فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: در صورت وقوع مشکلاتی از قبیل ضربه قوچ در دستگاه‌های پیچیده‌ای مانند توربین‌ها و بروز مشکلاتی ناشی از بی‌توجهی به رعایت نکات ایمنی و عدم کنترل ضربه قوچ، ممکن است سیستم انتقال، متحمل ضرر و زیان اقتصادی بالایی شود. از طرفی تولید برق برای کشورهای درحال‌توسعه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. بدون شک تولید انرژی عامل کلیدی برای توسعه اقتصادی و اجتماعی کشورها است. مؤسسات درگیر تأمین برق، اخیراً پمپ مبتنی بر توربین را به‌عنوان طرح‌های نیروگاه برق‌آبی برای برق‌رسانی به روستاها، به دلیل مزایای اقتصادی توصیه کرده‌اند. مسئله مورد بررسی در تحقیق حاضر، اثر خاموشی پمپ معکوس بر وقوع پدیده ضربه قوچ و اثرات ایجاد شده بر خط انتقال آب است. مواد و روش‌ها: پروژه مورد مطالعه، خط انتقال آب به شهر مسجدسلیمان واقع در محدوده شمال شرق استان خوزستان است. در این مطالعه به کمک قابلیت‌های نرم‌افزار WaterGEMS، مسیر خط انتقال، جنس و قطر لوله‌ها، شیرهای فشارشکن، مخازن و... طراحی و مدل در حالت پایدار شبیه‌سازی و پردازش گردیده است. پس از پردازش خط در حالت پایدار، به‌منظور بررسی جایگزینی شیر فشارشکن با پمپ معکوس و اثر خاموشی آن بر پدیده ضربه قوچ ایجاد شده در خط انتقال، مدل طراحی شده ، در نرم‌افزار Bentley HAMMER CONNECT فراخوانی می‌شود تا حالت ناپایدار مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. ازآنجایی‌که نرم‌افزار Hammer قابلیت مدل‌سازی پمپ در حالت معکوس را ندارد، توربین به‌عنوان پمپ معکوس در مدل‌سازی به کار برده شده است. پدیده ضربه قوچ در سه حالت به شرح زیر مورد بررسی قرار گرفته است. حالت اول شامل بررسی شرایط جریان در حالت ماندگار بدون اعمال هرگونه تغییری در خط انتقال، حالت دوم شامل جایگزینی شیر فشارشکن کیلومتر 054+0 از مخزن تنگ‌مو با پمپ معکوس و حالت سوم شامل جایگزینی شیر فشارشکن کیلومتر 700+3 از مخزن تنگ‌مو با پمپ معکوس می‌باشد.یافته‌ها: بر اساس مدل‌سازی صورت گرفته برای حالت دوم، با رسیدن موج فشاری پایین‌دست به سمت بالادست، فشار در لوله‌های قبل و بعد از پمپ معکوس واقع در 700+3 کیلومتری از مخزن تنگ‌مو افزایش می‌یابد و با بسته شدن 100 درصد دریچه به حداکثر خود رسیده و با گذشت زمان در اثر اصطکاک سیال با جدار لوله موج فشاری ایجاد شده مستهلک می‌گردد تا زمانیکه جریان مجددا به حالت پایدار اولیه باز خواهد گشت. در لوله‌های مذکور حداکثر فشار ایجاد شده حدود 5/22 بار برآورد شده است. مدل‌سازی حالت سوم نشان می‌دهد که در صورت بسته شدن دریچه‌های پمپ معکوس، فشار قبل از پمپ تا حدود 20 بار به‌صورت لحظه‌ای افزایش می‌یاید. در اثر شروع ضربه قوچ و کاهش دبی، فشار لوله به منفی 10 متر کاهش می‌یابد. خاموشی پمپ معکوس 700+3 باعث ایجاد تغییرات فشار چشمگیر در لوله‌های قبل و بعد از پمپ معکوس 054+0 نمی‌گردد. در محدوده لوله بعد از پمپ معکوس 700+3 حدود 14 مترمکعب بخار آب تجمع خواهد یافت. در صورت عدم تعبیه شیرهوا در مسیر خط، حجم بخار ایجاد شده مانع از عبور سیال خواهد گشت.نتیجه گیری: نتایج نشان می‌دهد که وقوع پدیده ضربه قوچ در اثر ازکار افتادن پمپ‌های معکوس تعبیه شده در خط انتقال با وجود ایجاد موج‌های فشاری مثبت و منفی باعث ایجاد اختلال در آبرسانی و تخریب خط نمی‌گردد. لازم به توضیح است رده لوله‌های فلزی انتخاب شده در خط، استحکام لازم برای تحمل حداکثر و حداقل فشارهای وارده را دارا هستند. در نتیجه جایگزینی پمپ معکوس با شیر فشارشکن و استحصال انرژی بدون ایجاد هیچ‌گونه مشکلی امکان‌پذیر است و در صورت وقوع پدیده ضربه قوچ، خط انتقال توانایی تحمل در برابر موج فشاری مضاعف ایجاد شده را خواهد داشت و آبرسانی به شهرهای پایین‌دست امکان‌پذیر است.