منتدي ممدوح عزت موسي MAMDOUH EZAT MOUSA FORUM

هلا وسهلا بك عزيزي الزائر لمنتدي النخبه..منتدي ممدوح عزت موسي
أن لم تكن مسجلا ارجو سرعة التسجيل حتي نستمتع بوجودك معنا عضوا متميزا
نورت المنتدي وزدته بهاءا ونورا
منتدي ممدوح عزت موسي MAMDOUH EZAT MOUSA FORUM

محبي االقصه العربيه والثقافه والفنون الزواج والأسره وشئون المرأه المال والاقتصاد والعلوم الطبيه والعلوم الهندسيه بمختلف تخصصاتها والدين والدنيا

المنتدي يرحب بالأعضاء جميعا وفي انتظار رأي الجميع فيما يتم نشره بالمنتدي ومقترحات الأعضاء في تطوير المنتدي بما يتوافق مع الأحتياجات العلميه والأدبيه والفنيه

المواضيع الأخيرة

» SCADA(تعريف عام بنظام الاسكادا)
الجمعة يوليو 25, 2014 3:13 am من طرف sasa amer

» (هندسه القوى والألات الكهربيه)....المحول الكهربى
الإثنين يونيو 16, 2014 10:13 am من طرف فايزة مرزوق

» جزاكم الله كل خير
الجمعة يونيو 06, 2014 3:09 pm من طرف ممدوح عزت موسي

» الصدمة(المطرقه) المائية..اسبابها , مشاكلها , الحلول...
السبت يناير 11, 2014 7:42 pm من طرف ghiath1

»  شكر للسيد الأستاذ الدكتور....صلاح مصطفي حماده
الخميس نوفمبر 21, 2013 2:57 pm من طرف Nefer

» الموضوع/نظام التحكم الآلي (الأسكادا) لمعدات محطة مياه الشرب والمأخذ
الأربعاء أكتوبر 30, 2013 11:30 pm من طرف ريهام

» أفكارنا هي السبب الرئيسي لأمراضنا
السبت أكتوبر 05, 2013 10:01 pm من طرف ممدوح عزت موسي

» نقص عدد الصفائح الدمويةLow Platelet Count - Thrombocytopenia
الجمعة مايو 03, 2013 4:05 pm من طرف ممدوح عزت موسي

» ويرزق من يشاء
الأحد أبريل 21, 2013 9:35 pm من طرف ممدوح عزت موسي

التبادل الاعلاني

أغسطس 2014

الأحدالإثنينالثلاثاءالأربعاءالخميسالجمعةالسبت
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

اليومية اليومية

    الصدمة(المطرقه) المائية..اسبابها , مشاكلها , الحلول...

    شاطر

    ممدوح عزت موسي
    مدير عام المنتدي
    المشرف العام
    مشرف منتدي القصه
    مشرف منتدي العلوم الهندسيه
    مدير عام المنتدي  المشرف العاممشرف منتدي القصهمشرف منتدي العلوم الهندسيه

    عدد المساهمات: 350
    التميز: 9
    تاريخ التسجيل: 13/05/2010

    الصدمة(المطرقه) المائية..اسبابها , مشاكلها , الحلول...

    مُساهمة من طرف ممدوح عزت موسي في الأربعاء ديسمبر 29, 2010 8:27 pm


    [b]المطرقة المائية

    مقدمة

    منذ أن انتشرت الآلات المائية الحديثة وبخاصة العنفات وحاجة الإنسان إلى إيصال الماء إليها في أنابيب مضغوطة والحاجة لرفع الماء في أنابيب مضغوطة,وايصال المياه إلى المباني المرتفعة وإلى كافة القطع الصحية فيها. فسرعان ما تبين بأن نقل الماء بهذه الوسيلة يخلق ضغطاً غير عادي عندما تتغير سرعة السائل , قد يفوق أحياناً عشرات أو مئات المرات الضغط الأصلي وقد يحدث تدميراً مروعاً.إن هذه الظاهرة دعت الباحثين للعمل على تقدير مفعولها وشدتها . ووضعت عدة علاقات رياضية قريبة أو تقديرية كثيرة حتى استقرت الدراسة على الاعتماد على نظرية المرونة من دراسة الصدمة المائية وتحديد مفعولها.

    تعريف الصدمة المائية

    هي عبارة عن الضغط الناتج عن الأمواج الاهتزازية التي تحدث في أنظمة التمديدات الصحية وانظمة الضخ ,وذلك عند يحدث تغير مفاجىء في الضغط أو السرعة

    أسباب حدوث الصدمة المائية

    - إقلاع أو توقف عدة مضخات.

    - إغلاق سكر لقطع الماء.

    - تفريغ الهواء من الأنابيب.

    - إملاء أنبوب مائل بإتجاه الجريان وبتدفق زائد.

    - تغير كمية المياه المأخوذة من أنابيب الضخ.

    - انكسار أنبوب الضخ وتدفق الماء منه.

    - أحجام خطوط الأنابيب غير مناسبة لتحمل تدفقات الذروة.

    -الضغط العالي للماء وعدم فعالية أجهزة تخفيض الضغط.

    وتكون شدة الصدمة المائية أكبر بقدر ما يكون معدل تغير سرعة الماء أكبر بالنسبة للزمن . وعلى هذا إن الحالة الأخطر هي عند توقف مجموعات الضخ فجأة نتيجة انقطاع التيار الكهربائي الذي يغذيها.

    المشاكل التي تنتج عن المطرقة المائية

    - انفجار الأنابيب.

    - تسريب الوصلات.

    - اضعاف الوصلات.

    - اهتزاز وضوضاء في الأنابيب.

    - تضرر الصمامات.

    - تضرر المضخات.

    - الاضرار بأجهزة قياس التدفق.

    - تخريب الخزانات وسخانات المياه.

    - يفك تدعيم الأنابيب.

    مما سبق نجد أن اصلاح أي واحد من هذه الشروط هو أكثر كلفة من التصميم الصحيح منذ البداية.

    المطرقة المائية في الشبكات الداخلية

    تعرف المطرقة المائية في التمديدات الداخلية من خلال الضجيج و الأصوات المزعجة التي تسمع عندما تغلق الصمامات بسرعة , وعلى الرغم من أن هذه الأصوات تميز هذه الحادثة إلا أنها لا تصدر أحياناً.

    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


    حيث تحدث عندما يوقف الماء المتدفق بشكل مفاجئ هذا الايقاف المفاجئ يسبب اصطدام كامل عمود الماء الموجود في الأنبوب بالصمام , والضغط الكبير الناتج عن الصدم يدعى المطرقة المائية وهي لا تحدث أصوات فقط بل يمكن أن تؤدي إلى تدمير الأنبوب .وحسب قانون نيوتن لكل فعل رد فعل يساويه بالمقدار ويعاكسه بالاتجاه .

    هذه الزيادة المؤقتة في الضغط التي تحدث في نظام الامداد بالمياه نتيجة التغيرات المفاجئة في السرعة أو الاتجاه للماء نتيجة اغلاق الصمام بسرعة ,تنتقل إلى الصمام وجدران الأنبوب على شكل أمواج اهتزازية.هذه الأمواج ترتد إلى الخلف وتسير في الأنبوب حتى تصطدم بعائق ما فترتد لتعود مرة أخرى وهكذا حتى تتخامد , وسرعة امواج الضغط هذه تساوي إلى سرعة الصوت لذلك يكون لها تأثير ضار على الأنابيب.

    وعلى سبيل المثال في حال عدم وجود تجهيزات وقاية من الصدمة المائية فإن مطرقة الماء في خط أنابيب ضغط الماء فيه 5PSI سوف تنتج ضغطاً يتراوح من

    PSI ((250 TO 400))هذا الضغط لا يؤثر فقط على الصمام وانما الى تضرر الأنابيب وآلات الغسيل والسخانات والتجهيزات الأخرى

    والشكل التالي يوضح الحركة الارتدادية للأمواج الاهتزازية

    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]



    أنواع الصمامات التي يمكن أن تسبب المطرقة المائية

    أي صمام اغلاق سريع يمكن أن يسبب المطرقة المائية وفي المباني السكنية ه1ه الصمامات موجودة في ألات الغسيل والجلايات وفي حنفيات المطابخ ودورات المياه والحمامات وكذلك في أنظمة سقاية الحدائق . والمطرقة المائية يمكن أن تحدث في كل من خطوط الامداد البارد والساخن

    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

    كيفية السيطرة على المطرقة المائية

    من الحلول التقليدية للمطرقة المائية تركيب أنبوب خافض للضغط كوصلة في الأنبوب لكل من الحنفية والصمام . وهذه الأنابيب تكون عادة بارتفاع 24انش أو أكثر حسب قطر الأنبوب ,حيث هذا الأنبوب يحتجز عمود من الهواء .هذا العمود الهوائي يعمل كمخفض طبيعي للضغط فيمتص الأمواج الناتجة عن التغيرات المفاجئة التي تحدث في التدفق الجاري .لكن مع الزمن تبين أن هذه الطريقة ليست جيدة .لأن الهواء المحجوز في الأنبوب سوف يذوب بالماء مع الزمن وبالتالي يرتفع منسوب الماء فيه بشكل تدريجي وبالتالي سوف تعاني الشبكة من المطرقة المائية.

    وبالإضافة إلى ذلك دراسات صحية وجدت أن هناك مشاكل صحية ناتجة عن استخدام هذه الطريقة ناتجة عن تراكم الماء الفاسد الملوث بالبكتريا والأوساخ , مما يسبب أمراض للسكان . لذلك الكودات الحديثة تمنع استعمال الغرف الهوائية

    ومن الحلول ايضاً:

    وضع خزان تمدد كبير من اجل السيطرة على المطرقة المائية . وهذا الحل ايضا مرفوض لأنه هل من المعقول ان تسيطر مثل هذه التجهيزات على المطرقة المائية في كافة الشبكة ! في الحقيقة هذه الوسيلة تخفف القليل من الضغط أو لا تفعل شيء تجاه المطرقة المائية .لأن الضغط الناتج عن المطرقة المائية يبدأ مباشرة بعد اغلاق الصنبور أو الصمام ويرتد نحو الخلف ملحقاً الضرر بكل ما يصادفه في طريقه حتى يصل إلى خزان التمدد بعد أن يكون قد سبب الضرر فمثل هذه الأجهزة يجب أن تركب قدر الامكان قريبة من الصمام . ويفضل ألا تزيد المسافة عن ستة أقدام عن الصمام .

    اذا لم تكن الغرف الهوائية ولا خزانات التمدد هي الحل المناسب وبالتالي ما هو الحل؟

    إن السيطرة الأكثر فعالية على المطرقة المائية تتم بواسطة الصمام الهوائي الذي يعمل تحت الضغط حيث تكون فيه الماء مفصولة عن الهواء . حيث يتألف الصمام من مكبس دائري أسفله يوجد الماء ومن الأعلى يوجد نابض مرن ,وعندما يزيد ضغط الماء على الحلقة الدائرية عن حد معين فإنها ترتفع إلى الأعلى مما يؤدي إلى تنفيس الماء من خلال الفتحات الموجودة وبالتالي امتصاص موجة الضغط الناتجة , ثم بعد عودة الضغط إلى وضعه الطبيعي تعود الحلقة الدائرية إلى وضعها الطبيعي

    وبالتالي أينما توجد المطرقة المائية يجب السيطرة عليها بغض النظر عن المادة التي تصنع منها الأنابيب . وبالطبع أنابيب البلاستيك لا تنقل الضجيج مثل الأنابيب المعدنية لكن الطاقة الناتجة عن تدفق الماء هي نفسها وبالتالي لابد أن هذه الطاقة الحركية للماء الناتجة عن التوقف المفاجئ أن يتم امتصاصها . وبالتالي في كل حالة إغلاق مفاجئ يتمدد الأنبوب البلاستيكي ليمتص الصدمة الناتجة وبالتالي هذا التمدد والتقلص المتكرر يتلف الأنبوب.

    مما سبق يمكننا تعريف اجهزة امتصاص الصدمة المائية بأنها:



    عبارة عن أجهزة تقوم بامتصاص موجات الضغط الأعظمية التي تحدث في التمديدات الداخلية عند الإغلاق المفاجئ للصنابير والصمامات , فهذا الضغط عالي جداً يمكن أن يؤدي إلى أضرار خطيرة في الشبكات الداخلية
    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


    المطرقة المائية في أنظمة الضخ :

    يمكن أن تحدث المطرقة المائية في أنابيب الضخ وذلك عندما تتوقف المضخات عن العمل وكذلك اغلاق صمام في أحد خطوط الأنابيب يمكن أن يسبب أمواج مائية وضغوط مرتفعة قرب المضخة وكذلك الضغوط السالبة يمكن أن تسبب المطرقة المائية

    وهناك بعض المؤشرات تبين فيما إذا كان ضغط الصدمة المائية يمكن أن يصل إلى قيمة تبدو معها دراسة الصدمة المائية عن قرب ضرورة ملحة لتحاشي أضرارها التي تكون بالغة , وهذه المؤشرات يمكن تصنيفها في هذه الأسئلة:

    * هل في مسار الأنابيب نقطة عالية يمكن أن يحدث فيها فراغ وتخلخل يقسم عمود الماء عند التوقف.

    *هل طول الأنابيب أقل بعشرين مرة من ارتفاع الضخ ؟

    * هل سرعة المياه في الأنابيب تزيد عن 1.2م/ثانية ؟

    * هل عامل الأمان للأنابيب أقل من 3.5مرة من ضغط التشغيل ؟

    * هل صمام عدم الرجوع يغلق في زمن أقصر من الفترة الحدية للأنبوب؟


    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]




    *هل هنالك صمامات سريعة الاغلاق آلية ويمكن أن تفتح وتغلق في زمن أقل من نصف ثانية ؟

    *هل المضخة أو محركها يتضرر أحدهما إن دار بكس اتجاه دورانه الاصلي , وكم السرعة التي يمكن أن يتحملاها إن أمكن دورانهما بعكس الدوران الاصلي ؟

    *هل المضخة تقف قبل أن يكون صمام عدم الرجوع قد أغلق تماماً؟

    *هل هنالك سكر آلي سريع يستعمل في محطة الضخ ولا يعمل في حال انقطاع التيار الكهربائي؟

    *هل تقلع المضخة وصمام المخرج مفتوح؟

    فإذا كانت الإجابة على أي سؤال من الاسئلة الستة الأولى بنعم ,فإنه هنالك احتمال كبير بأن يكون مفعول الصدمة المائية كبير وتحتاج المنشأة إلى دراسة جدية . وإذا كانت الإجابة بنعم على سؤالين أو أكثر من الأسئلة فإن الصدمة محتملة وإن مقدار احتمالها يزداد مع عدد الإجابات بنعم.

    فإذا حللنا مايجري بتوقف المضخات فإننا نرى أنه يحدث تخلخل عند مخرج المضخات وقد تصل الحالة إلى الفراغ المطلق وبالتالي التكهف.

    ففي اللحظة التي تسبق التوقف كانت المياه كانت المياه تجري بسرعة منتظمة ,وعندما تتوقف المضخة فإن قوة العطالة تمنع كتلة الماء المتحرك من التوقف مباشرة ,لذلك فهي تستمر بالتقدم ويكون عند مخرج المضخة مباشرة انخفاض في الضغط ينشأ عنه موجة تخلخل تتحرك بسرعة الصوت تقريباً ومقدار التخلخل هذا مقدر بالمتر يعطى بالعلاقة :

    A*v0/g

    حيث تشير v0 إلى سرعة الماء الجاري أصلاً في الأنابيب (م/ثا)

    وتشير g إلى تسارع الجاذبية

    وتشير a إلى سرعة انتشار موجة الضغط (م/ثا)

    فإذا فرضنا أن v0=1.5

    A=(800-1200)

    وعلى هذا الاساس التخلخل سوف يبلغ 150م والضغط الستاتيكي :

    h-(a*v0/g)


    فإذا كانت h صغيرة فهذه العلاقة ستكون سالبة وسيحدث في الأنابيب فراغ مطلق يعرضها لفعل الضغط الجوي

    وقد لايكون هنالك خطر من هذا التخلخل في حد ذاته إن كانت الأنابيب تتحمل الضغط , ولكن الخطر هو عند عودة موجة الضغط إذا يبلغ الضغط عندها :

    H+ (a*v0/g

    وهنا تحصل الصدمة المائية الحقيقية , لأن الضغط يتحول فجأة من h-(a*v0/g

    إلى h + (a*v0/g وقد شوهدت بعض الحوادث حيث بلغ فيها الضغط أكثر من ثلاثة أضعاف القيمة ((a*v0/g .لاسيما إن كان في خط الأنابيب نقطة عليا وبالتالي نشوء قوة مدمرة .


    بعض الحلول الممكنة

    - تركيب تجهيزة من أجل تحمل الزيادة المفاجئة تسمى surge vessels بالقرب من المضخة وحجم هذه التجهيزة يتناسب مع السعة والطول

    - تركيب صمام لتنفيس الهواء في النقاط المرتفعة حيث يمكن أن تحدث الضغوط

    السالبة .

    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

    الموضوع مقتبس من [size=16]المجموعة الهندسية للأبحاث البيئية » الأخبار » شبكات ومحطات معالجة مياه الشرب

    بواسطة ادارة المنتدي جزاهم الله الثواب الكبير

    [/size][/b]


    _________________

    "لا اله الا الله العليم الحليم،لا اله الا الله رب العرش العظيم،لا اله الا الله رب السموات والأرض ورب العرش الكريم."



     


    ghiath1

    عدد المساهمات: 1
    التميز: 0
    تاريخ التسجيل: 11/01/2014

    رد: الصدمة(المطرقه) المائية..اسبابها , مشاكلها , الحلول...

    مُساهمة من طرف ghiath1 في السبت يناير 11, 2014 7:42 pm

    سيدي
    الموضوع جيد وتشكر عليه وياحبذا لو كانت هناك صورة واضحة لرادع الصدمة .
    شكرا

      الوقت/التاريخ الآن هو الأربعاء أغسطس 20, 2014 6:28 pm