ضربه قوچ

ضربهٔ قوچ افزایش فشار یا موجی است که در شاره‌های در حال حرکت پس از توقف یا تغییر مسیر ناگهانی پیش می‌آید. این افزایش فشار معمولاً هنگامی رخ می‌دهد که شیری در مسیر حرکت شاره (آب یا گاز) ناگهان بسته می‌شود.

ضربه قوچ که در بعضی از متون فارسی از آن به عنوان «چکش آبی» Water Hammering هم یاد شده از ترجمه واژه فرانسوی (Coup De Belier*) آمده است. این پدیده در خطوط لوله جریان تحت فشار و مجاری باز اتفاق می‌افتد و به‌وضوح بر قوانین فشار، تغییرات آبی یا تغییرات سرعت جریان و شرایط زمانی و مکانی حرکت سیال استوار است. در بعضی از سیستم‌های هیدرولیکی تحت فشار، نظیر خطوط انتقال آب، نفت یا شبکه‌های توزیع و لوله‌های آب بر منتهی به توربین‌ها، تونل‌های آبی، سیستم‌های پمپاژ و جریان‌های ثقلی، پدیده ضربه قوچ با ایجاد موج‌های سریع، زودگذر و میرا موجب خطرات گوناگونی می‌شود. گاهی قدرت تخریبی این موج‌های فشار به حدی است که نتایج وخیمی به بار می‌آورد. ترکیدن خطوط لوله در سیستم‌های انتقال و شبکه‌های توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچه‌های کنترل و پمپ‌ها از نمونه‌های بارز تأثیر این پدیده می‌باشد.

برای نمونه، در سال ۱۹۳۴ میلادی قدرت تخریبی ضربه قوچ در پروژه‌ای موجب شده که قطعه‌ای از اطراف خط لوله به وزن ۱۲ تن تا فاصله ۵۰ متری پرتاب شود. در واقع امروزه در کلیه طرح‌های انتقال آب یا سیستم‌های انتقال سیالات دیگر، بررسی و مطالعه دقیق ضربه قوچ به عنوان یک امر لازم و ضروری می‌باشد تا با شناخت کامل اثر آن، برای کنترل اثرات سوء این فرایند تمهیدات مناسب اتخاذ گردد.

در محاسبات پیشرفته‌تر هیدرولیکی، برای مهار اثر تخریبی ضربه قوچ تنها به نصب شیرهای اطمینان اکتفا نمی شود؛ بنابراین استفاده از مخازن اتمسفریک در خطوط انتقال با طول زیاد، به عنوان یکی از پایدارترین و متداول ترین روش‌ها شناخته می‌شود. این مخازن با ایجاد یک سطح آزاد برای نوسان سیال، انرژی جنبشی ناشی از توقف ناگهانی جریان را مستهلک و فرسوده می کند تا از رسیدن موج فشار به نقاط حساس سازه جلوگیری کنند.

 روش‌های جلوگیری از اثر ضربه قوچ 
 ساده‌ترین روش کاهش اثر ضربهٔ قوچ اینست که با افزایش قطر لوله از سرعت جریان پمپ کاست. البته با در نظر گرفتن جنبه اقتصادی که دقت ویژه‌ای را می‌طلبد.
 با افزایش مدت زمان ایستادن پمپ که این کار معمولاً با قراردادن چرخ لنگر در محور پمپ انجام می‌گیرد. البته باید جرم چرخ به صورت دقیق محاسبه گردد.
 با قرار دادن شیرهای الکتریکی پشت پمپ مدت زمان بستن و بازکردن شیر را به دلخواه تنظیم نمود تا پیش از روشن و خاموش کردن پمپ از آن استفاده نمود.
 استفاده از اتصالات انعطاف‌پذیر Expansion Joint نیز یکی از راه‌های کاهش تأثیرات ضربه قوچ می‌باشد. به‌صورت خاص استفاده از لرزه گیرهای لاستیکی Rubber Expansion Joints تأثیرات اثبات شده‌ای در این زمینه دارد.
 با قرار دادن شیر خودکار هواده وهوا گیر پس از پمپ، موجب می‌شوند که هنگام ایجاد مکش هوا وارد لوله شده وهنگام برگشت موج فشار هوا از لوله بیرون رود.
 با کمک خفه کننده‌ها مانند منبع‌های هوای فشرده و برج تعادل مانع از کاهش آنی سرعت جریان در لوله می‌گردند.
 برای کاستن سرعت موج انتخاب نوع لوله مؤثر می‌باشد به‌طور مثال با استفاده از لوله‌های انعطاف‌پذیری مانند انواع لوله‌های پلی اتیلنی می‌توان مقدار سرعت موج را کاهش داد.
 سرج تانک یا تانک ضربه گیر جهت جلوگیری از فشار مثبت و منفی مخرب

 منابع 
 کتاب فاضلاب شهری جلد اول جمع‌آوری فاضلاب اثر محمد تقی منزوی انتشارات دانشگاه تهران
WATER HAMMER WITH COLUMN SEPARATION: A REVIEW OF RESEARCH IN THE TWENTIETH CENTURY

رده:آبیاری و زهکشی
رده:پدیده‌های فیزیکی
رده:لوله‌کشی
رده:مکانیک سیالات
رده:هیدرولیک