सर्ज टैंक (Surge tank) किसकी सुरक्षा के लिए होता है?

Question

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C: पेनस्टॉक (Penstock)

Explanation & Concepts:
सर्ज टैंक एक छोटा जलाशय या टैंक है जिसे पेनस्टॉक के अंत में या टर्बाइन के पास रखा जाता है ताकि पेनस्टॉक को 'वाटर हैमर' (water hammer) दबाव प्रभावों से बचाया जा सके। यह पानी के अचानक आने वाले दबाव को सोखकर या लोड मांग में उतार-चढ़ाव के दौरान पानी की आपूर्ति करके एक दबाव राहत तंत्र के रूप में कार्य करता है।

Working Principle: जब टर्बाइन का लोड अचानक कम हो जाता है, तो गवर्नर गेट बंद कर देता है, जिससे पानी का प्रवाह तेजी से रुक जाता है। यह उच्च-दबाव वाली लहरें (वाटर हैमर) बनाता है जो पेनस्टॉक को फाड़ सकती हैं; सर्ज टैंक एक राहत मार्ग प्रदान करता है, जिससे पानी पेनस्टॉक की दीवारों से टकराने के बजाय टैंक में ऊपर उठ जाता है। इसके विपरीत, अचानक लोड बढ़ने पर, सर्ज टैंक पानी की शुरुआती लहर की आपूर्ति करता है, जिससे पेनस्टॉक में नकारात्मक दबाव (कैविटेशन) को रोका जा सकता है।

Key Formulas: $h_w = \frac{L \cdot v}{g \cdot t}$ — वाटर हैमर के कारण अनुमानित दबाव शीर्ष वृद्धि ($L$=लंबाई, $v$=वेग, $t$=बंद होने का समय); $P = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H$ — पावर आउटपुट संबंध जहाँ सर्ज टैंक स्थिर $H$ बनाए रखता है

Key Points: लंबे पेनस्टॉक में वाटर हैमर प्रभाव को रोकता है।; पूरक जल स्रोत के रूप में कार्य करके टर्बाइन की गति विनियमन में सुधार करता है।; आमतौर पर पावरहाउस के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाता है।; उच्च-शीर्ष (high-head) और मध्यम-शीर्ष हाइड्रो पावर प्लांट में आवश्यक है।

Advantages: दबाव बढ़ने के कारण पेनस्टॉक को फटने से बचाता है; लोड परिवर्तनों के प्रति त्वरित प्रतिक्रिया प्रदान करता है; नकारात्मक दबाव के कारण पेनस्टॉक को पिचकने से रोकता है

Disadvantages: उच्च प्रारंभिक निर्माण लागत; महत्वपूर्ण रखरखाव और संरचनात्मक निगरानी की आवश्यकता होती है

Applications: लंबी दबाव नलिकाओं (pressure conduits) वाले जलविद्युत स्टेशन; पंप स्टोरेज सिस्टम

Additional Info: वाटर हैमर पानी के वेग में तेजी से बदलाव के कारण होने वाली दबाव दोलन (pressure oscillation) की घटना है।. विकल्प A (बांध) एक भंडारण संरचना है, न कि प्रवाह नलिकाओं के लिए सुरक्षा उपकरण। विकल्प B (स्पिलवे) बांधों के लिए सुरक्षा वाल्व हैं, न कि पेनस्टॉक के लिए।

Answer: C सही है — सर्ज टैंक को विशेष रूप से तेजी से प्रवाह परिवर्तन के दौरान पेनस्टॉक के भीतर वाटर हैमर दबाव तरंगों को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि जलविद्युत प्रश्नों में, 'पेनस्टॉक' सर्ज टैंक के माध्यम से द्रव दबाव विनियमन से संबंधित है, जबकि 'गवर्नर' यांत्रिक गति नियंत्रण से संबंधित है।

Examoogle · Answer

Option A: बांध (Dam)

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Option B: स्पिलवे (Spillways)

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Option D: हेडवर्क्स (Headworks)

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