Kio estas Akva Martelo?
Akvo-hamo aŭ hidraula ŝoko fenomeno povas esti komprenata kiel subita kolizio de rapide movanta solida maso en la tuba sistemo kun iu obstaklo, kiu povas esti kurbo, valvo ktp. Do, akvo-hamo estas difinita kiel subita pligrandiĝo de la premo pro hinero al la fluida movado aŭ ŝanĝo de direkto.
Ekzemple, ĝi okazas dum la ŝarĝado aŭ varmiĝo de la pli longa vaporlinio dum la komenca startoperacio kaj ankaŭ pro la miksiĝo de vaporo kaj kondensato. Akvo-hamo estas io, kio okazas plejmulte konate kaj nekonate en nia ĉiutaga vivo – kiam ni subite malfermas kaj fermas la akvokranon en nia banejo dum baniĝo rezultas en akvo-hamo. (agado de rapide malfermado/fermado de la duŝvalvo).
Misunderstood Concept about Water Hammer
Multaj termo-hidraj fenomenoj, kiel montritaj en la tablo, ofte estas misprezentitaj kiel akvo-hamo. La rezultantaj damaĝoj de la okazoj inkludas ŝokojn kiel hidrala kaj termala. Akvo-hamo okazas ĉefe pro manko de sciigo kaj malsamaj operacaj kaj mantenaj praktikoj. En la okazo de akvo-hamo, la proverbio "preveni estas pli bona ol kuraci" estas vera.
Termodinamika Fenomeno |
Loko de Okazo |
Akvo-hamo |
En vaporpipoj kaj kapoj |
Akva Pistono (nestabila horizontala ondo) |
Konservilo (kiel Deaeratoro) |
Flaŝ-kondensiĝo kaj evaporiĝo-ŝoko |
En Deaeratoroj |
Akva induktado, distordiĝo de rotor aŭ kuirejo |
En vaporturbinaro kaj vaporpipado |
Occurrence of Water Hammer
Kiam vaporo lasas la boileron, ĝi devas vojaĝi iun distancon antaŭ ol atingi la punkton de uzo (vaporoturbinaro aŭ iu alia varmeinterŝanĝilo) kaj dum la proceso de vojaĝado la vaporo komencas perdi varmon. Kiel rezulto, la vaporo en la tubo komencas kondensiĝi. Dum la starto de la instalado, la rapido de formiĝo de kondensato (formiĝinta el akvadropletetoj) estas tre alta, ĉar la tuta sistemo komencas de malvarma stato aŭ malvarma starto.
Dum la operacio, ĉi tiuj dropletetoj de kondensato komencas akumuliĝi laŭ la longeco de la vaporpipa reto kaj do formi solidan mason de kondensato, kiel montrite en la donita
Kondensiĝo rezultas en formiĝo de akvadropletetoj. Graduale kondensato komencas akumuliĝi laŭ la longeco de la tubo kaj formas solidan mason. Kiam ĉi tiu maso renkontas iun obstaklon kiel orificio, valvo aŭ kurbo, tiam ĉi tiuj obstakloj rezultos en subita haltado de la solida maso neniespekte. Dum ĉi tiu proceso, la kineta energio de la solida maso ŝanĝiĝas al presenergio kaj la pipa reto devas trakti ĝin.
Impact of Water Hammer
Estas necese kompreni la serian efikon de akvo-hamo en la aparatoj uzitaj en la instaladoj. La suba ekzemplo klare klarigas la destruan naturon de akvo-hamo:
Por satura vaporo, la rekomendata rapido estas 25 ĝis 35 metroj je sekundo
Por akvo en pipa reto, la rekomendata rapido estas 2 ĝis 3 metroj je sekundo
Kiam akvo-hamo okazas, kondensata maso estas traĵetata de vaporo, kaj do la akva maso vojaĝas kun rapido egala al tiu de vaporo, kiu estas dekoble pli alta ol la akva rapido. Do, akvo-hamo estas ĉiam asociita kun tre alta premo.
Factors help in avoiding water hammer
Vapor-sistemo estas tre kompleksa kaj dinamika, do eviti akvo-hamon estas defia tasko. Sed per la helpo de la plej bonaj inĝenieraj praktikoj, ĝia okazo povas esti facile superita per adoptado de:
Propra inklinacio devus esti provizita en la vaporlinioj en la direkto de fluo.
Instalado de vaporfaloj en regulaj intervaloj kaj tio ankaŭ je la plej malaltaj punktoj. Instalado de la vaporfaloj je la plej malaltaj punktoj certigas la forigon de kondensato el la sistemo.
Pipa pendado rezultas en formiĝo de kondensato en la pipa reto kaj povas pliigi la ŝancojn de akvo-hamo. Do, vaporpipoj devus esti prave subtenitaj por eviti ajnan pendadon.
Standardaj startproceduroj estas bezonataj por malvarma starto de la instalado. Operatoroj devus esti prave instruitaj pri la malfermado de izolaj valvoj malrapide.
Propra grandeco de drainpoŝoj, por ke la kondensato ne saltu aŭ pasu ĝin facile. La celo de drainpoŝo ne devus esti venkita por kolekti ĉiujn kondensatojn kaj pasigi ilin tra la falo.
Tipo de reduktoroj devus esti ekscentrikaj anstataŭ koncentrikaj reduktoroj.
Water Hammer in Power Plants
Akvo-hamo okazas kiam akvo, akcelerita de vaporpremo aŭ malalta premaprezento, estas subite haltigita pro impakto sur valvon aŭ montaron, kiel kurbo aŭ tee, aŭ sur tuba surfaco. Akvavelocitoj povas esti multe pli altaj ol la normala vaporvelocito en la tubo, speciala kiam akvo-hamo okazas dum starto.
Kiam ĉi tiuj velocitoj estas detruigitaj pro impakto, la kineta energio de la akvo ŝanĝiĝas al presenergio, kaj prempreza ŝoko estas aplikita al la obstaklo. En maldifekta kazoj, estas bruado kaj eble moviĝo de la tubo.
Pli severaj kazoj kondukas al frakto de la tubo aŭ montaroj kun preskaŭ eksploza efiko kaj sekva eliro de viva vaporo ĉe la frakto. Frakto de tuboj aŭ vapor-sistemkomponantoj povas propeli fragmentojn, kiuj povas kaŭzi vundon aŭ morton.
