Piston effect
પિસ્ટન અસર એ ચાલતા વાહનોને કારણે ટનલ અથવા શાફ્ટની અંદર બળજબરીથી હવાના પ્રવાહનો ઉલ્લેખ કરે છે. તે સંખ્યાબંધ ઘટનાઓમાંની એક છે જેને ઇજનેરો અને ડિઝાઇનરોએ માળખાઓની શ્રેણી વિકસાવતી વખતે ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. કારણ ખુલ્લી હવામાં, જ્યારે વાહન આગળ વધે છે, ત્યારે એક બાજુ ધકેલી દેવાયેલી હવા જમીન સિવાય કોઈપણ દિશામાં આગળ વધી શકે છે. ટનલની અંદર, હવા ટનલની દિવાલો દ્વારા ટનલ સાથે આગળ વધવા માટે મર્યાદિત હોય છે. ચાલતા વાહનની પાછળ, જેમ હવાને દૂર ધકેલી દેવામાં આવે છે, સક્શન બનાવવામાં આવે છે, અને હવાને ટનલમાં વહેવા માટે ખેંચવામાં આવે છે. વધુમાં, પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે, વાહનની સપાટી વાહન સાથે વહેવા માટે હવાને ખેંચે છે, જે બળ વાહન દ્વારા ત્વચાને ખેંચવા તરીકે અનુભવાય છે. વાહન દ્વારા હવાની આ હિલચાલ પારસ્પરિક કોમ્પ્રેસર ગેસ પંપની અંદર યાંત્રિક પિસ્ટનની કામગીરી જેવી જ છે, તેથી તેનું નામ "પિસ્ટન ઇફેક્ટ" છે. આ અસર ડ્રેનેજ પાઈપોની અંદર દબાણમાં વધઘટ જેવી જ છે કારણ કે નકામું પાણી તેની સામે હવાને ધકેલી દે છે. રેલવે ટનલમાં પિસ્ટનની અસર ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે, કારણ કે ટ્રેનોનો ક્રોસ સેક્શનલ વિસ્તાર મોટો છે અને ઘણા કિસ્સાઓમાં ટનલ ક્રોસ સેક્શનને લગભગ સંપૂર્ણપણે ભરી દે છે. જ્યારે ટ્રેન નજીક આવી રહી હોય ત્યારે ભૂગર્ભ રેલવે પ્લેટફોર્મ (જેમાં પ્લેટફોર્મ સ્ક્રીનના દરવાજા સ્થાપિત નથી) પર મુસાફરો દ્વારા અનુભવાતો પવન એ પિસ્ટન અસરથી થતો હવાનો પ્રવાહ છે. માર્ગ વાહન ટનલમાં આ અસર ઓછી જોવા મળે છે, કારણ કે ટનલના કુલ ક્રોસ-સેક્શનલ વિસ્તારની સરખામણીમાં વાહનનો ક્રોસ-સેક્શનલ વિસ્તાર ઓછો છે. સિંગલ ટ્રેક ટનલ મહત્તમ અસર અનુભવે છે પરંતુ રોલિંગ સ્ટોક અને ટનલ વચ્ચેની સફાઇ તેમજ ટ્રેનના આગળના ભાગનો આકાર તેની મજબૂતાઈને અસર કરે છે. પિસ્ટન અસરને કારણે થતો હવાનો પ્રવાહ ટનલની અંદરના સ્થાપનો પર મોટા બળનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને તેથી આ સ્થાપનો કાળજીપૂર્વક ડિઝાઇન અને યોગ્ય રીતે સ્થાપિત કરવા પડે છે. આ હવાના પ્રવાહને કારણે વેન્ટિલેશન પંખાઓ અટકી ન જાય તે માટે કેટલીકવાર નોન-રિટર્ન ડેમ્પર્સની જરૂર પડે છે. એપ્લિકેશન્સ એલિવેટર શાફ્ટની અંદર ધુમાડાની હિલચાલના સંબંધમાં બિલ્ડિંગ ડિઝાઇનર્સ દ્વારા પિસ્ટન અસરને ધ્યાનમાં લેવી પડશે. મૂવિંગ એલિવેટર કાર તેની સામેની હવાને શાફ્ટમાંથી બહાર કાઢે છે અને તેની પાછળના શાફ્ટમાં હવાને ખેંચે છે, જેની અસર એલિવેટર સિસ્ટમ્સમાં સૌથી વધુ સ્પષ્ટ છે, જેમાં એક જ શાફ્ટમાં ઝડપી ચાલતી કાર હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે આગમાં ચાલતી લિફ્ટ ધુમાડાને નીચલા માળમાં ધકેલી શકે છે. ટનલ વેન્ટિલેશનમાં પિસ્ટન અસરનો ઉપયોગ થાય છે. રેલવે ટનલમાં, ટ્રેન તેની સામેની હવાને આગળના સૌથી નજીકના વેન્ટિલેશન શાફ્ટ તરફ ધકેલી દે છે, અને તેની પાછળના સૌથી નજીકના વેન્ટિલેશન શાફ્ટમાંથી હવાને ટનલમાં શોષી લે છે. પિસ્ટન અસર માર્ગ વાહન ટનલમાં વેન્ટિલેશનમાં પણ મદદ કરી શકે છે. ભૂગર્ભ ઝડપી પરિવહન પ્રણાલીઓમાં, પિસ્ટન અસર વેન્ટિલેશનમાં ફાળો આપે છે અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં યાંત્રિક વેન્ટિલેશનને બિનજરૂરી બનાવવા માટે પૂરતી હવાની હિલચાલ પૂરી પાડે છે. બહુવિધ ટ્રેકવાળા વિશાળ સ્ટેશનો પર હવાની ગુણવત્તા સમાન રહે છે અને જ્યારે યાંત્રિક વેન્ટિલેશન નિષ્ક્રિય હોય ત્યારે તેમાં સુધારો પણ થઈ શકે છે. જો કે, એક જ ટનલવાળા સાંકડા પ્લેટફોર્મ પર હવાની ગુણવત્તા ત્યારે બગડે છે જ્યારે વેન્ટિલેશન માટે એકલા પિસ્ટન અસર પર આધાર રાખે છે. આ હજુ પણ શક્ય હોય ત્યાં યાંત્રિક વેન્ટિલેશનને બદલે પિસ્ટન અસરનો લાભ લઈને સંભવિત ઊર્જા બચત માટે પરવાનગી આપે છે. ટનલ બૂમ ટનલ બૂમ એ કેટલીકવાર હાઈ-સ્પીડ ટ્રેનો દ્વારા ટનલમાંથી બહાર નીકળે ત્યારે પેદા થતી જોરદાર તેજી છે. આ આંચકાના મોજા નજીકના રહેવાસીઓને ખલેલ પહોંચાડી શકે છે અને ટ્રેનો અને નજીકના માળખાને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. લોકો આ અવાજને સુપરસોનિક એરક્રાફ્ટના સોનિક બૂમની જેમ જુએ છે. જો કે, સોનિક બૂમથી વિપરીત, ટનલ બૂમ અવાજની ઝડપ કરતાં વધુ ટ્રેનોને કારણે થતી નથી. તેના બદલે, ટનલની તેજી ટનલની રચનાને કારણે ટ્રેનની આસપાસની હવાને બધી દિશાઓમાં છટકી જવાથી અટકાવે છે. જેમ જેમ ટ્રેન ટનલમાંથી પસાર થાય છે, તે તેની સામે સંકોચન તરંગો બનાવે છે. આ તરંગો એક આઘાત તરંગમાં એકીકૃત થાય છે જે જ્યારે ટનલની બહાર નીકળે છે ત્યારે મોટો ઉછાળો પેદા કરે છે. આ તરંગની તાકાત ટ્રેનની ગતિના સમઘનના પ્રમાણમાં હોય છે, તેથી ઝડપી ટ્રેનો સાથે તેની અસર વધુ સ્પષ્ટ થાય છે. ટનલની તેજી ટનલના મુખ નજીકના રહેવાસીઓને ખલેલ પહોંચાડી શકે છે, અને તે પર્વતીય ખીણોમાં વધુ તીવ્ર બને છે જ્યાં અવાજ ગુંજે છે. જાપાનની શિંકાન્સેન, ફ્રાન્સની TGV અને સ્પેનની AVE જેવી હાઇ-સ્પીડ લાઇનો માટે આ વિક્ષેપ ઘટાડવો એ નોંધપાત્ર પડકાર છે. ટનલ બૂમ જાપાનમાં ટ્રેનની ઝડપ વધારવા માટે એક મુખ્ય મર્યાદા બની ગઈ છે જ્યાં પર્વતીય ભૂપ્રદેશમાં વારંવાર ટનલની જરૂર પડે છે. જાપાને રહેણાંક વિસ્તારોમાં અવાજને 70 ડીબી સુધી મર્યાદિત કરતો કાયદો ઘડ્યો છે, જેમાં ઘણા ટનલ એક્ઝિટ ઝોનનો સમાવેશ થાય છે. ટનલની તેજીને ઘટાડવાની પદ્ધતિઓમાં ટ્રેનની પ્રોફાઇલને અત્યંત એરોડાયનેમિક બનાવવી, ટનલના પ્રવેશદ્વાર પર હૂડ્સ ઉમેરવા, ટનલમાંથી બહાર નીકળતી વખતે છિદ્રિત દિવાલો સ્થાપિત કરવી અને ટનલમાં વેન્ટ છિદ્રો ખોદવાનો સમાવેશ થાય છે. ઝડપી દબાણના ફેરફારોને કારણે ટ્રેન ટનલમાં પ્રવેશ કરે છે ત્યારે મુસાફરો અને ક્રૂને કાનની અગવડ અનુભવી શકે છે. આ પણ જુઓ પ્લમ્બિંગ ડ્રેનેજ વેન્ટિંગ ફૂટનોટ્સ સંદર્ભો પિસ્ટોન બાહ્ય કડીઓ સ્પેનના બુનોલમાં AVE ટ્રેન દ્વારા ટનલ બૂમ ભૂગર્ભ રેલવે ટનલમાં પિસ્ટન અસરમાં વધારો પિસ્ટન અસર સિમ્યુલેશન એન્સીસ CFX રેલવે ટનલનો ઉપયોગ કરીને ટનલ ભૌતિક ઘટના