ضربه قوچ Water hammer

[spow 44197]

ضربه قوچ چیست؟

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

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

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

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.

[*mishi* 11920]

عملیاتی که در تولید و تصفیه نفت بر روی نفت خام انجام می‌گیرند، عبارتند از: روش‌های گوناگون تقطیر ، روش‌های فیزیکی و شیمیایی تصفیه و تفکیک و روش‌های تغییر و تبدیل مواد در واحدهای مربوطه. بنابراین یک پالایشگاه ، مجتمعی از واحدهای مختلف تولید ، تصفیه و تغییر و تبدیل مواد خواهد بود که هر واحد آن مجهز به سیستم‌های آماده نمودن شارژ ، تماس ، تفکیک فازها و جمع‌آوری حلال یا حرارت می‌باشد و در هر واحد آن فرآورده های مختلفی بدست می‌آید.

البته نخستین عمل قبل از هر گونه پالایش بر روی نفت خام ، عاری نمودن آن از آب می‌باشد و سپس تصفیه نفت خام انجام می‌گیرد

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

وقتی که یک سیال درون یک مسیر بسته در حال جریان باشد و کندشدن و یا تسریع سرعت جریان به وجود اید پدیده ضربه قوچ مشاهده خواهد شد. نظیر مواقعی که در مسیر لوله شیری قرار گرفته باشد و به وسیله آن تغییری در سطح خروجی جریان ایجاد می شود. اگر این تغییرات تدریجی باشد می توان محاسبات را با توجه به اینکه مایع تراکم ناپذیر و جداره های مسیر عبور سخت هستند. به روش مشابه با تموج انجام داد. وقتی یک شیر را در مسیر خط لوله و جریان به سرعت می بندیم جریان درون شیر کاسته می شود. این عمل افزایش هد در سمت ورودی شیر را به دنبال خواهد داشت و ضربه ای ناشی از فشار زیاد را ایجاد می کند که در بالا دست جریان با سرعت موج صوتی تقویت می شود. نتیجه این ضربه فشاری کاهش سرعت جریان می باشد. در سمت دیگر شیر فشار کاهش خواهد یافت و موج فشار کاسته شده با سرعت موج به طرف پایین دست جریان حرکت می کند که این نیز کاهش سرعت را به همراه دارد. اگر سرعت بسته شدن به اندازه کافی سریع و و فشار حالت پایدار به مقدار کافی کم باشد حبابهائی از بخار در سمت پایین دست شیر شکل می گیرد و به این ترتیب خلاء حاصله در نهایت از میان خواهد رفت و موج ناشی از فشار زیاد ایجاد می شود.

قبل از بدست آوردن معادلات لازم جمربوط به ضربه قوچ وقایغع و حوادث متوالی که پس از بسته شدن ناگهانی شیر در پائین دست جریان درون لوله که جریان آن از یک مخزن تامین می گردد به وقوع می پیوندد را بررسی می کنیم.

در این حالت از اصطکاک صرفه نظر می کنیم. فرض کنیم که شیر در لحظه بسته شدن در زمان صفر و سیال مجاور شیر متراکم و متوقف می شود. در نتیجه جداره های لوله کشیده می شوند. به محض اینکه اولین لایه متراکم شود. همین فرآیند برای لایه بعدی صورت خواهد گرفت سیال در بالا دست شیر به حرکت خود به طرف پایین دست جریان با سرعتی که کم نشده است ادامه می دهد تا اینکه لایه ها یکی پس از دیگری متراکم شوند و این عمل تا منبع تامین جریان ادامه می یابد. فشار ایجاد شده به صورت موج به بالا دست جریان منتقل می شود و سیال در حال جریان را متوقف و متراکم می سازد و سبب انبساط لوله می شود. وقتی که موج حاصله به بالادست جریان در لوله می رسد تمام سیال تحت هد اضافی قرار می گیرد و تمامی اندازه حرکت از میان می رود و در نتیجه انرژی جنبشی کلا به انرژی کشسانی تبدیل می شود.

در بالادست جریان در لحظه رسیدن ومج فشاری شرایط نامتوازنی ایجاد می شود زیرا فشار مخزن تغییر نکرده است. در این صورت سیال شروع به برگشتن به طرف عقب می کند. جریان معکوس حاصله سبب می شود فشار به وضعیتی مشابه قبل از بسته شدن شیر برگردد و در عین حال جداره های لوله به وضعیت عادی برخواهد گشت و سیال دارای سرعتی برابر سرعت اولیه که صفر می باشد در جهت عکس می شود. این فرآیند تبدیل با سرعت صوت در لوله منتقل می شود و به پایین دست جریان می رسد. در لحظه 2L/a موج به شیر خواهد رسید. فشار در طول لوله به حد طبیعی و سرعت در همه جا برابر سرعت صفر در جهت مخاف می باشد.

چون شیر بسته است سیالی از لوله خارج می شود تا جریانی در شیر ایجاد شود و فشار کم خواهد شد(h-)مانند اینکه جریان متوقف شده باشد. این موج ناشی از فشار کم با سرعت به سمت بالادست جریان حرکت می کند و در همه جا باعث سکون جریان می شود. در نتیجه باعث می شود به دلیل فشار کمتر سیال منبسط شود و جداره های لوله منقبض شوند( اگر فشار استاتیک در لوله به اندازه کافی بالا نباشد تا هد بالاتر از فشار بخار باقی بماند مایع در آن قسمت تبخیر خواهد شد و به حرکت خود به سمت عقب در مدت زمانی طولانی ادامه خواهد داد)

در لحظه ای که موج فشار منفی به بالادست جریان می رسد سیال در حال سکون است ولی دارای هد یکنواخت می باشد. این پدیده سبب ایجاد شرایط نامتوازن در مخزن خواهد شد و سیال در درون لوله با سرعت صفر به سمت جلو جاری می شود. در نتیجه همزمان با انتشار موج به طرف پایین دست جریان با سرعت لوله و جریان سیال به شرایط عادی بر می گردند. در زمانی که موج به شیر می رسد شرایط دقیقا همانند زمان بسته شدن شیر است.