پدیده ضربه آب و یا ضربه هیدرولیک
پدیده ضربه آب (Water Hammer) و یا ضربه هیدرولیک را می‌توان به‌عنوان برخورد ناگهانی لخته جامد در حال حرکت سریع درون سیستم لوله‌کشی با هر گونه مانع پنداشت که ممکن است زانویی، شیر و نظایر آن باشد. بنابراین ضربه آب به‌عنوان افزایش ناگهانی فشار به‌خاطر وجود مانعی بر سر راه حرکت سیال و یا تغییر جهت آن تعریف می‌شود.
مثال: این پدیده حین پر شدن یا گرم شدن یک لوله بخار طویل در هنگام عملیات راه‌اندازی اولیه و همچنین به دلیل اختلاط بخار و میعانات اتفاق می‌افتد. ضربه آب پدیده‌ای است که بیشتر اوقات دانسته و نادانسته در زندگی روزمره ما اتفاق می‌افتد مثل زمانی که شیر آب حمام را در حین استحمام به‌طور ناگهانی باز و بسته می‌کنیم که منجر به ضربه آب می‌شود (عمل باز و بسته کردن خیلی سریع شیر دوش آب). پس اگر می خواهید در این باره اطلاعات کسب کنید، با شرکت سنابرق توان که فروشنده درایو آسانسور می باشد، همراه باشید.
تصورات اشتباه راجع به ضربه آب (Water Hammer)
بسیاری از پدیده‌های ترموهیدرولیکی نظیر موارد ارائه شده در جدول زیر معمولاً به غلط به‌عنوان ضربه آب توصیف می‌شوند. خسارات حاصل از وقوع این حوادث شامل شوک‌هایی نظیر شوک‌های هیدرولیکی و حرارتی است. ضربه آب عمدتاً به دلیل عدم آگاهی و شیوه‌های ناصحیح بهره‌برداری و نگهداری اتفاق می‌افتد. ضرب‌المثل «پیشگیری بهتر از درمان است» در مورد ضربه آب صادق است.
| پدیده ترمودینامیکی | محل وقوع |
| ضربه آب | در لوله‌ها و هدرهای بخار |
| پیستون آب (امواج افقی ناپایدار) | مخزن ذخیره‌سازی (مانند هوازدا) |
| شوک چگالش و تبخیر ناگهانی | در هوازداها |
| مکش آب، اعوجاج روتور یا بدنه | در توربین بخار و لوله‌کشی بخار |
وقوع ضربه آب
زمانی که بخار از دیگ بخار خارج می‌شود، باید قبل از رسیدن به محل استفاده (توربین بخار یا هر مبدل حرارتی دیگر) مسافتی را طی کند و در حین فرآیند پیمودن این مسافت بخار شروع به از دست دادن گرما می‌کند. در نتیجه بخار در لوله شروع به چگالش می‌کند. در زمان راه‌اندازی نیروگاه میزان تشکیل میعانات (متشکل از قطرات آب) بسیار زیاد است، زیرا کل سیستم از حالت سرد یا راه‌اندازی سرد شروع به کار می‌کند.
در طی این عملیات، این قطرات میعان در امتداد طول شبکه لوله‌کشی بخار شروع به تشکیل می‌کنند و بدین ترتیب یک لخته جامد از میعانات می‌سازند که در شکل زیر نشان داده شده است.
چگالش منجر به تشکیل قطرات آب می‌شود. به‌تدریج میله‌های چگالش در امتداد طول لوله ایجاد شده و مجموعه‌ای از لخته‌ها را می‌سازند. هنگام رسیدن این لخته به مانعی مانند روزنه، شیر یا زانویی، این موانع باعث توقف ناگهانی لخته جامد به‌طور غیرمنتظره می‌شود. در طی این فرآیند، انرژی جنبشی لخته جامد به انرژی فشار تبدیل می‌شود و شبکه لوله‌کشی باید با آن رودررو شود.
تأثیر ضربه آب
درک تأثیر جدی ضربه آب در تجهیزات مورد استفاده در نیروگاه‌ها ضروری است. در مثال ارائه شده در زیر، ماهیت مخرب ضربه آب به روشنی بیان شده است:
- سرعت توصیه شده برای بخار اشباع شده 25 تا 35 متر در ثانیه است
- سرعت توصیه شده برای آب در شبکه لوله‌کشی 2 تا 3 متر در ثانیه است
هنگامی که ضربه آب رخ می‌دهد، لخته میعان توسط بخار کشیده می‌شود و بنابراین لخته آب با سرعتی برابر با سرعت بخار که ده برابر بیشتر از سرعت مجاز آب است حرکت می‌کند. بنابراین ضربه آب همیشه با فشار بسیار بالا همراه است.
عواملی که به جلوگیری از ضربه آب کمک می‌کنند
سیستم بخار بسیار پیچیده و پویاست؛ بنابراین جلوگیری از ضربه آب کاری چالش‌برانگیز است. اما به کمک پیروی از بهترین شیوه‌های مهندسی، با اتخاذ راهکارهای زیر می‌توان به راحتی از وقوع آن جلوگیری کرد:
- در لوله‌های بخار باید از شیب مناسب در جهت جریان استفاده شود.
- تله بخار باید در فواصل منظم و همچنین در پایین‌ترین نقاط نصب شود. نصب تله بخار در پایین‌ترین نقاط باعث اطمینان از حذف میعانات از سیستم می‌شود.
- خمش (شکم‌دادگی) لوله باعث تشکیل میعانات در شبکه لوله‌کشی می‌شود و ممکن است باعث افزایش احتمال ضربه زدن آب شود. بنابراین لوله‌های بخار باید از تکیه‌گاه مناسبی برخوردار باشند تا از هرگونه شکم‌دادگی جلوگیری شود.
- برای راه‌اندازی سرد نیروگاه باید از روش‌های استاندارد راه‌اندازی استفاده کرد. اپراتورها باید به خوبی آموزش ببینند تا شیر ایزوله را با احتیاط و به آرامی باز کنند.
- اندازه مناسب حباب‌های تخلیه، برای اطمینان از عدم پرش یا عبور راحت میعانات از آن. هدف حباب تخلیه نباید جمع‌آوری همه میعانات و عبور آن از میان تله بخار باشد.
- به جای کاهنده‌های (مخروط‌های تقلیلی) هم‌مرکز باید از نوع خارج مرکز آن استفاده شود.
مقاله پیشنهادی: تعمیر درایو
مفید بود
سلام دوست عزیز
ممنون بابت انرژی مثبتتان