بررسي عملكرد گزينه‌هاي كاهنده اثرات پديده ضربه قوچ در يك خط انتقال آب، مطالعه موردي: خط انتقال شهرك مسكوني شيردم واقع در شهر تهران

Evaluation of Reductive Option of Water Hammer Phenomenon for a Water Conveyance System, A Case Study of Shahid Shirdom Residential District-Tehran

تغییر ناگهانی شرایط مرزی در سیستم‌های انتقال آب مانند باز و بسته شدن ناگهانی شیر فلكه و روشن و خاموش شدن ناگهانی پمپ و توربین، باعث ایجاد جریان گذرایی می‌شود كه اصطلاحاً ضربه قوچ نامیده می‌شود. این پژوهش، یك مطالعه موردی بود كه در آن پارامترهای مؤثر موجود در خط انتقال نظیر جنس لوله و غیره و تأسیسات كاهنده ضربه قوچ به‌منظور كاهش اثرات ناشی از این پدیده بررسی شد. این كار با مدل‌سازی یك مثال عملی شامل خط انتقال آب از ایستگاه پمپاژ در نزدیكی شهرك مسكونی شهید شیردم به مخزن بالادست منطقه، واقع در شهر تهران به‌كمك نرم‌افزار Bentley HammerXMV:8 انجام شد. بررسی و مقایسه نتایج حاصله نشان داد كه لوله GRP نسبت به لوله آزبست سیمانی، مقدار 1/49 كیلوپاسكال و نسبت به لوله آهنی مقدار 3/50 كیلوپاسكال، كاهش فشار داشته است. بررسی مقایسه‌ای سیستم‌های حفاظتی حاكی از این بود كه اولاً مخازن ضربه‌گیر در كنترل فشار بهتر از سایر لوازم حفاظتی عمل نمودند به‌طوری كه فشار بیشینه به‌میزان 9/3  بار، نسبت به چرخ طیار و 5 بار ، نسبت به شیر یك‌طرفه كاهش داشت و ثانیاً در به‌كارگیری تركیبی عوامل حفاظتی، كاربرد همزمان مخزن بار ضربه‌گیر با چرخ طیار، ایده‌آل‌ترین روش برای كنترل ضربه قوچ در این مطالعه موردی بود.

Sudden changes in the boundary conditions of water transmission systems, such as sudden opening and closing of valves or abrupt on and off switching of pumps and turbines cause a transient flow called ‘water hammer’. In this study, comparisons were made between the effective parameters including pipeline material, on the one hand, and the equipment and tools available for reducing the effects of water hammer, on the other. For this purpose, a practical example of a water transmission line from a pumping station located near Shahid Shirdom Residential District to the upstream reservoir in Tehran was used for modeling by the Bentley Hammer XMV: 8 software. The results obtained for the different parameters and options were compared and it was revealed that, regarding the pipe material, GRP pipes reduced pressure by 49.1 Kpa compared to the Asbestos cement pipes and by 50.3 Kpa compared to the iron pipes. Comparison of the results for the protective systems indicated that the surge tank outperformed the other alternatives in controlling pressure such that maximum pressure was reduced by 3.9 bar when using surge tanks compared to the flywheel and by 5 bar compared to the check valve. Finally, it was found that the concurrent use of the surge tank and the flywheel would be the most ideal method for controlling the water hammer effects.