ضربه قوچ

توضیحات

پدیده‌ی ضربه‌ی قوچ، در مواردی رخ می‌دهد که یک تغییر یا جایگزینی بین فشارهای پایین و فشارهای بالا وجود داشته باشد، که دلیل آن حرکت نوسانی آب درون لوله است؛ از این رو، این پدیده در اساس یک تغییر در فشار است. پدیده‌ی ضربه‌ی قوچ هم در سیستم‌های پمپاژ آب و هم در سیستم‌هایی که از نیروی جاذبه برای تأمین جریان بهره می‌برند می‌تواند اتفاق بیافتد.

دستگاه ضربه قوچ به منظور تولید و آشکارسازی این پدیده در لوله‌ها و آشنایی با اصول کار محفظه‌ی موج (surge chamber) طراحی شده است. دستگاه شامل لوله‌ای با یک شیر توپی، محفظه‌ی موج و لوله‌ای دیگر به همراه شیر سلنوید می‌باشد.

به وسیله این دستگاه ابتدا پدیده‌ی ضربه‌ی قوچ به واسطه‌ی سریع بستن شیر توپی رخ می‌دهد. کاهش ناگهانی شتاب جرم آب، انرژی سینتیکی را کاهش می‌دهد، که این انرژی در محفظه‌ی موج به انرژی پتانسیل تبدیل می‌شود. نوسانات فشار حاصله، به وسیله‌ی یک سنسور فشار در پشت محفظه‌ی موج اندازه‌گیری می‌شوند. این نوسانات را همچنین به صورت حرکت پاندولی سطح آب درون محفظه‌ی موج، می‌توان مشاهده نمود.

در مرحل بعد، بستن سریع شیر سلنوید در ناحیه‌ی لوله دوم، منجر به وقوع ضربه قوچ شدیدی می‌شود. انرژی سینتیکی آب به انرژی فشاری تبدیل می‌شود. پدیده‌ی ضربه قوچ و نوسانات حاصل از آن، به وسیله‌ی دو سنسور فشار در لوله مشخص می‌شوند.

اهداف آموزشی:

  • بیان پدیده‌ی ضربه قوچ در لوله‌ها
  • تعیین سرعت صوت در آب
  • فهمیدن نحوه عمل محفظه‌ی موج
  • فرکانس طبیعی در محفظه‌ی موج

اجزای اصلی دستگاه:

  • لوله‌ی ورودی آب به دستگاه، به همراه نواحی لوله‌ها
  • شیر توپی / شیر سلنوید
  • سنسورهای فشار
  • محفظه‌ی موج
  • مخازن آب