کتاب آموزش کاربردی مفاهیم ضربه قوچ (water hammer)

کتاب آموزش کاربردی مفاهیم ضربه قوچ (water hammer)

کتاب آموزش کاربردی مفاهیم ضربه قوچ (water hammer) :

دانلود نرم افزار WaterCad

دانلود نرم افزار Hammer

جریان غیر ماند‌گاردر لوله به اشکال مختلف بروز می‌نماید. یک نمونه از انواع جریان، جریان‌های غیر‌ماند‌گار میراست که بطور خاص ضربه قوچ نامیده می‌شود. موج‌های فشاری ناشی از ضربه‌ قوچ باعث نا‌پا‌یداری سیستم انتقال می‌شود و در صورتی که از فشار مجاز سیستم فرا‌تر رود،باعث خرابی و یا متلاشی شدن آن می‌گردد.

جهت طراحی سیستم‌های انتقال و لوله‌های ارتباطی، توجه به این پدیده ضروری است. استفاده از نرم‌افزار تخصصی Hammer در دهه اخیر بای تحلیل مسائل گوناگون صنعتی توسعه روز‌افزونی یافته است.

در ابن کتاب از قابلیت‌های این نرم‌افزار بای مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های آبگیر سد قشلاق بصورت مطالعه موردی (CASE STUDY) استفاده شده است. بدین منظور ابتدا سیستم‌های آبگیر سد قشلاق شامل سه سیستم آبگیر با لوله‌هایی به قطر ۱۲۰۰،۱۵۰۰ و ۲۰۰۰میلی‌متر در نرم‌افزار Watercad مدلسازی شده و در حالت دائمی Steady آنالیز شده‌اند. سپس نتایج حاصله به نرم‌افزار Hammer منتقل شده و در محیط آن نرم‌افزار در حالت غیر‌ماند‌گار (Transient) بر‌رسی شده‌اند.

جهت بر‌رسی موضوع با کلیه پارامتر‌های دخیل پدیده ضربه‌قوچ در ۷۰ حالت بشرح ذیل مورد بر‌رسی و تحلیل قرار گرفته است:

۱-بررسی ضربه‌قوچ در رقوم مختلف تراز دریاچه سد اعم از رقوم سر‌ریز، رقوم تاج سد.

۲-بررسی ضربه‌قوچ با توجه به میزان سرعت موج در دو حالت لوله صلب ونیمه‌صلب.

۳-بررسی پارامتر‌های موثر بر آسیب‌دیدگی و تورم ایجاد شده در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در آبگیر ۱۲۰۰ میلیمتری.

۴-بررسی ضربه‌قوچ در هریک از سیستم‌های آبگیر با توجه به زمان انسداد شیر پروانه‌ای.

۵-بر‌رسی آنالیز حساسیت پدیده ضربه‌قوچ با تغییرات قطر، جنس و طول لوله آبگیر.

مقدمه کتاب آموزش کاربردی مفاهیم ضربه قوچ

آب از گذشته‌های دور با زندگی بشر آمیخته بوده است، چنانچه حیات بدون آن میسر نبوده و بشر همواره در تلاش بوده تا از این ماده حیاتی در بهبود و توسعه زندگی روزمره خویش بهره گیرد و اولین تمدن‌ها نیز در کنار منابع آب شکل گرفته است. در ابتدا تلاش بشر به مهار و کنترل منابع آبی معطوف بود، ولی با گذشت زمان و توسعه تمدن‌ها فکر انتقال آب به دوردست در ذهن بشر بوجود آمد و روز به روز گسترده‌تر شد.

امروز به دلیل افزایش جمعیت، توسعه شهرها، گسترش فعالیت کشاورزی و صنعتی مساله انتقال آب به عنوان یکی از مهمترین مسائل مورد توجه قرار گرفته است، بگونه‌ای که اکنون مهندسی آب در میان علوم از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است.

انتقال آب در گذشته به روش‌های سنتی مثل ایجاد قنات و کانال‌های آبیاری صورت می‌گرفت، اما امروزه روش‌های مختلفی برای انتقال آب وجود دارد که در آن میان مجاری تحت فشار به دلیل اینکه مقدار آب بیشتری را در زمان کوتاه‌تر منتقل می‌کنند، از اهمیت خاصی برخودار است.

انتقال آب در گذشته به روش‌های سنتی مثل ایجاد قنات و کانال‌های آبیاری صورت می‌گرفت، اما امروزه روش‌های مختلفی برای انتقال آب وجود دارد که در آن میان تحت فشار به دلیل اینکه مقدار آب بیشتری را در میان زمان کوتاه‌تر منتقل می‌کنند، از اهمیت خاصی برخوردار هستند.

یکی از مهمترین مسائل تحلیل و بررسی جریان‌های غیر ماندگار است. جریان‌های غیر ماندگار در لوله‌ها به شکل‌های گوناگون نمود می‌کند.

همانطور که اشاره شد ضربه قوچ یک پدیده در جریان غیر ماندگار است. پدیده ضربه قوچ در خطوط جریان تحت فشار و مجاری باز اتفاق می‌افتد و بوضوح بر قوانین فشار، تغییرات دبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط مکانی و زمانی حرکت سیال استوار است.

فهرست کتاب آموزش کاربردی مفاهیم ضربه قوچ

فصل اول / مقدمه، كلیات، مفاهیم 

۱-۱ – مقدمه
۱-۲- تاریخچه
۱-۳- ضربه قوچ
۱-۴- اصول اولیه
۱-۵- محل و علل وقوع ضربه قوچ
۱-۶- مشكلات ناشی از ضربه قوچ
۱-۶-۱- فشارهای زیاد و كم
۱-۶-۲- ارتعاشات
۱-۶-۳- خلاء‌زایی

فصل دوم / پیشینه علمی 

۲- ۱- روش‌های تحلیل ضربه قوچ
۲-۱-۱- روش ریاضی
۲-۱-۲- روش مشخصه‌ها
۲-۱-۳- محاسبه ضربه قوچ با روش خصوصیات
۲-۱-۴- روش جبری
۲-۱-۵- روش تحلیل خطی
۲-۱-۶- روش اختلال
۲-۱-۷- روش تفاضل محدود
۲-۱-۸- تلفیق روش مشخصه‌ها و اجزاء محدود
۲-۱-۹- خطوط مشخصه صریح
۲-۱-۱۰- خطوط مشخصه ضمنی
۲-۱-۱۱- معادلات نهایی
۲-۱-۱۲- نتایج روش تلفیقی مشخصه‌ها و اجزاء محدود
۲-۲- نظریه‌های ضربه قوچ
۲-۲-۱- نظریه رفتار صلب ستون آب Rigid Column Theory) )
۲-۲-۲- نظریه رفتار كشسان (Elastic Theory)

فصل سوم / کنترل ضربه قوچ و مقدمه‌ای بر سازه آبگیر 

۱-۳-وسایل كنترل ضربه قوچ
۲-۳-كنترل بستن شیر
۱-۲-۳- روش بهره‌برداری از شیرهای كنترل
۳-۳- سازه آبگیر
۳-۳-۱ – مقدمه
۳-۴- آبگیر تحتانی

فصل چهارم / مطالعات حوزه آبگیر و تاسیسات و تجهیزات هیدرومکانیک و سیستمهای آبگیر سد 

۴-۱- مقدمه
۴-۲- مشخصات سد
۴-۳- وضعیت طبیعی و جغرافیایی حوزه آبخیز
۴-۴- آب و هوای منطقه
۴-۵- هیدرولوژی
۴-۶ -تجهیزات هیدرو مكانیك
۴-۶-۱- لوله ۱۲۰۰ میلیمتری(تخلیه‌كننده تحتانی)
۴-۶-۲- لوله ۱۵۰۰ میلیمتری(تخلیه‌كننده اضطراری)
۴-۶-۳- لوله ۲۰۰۰ میلیمتری(آبگیر نیروگاه)
۴-۷ – تجهیزات سد قشلاق
۴-۷-۱- تجهیزات آبگیر ۱۲۰۰ میلیمتری
۴-۷-۲- تجهیزات آبگیر ۱۵۰۰ میلیمتری
۴-۷-۳- تجهیزات آبگیر ۲۰۰۰ میلیمتری
۴-۸- طرح‌های مطالعاتی وكنترل
۴-۸-۱- طرح ترمیم لوله متورم ۱۲۰۰ میلیمتری
۴-۹- آبگیر ۱۲۰۰ میلیمتری
۴-۹-۱- لوله‌های فولادی آبگیر
۴-۹-۲- شیر پروانه‌ای
۴-۹-۳ – شیر تخلیه
۴-۱۰- سرویس و نگهداری

فصل پنجم / معرفی نرم‌افزار WATER HAMMER 

۵-۱- مقدمه
۵-۲- كاربرد نرم‌افزار در مطالعه اثر ضربه جریان غیر ماندگار
۵-۲-۱- سیستم‌های آب
۵-۲-۲- سیستم‌های فاضلاب
۵-۲-۳- سیستم‌های تركیبی فاضلاب و تونل
۵-۳- نرم‌افزار HAMMER
– قابلیت‌هاى HAMMER
۵-۴- مقاصد و كاربرد استفاده ازنرم افزار HAMMER
۵-۴- ۱- نا پایدارى‌ها
ویژگی‌‌هاى بارز این نرم‌افزار
۵-۴- ۲- جزئیات نرم‌افزار HAMMER
استفاده از روش مشخصه‌ها
۵-۴-۳- تجهیزات كنترل امواج ضربه قوچ
۵-۴- ۴- مدل نمودن انواع ناپایدارى‌هاى هیدرولیكى
– مدیریت و ساخت مدل
ساخت مدل‌هاى یكنواخت و پایدار هیدرولیكى
۵-۴- ۵- محاسبه نیروهاى ناشى از ناپایدارى‌هاى هیدرولیكى
– مدل نمودن توربین؛ پذیرش وعدم پذیرش بار
ارائه نتایج و گزارش
۵-۵- مدل انتخابی جهت كالیبراسیون نرم‌افزار
۵-۵-۱- روش كار
۵-۶-۲- مشخصات مدل آزمایشگاهی كالیبراسیون
۵-۶-۳- نتایج اجرا

فصل ششم / مدلسازی و آنالیز پروژه با نرم‌افزار 

۶ –۱ – مدلسازی سیستمهای آبگیر با نرم‌افزار
۶–۲ – سرعت موج
۱ – مهاربندی سیستم
۲ – اتصالات
۳ – پوشش بتنی
۴ – طول لوله
۶ –۳ – زمان انسداد شیر پروانه‌ای
۶–۴ – بررسی حالات وقوع ضربه قوچ
۶ –۵ – مدلسازی با نرم‌افزار Watercad
۶ –۶– خروجی حاصل از مدلسازی و آنالیزسیستمهای آبگیر در لوله منتهی به شیر پروانه‌ای
۶–۷ – بررسی نتایج در حالت دوم (زمان انسداد كند)
۶-۸- جمع‌بندی حاصل از خروجی نرم‌افزار

فصل هفتم / تحلیل خروجی 

۷–۱– تحلیل خروجی در محل شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۱۲۰۰ میلیمتری در حالت اول (زمان انسداد سریع)
۷-۱-۱- ماكزیمم حجم بخار
تحلیل خروجی مقادیر ماكزیمم حجم بخار
۷-۱-۲- ماكزیمم دبی منفی
تحلیل خروجی مقادیر ماكزیمم دبی منفی
۷-۱-۳- ماكزیمم دبی مثبت
تحلیل خروجی مقادیر ماكزیمم دبی مثبت
۷-۱-۴- ماكزیمم فشار
تحلیل خروجی مقادیر ماكزیمم فشار
۷-۱-۵- تحلیل نمودار فشار -مكان
۷ –۲ – تحلیل خروجی در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۲۰۰۰ میلیمتری
۷-۲-۱- ماكزیمم حجم بخار
تحلیل خروجی مقادیر ماكزیمم حجم بخار
۷-۲-۲- ماكزیمم دبی منفی
تحلیل خروجی
۷-۲-۳- ماكزیمم دبی مثبت
تحلیل خروجی
۷-۲-۴- ماكزیمم فشار
تحلیل خروجی
۷ –۳ – بررسی نتایج در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۱۵۰۰ میلیمتری در حالت اول(زمان انسداد سریع)
۷-۳-۱- ماكزیمم حجم بخار
تحلیل خروجی
۷-۳-۲- ماكزیمم دبی منفی
تحلیل خروجی
۷-۳-۳- ماكزیمم دبی مثبت
تحلیل خروجی
۷-۳-۴- ماكزیمم فشار

۷-۴- بررسی نتایج در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در سیستمهای آبگیر در حالت دوم (زمان انسداد كند)
۷ –۴ – ۱– بررسی خروجی حالت دوم (زمان انسداد كند) در محل شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۱۲۰۰ میلیمتری
۷-۴-۲- ماكزیمم حجم بخار
۷-۴-۳- ماكزیمم دبی منفی
۷-۴-۴- ماكزیمم دبی مثبت
تحلیل خروجی
۷-۴-۵- ماكزیمم فشار
تحلیل خروجی
۷-۵- تحلیل مقادیر حالت دوم (زمان انسداد كند) در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۲۰۰۰ میلیمتری
۷-۵-۱- ماكزیمم حجم بخار
۷-۵-۲- ماكزیمم دبی منفی
۷-۵-۳- ماكزیمم دبی مثبت
نتایج
۷-۵-۴- ماكزیمم فشار
نتایج
۷ –۶- تحلیل مقادیر حالت دوم (زمان انسداد كند) در محل لوله منتهی به شیر پروانه‌ای در سیستم آبگیر ۱۵۰۰ میلیمتری
۷-۶-۱- ماكزیمم حجم بخار
۷-۶-۲- ماكزیمم دبی منفی
۷-۶-۳- ماكزیمم دبی مثبت
نتایج
۷-۶-۴- ماكزیمم فشار
نتایج
۷-۷- آنالیز حساسیت
۱) حالت اوّل: مبنا (كلی)
۲) حالت دوم: تغییر جنس لوله
۳) حالت سوم: تغییر قطر لوله
۴) حالت چهارم: تغییر طول لوله
۷-۷-۱- تحلیل خروجی حاصل از آنالیز حساسیت

فصل هشتم / بررسی و تحلیل نتایج

۸-۱- نتایج نهایی حالت اول (زمان انسداد سریع)
۸-۲- نتایج نهایی حالت دوم (زمان انسداد كند)
۸-۳- زمان بهینه انسداد شیر پروانه‌ای
۸-۴- نتایج حاصل از آنالیز حساسیت
۸-۵- پیشنهادات

فصل نهم / اصول بهره‌گیری از نرم‌افزارهای محاسبه ضربه قوچ 

۹-۱- کلیات
۹-۲- انتخاب و استفاده از نرم افزار
۹-۳- حداقل اطلاعات اولیه ورودی در نرم‌افزار
۹-۴- موارد کنترلی نرم افزار در محاسبات
۹-۵- نتایج خروجی نرم‌افزار

مراجع کتاب