علل پدید آورنده ضربه قوچ در دیگ بخار

883 بازدید

۱۳۹۷/۰۱/۱۲

ضربه ناشی از  انرژی جنبشی سیال در حال حرکت در لوله را ضربه قوچ می‎نامند. ضربه قوچ در خطوط آب و بخار به وقوع می‎پیوندد. هر گونه تغییر در میزان و جهت جریان ممکن است به اصطهلاک مقدار زیادی انرژی منجر شود. علل پدید آورنده ضربه قوچ در دیگ بخار شامل موارد زیر می‎باشد:

  1. شوک هیدرولیک
  2. شوک جریان
  3. شوک اختلاف فشار
  4. شوک اختلاف دما

ضربه قوچ در خطوط انتقال بخار ناشی از شوک هیدرولیکی

چنانچه در خطوط انتقال بخار دیگ بخار، آب وجود داشته باشد (ناشی از کندانس) بعد از باز شدن شیر، بخار با فشار و سرعت وارد لوله می‎شود. با توجه به آنکه سرعت آب در لوله حداکثر ۲-۳ متر بر ثانیه است و سرعت بخار در لوله ۳۵-۲۵ متر بر ثانیه است می‎توان دریافت که چناچه آب موجود با سرعتی معادل ۸۰-۱۱۰ کیلومتر بر ساعت (سرعت بخار) حرکت کند انرژی جنبشی فوق‎العاده بالایی بوجود می‎آورد.

حال چنانچه قبل از رسیدن به سکون به مانعی مانند زانو و یا شیرآلات برخورد کند شوک هیدرولیکی بوجود می‎آورد که می‎تواند موجب تخریب شیرآلات زانوها و… شود. این اتفاق عموماً در زمانی رخ می‎دهد که سیستم برای مدتی خاموش بوده و در نتیجه بخار موجود در لوله‎ها کندانس شده و بجای مانده است. حال پس از راه‎اندازی مجدد سیستم با باز شدن شیر بخار ضربه قوچ بوجود خواهد آمد.

برای رفع این معضل ۲ راهکار اصلی پیش روست:

  1. استفاده از شیر وارم آپ
  2. نصب دریپ لگ

ضربه قوچ در تجهیزات مصرف کننده بخار ناشی از شوک جریان

شوک جریان یکی دیگر از علل پدید آوردنده ضربه قوچ محسوب می‎گردد. ضربه قوچ بر روی تجهیزات دیگ بخار معمولاً در حدفاصل میان شیرآلات و مصرف‎کننده‎ها اتفاق می‎افتد. بدین ترتیب که به دلیل کاهش میزان بخار مورد نیاز در مصرف‎کننده شیرهای کنترل بسته می‎شود و بخار به جای مانده بین شیر و مصرف‎کننده تبدیل به کندانس می‎شود.

در هنگام شروع مجدد کار دستگاه‎ها و نیاز آنها به بخار، با باز شدن شیر کنترل، بخار با سرعت و فشار بالا وارد لوله شده و کندانس جمع شده را با شدت به سمت دستگاه‌‎ها و تجهیزات مصرف‎کننده می‎راند.

حاصل این عمل، برخورد شدید ستونی از آب با شتاب زیاد با قطعات داخلی تجهیزات و مصرف‎کننده‎ها می‎باشد. به طور مثال ترکیدگی لوله‎ها و یا در برخی موارد ایجاد شکستگی و ترک بر روی بدنه (پوسته) مبدل‎های حرارتی ناشی از این نوع ضربه چکش است.

ضربه قوچ در خطوط کندانس ناشی از شوک اختلاف فشار

این نوع شوک مختص لوله‎های برگشت کندانس بوده و عموماً در کلکتورهای اصلی جمع‎کننده کندانس اعمال می‎شود. همانطور که گفتیم اگر کندانس فشار بالا، به طور مستقیم به فضای آزاد (اتمسفریک) و یا به لوله‎ای با فشار بسیار کمتر وارد شود، بدلیل افت فشار، حجم زیادی از آن در شرایط دما ثابت تغییر فاز داده و مستقیماً به بخار فلش تبدیل می‎شود.

بخار فلاش با سرعت و شتابی معادل ۱۰ برابر کندانس در داخل لوله شروع به حرکت می‎کند. در صورتیکه سایز لوله کندانس مناسب معادل ۱۰ برابر کندانس مناسب نباشد (سایز لوله کوچک انتخاب شده باشد) و فضای کافی برای جریان بخار فلاش بوجود آمده در لوله فراهم نباشد (لوله کاملاً مملو از کندانس باشد)، تغییر حجم ناگهانی و سرعت بالای آن فشاری را بر ستون‎های متحرک آب وارد کرده وباعث رانده شدن حجم زیادی از کندانس در امتداد لوله می‎شود.

این حرکت شتابدار آب که اصطلاحاً به حرکت پیستونی معروف است در امتداد جریان خود، به مرور بر جرم و سرعت افزوده و اندازه حرکت (ممنتوم) بسیار بالایی را در خود ذخیره می‎کند و در هنگام تغییر مسیر ناگهانی در زانو-سه راه و یا توقف توسط شیرآلات قطع و وصل، ضربه قوچ را بر سیستم و اتصالات آن وارد می‎آورد.

ضربه قوچ در خطوط کندانس ناشی از شوک اختلاف دما

این شوک نیز همانند شوک ناشی از اختلاف فشار، فقط در خطوط برگشت کندانس رخ داده و بسیار مخرب است. عموماً در لوله‎ها با شرایط دو فازی، بدلیل آشفتگی جریان کندانس که بر اثر ورود ناگهانی کندانس‎های نواحی مختلف و تشکیل بخار فلاش پدید می‎آید، همواره حجمی از بخار توسط کندانس‎های اطراف احاطه و محبوس می‎شود.

این حجم احاطه شده بصورت مجموعه‎ای متمرکز از حباب‎های ریز، در داخل کندانس غوطه‎ور می‎شود. در این شرایط کندانس‎های موجود بدلیل داشتن اختلاف دما، حباب‎های بخار فلاش را سرد کرده و باعث به سرعت متلاشی شدن و تغییر فاز آنها می‎شوند.

از طرفی جرم مشخصی از آب در فاز بخار فضایی در حدود ۱۶۰۰ برابر فضای اشغالی خود در فاز مایع را به خود اختصاص می‎دهد. بنابراین متلاشی شدن ناگهانی حباب‎های بخار در اثر انتقال حرارت خود به کندانس‎های اطراف، فضای خالی را در داخل کندانس بوجود می‎آورند.

در این حالت کندانس‎های موجود در اطراف فضای خالی به سمت جهات برای پر کردن این فضای خالی به سمت آن هجوم آورده و همین امر منجر به برخورد امواج مغشوش و شتابدار کندانس با یکدیگر، ایجاد ضربه و تولید صدای شدید و نهایتاً وارد آمدن ضربه قوچ موضعی از محل برخورد امواج بر سیستم می‎شود.

[تعداد: ۰    میانگین: ۰/۵]
برچسب ها:

پربازدیدترین‌ها

دیدگاه‌ها

خوشحال خواهیم شد که اولین دیدگاه را شما ارسال نمائید.

دیدگاه خود را ثبت نمایید.

برای دریافت آخرین خبرها و محصولات ما به کانال تلگرام ما بپیوندید