पाइपलाइनों में पानी का हथौड़ा एक तात्कालिक दबाव वृद्धि है। अंतर जल प्रवाह की गति में तेज बदलाव से जुड़ा है। आगे, हम इस बारे में और जानेंगे कि पाइपलाइनों में हाइड्रोलिक शॉक कैसे होता है।
मुख्य भ्रम
संबंधित विन्यास (पिस्टन) के इंजन में ओवर-पिस्टन स्थान के तरल भरने के परिणाम को गलती से हाइड्रोलिक शॉक माना जाता है। नतीजतन, पिस्टन मृत केंद्र तक नहीं पहुंचता है और पानी को संपीड़ित करना शुरू कर देता है। यह बदले में, इंजन की विफलता की ओर जाता है। विशेष रूप से, रॉड या कनेक्टिंग रॉड में ब्रेक, सिलेंडर हेड में स्टड का टूटना, गास्केट का टूटना।
वर्गीकरण
दबाव बढ़ने की दिशा के अनुसार वॉटर हैमर हो सकता है:
- सकारात्मक। इस मामले में, पंप की तेज शुरुआत या पाइप के अवरुद्ध होने के कारण दबाव में वृद्धि होती है।
- नकारात्मक। इस मामले में, हम स्पंज खोलने या पंप बंद करने के परिणामस्वरूप दबाव ड्रॉप के बारे में बात कर रहे हैं।
समय के अनुसारतरंग प्रसार और वाल्व (या अन्य शटऑफ वाल्व) को बंद करने की अवधि, जिसके दौरान पाइप में पानी का हथौड़ा बनता है, इसे विभाजित किया जाता है:
- सीधे (पूर्ण)।
- अप्रत्यक्ष (अपूर्ण)।
प्रथम स्थिति में गठित तरंग का अग्र भाग जल प्रवाह की मूल दिशा के विपरीत दिशा में गति करता है। आगे की गति पाइपलाइन के तत्वों पर निर्भर करेगी, जो बंद वाल्व से पहले स्थित हैं। यह संभावना है कि तरंग मोर्चा बार-बार आगे और पीछे की दिशा से गुजरेगा। एक अधूरे पानी के हथौड़े के साथ, प्रवाह न केवल दूसरी दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर सकता है, बल्कि आंशिक रूप से वाल्व के माध्यम से आगे भी गुजर सकता है यदि यह पूरी तरह से बंद नहीं है।
परिणाम
हीटिंग या पानी की आपूर्ति प्रणाली में सबसे खतरनाक पानी का हथौड़ा माना जाता है। यदि दबाव बहुत अधिक है, तो लाइन क्षतिग्रस्त हो सकती है। विशेष रूप से, पाइपों पर अनुदैर्ध्य दरारें दिखाई देती हैं, जो बाद में एक विभाजन की ओर ले जाती हैं, वाल्वों में जकड़न का उल्लंघन। इन विफलताओं के कारण, नलसाजी उपकरण विफल होने लगते हैं: हीट एक्सचेंजर्स, पंप। इस संबंध में, हाइड्रोलिक झटके को रोका या कम किया जाना चाहिए। प्रवाह मंदी की प्रक्रिया में पानी का दबाव अधिकतम हो जाता है जब सभी गतिज ऊर्जा को मुख्य की दीवारों को खींचने और तरल स्तंभ को संपीड़ित करने के काम में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
अनुसंधान
प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से 1899 में निकोलाई ज़ुकोवस्की की घटना का अध्ययन किया। शोधकर्ता ने पहचान की हैहाइड्रोलिक शॉक के कारण घटना इस तथ्य के कारण है कि उस रेखा को बंद करने की प्रक्रिया में जिसके माध्यम से द्रव बहता है, या जब यह जल्दी से बंद हो जाता है (जब एक मृत-अंत चैनल हाइड्रोलिक ऊर्जा के स्रोत से जुड़ा होता है), दबाव में तेज परिवर्तन और जल वेग बनता है। यह एक ही समय में पूरी पाइपलाइन पर नहीं है। यदि इस मामले में कुछ माप किए जाते हैं, तो यह पता चल सकता है कि गति में परिवर्तन दिशा और परिमाण में होता है, और दबाव - प्रारंभिक एक के सापेक्ष घटने और बढ़ने की दिशा में होता है। इसका मतलब है कि लाइन में एक ऑसिलेटरी प्रक्रिया होती है। यह आवधिक कमी और दबाव में वृद्धि की विशेषता है। यह पूरी प्रक्रिया क्षणिकता की विशेषता है और यह तरल के लोचदार विकृतियों और पाइप की दीवारों के कारण होती है। ज़ुकोवस्की ने साबित किया कि जिस गति से एक लहर फैलती है वह सीधे पानी की संपीड़ितता के समानुपाती होती है। पाइप की दीवारों के विरूपण की मात्रा भी महत्वपूर्ण है। यह सामग्री की लोच के मापांक द्वारा निर्धारित किया जाता है। लहर की गति भी पाइपलाइन के व्यास पर निर्भर करती है। गैस से भरी लाइन में अचानक दबाव नहीं बढ़ सकता, क्योंकि यह काफी आसानी से संकुचित हो जाती है।
प्रक्रिया प्रगति
एक स्वायत्त जल आपूर्ति प्रणाली में, जैसे देश के घर, एक बोरहोल पंप का उपयोग लाइन में दबाव बनाने के लिए किया जा सकता है। पानी का हथौड़ा तब होता है जब द्रव की खपत अचानक बंद हो जाती है - जब एक नल बंद हो जाता है। पानी की एक धारा साथ चलती हैराजमार्ग, तुरंत रुकने में असमर्थ। जड़ता द्वारा तरल का स्तंभ नलसाजी "मृत अंत" में दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, जो नल बंद होने पर बनता था। इस मामले में, रिले पानी के हथौड़े से नहीं बचाता है। यह केवल उछाल पर प्रतिक्रिया करता है, वाल्व बंद होने के बाद पंप को बंद कर देता है और दबाव अधिकतम मूल्य से अधिक हो जाता है। शटडाउन, पानी के बहाव को रोकने की तरह तत्काल नहीं है।
उदाहरण
एक निरंतर दबाव और एक स्थिर प्रकृति के द्रव आंदोलन के साथ एक पाइपलाइन पर विचार कर सकते हैं, जिसमें एक वाल्व अचानक बंद हो गया था या एक गेट वाल्व अचानक बंद हो गया था। डाउनहोल जल आपूर्ति प्रणाली में, पानी का हथौड़ा आमतौर पर तब होता है जब चेक वाल्व स्थिर जल स्तर (9 मीटर या अधिक) से अधिक होता है या लीक हो रहा होता है, जबकि ऊपर का अगला वाल्व दबाव रखता है। दोनों ही मामलों में, आंशिक निर्वहन होता है। अगली बार जब पंप चालू होगा, तो उच्च वेग वाला पानी वैक्यूम को भर देगा। तरल बंद चेक वाल्व और उसके ऊपर प्रवाहित होता है, जिससे दबाव बढ़ जाता है। परिणाम पानी हथौड़ा है। यह न केवल दरारें बनाने और जोड़ों के विनाश में योगदान देता है। जब दबाव में वृद्धि होती है, तो पंप या इलेक्ट्रिक मोटर (और कभी-कभी दोनों तत्व एक साथ) क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। यह घटना सकारात्मक विस्थापन हाइड्रोलिक ड्राइव सिस्टम में हो सकती है जब स्पूल वाल्व का उपयोग किया जाता है। जब डिस्चार्ज चैनलों में से एक स्पूल द्वारा अवरुद्ध हो जाता हैऊपर वर्णित तरल उत्पन्न होने वाली प्रक्रियाएं।
पानी के हथौड़े से सुरक्षा
सर्ज की ताकत राजमार्ग के अवरुद्ध होने से पहले और बाद में प्रवाह दर पर निर्भर करेगी। आंदोलन जितना तीव्र होगा, अचानक रुकने पर प्रभाव उतना ही मजबूत होगा। प्रवाह की गति ही रेखा के व्यास पर निर्भर करेगी। क्रॉस सेक्शन जितना बड़ा होगा, द्रव की गति उतनी ही कमजोर होगी। इससे यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि बड़ी पाइपलाइनों के उपयोग से पानी के हथौड़े की संभावना कम हो जाती है या कमजोर हो जाती है। दूसरा तरीका पानी की आपूर्ति बंद करने या पंप चालू करने की अवधि को बढ़ाना है। वाल्व-प्रकार के शट-ऑफ तत्वों का उपयोग पाइप को धीरे-धीरे बंद करने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से पंपों के लिए सॉफ्ट स्टार्ट किट का उपयोग किया जाता है। वे स्विचिंग के दौरान न केवल पानी के हथौड़े से बचने की अनुमति देते हैं, बल्कि पंप के परिचालन जीवन में भी काफी वृद्धि करते हैं।
प्रतिपूरक
तीसरे सुरक्षा विकल्प में एक स्पंज डिवाइस का उपयोग शामिल है। यह एक झिल्ली विस्तार टैंक है, जो परिणामी दबाव वृद्धि को "बुझाने" में सक्षम है। वाटर हैमर कम्पेसाटर एक निश्चित सिद्धांत के अनुसार काम करते हैं। यह इस तथ्य में निहित है कि बढ़ते दबाव की प्रक्रिया में, पिस्टन तरल के साथ चलता है और लोचदार तत्व (वसंत या वायु) संकुचित होता है। नतीजतन, सदमे की प्रक्रिया एक दोलन में बदल जाती है। ऊर्जा अपव्यय के कारण, दबाव में उल्लेखनीय वृद्धि के बिना उत्तरार्द्ध काफी तेजी से क्षय हो जाता है। कम्पेसाटर का उपयोग फिलिंग लाइन में किया जाता है। यह चार्ज किया जा रहा है0.8-1.0 एमपीए के दबाव में संपीड़ित हवा। गणना लगभग, भरने वाले टैंक या संचायक से कम्पेसाटर तक पानी के ड्राइविंग कॉलम की ऊर्जा को अवशोषित करने की शर्तों के अनुसार की जाती है।
