در این مقاله به بررسی پدیده های ضربه قوچ و فلشینگ که از رایج ترین پدیده های رخ داده که در شیرآلات و پمپ ها هستند، می پردازیم. ضربه قوچ همانند پدیده کاویتاسیون یکی از پدیده هایی است که در مکانیک سیالات به آن پرداخته می شود.
ضربه قوچ (Water Hammer) چیست؟
ضربه قوچ با نام لاتین Water Hammer، پدیده ای است که با بسته شدن ناگهانی مسیر حرکت سیال رخ می دهد. یکی از روش های شناسایی این پدیده، صدای منتشر شده توسط آن است.
صدای این پدیده تنها نشان دهنده ی وقوع این پدیده است و نشان دهنده تأثیر نهایی آن نیست. این پدیده می تواند خسارت های زیادی را به تجهیزات پایپینگ مانند شیرآلات، اتصالات لوله، تجهیزات ابزار دقیق و جریان سنج ها وارد کند. یکی از مواردی که در این مقاله موردبررسی قرار می گیرد، پدیده فلشینگ است که زمانی رخ می دهد که سیال به صورت بخار وجود داشته باشد.
برای درک بهتر پدیده ضربه قوچ حالتی را تصور کنید که جریان سیال در یک لوله در حال حرکت است و یک شیر در انتهای لوله قرار دارد. در صورتی که شیر ناگهان بسته شود، سیال با سرعت زیادی به شیر برخورد می کند. برخورد سیال به شیر، نیروی بسیار زیادی را به شیر وارد می کند. این موضوع باعث ایجاد فشار زیادی به سیال می شود و یکی موج فشاری نوسانی در طول لوله ایجاد می شود. این موج فشاری می تواند باعث آسیب به سایر تجهیزات قرار گرفته در لوله مانند اتصالات، شیرآلات دیگر و سایر تجهیزات می شود. موج فشاری حاصل از ضربه قوچ باعث ایجاد لرزش و صدای بسیار زیادی می شود. همان طور که گفته شد این پدیده باعث خسارات زیادی به تجهیزات پایپینگ و جریان سنج ها می شود که باعث ایجاد هزینه زیادی به سیستم می شود. ضربه قوچ علاوه بر حالتی که گفته شد زمانی که مایعی، ذرات جامد را منتقل می کند، نیز رخ می دهد.
انتخاب نادرست شیر یا قرار گیری نامناسب شیر می تواند موجب این پدیده شود. شیرآلاتی مانند شیرهای Double Door Check Valve، Tilting Disc Check Valve و Swing Check Valve می توانند باعث پدیده ضربه قوچ شوند.
فلشینگ چیست؟
فلشینگ (Flashing) یکی دیگر از پدیده هایی است که با افزایش فشار ناگهانی در خطوط لوله ایجاد می شود. تفاوت پدیده فلشینگ و ضربه قوچ در ماهیت سیال آن است. در پدیده فلشینگ سیال عبوری از خطوط لوله به صورت بخار است. در پدیده فلشینگ با شرایطی خاص مقداری از بخار به مایع تبدیل می شود. این مایع در یک قسمت از لوله جمع می شود و سپس دوباره می تواند به حالت بخار تبدیل شود. تبدیل شدن مایع به بخار می تواند موجب افزایش حجم در حدود 400 تا 600 برابر را ایجاد کند. این افزایش حجم بالا موجب ایجاد موج فشار و تخریب سیستم می شود.
همان طور که گفته شد این دو پدیده در نوع سیال عبوری از خطوط لوله تفاوت دارند و در پدیده فلشینگ سیال مورداستفاده در حالت بخار و در پدیده ضربه قوچ، سیال به صورت مایع است.
