائطی قطرات تقطیر شده را جمع آوری کنند. در قسمت عملکرد مبدل در شرائط تقطیر لازم است تخلیه تله بخار بصورت ثقلی مطابق شکل پیش بینی شود. یک تله ترمو استاتیک بهترین انتخاب برای یک مبدل حرارتی است در این صورت هوای جمع شده سریعا" تخلیه میگردد. در صورت عدم تخلیه قطرات امکان بروز پدیده ضربه و عملکرد ضعیف مبدل وجود دارد. هر افزایش ارتفاعی (Lifts) در خطوط برگشتی کندانس بعد از تخلیه تله بخار نیاز به یک فشار مثبت در پوسته مبدل حرارتی جهت تخلیه قطرات کندانس دارد، واضح است تا تأمین فشار کافی، احتمال افزایش دمای سمت بخار وجود خواهد داشت و در اینصورت دمای آب خروجی از مبدل نیز تغییر خواهد کرد. در اغلب مبدلهای حرارتی خلاء شکن نصب می شود بنحویکه چنانچه در داخل پوسته خلاء ایجاد شد شیر خلاء شکن باز شده و هوا به داخل مبدل جریان یابد در غیر اینصورت خلاء ایجاد شده در مبدل موجب جمع شدن مایع و بروز پدیده ضربه می گردد.

آشنایی با پدیده ضربه قوچ : ضربه قوچ که در بعضی از متون فارسی از آن به عنوان « چکش آبی » هم یاد شده از ترجمه واژه Water Hammering آمده است. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار و مجاری باز اتفاق می افتد و بوضوح بر قوانین فشار ، تغییرات آبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. در بعضی از سیستم های هیدرولیکی تخت فشار ، نظیر خطوط انتقال آب ، نفت یا شبکه های توزیع و لوله های آب بر منتهی به توربین ها ، تونل های آبی ، سیستم های پمپاژ و جریان های ثقلی ، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موج های سریع ، زودگذر و میرا موجب خطرات گوناگونی می شود. گاهی اوقات قدرت تخریبی این موج های فشار به حدی است که نتایج و خیمی به بار می آورد. ترکیدن خطوط لوله در سیستم های انتقال و شبکه های توزیع ، خرابی و شکسته شدن شیرها ، دریچه های کنترل و پمپ ها از نمونه های بارز تأثیر این پدیده می باشد. برای نمونه ، در سال 1934 میلادی قدرت تخریبی ضربه قوچ در پروژه ای موجب شده که قطعه ای از اطراف خط لوله به وزن 12 تن تا فاصله 50 متری پرتاب شود. در واقع امروزه در کلیه طرح های انتقال آب یا سیستم های انتقال سیالات دیگر ، بررسی و مطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری می باشد تا با شناخت کامل اثر آن ، برای کنترل اثرات سوء این فرایند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد. تاریخچه بررسی ضربه قوچ . بر اساس اظهار نظر آقای wood در سال 1850 میلادی آقای wilhem weber ، اثر« Elasticity » دیواره یا جدار لوله ها را بر روی سرعت موج حاصل از ضربه قوچ مطالعه نمود. در سال 1875 شخص دیگری به نام Marey به نتایج آزمایشگاهی دست یافت و چنین بیان داشت که سرعت انتشار موج فشار ضربه قوچ در تحت یک شرایط معین ، ثابت می باشد . آقای Michaud jules نیز به مطالعه پرداخت در استهلاک موج فشار ضربه قوچ . شاید آقای نیکلای ژوکوسکی Nicolai joukowski در سال 1898 در شهر مسکو ، اولین شخصی بود که نشان داد علت بالا رفتن فشار در مسیر خطوط لوله انتقال در نتیجه تغییر سرعت و جرم مخصوص سیال است . ادامه این تحقیقات در طول قرن بیستم ادامه یافت و در حدود سال های 1913 یک شخص ایتالیایی به نام لورانز آلیوی Lorenzo Allievi و همکارانش به تجزیه و تحلیل جدیدی از فرآیند ضربه قوچ رسیدند و دامنه مطالعات قبلی را به صورت گسترده ای بسط و توسعه دادند ایشان روش ریاضی و ترسیمی را برای تعیین فشار ضربه قوچ ابداع و ارائه نمود و در مدت 50 سال کار خود به نتایج مهمی دست یافته است . دیگر افراد مثل سیندر Shnder ، برگرونBergeron ، آنگوس Angus و لوپتان Lupton نام برد. آقایانی چون کالامه و گودن در سال 1926 کتابی تحت عنوان Chanbers d Eguikibre Theorie des منتشر کرد . و همچنین آقایان پارماکیان ، استزیتروشارپ نیز نقش به سزایی داشته اند. این پدیده از 90 سال قبل مورد توجه قرار گرفت و از سال 1950 تحقیقات و مطالعات پیرامون آن انجام شد و عمر مطالعات هنوز به یک قرن نرسیده و علمی جوان است. موقعیت هندسی ، شکل و اندازه خطوط انتقال یا لوله های جریان ، موقعیت مخازن ذخیره ، افزایش یا کاهش سرعت با باز و بسته نمودن شیر آلات ، راه اندازی و یا از کار افتادن پمپ ها و توربین ها نیز می توانند موجب ایجاد ضربه قوچ شوند. تا این جا هر چه که گفتیم مربوط به شناخت ضربه قوچ بوده است حال به محل و علت وقوع این فرآیند بر اساس موقعیت هندسی ، در سیستم های مختلف انتقال خواهیم پرداخت. بر اساس همین امر عوامل مؤثر در ایجاد ضربه قوچی را در رابطه با وسایل و تأسیسات و چگونگی استقرار آنها و یا کاهش سرعت واکنش وسایل در ارتباط با سیستم انتقال ، به شرح زیر تقسیم نمود - چگونگی طرح خطوط لوله انتقال . - موقعیت مخازن ذخیره. - حرکت تند و کند شیر آلات در هنگام باز و بسته شدن.