Piston effect
पिस्टन प्रभाव एक सुरंग या शाफ्ट के अंदर चलने वाले वाहनों के कारण बलपूर्वक हवा के प्रवाह को संदर्भित करता है। यह उन कई घटनाओं में से एक है जिन पर इंजीनियरों और डिजाइनरों को संरचनाओं की एक श्रृंखला विकसित करते समय विचार करना चाहिए। कारण खुली हवा में, जब कोई वाहन यात्रा करता है, तो एक तरफ धकेल दी गई हवा जमीन को छोड़कर किसी भी दिशा में जा सकती है। सुरंग के अंदर, हवा को सुरंग की दीवारों द्वारा सुरंग के साथ आगे बढ़ने के लिए सीमित किया जाता है। चलती गाड़ी के पीछे, जैसे ही हवा को दूर धकेल दिया जाता है, चूषण पैदा होता है, और हवा को सुरंग में बहने के लिए खींचा जाता है। इसके अलावा, तरल चिपचिपाहट के कारण, वाहन की सतह हवा को वाहन के साथ बहने के लिए खींचती है, एक बल जो वाहन द्वारा त्वचा को खींचने के रूप में अनुभव किया जाता है। वाहन द्वारा हवा की यह गति एक पारस्परिक कंप्रेसर गैस पंप के अंदर एक यांत्रिक पिस्टन के संचालन के समान है, इसलिए इसका नाम "पिस्टन प्रभाव" है। प्रभाव भी जल निकासी पाइप के अंदर दबाव में उतार-चढ़ाव के समान है क्योंकि अपशिष्ट जल हवा को उसके सामने धकेलता है। रेलवे सुरंगों में पिस्टन प्रभाव बहुत स्पष्ट है, क्योंकि ट्रेनों का क्रॉस सेक्शनल क्षेत्र बड़ा है और कई मामलों में सुरंग क्रॉस सेक्शन को लगभग पूरी तरह से भर देता है। जब कोई ट्रेन आ रही होती है तो भूमिगत रेलवे प्लेटफार्मों (जिनमें प्लेटफॉर्म स्क्रीन के दरवाजे नहीं लगे होते हैं) पर यात्रियों द्वारा महसूस की जाने वाली हवा पिस्टन प्रभाव से हवा का प्रवाह होती है। सड़क वाहन सुरंगों में प्रभाव कम स्पष्ट है, क्योंकि सुरंग के कुल क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की तुलना में वाहन का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र छोटा है। एकल पटरी वाली सुरंगें अधिकतम प्रभाव का अनुभव करती हैं लेकिन रोलिंग स्टॉक और सुरंग के बीच निकासी के साथ-साथ ट्रेन के सामने के आकार से इसकी ताकत प्रभावित होती है। पिस्टन प्रभाव के कारण वायु प्रवाह सुरंग के अंदर प्रतिष्ठानों पर बड़ी ताकत लगा सकता है और इसलिए इन प्रतिष्ठानों को सावधानीपूर्वक डिजाइन और ठीक से स्थापित किया जाना चाहिए। इस वायु प्रवाह के कारण वेंटिलेशन पंखों को रुकने से रोकने के लिए कभी-कभी नॉन-रिटर्न डैम्पर्स की आवश्यकता होती है। अनुप्रयोग एक लिफ्ट शाफ्ट के भीतर धुएँ की गति के संबंध में भवन डिजाइनरों द्वारा पिस्टन प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए। एक चलती हुई लिफ्ट कार अपने सामने की हवा को शाफ्ट से बाहर निकालती है और हवा को अपने पीछे के शाफ्ट में खींचती है जिसका प्रभाव एक ही शाफ्ट में तेजी से चलने वाली कार के साथ लिफ्ट सिस्टम में सबसे अधिक स्पष्ट होता है। इसका मतलब है कि आग में एक चलती हुई लिफ्ट धुएँ को निचली मंजिलों में धकेल सकती है। पिस्टन प्रभाव का उपयोग सुरंग वेंटिलेशन में किया जाता है। रेलवे सुरंगों में, ट्रेन अपने सामने की हवा को सामने के निकटतम वेंटिलेशन शाफ्ट की ओर धकेलती है, और अपने पीछे के निकटतम वेंटिलेशन शाफ्ट से हवा को सुरंग में सोखती है। पिस्टन प्रभाव सड़क वाहन सुरंगों में वेंटिलेशन में भी सहायता कर सकता है। भूमिगत त्वरित पारगमन प्रणालियों में, पिस्टन प्रभाव वेंटिलेशन में योगदान देता है और कुछ मामलों में यांत्रिक वेंटिलेशन को अनावश्यक बनाने के लिए पर्याप्त हवा की आवाजाही प्रदान करता है। कई पटरियों वाले व्यापक स्टेशनों पर, हवा की गुणवत्ता समान रहती है और यांत्रिक वेंटिलेशन अक्षम होने पर भी सुधार हो सकता है। हालाँकि, एकल सुरंग वाले संकीर्ण प्लेटफार्मों पर, वायु गुणवत्ता तब खराब हो जाती है जब वेंटिलेशन के लिए अकेले पिस्टन प्रभाव पर भरोसा किया जाता है। यह अभी भी जहां संभव हो यांत्रिक वेंटिलेशन के बजाय पिस्टन प्रभाव का लाभ उठाकर संभावित ऊर्जा बचत की अनुमति देता है। टनल बूम टनल बूम एक तेज उछाल है जो कभी-कभी उच्च गति वाली ट्रेनों द्वारा उत्पन्न होती है जब वे सुरंगों से बाहर निकलती हैं। ये सदमे की लहरें आस-पास के निवासियों को परेशान कर सकती हैं और ट्रेनों और आस-पास की संरचनाओं को नुकसान पहुंचा सकती हैं। लोग इस ध्वनि को सुपरसोनिक विमान से ध्वनि उछाल के समान महसूस करते हैं। हालांकि, एक ध्वनि उछाल के विपरीत, सुरंग उछाल ध्वनि की गति से अधिक ट्रेनों के कारण नहीं होता है। इसके बजाय, सुरंग की संरचना के कारण सुरंग में उछाल आता है जो ट्रेन के चारों ओर की हवा को सभी दिशाओं में भागने से रोकता है। जैसे ही एक ट्रेन एक सुरंग से गुजरती है, यह उसके सामने संपीड़न तरंगें पैदा करती है। ये लहरें एक सदमे की लहर में एकजुट हो जाती हैं जो सुरंग से बाहर निकलने पर तेज उछाल पैदा करती हैं। इस लहर की ताकत ट्रेन की गति के घन के समानुपाती होती है, इसलिए तेज ट्रेनों के साथ प्रभाव बहुत अधिक स्पष्ट होता है। सुरंग का उछाल सुरंगों के मुहाने के पास के निवासियों को परेशान कर सकता है, और यह पहाड़ी घाटियों में बढ़ जाता है जहां ध्वनि गूंजती है। इन गड़बड़ी को कम करना जापान की शिंकानसेन, फ्रांस की टीजीवी और स्पेन की एवीई जैसी तेज गति वाली लाइनों के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती है। सुरंग का उछाल जापान में ट्रेन की गति बढ़ाने के लिए एक प्रमुख सीमा बन गया है जहां पहाड़ी इलाकों में लगातार सुरंगों की आवश्यकता होती है। जापान ने आवासीय क्षेत्रों में शोर को 70 डी. बी. तक सीमित करने वाला एक कानून बनाया है, जिसमें कई सुरंग निकास क्षेत्र शामिल हैं। सुरंग के उछाल को कम करने के तरीकों में ट्रेन के प्रोफाइल को अत्यधिक वायुगतिकीय बनाना, सुरंग के प्रवेश द्वारों में हुड जोड़ना, सुरंग से बाहर निकलने पर छिद्रित दीवारें स्थापित करना और सुरंग में वेंट छेद ड्रिल करना (एक आग्नेयास्त्र पर एक साइलेंसर फिट करने के समान, लेकिन बहुत बड़े पैमाने पर) शामिल हैं। तेज दबाव परिवर्तनों के कारण एक ट्रेन के सुरंग में प्रवेश करने पर यात्रियों और चालक दल को कान की असुविधा का अनुभव हो सकता है। प्लंबिंग ड्रेनेज वेंटिंग फुटनोट्स संदर्भ पिस्टन बाहरी लिंक स्पेन के बुनोल में एक एवीई ट्रेन द्वारा टनल बूम भूमिगत रेलवे सुरंगों में पिस्टन प्रभाव को बढ़ाना पिस्टन प्रभाव अनुकरण एंसिस सीएफएक्स रेलवे सुरंगों का उपयोग करना भौतिक घटनाएँ