سرج تانک چیست؟

انتقال آب به مناطق مختلف جهت مصرف از جمله اهداف نهایی تامین آب است. مدل‌های بهینه‌سازی قدرتمند برای تعیین مشخصات هیدرولیکی سیستم‌های انتقال آب، مانند قطر لوله‌ها، ضخامت و مواد لوله و غیره ایجاد شده‌اند. کاربرد اصلی این مدل ها طراحی و تحلیل سیستم های انتقال آب در شرایط ثابت است.
اما به دلیل پیچیدگی طراحی در شرایط جریان گذرا، مطالعات کمی در این زمینه وجود دارد در حالی که تقریباً تمامی سیستم های انتقال آب در طول عمر عملیات خود با شرایط جریان گذرا مواجه می شوند. عوامل متعددی می توانند باعث ایجاد جریان گذرا در سیستم های انتقال آب شوند که مهم ترین آنها عبارتند از: روشن یا خاموش کردن پمپ ها، باز یا بسته شدن شیرها، پر شدن خطوط لوله خالی و ترکیدگی لوله ها. در این میان توقف پمپ ها به طور ناگهانی بحرانی ترین شرایط را در سیستم های انتقال آب ایجاد می کند.
هر یک از این عوامل یا ترکیبی از آنها می تواند منجر به اختلال در سیستم انتقال آب شده و گاهی اوقات کل سیستم را از بین ببرد. بنابراین یکی از مهمترین عوامل حفاظت سازه در طراحی خطوط لوله انتقال آب، کنترل اثرات جریان گذرا است.
ضربه قوچ (Water Hammer) و جداسازی ستون سیال دو اثر مخرب جریان گذرا هستند که اغلب با استفاده از ابزارهایی مانند محفظه هوا، مخازن سرج (Surge Tanks)، لوله های بای پس، فلایویل و برخی از شیرهای کنترلی، کنترل می شوند.
مخزن سرج یک مخزن متعادل کننده با اندازه کوچک است که برای کنترل سرعت جریان آب در یک سیستم پمپاژ آب، هنگامی که آب از دریچه می آید استفاده می شود.
مخزن سرج در حداکثر سطح آب و نزدیک به منبع آب قرار خواهد گرفت تا طول بین دریچه و مخزن به حداقل برسد. قسمت بالایی مخزن سرج ممکن است باز باشد (رو به اتمسفر) یا با هوای تحت فشار بسته شود. سرج تانک معمولا توسط صفحات بتنی یا فولادی ساخته می شود. در اغلب موارد سرج تانک ساخته شده از بتن به صورت باز رو به اتمسفر طراحی می شود در حالی که سرج تانک فولادی با هوای تحت فشار داخل مخزن پر می شود.
عملکرد اصلی یک مخزن سرج خنثی کردن یا کنترل سرعت جریان آب در زمانی است که در اثر باز یا بسته شدن دریچه، سطح آب به طور ناگهانی بالا یا پایین می شود. این عملکرد، لوله ها را در فشار بالا محافظت می کند. به این ترتیب که در زمان افزایش فشار جریان آب، مخزن سرج، آب اضافی را ذخیره می کند تا فشار روی خط لوله را متعادل کند. در عین حال مخزن سرج آب ذخیره شده را در هنگام کاهش فشار آزاد می کند.

تانک سرج چگونه کار می کند؟

مخزن سرج بخشی ضروری برای سیستم های آبی برای عملکرد روان و کنترل سرعت آب است. مخزن سرج در سیستم های آبی برای ایمن سازی لوله و شیرها از آسیب های فشاری استفاده می شود.
به طور کلی، آب با یک سرعت ثابت در خط لوله جریان می یابد. هرگاه سرعت آب به دلایل مختلف مانند بسته شدن ناگهانی دریچه ها و یا خاموش شدن پمپ تغییر کند، فشار زیادی ایجاد می کند که باعث ایجاد نوسان آب داخل لوله شده و بر روی لوله لرزش و صدای بلندی ایجاد می کند که به آن ضربه قوچ می گویند (Water Hammer). ضربه قوچ می تواند لوله و شیر را از بین ببرد.
با قرار گرفتن مخزن سرج در خط لوله، تغییرات فشار در خط لوله کنترل و از ضربه آب جلوگیری می شود. به این ترتیب که در زمان افزایش فشار و جریان، آب در مخزن سرج تانک وارد و ذخیره شده و به این ترتیب فشار اضافه آب مستهلک می شود. و سپس در زمانی که فشار کاهش یابد، آب از مخزن سرج به خط لوله اصلی جریان یافته و کاهش فشار را کنترل می نماید.