Su Darbesi Nedir?
Su darbesi veya hidrolik şok fenomeni, boru sisteminde hızlı hareket eden katı bir kütlenin herhangi bir engelle (büküm, vana vb.) ani çarpışması olarak anlaşılabilir. Bu nedenle su darbesi, akışkanın hareketine veya yön değişimine engel olunması sonucu ani bir basınç artışı olarak tanımlanır.
Örnek: Daha uzun buhar hatlarının ilk başlangıç işlemi sırasında şarjlanma veya ısıtma sırasında ve ayrıca buhar ve kondansat karışmasından dolayı gerçekleşir. Su darbesi, günlük rutin hayatımızda bilerek ve bilmeden çoğu zaman gerçekleşir - duş alırken banyo musluğunu aniden açıp kapatarak (duş vanasını çok hızlı açıp kapatmak) su darbesine neden oluruz.
Su Darbesi Hakkında Yanlış Anlaşılan Kavramlar
Çok sayıda termo-hidrolik fenomen, genellikle su darbesi olarak yanlış karakterize edilir. Olayların oluşumundan kaynaklanan zararlar, hidrolik ve termal şoklar gibi etkileri içerir. Su darbesi, çoğunlukla bilinçsizlik ve hatalı İşletme ve Bakım uygulamalarından kaynaklanır. Su darbesi için "önlemin tedaviden daha iyi olduğu" deyimi doğrudur.
Termodynamik Fenomen |
Oluştuğu Yer |
Su darbesi |
Buhar borularında ve başlıklarda |
Su Pistonu (kararsız yatay dalgalar) |
Depolama tankı (Deaerator gibi) |
Fışkırtma kondansasyonu ve buharlaşma şoku |
Deaeratorlarda |
Su indüksiyonu, rotor veya kasenin bozulması |
Buhar türbinlerinde ve buhar borularında |
Su Darbesinin Oluşumu
Buhar kazandan ayrıldığında, kullanım noktasına (buhar türbini veya başka bir ısıtıcı) ulaşana kadar bir mesafe kat etmesi gerekir ve bu mesafeyi kat ediş esnasında buhar sıcaklık kaybeder. Sonuç olarak, borudaki buhar kondansasyona başlar. Tesisin başlangıcında, sistem soğuk veya soğuk başlatma durumundan başladığı için kondensat (su damlacıklarından oluşan) oluşum hızı çok yüksektir.
İşlem sırasında bu damlacıklar, buhar boru ağının boyunca biriken ve böylece verilen
Kondansasyon, su damlacıklarının oluşmasına neden olur. Zamanla kondensat, borunun boyunca biriken ve katı bir kütleye dönüşür. Bu kütlenin herhangi bir engelle (orifice, vana veya büküm) karşılaştığı anda, bu engel beklenmedik bir şekilde katı kütleyi aniden durdurur. Bu süreçte, katı kütlenin kinetik enerjisi basınç enerjisine dönüşür ve boru ağı bu baskıyla başa çıkmak zorundadır.
Su Darbesinin Etkisi
Tesislerde kullanılan ekipmanlarda su darbesinin ciddi etkisini anlamak gereklidir. Aşağıdaki örnek, su darbesinin yıkıcı doğasını açıkça açıklamaktadır:
Doymuş buhar için önerilen hız 25 ila 35 metre/saniye arasıdır.
Boru ağında su için önerilen hız 2 ila 3 metre/saniye arasındadır.
Su darbesi olduğunda, kondensat kütlesi buhar tarafından sürükleneceği için, su kütlesi buharın hızına eşit bir hızla hareket eder. Buharın hızı, suyun hızının on katıdır. Bu nedenle, su darbesi her zaman çok yüksek basınlıkla ilişkilidir.
Su Darbesini Önlemede Yardımcı Olan Faktörler
Buhar sistemi çok karmaşık ve dinamiktir, bu nedenle su darbesini önleme zor bir görevdir. Ancak aşağıdaki en iyi mühendislik uygulamalarını takip ederek, su darbesinin oluşumunu kolayca aşılabilir:
Buhar hatlarında, akış yönünde doğru bir eğim sağlanmalıdır.
Buhar tuzakları düzenli aralıklarla ve en düşük noktalara monte edilmelidir. En düşük noktalara monte edilen buhar tuzakları, sisteme kondensatın çıkarılmasını sağlar.
Boru çökmesi, boru ağında kondensat oluşmasına neden olur ve su darbesi oluşma şansını artırır. Bu nedenle, buhar boruları çökmesini önlemek için düzgün desteklenmelidir.
Tesisin soğuk başlatımı için standart başlangıç prosedürleri gereklidir. Operatörler, yalıtım vanasını yavaşça açmaya dikkat etmek üzere eğitim almış olmalıdır.
Redüktörlerin tipi, merkezi redüktörler yerine merkezi olmayan redüktörler olmalıdır.
Güç Santrallerindeki Su Darbesi
Su darbesi, suyun buhar basıncı veya düşük basınç boşluğu tarafından hızlandırıldığında, bir vanaya, büküm veya tüp yüzeyine aniden çarparak meydana gelir. Suyun hızı, özellikle başlangıçta su darbesi meydana geldiğinde, borudaki normal buhar hızından çok daha yüksek olabilir.
Bu hızlar, çarpmadan dolayı yok edildiğinde, sudaki kinetik enerji basınç enerjisine dönüştürülür ve bir basınç şoku engelle uygulanır. Hafif vakalarda, gürültü ve belki de borunun hareketi olabilir.
Daha ciddi vakalarda, boru veya bağlantı parçalarının kırılması, neredeyse patlamaya benzer bir etkiyle canlı buharın kırılmada kaçmasına neden olur. Boru veya buhar sistemi bileşenlerinin kırılması, parçaların fırlamasına neden olabilir ve bu da yaralanmalara veya hayat kaybına yol açabilir.
