reza._y
کاربر فعال
تعریف پدیده‌ی قوچ
«قوچ» یا چکش آبی پدیده‌ایه که وقتی در یک خط لوله‌ی پر از سیال (مثلاً آب) جریان ناگهان متوقف یا سرعتش تغییر کنه، یک موج فشار شدید در لوله ایجاد می‌شه.
این موج می‌تونه صدای "کوبش" (مثل ضربه‌ی قوچ یا چکش) ایجاد کنه و حتی باعث ترکیدن لوله یا آسیب به اتصالات بشه.
مکانیزم شکل‌گیری
- فرض کنید شیر در انتهای لوله ناگهان بسته بشه.
- سیالی که با سرعت در حال حرکت بوده، به‌طور ناگهانی متوقف می‌شه.
- چون سیال تراکم‌پذیری محدودی داره و لوله هم الاستیکه، فشار به‌صورت یک موج تراکمی در طول لوله به عقب بازمی‌گرده.
- این موج می‌تونه بارها بین ابتدا و انتهای لوله بازتاب پیدا کنه و باعث نوسانات فشار بشه.
فرمول پایه (جورج ژوکوفسکی)
بیشترین افزایش فشار (ΔP) در پدیده‌ی قوچ طبق معادله‌ی ژوکوفسکی به دست می‌آد:
ΔP=ρ a ΔV\Delta P = \rho \, a \, \Delta VΔP=ρaΔV
- ρ\rhoρ: چگالی سیال
- aaa: سرعت موج فشار (بسته به مدول تراکم‌پذیری سیال و الاستیسیته‌ی لوله)
- ΔV\Delta VΔV: تغییر ناگهانی سرعت سیال
یعنی هرچه سرعت تغییر جریان بیشتر باشه، فشار ضربه‌ای هم بزرگ‌تر می‌شه.
آثار و مشکلات
- ترکیدن لوله یا ترک در اتصالات
- لرزش شدید سیستم
- صدای "کوبش" یا "تق‌تق" در لوله (مثلاً در لوله‌کشی آب خانگی شنیده می‌شه)
- آسیب به پمپ‌ها و شیرها
روش‌های کنترل و پیشگیری
- بستن تدریجی شیرها (نه ناگهانی)
- استفاده از ضربه‌گیر قوچ (Surge Tank یا Air Chamber)
- نصب شیرهای اطمینان و سوپاپ‌های یکطرفه با زمان‌بندی مناسب
- استفاده از لوله با قطر مناسب و جنس الاستیک‌تر
- طراحی مدار هیدرولیک با در نظر گرفتن زمان توقف پمپ‌ها
