ضربه قوچ در لوله

پديده ضربه قوچ در لوله  از تغيير ناگهاني سرعت جريان آب در خط لوله به وجود مي آيد. براي مثال بعد از خاموش شدن ناگهاني پمپ ، يك موج كاهنده فشار از طرف پمپ به طرف انتهاي خط لوله با سرعتي معادل سرعت موج در خط لوله به حركت در مي آيد (حدودا 1000متربرثانيه در لوله فولادي)، اين موج فشار با حركت به انتهاي خط لوله، فشار را كاهش مي دهد و از انتهاي مسير با فشار اوليه سامانه منعكس مي شود تا به شير يك طرفه پمپ برسد و پس از برخورد با شير يك طرفه به صورت موج فشار مثبت منعكس مي شود و اين سيكل تناوب چندين بار تكرار مي شود ولي با هر تكرارشدن به علت اصطكاك خط لوله و ساير عوامل كاهنده، مقداري از قدرت يا فشار آن كاسته مي شود تا به حالت ساكن برسد.

در سال 1898ميلادي ژوكوفسكي رابطه اي براي محاسبه حداكثر تغييرات فشار ناشي از تغييرات ناگهاني سرعت ارائه كرد. طبق اين رابطه حداكثر تغيير فشار ناشي از ضربه قوچ عبارت است از :

H : حداكثر تغيير ارتفاع ناشي از ضربه قوچ – متر

: a سرعت انتشار موج فشار در خط لوله – متر برثانيه

V تغييرات سرعت آب – متربرثانيه

g :شتاب ثقلي – متر بر مجذور ثانيه

بسته به نوع لوله مورد استفاده، سرعت انتشار موج متفاوت است مثلا در لوله هاي پلاستيكي اين سرعت ممكن است بسيار كمتر باشد. چنانكه اين رابطه نشان ميدهد طول خط لوله، ارتفاع استاتيك و پروفيل طولي خط لوله هيچ تاثيري در به وجود آمدن و يا مقدار كاهش و يا افزايش فشار ناشي از ضربه قوچ آب ندارند، ولي اين عوامل در تعيين نوع، ابعاد و حجم تجهيزات مقابله
با ضربه قوچ تاثير دارند. به طور مثال در يك پروفيل خط لوله يكنواخت و فاقد پستي و بلندي، هر چه طول خط لوله بيشتر باشد،
ابعاد چرخ لنگر و يا حجم مخزن ضربه گير تحت فشار بزرگتر مي شود و يا هر چه ارتفاع استاتيك سامانه بيشتر باشد ضخامت جداره مخزن ضربه گير تحت فشار و يا ارتفاع دودكش و يا فشار كار شيرهاي اطمينان بيشتر مي شود.

چگونگی ضربه قوچ در لوله

پس از توقف ناگهاني موتور پمپ ، ابتدا سرعت تلمبه شروع به كاهش مي نمايد. در اين زمان تنها انرژي كه سبب ادامه دوران
تلمبه مي شود، انرژي جنبشي قسمت هاي چرخنده موتور، تلمبه و مايع در حال حركت مي باشد. به علت آنكه اين انرژي كمتر از انرژي لازم در هنگام كار عادي تلمبه مي باشد، بده و ارتفاع پمپ زني همزمان شروع به كاهش مي نمايند، اين كاهش فشار بعد از حدود چند ثانيه در نزديك پمپ به كمترين حد خود ميرسد و امواج منفي فشاري با كمتر از فشار كار تلمبه تشكيل مي شوند. اين امواج با سرعت زياد در طول خط رانش به طرف انتهاي آن حركت مي كنند، در همين حال سرعت پمپ به حدي كاهش مييابد كه ديگر هيچ دبی اي توليد نمي شود.