م
م/محمد السيد اسماعيل
فى انتظار التسجيل
? المطرقة المائية ??
? نبذة بسيطة عن المطرقة المائية للتعرف علي هذة الظاهرة
? تعريف المطرقة المائية ( الصدمة الهيدروليكية ) :
( تذبذب )ديناميكي لحظي في ضغط المياه في الأنابيب بسبب( التغير المفاجيء ) في سرعة المياه
?تفسير ظاهرة المطرقة المائية :
?حدوث تغير في الحالة المستقرة لجريان المياه يولد موجات تسير بسرعة تقارب سرعة انتشار الصوت مِن نقطة الاضطراب حتي نهاية الخط الناقل او تغير في قطر الانبوب او الي اي تفرع في الخط ، ثم تنعكس هذة الموجات كليا او جزئيا وتعود الي نقطة الانطلاق مرة ثم تنعكس مرة اخري مجددا وهكذا حتي تهدأ بفعل الاحتكاك حتي يعود السائل الي وضع توازن جديد ، والجدير بالذكر ان ضغط مطرقة الماء قد يفوق احيانا عشرات او مئات قيمة الضغط الأصلي في الانبوب مما قد يسبب انفجار الانبوب او تلف المحبس او المضخة
?حالات حدوث المطرقة المائية
- حالة غلق سريع للمحبس
? عند غلق المحبس بسرعة يؤدي الي توقف مفاجيء للتدفق في الأنابيب حيث يولد موجة ضغط ( موجبة ) خلف المحبس وترتد الموجات المضغوطة الي الاتجاه المعاكس عند بداية الخط بموجات ذات ضغط ( سالبة )
- حالة توقف مفاجيء للمضخة
?عند توقف المضخة يؤدي ذلك الي تولد موجة ضغط ( سالبة ) خلف المضخة بسبب قوة تدفق واندفاع الماء الي نهاية الخط مولدة موجة ضغط ( موجبة ) مما يسبب إجهادات طرق شديدة علي جسم الأنابيب وصوت طرقات عالي ، وتؤدي الضغوط السالبة الي تآكل الطلمبات المعروفة بظاهرة التكهف ( Cavitation)
?دراسة التحليل الهيدروليكي للمطرقة المائية
?الدراسة تتم علي أساس بيانات تشغيل المشروع للأنابيب الرئيسيّة الناقلة وشبكات التوزيع ونوعية مادة الأنابيب
?باستخدام برامج متخصصة تظهر قيم الضغوط ( الموجبة ) و ( السالبة ) حسب ضغوط وظروف التشغيل
ويجب (ألا تزيد )الضغوط (الموجبة )عن (50%) من ضغط التشغيل للماسورة حسب نوع مادة الماسورة
ويجب( ألا تقل ) الضغوط ( السالبة ) عن ( -0.5) جوي حيث يؤدي الي إجهادات علي جسم الماسورة وعلي وصلاتها
?طرق الحماية من المطرقة المائية
- زيادة عدد المحابس علي الخطوط الرئيسيّة
مما يقلل طول الخط بين كل محبسين وبالتالي يقلل طول الموجة
- التحكم في سرعة غلق المحبس
ليكون بطيء نسبيا لتجنب سرعات الموجة الكبيرة وذلك باستخدام محبس فراشة بموتور كهربائي يسمح بالتحكم في تغيير زمن القفل بمقدار ضغط المطرقة المائية الناتج
- خزانات الحماية. Surge Tank
عند ارتفاع الضغوط يتم تحويل السريان الي خزانات حماية مما يخفف من معدل قيم الضغوط الناتجة من المطرقة المائية
- خزانات الضغط Pressure Vessels
تستخدم في حالة عدم القدرة من استخدام خزانات الحماية في حالات توقف المضخات المفاجيء
وخزان الضغط عبارة عن خزان يحتوي علي غاز مضغوط في الجزء الاعلي ( غالبا هواء) وسائل ( غالبا ماء) في الجزء السفلي ويفصل بينهما غشاء او كيس مطاطي لايسمح للغاز بالوصول الي شبكة المواسير ويوضع دايما بعد المضخة وبعد صِمَام عدم الرجوع فعندما تتوقف المضخة عن العمل ينخفض الضغط مما يؤدي الي تمدد الغاز في الخزان دافعا السائل في الجزء السفلي باتجاه الأنابيب مخففا حدة التغيير في معدل السريان
- صمامات الهواء
صمامات الهواء المزدوج الذي يسمح بخروج الهواء عند مليء الخط ويسمح ايضا بدخول الهواء عند الضغوط السالبة عند حدوث المطرقة المائية
- صِمَام تخفيض الضغط
أنسب الصمامات التي تسمح بتخفيض الضغط للحماية من موجات للضغوط العالية ويكون( احيانا )عوضا من استخدام خزانات الضغط وخزانات الحماية
- مولد كهربائي
ضمان وجود تيار كهربائي احتياطي للمضخات في حالة انقطاع التيار
- مواصفات المواسير
الاختيار الانسب للمواسير من حيث السمك ومعامل الجساءة لقدرة تحملها لمقدار الطرق المائي المحتمل
- صِمَام عدم الرجوع ( عدم الارتداد )
صِمَام يقلل من ظاهرة المطرقة المائية حيث يتم اختيار مكانه ضمن دراسة متكاملة لمنظومة الحماية من المطرقة المائية
? مرفق صور توضح الشرح السابق
?? اعداد مهندس مدني / محمد السيد اسماعيل
?? اللهم إنَّا نسألك العلم النافع والعمل الصالح ، اللهم علمنا ماينفعنا وانفعنا ماعلملتنا ،، وزدنا علما وعملا ،، يارب العالمين
? نبذة بسيطة عن المطرقة المائية للتعرف علي هذة الظاهرة
? تعريف المطرقة المائية ( الصدمة الهيدروليكية ) :
( تذبذب )ديناميكي لحظي في ضغط المياه في الأنابيب بسبب( التغير المفاجيء ) في سرعة المياه
?تفسير ظاهرة المطرقة المائية :
?حدوث تغير في الحالة المستقرة لجريان المياه يولد موجات تسير بسرعة تقارب سرعة انتشار الصوت مِن نقطة الاضطراب حتي نهاية الخط الناقل او تغير في قطر الانبوب او الي اي تفرع في الخط ، ثم تنعكس هذة الموجات كليا او جزئيا وتعود الي نقطة الانطلاق مرة ثم تنعكس مرة اخري مجددا وهكذا حتي تهدأ بفعل الاحتكاك حتي يعود السائل الي وضع توازن جديد ، والجدير بالذكر ان ضغط مطرقة الماء قد يفوق احيانا عشرات او مئات قيمة الضغط الأصلي في الانبوب مما قد يسبب انفجار الانبوب او تلف المحبس او المضخة
?حالات حدوث المطرقة المائية
- حالة غلق سريع للمحبس
? عند غلق المحبس بسرعة يؤدي الي توقف مفاجيء للتدفق في الأنابيب حيث يولد موجة ضغط ( موجبة ) خلف المحبس وترتد الموجات المضغوطة الي الاتجاه المعاكس عند بداية الخط بموجات ذات ضغط ( سالبة )
- حالة توقف مفاجيء للمضخة
?عند توقف المضخة يؤدي ذلك الي تولد موجة ضغط ( سالبة ) خلف المضخة بسبب قوة تدفق واندفاع الماء الي نهاية الخط مولدة موجة ضغط ( موجبة ) مما يسبب إجهادات طرق شديدة علي جسم الأنابيب وصوت طرقات عالي ، وتؤدي الضغوط السالبة الي تآكل الطلمبات المعروفة بظاهرة التكهف ( Cavitation)
?دراسة التحليل الهيدروليكي للمطرقة المائية
?الدراسة تتم علي أساس بيانات تشغيل المشروع للأنابيب الرئيسيّة الناقلة وشبكات التوزيع ونوعية مادة الأنابيب
?باستخدام برامج متخصصة تظهر قيم الضغوط ( الموجبة ) و ( السالبة ) حسب ضغوط وظروف التشغيل
ويجب (ألا تزيد )الضغوط (الموجبة )عن (50%) من ضغط التشغيل للماسورة حسب نوع مادة الماسورة
ويجب( ألا تقل ) الضغوط ( السالبة ) عن ( -0.5) جوي حيث يؤدي الي إجهادات علي جسم الماسورة وعلي وصلاتها
?طرق الحماية من المطرقة المائية
- زيادة عدد المحابس علي الخطوط الرئيسيّة
مما يقلل طول الخط بين كل محبسين وبالتالي يقلل طول الموجة
- التحكم في سرعة غلق المحبس
ليكون بطيء نسبيا لتجنب سرعات الموجة الكبيرة وذلك باستخدام محبس فراشة بموتور كهربائي يسمح بالتحكم في تغيير زمن القفل بمقدار ضغط المطرقة المائية الناتج
- خزانات الحماية. Surge Tank
عند ارتفاع الضغوط يتم تحويل السريان الي خزانات حماية مما يخفف من معدل قيم الضغوط الناتجة من المطرقة المائية
- خزانات الضغط Pressure Vessels
تستخدم في حالة عدم القدرة من استخدام خزانات الحماية في حالات توقف المضخات المفاجيء
وخزان الضغط عبارة عن خزان يحتوي علي غاز مضغوط في الجزء الاعلي ( غالبا هواء) وسائل ( غالبا ماء) في الجزء السفلي ويفصل بينهما غشاء او كيس مطاطي لايسمح للغاز بالوصول الي شبكة المواسير ويوضع دايما بعد المضخة وبعد صِمَام عدم الرجوع فعندما تتوقف المضخة عن العمل ينخفض الضغط مما يؤدي الي تمدد الغاز في الخزان دافعا السائل في الجزء السفلي باتجاه الأنابيب مخففا حدة التغيير في معدل السريان
- صمامات الهواء
صمامات الهواء المزدوج الذي يسمح بخروج الهواء عند مليء الخط ويسمح ايضا بدخول الهواء عند الضغوط السالبة عند حدوث المطرقة المائية
- صِمَام تخفيض الضغط
أنسب الصمامات التي تسمح بتخفيض الضغط للحماية من موجات للضغوط العالية ويكون( احيانا )عوضا من استخدام خزانات الضغط وخزانات الحماية
- مولد كهربائي
ضمان وجود تيار كهربائي احتياطي للمضخات في حالة انقطاع التيار
- مواصفات المواسير
الاختيار الانسب للمواسير من حيث السمك ومعامل الجساءة لقدرة تحملها لمقدار الطرق المائي المحتمل
- صِمَام عدم الرجوع ( عدم الارتداد )
صِمَام يقلل من ظاهرة المطرقة المائية حيث يتم اختيار مكانه ضمن دراسة متكاملة لمنظومة الحماية من المطرقة المائية
? مرفق صور توضح الشرح السابق
?? اعداد مهندس مدني / محمد السيد اسماعيل
?? اللهم إنَّا نسألك العلم النافع والعمل الصالح ، اللهم علمنا ماينفعنا وانفعنا ماعلملتنا ،، وزدنا علما وعملا ،، يارب العالمين