ضربه قوچ چیست
پمپ ها مهمترین بخش تاسیسات مکانیکی و تهویه مطبوع می باشد که در مسیر چیلر و هواسازها و یا یونیت های کوچکتر مانند فن کویل قرار می گیرند . پمپ ها می توانند در برخی ار موارد خسارت جبران ناپذیری به سیستم وارد کنند از این رو بررسی علل و عوامل آن یک امری اجتناب ناپدیر است
ضربه قوچ:
منظر لغوی از واژه فرانسوی Coup DE Belier گرفته شده است و Water Hammer مترادف انگلیسی آن به معنی چکش آبی است ، که حاصل تبدیل انرژی سینتیک (Kinetic energy) به انرژی الاستیسیته (Elasticity energy) می باشد یا به بیان دیگر تغییر یا قطع ناگهانی در سرعت جریان سیال در یک شبکه موجب ضربه قوچ می شود .
در موقع قطع ناگهانی برق پمپ ، نیروی محرکه دوران دهنده پروانه پمپ سریع قطع می گردد ، به همین دلیل سرعت جریان سیال بطور ناگهانی تغییر می یابد ، و انرژی سینتیک از حالت فشار به مکش در خروجی پمپ تبدیل می شود ، در این تغییر ، امواج فشاری شدیدی در امتداد لوله خروجی پمپ پیش می رود ، و این امواج در اثر برخورد با مانع که منبع آب است منعکس و برگشت می کند ، موج برگشتی جهت جریان سیال را در پمپ عوض کرده و دبی ماکزیممی در جهت عکس ، از پمپ جریان می یابد و پمپ به صورت توربین در جهت عکس چرخش اولیه خود شروع به چرخش می نماید و برای مدت کوتاهی پمپ همانند توربین آبی عمل می نماید.
بر اثر قطع ناگهانی نیروی محرکه پمپ ، برای زمان کوتاهی پمپ مانند توربین آبی (Water Turbine) عمل می نماید ، و کاهش ناگهانی حرکت سیال موجب می شود ، فشار داخل لوله خروجی پمپ از فشار اتمسفر کمتر گردد . همچنین به علت اصطکاک درونی پمپ و موتور ، کاهش قابل ملاحظه ای در خروجی پمپ ایجاد می نماید ، که مجموعه این عوامل باعث تبخیر آب و قطع جریان آن در خروجی پمپ می شود ، و حداقل فشاری در حد فشار بخار آب در لوله خروجی ایجاد می گردد .
وجود بخار باعث جدا شدن ستون آب از پمپ می گردد (پدیده جدا شدن ستون آب ، همان جدا شدن مایع است ، که در اثر کشش بیش از حد ، وقتی فشار کاهش یافته و نزدیک فشار تبخیر می شود به وجود می آید) ، و این کاهش فشار در لوله با سرعت و به صورت موج حرکت نموده ، و ادامه پیدا می کند، تا به مخزنی که آب به آن پمپ می شود ، می رسد ، این حرکت مرجی بر اثر برخورد با این مانع منعکس گشته ، و ستونهای آب جدا شده مجدداٌ به هم متصل شده و به صورت یک موج افزایش یافته دوباره به سمت پمپ برمی‌گردد . و به پمپ ضربه قوچ وارد می نماید ، و این پدیده مجدداً تکرار می شود . در خلال حرکت موج فشار در لوله ، مقداری از انرژی آن در اثر اصطکاک از بین می رود . موج فشاری ناشی از افزایش فشار موج تراکم و موج فشاری ناشی از کاهش فشار موج انبساط نام دارد ، امواج تراکم در برخورد با مانع نرم مانند منبع آب ، هوا و … به صورت موج انبساط و در برخورد با مانع سخت مانند شیر یکطرفه ، دیوار و … بصورت اموج تراکم منعکس می شود ، این مسئله در مورد موج انبساط نیز صدق می کند . افت فشاری که بر اثر اصطکاک داخل لوله به وجود می آید روی نوسانات فشار تأثیر نموده و کم کم آن را مستهلک و سیستم به حالت تعادل در می آید . پتانسیل تخریبی ضربه قوچ با صدای ناشی از آن قابل تشخیص است، ولی مواردی بوده است که صدای ضربه قوچ شنیده نشده است ، اما باعث منهدم شدن لوله گردیده ، که پس از آنالیز آن مشخص شده است که تخریب به وسیله پدیده ضربه قوچ بوده است ، ضربه قوچ سریع و زود گذر است ، ولی ضربات بسیار مخرب دارد ، و تعیین شدت آن در بعضی از مواقع بی نهایت دشوار می باشد.
پدیده ضربه قوچ در زمان استارت پمپ هم به وجود می آید و باعث ازدیاد فشار اضافی در پمپ و لوله می گردد . ولی مشکلات و مخاطرات ناشی از آن کمتر از ضربه قوچ هنگام خاموش شدن پمپ می باشد. در ابتدای راه اندازی پمپ ، میزان جریان آب حدود صفر می باشد ، و با ازدیاد ناگهانی فشار بر اثر چرخش پروانه و ایجاد جریان سریع ، موج فشاری برابر با فشار ضربه قوچ (در حالتی که شیر بسته باشد ) ایجاد می نماید ، این پدیده را با نیمه باز گذاشتن شیر خروجی پمپ می توان کنترل و فشار اضافی ایجاد شده را کاهش داد.