הנדסת מים

מגזין המים הישראלי הנדסת מים 34 מהאוניברסיטה לטכנולוגיה וכלכלה של בודפסט, שעסק בהכנת מודל לסימולציה של תנועת המדף, והופתע לגלות חיכוך משמעותי בציר המדף שאילץ שינוי המודל) אך למעשה יש לה השפעה גדולה מכמה סיבות: נהוג מסורתית למסב את ציר המדף על מיסב חיכוך שרגיש מאד לאיכות הביצוע (טיב פני השטח ודיוק המידות), לקורוזיה , ולמוצקים מרחפים במים, ועל כן תפקודו יורד במהירות עם הזמן, בפרט כאשר אין תוספת לובריקנט יזומה ואין טיפול מונע. בדגמים עם ציר עובר דרך גוף השסתום (לצורך הרכבת משקולות, קפיצים, אינדיקציה לזרימה וכו) יש צורך באטימה מכאנית ויש רגישות STUFFING לדליפות על כן מותקנת במרבית המקרים אטימת מכפש ( ) המתהדקת על הציר ולמעשה מגדילה בהרבה את החיכוך BOX המתנגד לתנועה. הפער בין מקדם החיכוך הסטטי לבין מקדם החיכוך הדינמי גורר תנועה ב“קפיצות“ שמחמירה מאד את אפקט ההלם כאשר הציר “משתחרר“ והמדף נסגר בגלל זרימה חוזרת שכבר צברה מהירות מספקת לשחרורו. שבהם TILTING DISK CV בעיית החיכוך מוכרת בעיקר בשסתומים מסוג קוטר הציר גדול יותר בגלל הצורך לשאת את העומס ההידראולי, ומומנט הסגירה המופעל ע“י משקל המדף יחד עם גרר הזרימה החוזרת, קטן יותר. מוכרים בארץ מספר שסתומים גדולים מסוג זה שבלאי המיסב “תקע“ אותם ללא תנועה. : השפעת סוג השסתום לצורך הערכת התאמת שסתום אל חוזר במקרה ב' קיים לכאורה כלי עבודה רשמי: המופק ע“י בדיקת השסתום על מתקן יעודי, ומראה קשר בין קצב האטת עמודת המים לבין מהירות עמודת המים החוזרת הנעצרת ע“י השסתום ברגע סגירתו, פרופורציונית למידת הפיגור בסגירה. עיון במבנה מתקן הבדיקה ובשיטת החישוב עלול להעלות תהיה על מידת הנכונות והתוקף של בדיקה זו. בנוסף הוא אינו מתייחס כלל לנושא הפסדי האנרגיה ולשיקולי איכות נוספים, לכן לא מומלץ להסיק מסקנות גורפות לגבי התאמה של סוגי שא“ח שונים מתרשים כגון הנ“ל. יחד עם זה, בהסתמך על נסיונות שונים שבוצעו, נמצאו קשרים ברי הסבר בין תכונות שונות של שא“ח כלשהו לבין ההתנהגות הדינמית שלו שעיקרם: . פיגור הסגירה קטן ככל שקטן מומנט האינרציה של המדף. 1 . תנועה צירית עדיפה על תנועה סיבובית 2 . הוספת כוח קפיץ (או משקולות) לסגירה משפרת תגובה דינמית. 3 תכונות אלו גררו פיתוח דגמים המבטאים התאמות כגון, קרוב ציר התנועה אל מרכז המסה של המדף, ריבוי מדפים קטנים במקום מדף גדול, הוספת :)5 קפיץ החזרה, והקטנת אורך תנועת המדף (איור 5 איור שלכל השיפורים הנ“ל יש 5 חדי העין יוכלו להסיק מתרשימי החתכים באיור מחיר ביחס הפוך לשיפור, בדמות הגדלה משמעותית ביותר של התנגדות האביזר לזרימה, וכך גם בזבוז האנרגיה (והכסף) הנלווה לה לאורך כל שנות הפעילות של המתקן. CLASAR ® כגון Central-guide לדוגמא: הפסד העומד על שסתום מסוג ) לעומת שסתום דגם 10 מקש יהיה גדול בסדר גודל (פי 800 “ בספיקה 12 באותו הקוטר. המידע בנושא ההתנגדות לזרימה מוגש בדרך כלל SWING ע“י היצרנים בצורות שונות, וחשוב להתייחס אליו. כדאי גם לדעת שככל שעולה גודל האביזר, גדל הפער בין הדגמים השונים, ויחד עם זה קשה יותר לבדוק או לאמת את המידע. רעש הטריקה עלול ליצור מטרד גם אם אינו מלווה בעלית לחץ משמעותית שכן אם המדף נסגר מספיק מהר, נוצר רעש, בפרט אם השסתום בעל אטימה מתכתית או אלסטומר בעל קושי גבוה. להמחשה ניתן לחשב שמהירות מטר לשניה , היא שוות ערך לנפילה אנכית של המדף על תושבת האטימה מגובה סמ. מכאן שיש מקום לפתרון בעיית הטריקה גם מהיבט הרעש וגם 5 של כ מהיבט הלם המים ע“י ריסון תנועת המדף בסוף תנועתו, במרחק הקטן ביותר האפשרי לפני הפגיעה בתושבת האטימה שעדיין יאפשר את ספיגת האימפקט, ויש היצע של דגמים הכוללים מנגנון כזה. גםשינויי תכנון כגון הגדלתמסתהמים (קוטר / אורך הצינור ) שבין המניפולדים (זאת שהופכת כיוון) במקרים של חיבור משאבות במקביל האופיניות למקרה ב' עשויים למתן או למנוע את תופעת הטריקה ללא תשלום בהפסדי אנרגיה. סיכום מסקנות האפשריות מהאמור לעיל הן: . לנושא האיכות הטכנית, בעיקר בנושא המיסוב והאטימה יש משקל הרבה 1 מעבר לאורך החיים הצפוי ולהתאמה למחיר. למעשה הוא ראוי להיות השיקול הדומינטי על אף שאין לו ביטוי מספק בהשוואה לשיקולים פיסיקליים והידראולים המככבים בעבודות המחקר ובמאמצי הפיתוח של היצרנים. . ניתן לראות שיתכן דגם שסתום שימנע הלם במקרה של נפילת כח 2 כללית בתחנת שאיבה, אך לא יתאים במקרה של נפילת יחידה בודדת מתוך סדרה, ולהפך. על כן אין קריטריון בודד ופשוט לבחירה של שסתום אלחוזר, ומומלץ להימנע מהישענות על כללי אצבע ומוסכמות נפוצות. . הבנת המנגנונים הפיסיקליים מאפשרת טיפול או מניעת תופעות הלם 3 בשלב התכנון, בנוסף או אפילו במקום השקעה בהתאמת השא“ח או אביזרים יעודיים. . הגישה הנכונה יותר היא להכיר ולהתייחס לשיקולים הרלונטיים (כולל 4 עצם הנחיצות של השסתום במערכת מסוימת), להשקיע מספיק בחיזוי התנהגות המערכת כגון ביצוע סימולציות הלם, לפרוס את מגוון האפשרויות ולבחור את המתאימה ביותר.