Τι είναι η παροδική ροή;

Η παροδική ροή είναι μια κατάσταση δυναμικής ρευστού όπου η ταχύτητα και η πίεση μιας ροής ρευστού αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου λόγω αλλαγών στην κατάσταση του συστήματος. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να προκληθούν από την εκκίνηση ή τη διακοπή μιας αντλίας, το άνοιγμα ή το κλείσιμο των βαλβίδων ή τις διακυμάνσεις της πίεσης τροφοδοσίας από τα ρεζερβουάρ ή τις δεξαμενές. Συνήθως χαρακτηρίζεται από ένα ισχυρό κύμα πίεσης ή κύματα που μπορεί να επιμείνουν για σημαντικό χρονικό διάστημα μετά τη λήξη του φαινομένου της κατακρήμνισης. Τα συμβάντα παροδικής ροής μπορεί να είναι εξαιρετικά καταστροφικά εάν το μέγεθος και η ταχύτητα του κύματος πίεσης υπερβαίνει την ικανότητα του συστήματος στο οποίο λαμβάνει χώρα. Η επίλυση επαναλαμβανόμενων προβλημάτων παροδικής ροής δεν είναι εύκολη και γενικά είναι εφικτή μόνο με εξελιγμένες προσομοιώσεις λογισμικού.

Όταν ρευστά όπως το νερό διοχετεύονται ανεμπόδιστα και με σταθερό ρυθμό μέσω οποιουδήποτε συστήματος σωλήνων και βαλβίδων, η ταχύτητα του ρευστού και η πίεση που ασκεί στο σύστημα παραμένουν σταθερές και προβλέψιμες. Όταν κάποιο μέρος αυτής της ισορροπίας διαταραχθεί, η εκκίνηση μιας ενισχυτικής αντλίας ή το κλείσιμο μιας βαλβίδας για παράδειγμα, τότε ξεκινά μια κατάσταση γνωστή ως παροδική ροή. Αυτή η κατάσταση χαρακτηρίζεται από μια ξαφνική κορυφή της πίεσης και της ταχύτητας ροής ρευστού, το μέγεθος της οποίας εξαρτάται από τον τύπο του συμβάντος έναρξης και από το πόσο γρήγορα συνέβη. Δεδομένου ότι το νερό είναι ένα υλικό συντονισμού, αυτό το κύμα μεταφέρεται κατά μήκος ολόκληρης της στήλης του ρευστού, τα αποτελέσματα του οποίου εμφανίζονται συνήθως σε όλο το σύστημα.

Αυτή η κατάσταση μπορεί να χαρακτηρίζεται από ένα μόνο ή μια σειρά κυμάτων που μπορούν, ανάλογα με τις συνθήκες περιβάλλοντος, να παραμείνουν ενεργά στη στήλη ρευστού για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά το τέλος του συμβάντος έναρξης. Αυτά τα κύματα προκαλούν συχνά έναν δυνατό ήχο κρότου στις σωληνώσεις, προκαλώντας την κοινή ονομασία του φαινομένου νεροσφυρί. Σε περιπτώσεις όπου το κύμα πίεσης και η επακόλουθη αύξηση στην ταχύτητα ροής του ρευστού είναι επαρκούς μεγέθους, η παροδική ροή μπορεί να προκαλέσει βλάβη ή ακόμα και πλήρη αστοχία των σωλήνων και των βαλβίδων κατά μήκος του συστήματος. Όχι μόνο αυτά τα συμβάντα μπορούν να προκαλέσουν σημαντική ζημιά, αλλά είναι επίσης εξαιρετικά διαταραγμένα στις διαδικασίες κατασκευής που είναι ευαίσθητες στην πίεση και στην ταχύτητα ροής.

Ο ακριβής καθορισμός της βασικής αιτίας των συμβάντων παροδικής ροής με σκοπό την εξάλειψή τους είναι δύσκολος. Στις περισσότερες περιπτώσεις, απαιτείται ενδελεχής γνώση της ακριβούς φύσης των εμπλεκόμενων υγρών, καθώς και των λεπτομερειών στήριξης σωλήνων, βαλβίδων και σωλήνων ως σημείο εκκίνησης. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται πολύπλοκο και εξελιγμένο λογισμικό υπολογιστή για την προσομοίωση συνθηκών στο σύστημα που μπορεί, στις περισσότερες περιπτώσεις, να προσδιορίσει την πηγή και τις πιθανές λύσεις για συμβάντα παροδικής ροής.