ضربه قوچ
وقتی که سیالی درون یک مسیر بسته در حال جریان باشد و یا اینکه تسریع یا کند شدن در سرعت جریان بوجود آید پدیده ضربه قوچ مشاهده خواهد شد که باعث ایجاد فشارهای اضافی، صدا، خلاء زایی و ارتعاشات در سیستم انتقال سیال می گردد. چون تحلیل این پدیده در خطوط انتقال سیال یک مبحث جدید است معمولا مهندسان به دلیل عدم آگاهی کافی، از محاسبه آن صرف نظر می کنند که این امر باعث از بین رفتن لوله ها و خسارت دیدن سیستم انتقال می شود. بنابراین سعی شده است نرم افزاری جهت محاسبه این پدیده طراحی شود که هم توان محاسبه فشار ایجاد شده در خطوط لوله را داشته باشد و هم قدرت تحمل لوله ها را در مقابل این پدیده به طراحان گوشزد نماید تا در امور محاسبه طراحی خطوط لوله به عنوان یک مرجع محاسباتی مورد استفاده قرار گیرد.
AFT Impulse v4.0.2012.10.09 نام نرم افزار مهندسی حرفه ای و کاربردی محاسبه پدیده ضربه قوچ می باشد. این نرم افزار حرفه ای به تجزیه ، تحلیل و آنالیز این پدیده پرداخته و اطلاعات دقیقی از آن را در اختیار پژوهشگران آن قرار می دهد. علاوه بر تجزیه و تحلیل پدیده قوچ این نرم افزار امکان شبیه سازی این پدیده را نیز دارا می باشد که در نوع خود قابلیت وِیژه ای می باشد. این نرم افزار جهت استفاده در سیستم های مایع شامل: سیستم های مایع حاوی آب، نفت خام و محصولات تصفیه شده، cryogens، refrigerants و … طراحی و آماده سازی شده است. ضربه قوچ افزایش فشار یا موجی است که در شارههای در حال حرکت پس از توقف یا تغییر مسیر ناگهانی پیش میآید. این افزایش فشار معمولاً هنگامی رخ میدهد که شیری در مسیر حرکت شاره (آب یا گاز) ناگهان بسته میشود. استفاده از این نرم افزار برای اندازه گیری و تعیین محل تجهیزات سرکوب موج، تعیین نیروهای لوله اختلال در تعادل و اندازه حمایت های ساختاری، عیب یابی سیستم های موجود برای تعیین علت مشکلات عملیاتی، بررسی اثر فشار موج در اثر فروپاشی حفره بخار بسیار مفید می باشد.
برخی از ویژگی های این نرم افزار:
مقاله آموزش نرم افزار محاسبه ضربه قوچ (Surge) در خطوط انتقال سیال، مشتمل بر 6 صفحه، به زبان فارسی، تایپ شده، به همراه تصاویر، دیاگرام، روابط ریاضی مهم با فرمت pdf توسط مهندس سلمان زاده گردآوری شده است. همچنین علاوه بر فایل آموزشی بالا، نرم افزار AFT Implus (نرم افزار محاسبه ضربه قوچ) نیز جهت دانلود قرار داده شده است.
جهت خرید مقاله آموزش نرم افزار محاسبه ضربه قوچ (Surge) در خطوط انتقال سیال به مبلغ فقط 2000 تومان و دانلود آن بر لینک پرداخت و دانلود در پنجره زیر کلیک نمایید.
!!لطفا قبل از خرید از فرشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر قیمت محصولات ما را با سایر فروشگاه ها و محصولات آن ها مقایسه نمایید!!
!!!تخفیف ویژه برای کاربران ویژه!!!
با خرید حداقل 10000 (ده هزارتومان) از محصولات فروشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر برای شما کد تخفیف ارسال خواهد شد. با داشتن این کد از این پس می توانید سایر محصولات فروشگاه را با 20% تخفیف خریداری نمایید. کافی است پس از انجام 10000 تومان خرید موفق عبارت درخواست کد تخفیف و ایمیل که موقع خرید ثبت نمودید را به شماره موبایل 09365876274 ارسال نمایید. همکاران ما پس از بررسی درخواست، کد تخفیف را به شماره شما پیامک خواهند نمود.
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 .
عنوان مقاله : ضربه قوچ
شرح مختصر : ضربهٔ قوچ افزایش فشار یا موجی است که در شارههای در حال حرکت پس از توقف یا تغییر مسیر ناگهانی پیش میآید. این افزایش فشار معمولاً هنگامی رخ میدهد که شیری در مسیر حرکت شاره (آب یا گاز) ناگهان بسته میشود. ضربه قوچ که در بعضی از متون فارسی از آن به عنوان «چکش آبی» Water Hammering هم یاد شده از ترجمه واژه فرانسوی (Coup De Belier*) آمدهاست. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار و مجاری باز اتفاق میافتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات آبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. در بعضی از سیستمهای هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت یا شبکههای توزیع و لولههای آب بر منتهی به توربینها، تونلهای آبی، سیستمهای پمپاژ و جریانهای ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موجهای سریع، زودگذر و میرا موجب خطرات گوناگونی میشود. گاهی اوقات قدرت تخریبی این موجهای فشار به حدی است که نتایج وخیمی به بار میآورد. ترکیدن خطوط لوله در سیستمهای انتقال و شبکههای توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچههای کنترل و پمپها از نمونههای بارز تأثیر این پدیده میباشد. برای نمونه، در سال ۱۹۳۴ میلادی قدرت تخریبی ضربه قوچ در پروژهای موجب شده که قطعهای از اطراف خط لوله به وزن ۱۲ تن تا فاصله ۵۰ متری پرتاب شود. در واقع امروزه در کلیه طرحهای انتقال آب یا سیستمهای انتقال سیالات دیگر، بررسی و مطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری میباشد تا با شناخت کامل اثر آن، برای کنترل اثرات سوء این فرایند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد.
فهرست :
مقدمه ای بر شناخت فرایند ضربه قوچ
آشنایی با پدیده ضربه قوچ
تاریخچه ضربه قوچ
موقعیت های مکانی و زمانی ضربه قوچ
چگونگی طرح خطوط لوله انتقال
تاثیر موقعیت مخازن در ایجاد ضربه قوچ
حرکت تند و کند شیر آلات
نحوه انتشار موج ضربه آبی
تاثیر ضربه آبی وقتی که قطع جریان آنی نباشد
بررسی قانون های بستن شیر فلکه
محاسبه ضربه قوچ در پمپ ها
موقعیت پمپ در سیستم های انتقال
اینرسی پمپ و موتور
ضربه قوچ در پمپ همراه با شیر یکطرفه
ضربه قوچ با لوله مکش طولانی
سیستم پمپ های موازی
سیستم پمپ های سری
تاثیر نوع بار پمپ بر ضربه قوچ
روشها و تجهیزات کنترل کننده ضربه قوچ
اصول حفاظت در برابر ضربه قوچ
وسایل کنترل کننده ضربه قوچ
شیر های ایمنی
لوله کنار گذر
شیر یکطرفه
ضربهٔ قوچ افزایش فشار یا موجی است که در شارههای در حال حرکت پس از توقف یا تغییر مسیر ناگهانی پیش میآید. این افزایش فشار معمولاً هنگامی رخ میدهد که شیری در مسیر حرکت شاره (آب یا گاز) ناگهان بسته میشود. ضربه قوچ که در بعضی از متون فارسی از آن به عنوان «چکش آبی» Water Hammering هم یاد شده از ترجمه واژه فرانسوی (Coup De Belier*) آمدهاست. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار و مجاری باز اتفاق میافتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات آبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. در بعضی از سیستمهای هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت یا شبکههای توزیع و لولههای آب بر منتهی به توربینها، تونلهای آبی، سیستمهای پمپاژ و جریانهای ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موجهای سریع، زودگذر و میرا موجب خطرات گوناگونی میشود. گاهی اوقات قدرت تخریبی این موجهای فشار به حدی است که نتایج وخیمی به بار میآورد. ترکیدن خطوط لوله در سیستمهای انتقال و شبکههای توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچههای کنترل و پمپها از نمونههای بارز تأثیر این پدیده میباشد. برای نمونه، در سال ۱۹۳۴ میلادی قدرت تخریبی ضربه قوچ در پروژهای موجب شده که قطعهای از اطراف خط لوله به وزن ۱۲ تن تا فاصله ۵۰ متری پرتاب شود. در واقع امروزه در کلیه طرحهای انتقال آب یا سیستمهای انتقال سیالات دیگر، بررسی و مطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری میباشد تا با شناخت کامل اثر آن، برای کنترل اثرات سوء این فرایند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد.
فهرست :
مقدمه ای بر شناخت فرایند ضربه قوچ
آشنایی با پدیده ضربه قوچ
تاریخچه ضربه قوچ
موقعیت های مکانی و زمانی ضربه قوچ
چگونگی طرح خطوط لوله انتقال
تاثیر موقعیت مخازن در ایجاد ضربه قوچ
حرکت تند و کند شیر آلات
نحوه انتشار موج ضربه آبی
تاثیر ضربه آبی وقتی که قطع جریان آنی نباشد
بررسی قانون های بستن شیر فلکه
محاسبه ضربه قوچ در پمپ ها
موقعیت پمپ در سیستم های انتقال
اینرسی پمپ و موتور
ضربه قوچ در پمپ همراه با شیر یکطرفه
ضربه قوچ با لوله مکش طولانی
سیستم پمپ های موازی
سیستم پمپ های سری
تاثیر نوع بار پمپ بر ضربه قوچ
روشها و تجهیزات کنترل کننده ضربه قوچ
اصول حفاظت در برابر ضربه قوچ
وسایل کنترل کننده ضربه قوچ
شیر های ایمنی
لوله کنار گذر
شیر یکطرفه
صفحه : 189 PDF