چکیده

یکی از پدیدههای مهم و مشکلساز در انتقال آب پدیده ضربه قوچ میباشد. این پدیده در خطوط لوله انتقال، عموما بوسیله بسته شدن شیرها و توقف ناگهانی پمپ ایجاد میشود. در این تحقیق پدیده ضربه قوچ به عنوان یک جریان گذرا، میرا و مخرب در سیستم آبرسانی شهرآزادشهر بررسی شده است. در ابتدا با استفاده از نرم افزار Hammer منحنی تغییرات هد فشار ناشی از ضربه قوچ در اثر خاموش شدن ناگهانی پمپ چاه-های تامین آب به دست آمد و در نهایت تجهیزات مورد نیاز جهت پیشگیری و کنترل ضربه قوچ پیشنهاد داده شد.

کلمات کلیدی: ضربه قوچ، انتقال آب، Hammer

. ۱ مقدمه

ضربه قوچ پدیدهای است که در نتیجه تغییرات دبی یا سرعت، مقدار معینی نیرو ایجاد میکند، که به صورت موج با سرعت ثابت در خط لوله جریان، به طرف بالا دست یا پایین دست، حرکت مینماید. این موج در مسیر حرکت خود به تدریج مستهلک میگردد و پس از مدتی که از رفت و برگشت موج سپری گشت، این سیستم ناپایدار یا زودگذر به حالت پایدار قابل پیشبینی میرسد. از این واقعه به عنوان یک پدیده زودگذر یا میرا نام می برند(.( ۱ در خطوط انتقال آب جریانهای میرا به طور عمده به واسطه بسته شدن سریع شیرها، توقف ناگهانی پمپها یا شروع به کار پمپها پدید میآید. روشهای کنترل جریان میرای هیدرولیکی شامل اقدامات حفاظتی، طراحی لولههای رانش بر اساس سرعتهای کم، استفاده از شیر یک طرفه، نصب شیرهای هوایی و شیرهای کنترل فشار، نصب مخازن موجگیر ونصب محفظه هوایی میباشد.

از خصوصیات عمده پدیده ضربه قوچ، تغییرات فشار و حرکت موج فشار است که در اندک مدتی تمام سیستم انتقال جریان را تحت تأثیر قرار می دهد. این امر فقط با موجی که با سرعت زیاد حرکت میکند قابل توجیه میباشد. باید توجه داشت که فشار ناشی از ضربه قوچ تحت شرایط مختلف مکانی و زمانی تفاوت مینماید. گاهی اوقات این فشار توسط سیستم انتقال تحمل میگردد و در پارهای از اوقات موج ضربه قوچ موجب متلاشی شدن سیستم انتقال می گردد(.(۱ در بعضی از سیستمهای هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، شبکههای توزیع و لولههای آببر 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 نامطلوبی را به دنبال دارد. 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. از این گونه حوادث که در طرحهای آبی موجب تخریب میگردد فراوان مشاهده میشود و همه ساله خسارات زیادی را بر سیستمهای جریان تحت فشار تحمیل مینماید . البته در بعضی از پروژهها شدت تخریب ضربه قوچ به حدی نیست که به یکباره سیستم انتقال را فلج نماید، اما در همین سیستمها نیز با تکرار این حادثه در هنگام بهرهبرداری، موجب میشود تا از کارایی سیستم کاسته شده ونهایتاً به خطوط لوله، شیرآلات و دریچهها، پمپها و توربینها و سازههای اطراف سیستم هیدرولیکی و یا تأسیسات مکانیکی مجاور صدمه وارد آید.

اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار

در بخشهای کشاورزی ، منابع طبیعی و محیط زیست

با وجود اینکه در حال حاضر مکانیزم تشکیل ضربه قوچکاملاً شناخته شده، اما به علت وسعت و گستردگی ابعاد مسئله ضربه قوچ و وجود شرایط گوناگون مکانی و زمانی در این فرآیند، دامنه تحقیقات در این زمینه ادامه داشته و هنوز دنیای وسیعی از مجهولات و مشکلات ناشی از ضربه قوچ در برابر محققین قرار دارد که کوشش برای حل و فصل آنها میتواند زمینه مناسبی را برای تحقیقات ایجاد نماید(.(۲

در این مقاله موضوع ضربه قوچ در سیستم آبرسانی آزادشهر تجزیه و تحلیل میگردد. به این ترتیب که ابتدا اشاره مختصری به مبانی ضربه قوچ شده و سپس نرمافزار مناسبی که برای مدلسازی عددی این پدیده در خط انتقال از آن استفاده خواهد شد معرفی و در نهایت تجهیزات و تمهیدات مناسب در محل چاهها برای بهبود وضعیت موجود پیشنهاد داده میشود.