القائمة الرئيسية

الصفحات

آخر المواضيع

 ماهو التوربين

التوربين هو جهاز يستخدم الطاقة الحركية لبعض السوائل مثل الماء أو البخار أو الهواء أو غازات الاحتراق ويحولها إلى حركة دورانية للجهاز نفسه. تستخدم هذه الأجهزة بشكل عام في توليد الكهرباء والمحركات وأنظمة الدفع و تصنف كنوع من المحركات. يتم تصنيفها على هذا النحو لأن المحركات هي مجرد تقنيات تأخذ مدخلات وتولد مخرجات.


يتكون التوربين البسيط من سلسلة من الشفرات - يعد الفولاذ حاليًا أحد أكثر المواد شيوعًا المستخدمة - ويسمح للسائل بدخول التوربين ودفع الشفرات. تقوم هذه الشفرات بعد ذلك بالدوران وإخراج السائل الذي يمتلك طاقة أقل مما كان عليه عندما دخل التوربين. يتم التقاط بعض الطاقة بواسطة التوربينات واستخدامها.


ماهو التوربين ( العنفة) ؟

تُستخدم التوربينات في العديد من المجالات المختلفة ، ولكل نوع من التوربينات بنية مختلفة قليلاً لأداء وظيفته بشكل صحيح. تستخدم التوربينات في طاقة الرياح والطاقة المائية والمحركات الحرارية والدفع. تعتبر التوربينات في غاية الأهمية نظرًا لحقيقة أن كل الكهرباء تقريبًا يتم توليدها بواسطتها.


توربينات الدفع ورد الفعل

تعمل التوربينات بطريقتين مختلفتين يتم وصفهما على أنهما الدافع ورد الفعل - المصطلحات التي غالبًا ما يتم وصفها بشكل مربك للغاية (وأحيانًا مشوشة تمامًا) عندما يحاول الناس شرحها. إذن ما الفرق بينهما؟


1. توربينات الدفع

في التوربينات النبضية ، يتم إطلاق مائع سريع الحركة من خلال فوهة ضيقة عند ريش التوربينات لجعلها تدور حولها. عادة ما تكون شفرات التوربينات النبضية على شكل دلو ، لذا فهي تلتقط السائل وتوجهه بزاوية أو حتى تعود في بعض الأحيان بالطريقة التي أتت بها (لأن ذلك يوفر نقل الطاقة الأكثر كفاءة من السائل إلى التوربين). في التوربينات النبضية ، يضطر السائل إلى ضرب التوربين بسرعة عالية.


ماهو التوربين

تخيل أنك تحاول صنع عجلة مثل هذه تدور حول ركل كرات كرة القدم في المضارب. ستحتاج إلى أن تضرب الكرات بقوة وترتد بشكل جيد حتى تدور العجلة - وتلك النبضات المستمرة للطاقة هي المفتاح لكيفية عملها. يخبرنا قانون الحفاظ على الطاقة أن الطاقة التي تكتسبها العجلة ، في كل مرة تصطدم بها الكرة ، تساوي الطاقة التي تفقدها الكرة - لذا فإن الكرات ستتحرك ببطء أكثر عندما ترتد للخلف.


كذلك ، يخبرنا قانون نيوتن الثاني للحركة أن الزخم الذي تكتسبه العجلة عند اصطدام الكرة بها يساوي الزخم الذي فقدته الكرة نفسها ؛ كلما طالت فترة ملامسة الكرة للعجلة ، وكلما زادت قوتها (بقوة أكبر) ، زاد الزخم الذي ستنتقل إليه.


غالبًا ما تعتمد التوربينات المائية حول التوربينات الدافعة (على الرغم من أن بعضها يعمل باستخدام توربينات التفاعل). إنها بسيطة التصميم وسهلة البناء ورخيصة الصيانة ، لأسباب ليس أقلها أنها لا تحتاج إلى احتوائها داخل أنبوب أو مبيت (على عكس توربينات التفاعل).


2. توربينات رد الفعل

في توربين التفاعل ، تستقر الشفرات في حجم أكبر بكثير من السائل وتستدير مع تدفق السائل عبرها. لا يغير توربين التفاعل اتجاه تدفق المائع بشكل جذري مثل التوربينات الدافعة: إنه ببساطة يدور بينما يدفع السائل عبر شفراته ويتجاوزها. ربما تكون توربينات الرياح هي الأمثلة الأكثر شيوعًا لتوربينات التفاعل.


ماهو التوربين

إذا كان التوربينات الدافعة تشبه إلى حد ما ركل كرات كرة القدم ، فإن التوربينات التفاعلية تشبه السباحة في الاتجاه المعاكس. دعني أوضح! فكر في كيفية قيامك بالزحف الحر (الزحف الأمامي) عن طريق سحب ذراعيك عبر الماء ، بدءًا بكل يد أمامك قدر الإمكان وتنتهي بـ "متابعة من خلال" ترمي ذراعك خلفك جيدًا. ما تحاول تحقيقه هو إبقاء يدك وساعدك يدفعان عكس الماء لأطول فترة ممكنة ، حتى تقوم بنقل أكبر قدر ممكن من الطاقة في كل تمريرة.


تستخدم توربينات التفاعل نفس الفكرة في الاتجاه المعاكس: تخيل تدفق المياه سريعًا أمامك بحيث تجعل ذراعيك ورجليك تتحرك وتزود جسمك بالطاقة! باستخدام توربينات التفاعل ، تريد أن تلمس المياه الشفرات بسلاسة ، لأطول فترة ممكنة ، حتى تتخلى عن أكبر قدر ممكن من الطاقة. لا يضرب الماء الشفرات وينطط ، كما هو الحال في التوربينات الدافعة: بدلاً من ذلك ، تتحرك الشفرات بسلاسة أكبر ، "تتماشى مع التدفق".


أنواع التوربينات

تنقسم هذه الوربينات حسب نوع السائل الذي يشغلها وتنقسم إلى 3 أنواع:


1. التوربينات الغازية والبخارية

تستخدم التوربينات الغازية والبخارية بشكل شائع في المحركات الحرارية بسبب كفاءتها العالية عند النواتج العالية. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب التوربينات القليل من الصيانة.


تستخدم توربينات الغاز بشكل متكرر في المحركات الحرارية لأنها واحدة من أكثر أنواع التوربينات مرونة. أحد التطبيقات المحددة لهذه التوربينات الغازية في المحركات النفاثة. في هذه التوربينات الغازية ، يتم تسخين الهواء المضغوط وخلطه ببعض الوقود. عندما يشتعل هذا الخليط فإنه يخضع لتوسع سريع. يتم دفع الهواء المتوسع إلى التوربين ، مما يؤدي إلى دورانه.


نظرًا لاستخدامها الهواء المضغوط ، فإن الارتفاعات العالية لا تؤثر على كفاءة التوربينات ، مما يجعلها مثالية للاستخدام في الطائرات. يظهر رسم تخطيطي لتوربينات الغاز في الشكل 2 أدناه.


التوربينات الغازية والبخارية

بالإضافة إلى استخدامها في الطائرات ، تُستخدم هذه التوربينات لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي. تنشأ غازات الاحتراق في هذه الحالة من احتراق الغاز الطبيعي.


2. التوربينات المائية (الطاقة الكهرومائية)

في هذه الحالة ، يتم إطلاق المياه المحتجزة خلف السد والسقوط على التوربينات المائية ، لتوليد الكهرباء عند توصيلها بمولد. هذه التوربينات ضرورية في مجال الطاقة الكهرومائية - عملية الحصول على الطاقة من الماء.


بشكل عام ، فإن بناء التوربينات الكهرومائية هو نفسه. يتم تثبيت صف من الشفرات على عمود أو لوحة دوارة. ثم يتم تمرير الماء عبر التوربين فوق الشفرات ، مما يتسبب في دوران العمود الداخلي. ثم يتم نقل هذه الحركة الدورانية إلى مولد حيث يتم توليد الكهرباء. هناك مجموعة متنوعة من أنواع التوربينات المختلفة التي يفضل استخدامها في المواقف المختلفة.


يتم إنشاء كل نوع من التوربينات لتوفير أقصى قدر من الإنتاج للوضع الذي يتم استخدامه فيه. هناك العديد من العوامل التي يجب فحصها لتحديد التوربين الذي يجب استخدامه. تشمل هذه العوامل الرأس الهيدروليكي ، والتفريغ الكهرومائي ، والتكلفة.


التوربينات المائية

يوجد نوعان من التوربينات بشكل عام في هذه المنشآت ، ويعتمد اختيار أي منهما على شكل المنشأة الكهرومائية. هذه الأنواع هي توربينات رد الفعل والتوربينات الدافعة.


3. توربينات الرياح

تعمل توربينات الرياح عن طريق تحويل الطاقة الحركية في الرياح إلى طاقة ميكانيكية تُستخدم لتوليد الكهرباء عن طريق تدوير المولد. يمكن أن تكون هذه التوربينات على الأرض ، أو يمكن أن تكون توربينات الرياح البحرية.

هذه التوربينات لها ثلاثة مكونات رئيسية. أول هذه الشفرات هي الشفرات الدوارة التي تتشكل مثل أجنحة الطائرة لالتقاط الهواء ، مما يتسبب في دوران الشفرات. المكون الثاني هو الكنة ، وهي مجموعة من التروس ومولد يحول دوران الشفرة إلى طاقة كهربائية. أخيرًا ، البرج هو القاعدة الكبيرة التي تُركب عليها الشفرات.


هل اعجبك الموضوع :

تعليقات

محتويات