بررسی عملکرد مخازن موج‌گیر ساده و تفاضلی در کنترل امواج فشاری ضربه قوچ

ضربه‌ی قوچ یکی از پدیده‌های مخرب هیدرودینامیکی است که در بیشتر ایستگاه‌های پمپاژ، خطوط انتقال آب و نیروگاه‌های برق‌آبی ایجاد می‌شود. نظر به آثار مخرب پدیده‌ی مذکور بر روی خطوط انتقال آب و تاسیسات برق‌آبی، درنظر گرفتن نوسان‌های پارامترهای مختلف نظیر سرعت و فشار می‌تواند تاثیر قابل ملاحظه‌یی در طراحی ایمن خطوط انتقال آب داشته باشد. یکی از روش‌های کنترل نوسان‌های ذکرشده در هنگام وقوع پدیده‌ی ضربه‌ی قوچ، احداث مخزن موج‌گیر در مسیر انتقال است. در پژوهش حاضر، ضمن تشریح عملکرد انواع مخازن موج‌گیر و نقش آن‌ها در تعدیل فشارهای مثبت و منفی خطوط انتقال نیروگاه برق‌آبی، دو نوع مخزن‌گیر ساده و تفاضلی روزنه‌دار انتخاب و تاثیر هر کدام در تغییرات فشار و سرعت در طول خط لوله‌ی انتقال بررسی شده است. برای تحلیل معادلات حاکم بر پدیده، از روش تفاضل محدود استفاده شده و گسسته‌سازی معادلات و حل آن‌ها در نرم‌افزار مطلب انجام شده است. نتایج به‌دست آمده از تحلیل عددی نشان داده است که مخزن موج‌گیر تفاضلی می‌تواند تاثیر قابل ملاحظه‌یی در استهلاک انرژی و کاهش نوسان‌های تراز آب مخزن داشته باشد که این تاثیر موجب کاهش 40 درصدی ابعاد مخزن تفاضلی نسبت به مخزن ساده شده است. به لحاظ کنترل نوسان‌های فشار نیز مخزن موج‌گیر تفاضلی به مراتب عملکرد بهتری نسبت به مخزن ساده داشته است.