پروژه ضربه قوچ

اختصاصی از هایدی پروژه ضربه قوچ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:47

فهرست مطالب:

پیشگفتار :
مقدمه :
سابقه تاریخی :
نظریه ستون صلب آب :
معادلات اساسی :
بستن و باز کردن یکنواخت شیر :
برای بستن قسمتی یا تمامی یک شیر فلکه بطور یکنواخت شرط:
طول معادل خط انتقال :
عوامل محدود کننده این تئوری:
نظریه قابلیت انعطاف پذیری ستون آب :
نکات و شناخت اساسی :
شرط تعادل دینامیکی :
شرایط معادله پیوستگی :
معادلات مقدماتی ضربه قوچ :
مفهوم و اهمیت فیزیکی معادلات ضربه قوچ :
سرعت امواج ضربه قوچ :
لوله های فولادی چدنی و مصالح بنائی :
لوله های چوبی :
تونلهای با مقطع مدور :
تونلهای مدور فولادی با آستر کاری جدار داخلی :
انعکاس موج ضربه قوچ :
در یک مخزن:
در یک لوله با انتهای بسته :
ضربه قوچ در حالت باز و بستن سریع شیر:
باز و بستن شیر به صورت آنی:
ضربه قوچ برای حالت بستن کند:
بررسی اساسی:
کاربرد فواصل زمانی در محاسبات:
مسئله نمونه:

پیشگفتار :
مبحث جریانهای میرا یک موضوع جدید بوده که عمر آن کمتر از نیم قرن است مطالعه و بررسی جریان هیدرولیکی در تمام زمینه های طراحی  کارهای آبی نظیر خطوط انتقال ثقلی خطوط اجبار شبکه های توزیع آب شهری مجاری روباز لوله های هادی آب  سدها به توربینها نیروگاه اتمی و حتی کارهای مربوط به انتقال نفت و گاز اجتناب پذیر است. گرچه پژوهش در جریان میرا  مستلزم دانستن هیدرولیک و مکانیک سیالات و بعضا ریاضیات پیشرفته است لکن نوع جریانها کاملا کاربردی و از نظر اقتصادی حائز اهمیت فوق العاده می باشد
رساله ای که اینک در دست شماست سرعت و انعکاس موج ضربه قوچ را در چندین  حالت بررسی نموده است و لازم به ذکر است که چنین با این حجم کم می تواند همه جزئیات ضربه قوچ را در برداشته باد به این دلیل فهرست و نشریه های دوره ای را در انتها به منظور مطالعه بیشتر و مرجع تهیه شده است .


مقدمه :
چکش آبی با ضربه قوچ پدیده ای است که با توجه به سیال موجود د ر خطوط انتقال  با اصطلاحاتی مانند oil hammer  و stem hammer  و water hamer  عنوان می شود این اصطلاح در مواردی بکار می رود که این اصطلاح در بین محققین و مهندسین معلولتر است .
وقتی که سیالی درون مسیری بسته در حال جریان بوده و کند شدن و یا تسریع سرعت جریان بوجود آید پدیده ضربه قوچ مشاهده می گردد نظیر مواقعی که در مسیر لوله شیری قرار گرفته باشد و بوسیله آن تغییری در سطح خارجی جریان ایجاد گردد هنگامی که شیری را در مسیر خط لوله و جریان به سرعت می بندیم جریان درون شیر کاسته می شود  این عمب افزایش هد در سمت ورودی شیر ار بدنبال داشته و ضربه ای ناشی از فشار زیاد را ایجاد می نماید که در بالا  دست جریان با سرعت موج صوتی  aتقویت می گردد نتیجه این ضربه فشار کاسته شده همراه دارد اگر سرعت بسته شدن  به اندازه کافی سریع و فشار حالت پایدار به مقدار کافی کم باشد حبابهایی از بخار در سمت پایین شیر شکل می گیرد و به این ترتیب خلاء حاصله در نهایت از میان رفته و موجی ناشی از فشار زیاد ایجاد می گردد .
قبل از بدست آوردن معادلات لازم جهت حل مسئله مربوط به ضربه قوچ وقایع و حوادث متوالی که پس از بسته شدن شیر در پایین دست جریان درون لوله که جریان آن از یک مخزن تامین می گردد تشریح می شود در این حالت از اصطکاک صرفنظر می کنیم .
 در لحظه بسته شدن شیر t = 0 سیال مجاور شیر متراکم شده و متوقف می گردد در نتیجه جداره های لوله کشیده می شوند به مجرد اینکه اولین لایه متراکم می گردد همین فرایند  برای لایه بعدی صورت می گیرد سیال در سمت 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 شده و این عمل تا منبع تامین جریان ادامه می یابد  فشار زیاد ایجاد شده به شکل موج با بالا دست جریان منتقل و سیال در حال جریان را متوقف و متراکم ساخته و سبب انبساط لوله می گردد وقتی که موج حاصله به بالا دست جریان در لوله می رسد تمام سیال تحت هد اضافی H قرار گرفته و تمامی اندازه حرکت از میان  می رود و در نتیجه انر ژی جنبشی کشسانی تبدیل
می گردد .

 
در بالا دست جریان در لحظه رسیدن موج فشاری شرایط نامتوازنی ایجاد می گردد زیرا فشار مخزن تغییر نکرده است در این صورت سیال شروع به برگشتن به طرف عقب می کند .
جریان معکوس حاصله سبب برگشتن به وضعیتی که قبل از بسته بودن شیر داشته است  میشود و در عین حال جداره های لوله به وضعیت عادی برگشته و سیال دارای سرعتی برابر v0 در جهت عکس می گردد این فرایند تبدیل با سرعت صوت a در لوله منتقل و به پایین دست جریان می رسد و در لحظه 2L/A  موج به شیر رسیده فشار در طول لوله به حد طبیعی می رسد و سرعت در همه جا برابر v0 در جهت مخالف می باشد چون شیر بسته  سیالی از لوله خارج نمی شود این موج ناشی از فشارکم با سرعت a  به سمت بالا دست جریان حرکت کرده و در همه جا باعث سکون جریان می گردد در نتیجه باعث می شود بدلیل فشار کمتر سیال منبسط شود و جداره های لوله نیز منبسط می گردد در لحظه ای که موج فشار منفی به بالا دست جریان می یابد سیال د حال سکون است ولی دارای هد یکنواخت  -h می باشد این پدیده سبب ایجاد شرایط نامتوازن در مخزن شده و سیال درون لوله جاری می گردد که دارای سرعت v0 به سمت  جلو می باشد در نتیجه لوله و جریانه سیال همزمان با انتشار موج به طرف پایین دست جریان با سرعت a به شرایط عادی باز میگردند در زمانی که موج به شیر میرسد شرایط دقیقا همانند زمان بسته شدن شیر است .
این فرایند در هر 4L/A ثانیه تکرار میشود عمل اصطکاک سیال و خواص ناقص کشسانی سیال و جداره لوله میرایی ارتعاشات و نهایتا توقف دائمی سیال را به دنبال دارد بسته شدن شیر در زمانی کمتر از 2L/A را انسداد سریع و بیش از 2L/A را انسداد کند می نامند .
توالی وقایعی که در یک لوله رخ می دهد را با توقف ناگهانی قطار در برخورد با جسمی ساکن مقایسه می کنیم در هنگام برخورد فنرهایی که در حد فاصل بین واگنها قرار دارد متراکم شده و نیرویی در جهت مخالف بوجود می آورند واگنها به حرکت خود با سرعت اصلی ادامه می دهند تا اینکه واگن بعدی بطور ناگهانی متوقف می گردد وقتی که واگنها متوقف می شوند تمام انر ژی در فنرهای نقاط اتصال ذخیره شده است .
در نتیجه نیروی غیر متوازنی از طرف هر .واگن به واگن بعدی اعمال می گردد و واگنها شروع به حرکت سمت عقب می کنند .
این عمل مانند یک موج به لوکوموتیو منتقل شده و باعث می گردد که هر یک از واگنها با سرعت اولیه در جهت مخالف حرکت نمایند اگر لوکوموتیو تحرک نداشته باشد واگن پشت سر آن بدلیل نیروی کشسان در اتصال میان واگن و لوکوموتیو متوقف می گردد این وضعیت مشابه با موج فشار کم در ضربه قوچ است این پدیده از واگنی به واگن دیگر ادامه یافته و باعث توقف تمام قطار می گردد.
در عین حال تمامی اتصالها تحت کشش قرار دارند نیروی کشش را متوازن بر واگنها اثر کرده باعث حرکت آنها به طوف جلو و سپس توقف آنها می گردد وقتی که این موج به لوکوموتیو می رسد تمام واگنها در حرکتی مشابه با لحظات قبل از برخورد می باشند این وقایع مجددا تکرار می شوند نیروی اصطکاکی باعث کاهش انر ژی تا واحد صفر در طی دوره ای کوتاه می گردند .