ضربه قوچ یا همان چکش آبی

پدیده ضربه قوچ ، چکش آبی (waret hammer) همان موج های فشاری می باشند که در زمانی که سیالِ در حرکت، توسط عامل بیرونی از حرکت باز ایستد و یا ناگهان حهت حرکت خود را عوض کند، رخ می دهد. پس ضربه قوچ بر اثر بسته شدن ناگهانی بستر جریان سیال و یا تغییر جهت سیال اتفاق می افتد. این پدیده همراه با صدا بروز می کند.  ضربه قوچ معمولا در زمان بسته شدن شیر آلات در انتهای خطوط لوله کشی رخ می دهد. موج های فشاری ایجاد شده توسط ضربه قوچ می توانند اثرات مخرب بسیاری را به دنبال داشته باشند. در بسیاری از موارد صدا و ارتعاش ایجاد شده توسط این پدیده باعث تغییر شکل لوله ها و یا حتی ترکیدگی در آن شده است. در اثر بسته شدن شیری در مسیر جریان، دبی در گذر کاهش پیدا کرده و در نتیجه شدت جریان کاهش پیدا می کند که این امر باعث کاهش ناگهانی انرژی جنبشی سیال می شود. این کاهش انرژی به صورت افزایش فشار در خطوط لوله ظاهر می شود که برای سیستم اثرات مخربی دارد. در اثر ایجاد این پدیده موجهای فشاری سینوسی در طول لوله با سرعت صوت به حرکت در می آیند. خط لوله ای با فشار 50 PSIG را در نظر بگیرید در اثر پدید ضربه قوچ فشار خط به 250 تا  450 PSIG می رسد. این تغییر در فشار نه تنها روی شیر بلکه در برگشت روی لوله نیز تاثیر می گذارد و باعث ضربه شدید و لرزش می شود. اگر اقدامات لازم جهت کنترل وجود نداشته باشد این ضربه به شیرها، سوپاپ ها، شلنگ اتصالات و … آسیب وارد می کند.

هر شیری که با سرعت بسته شود می تواند باعث پدیده ضربه قوچ گردد. در سیستم های مسکونی، این دریچه ها معمولا در ماشین لباسشویی، ظرفشویی، وان و دستگاه یخ ساز وجود دارد اما در آشپزخانه، دستشویی و آبپاش چمن ها نیز گاهی مشکل ساز می شود. ضربه قوچ می تواند در خطوط تامین آب گرم و سرد رخ دهد.

کلاهک های ایستاده یا محفظه هوا راه حل خوبی برای جلوگیری از پدید ضربه قوچ نمی باشد. از آنجایی که هیچ سپراتوری در محفظه هوا وجود ندارد در نتیجه آب بدون جداسازی از هوا از محفظه خارج شده و کاملا بی اثر است. تست های آزمایشگاهی ثابت می کند که هوا در فشار استاتیکی و فشار کاری به سادگی نفوذ یافته و به آسانی نیز تخلیه می شود.

کنترل ضربه قوچ

یک راه جلوگیری از این پدیده نصب یک سه راهی به جای زانو در محل اتصال لوله قائم به شیر، و تعبیه یک قطعه لوله عمودی به ارتفاع 2 فوت (60 سانتی متر) در ادامه لوله انشعاب قائم است که در بالای آن یک درپوش قرار می گیرد. در این صورت هوا در این قطعه لوله جمع می شود و تشکیل یک بالشتک هوایی را می دهد که سبب می شود با بسته شدن شیر ضربه آن گرفته شود و مانع ایجاد پدیده ضربه قوچ می شود.
روش دیگر استفاده از محفظه های قابل شارژ هوا بر روی خطوط لوله آب سرد و گرم است که در شکل ب مشاهده می شود. در این روش پس از مدتی چون به تدریج هوا در آب حل می شود و لوله محتوی هوا را آب می گیرد، هر چند یک بار می توان شیر فلکه پایین را بست و درپوش یا شیر کوچک بالای لوله مخصوص را باز کرده و آب را از طریق شیر برداشت زیر محفظه، خالی کرد. آن گاه با بستن شیر بالای محفظه و باز کردن شیر فلکه پایین مجددا سیستم را راه اندازی نمود. شکل ج یک ضربه گیر مخصوص را نشان می دهد. علاوه بر موارد ذکر شده برای جلوگیری از ایجاد ضربه قوچ باید مخازن یا لوله ها را از پایین پر کرد تا هوا امکان فرار از بالای آن ها را داشته باشد. همچنین بهتر است از شیر قطع و وصل سریع نظیر شیر ربع گرد(توپی و سماوری) و شیر برقی در سیستم لوله کشی استفاده نشود. ساده ترین توصیه این است که شیرها به آرامی بسته شوند.

نقش منبع انبساط در کنترل ضربه قوچ

شاید خیلی ها فکر می کنند که وجود منبع انبساط در سیستم تاسیسات از ضربه قوچ جلوگیری می کند اما در حقیقت چنین چیزی کاملا صحیح نمی باشد. افزایش فشار در سیستم درست در شیر یا پس از بسته شدن شیر در برگشت جریان اتفاق می افتد و همه چیز را در مسیر خود تحت شعاع قرار می دهد پیش از آن که به منبع انبساط برسد. علاوه بر این ها بر اساس استاندارد ASSE1010 بدنه منابع انبساط خود نیز در اثر ضربه قوچ دچار تنش می شود  و تمام تولیدکنندگان دنیا نیز منابع انبساط خود را در برابر ضربه قوچ ضمانت نمی کنند.

مکان نصب ضربه گیرها در سیستم لوله کشی

ضربه گیر ها در صورت امکان به شیر اصلی نزدیک باشند. سازندگان توصیه کرده اند که فاصله 6 فوتی با دریچه خطوط گرم و سرد داشته باشند. هر چه ضربه گیرها دورتر باشند اثر کمتری از خود نشان خواهند داد. درست مثل چرخ خودرو که کمک فنرها هر چه به چرخ نزدیک باشند اثرات ضربه را بیشتر می گیرند.

ضرورت ضربه گیر در لوله های پلاستیکی

هر جایی که ضربه قوچ وجود داشته باشد باید بدون در نظر گرفتن جنس لوله کنترل شود. ممکن است درست باشد که لوله های پلاستیکی به اندازه مسی سر و صدای جریان را منتقل نمی کنند اما انرژی چکش آب همچنان وجود دارد. زمانی که شیر بسته می شود تمام انرژی سیال به لوله و اتصالات منتقل می شود و آن ها فشار زیادی را تحمل می کنند تا آن را جذب کنند. در سرعت های بالا مانند سیستم های آب پاش در عرض چند روز پس از نصب ترک خوردگی در لوله ها بر اثر ضربه قوچ دیده می شود. در سرعت های پایین تر نیز با گذشت زمان اثرات خود را روی لوله بر جای می گذارد.

منابع و پیوندها

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

صفحه مهندسی مکانیک

http://www.siouxchief.com/Resource_/ProductMedia

http://www.dummies.com/how-to/content

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

ضربه قوچ از دید environmentalhealth.ir

ضربه قوچ که دربعضی ازمتون فارسی از آن به عنوان «چکش آبی » نیز یاد شده است که از ترجمه واژه «Water Hammering» آمده است. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار اتفاق می افتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات دبی یا تغییرات سرعت جریان وشرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. دربعضی از سیستم های هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت و یا شبکه های توزیع و لوله های انتقال آب، تونل های آبی، سیستمهای پمپاژ وجریان های ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موج های سریع، زودگذر ومیرا موجب خطرات گوناگونی می شود.

گاهی اوقات قدرت تخریبی این موج ها به حدی است که نتایج وخیمی به بار می آورد. ترکیدن لوله و خطوط لوله در سیستم های انتقال و شبکه های توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچه های کنترل و پمپ ها از نمونه‌های بارز تاثیر این پدیده می باشد…ادامه