عدنان بهجت جليل, profile picture
Uploaded byعدنان بهجت جليل
2,908 views

التوربينات البخارية.pdf

تتناول الوثيقة موضوع التوربينات البخارية، موضحة تعريفها وطريقة عملها، بالإضافة إلى تصنيفاتها المختلفة حسب الأداء، عدد المراحل، ونمط تدفق البخار. كما تبرز مزايا التوربينات البخارية مقارنة بالمحركات البخارية، مثل الكفاءة الحرارية الأعلى وسهولة التزييت. تعتبر الوثيقة شاملة لمعلومات أساسية حول التوربينات البخارية واستخداماتها في الصناعة.

Embed presentation

Download to read offline
Steam Turbines Eng. Adnan Bahjat Jalil koprlo1@gmail.com , 2018 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steam Turbines ‫و‬ ‫ترجمة‬ ‫إ‬ ‫عداد‬ ‫جليل‬ ‫بهجت‬ ‫عدنان‬ ‫المهندس‬
1 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steam Turbines ‫تعريف‬ Definition ‫التوربين‬ ‫البخاري‬ ‫هو‬ ‫المحرك‬ ‫األساسي‬ Prime mover ‫الذي‬ ‫يتم‬ ‫فيه‬ ‫تحويل‬ ‫الطاقة‬ ‫الكامنة‬ Potential energy ‫للبخار‬ Steam ‫إلى‬ ‫طاقة‬ ‫حركية‬ Kinetic energy ، ‫ثم‬ ‫يتحول‬ ‫بدوره‬ ‫إلى‬ ‫طاقة‬ ‫ميكانيكية‬ Mechanical energy ‫لتدوير‬ ‫عمود‬ ‫التوربين‬ Turbine shaft . ‫تصنيف‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ Classification of steam turbines 1 - ‫حسب‬ ‫عمل‬ ‫أو‬ ‫فعل‬ ‫البخار‬ According to the action of steam : - ‫التوربين‬ ‫الد‬ ‫فعي‬ Impulse turbine : ‫فيه‬ ‫يخرج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫فوه‬ ‫ات‬ ‫ثابتة‬ Fixed nozzle ‫بسرعة‬ ‫عالية‬ ‫ج‬ ‫د‬ ‫ا‬ ‫تضرب‬ ‫أو‬ ‫لتصطدم‬ ‫الريش‬ Blades ‫المثبتة‬ ‫على‬ ‫الدوار‬ ‫المحور‬ ‫محيط‬ Rotor . ‫والتي‬ ‫تغير‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ ‫دون‬ ‫تغيير‬ ‫ضغطه‬ Pressure . ‫القوة‬ ‫الناتجة‬ ‫عن‬ ‫في‬ ‫التغيير‬ ‫قوة‬ ‫الدفع‬ )‫الزخم‬ ( Momentum ‫س‬ ‫تسبب‬ ‫دوران‬ ‫عمود‬ ‫التوربين‬ . ‫مثال‬ : ‫توربينات‬ ‫الفال‬ ‫دي‬ De-Laval ‫و‬ ‫كورتيس‬ Curtis ‫و‬ ‫راتو‬ Rateau ‫مراحل‬ ‫تركيب‬ ‫طريقة‬ ‫في‬ ‫المختلفة‬ ‫التوربينات‬ ‫من‬ ‫أنواع‬ ‫وهي‬ ‫الريش‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫الفال‬ ‫دي‬ ‫توربين‬ De-Laval ‫الفال‬ ‫دي‬ ‫غوستاف‬ ‫السويدي‬ ‫المهندس‬ ‫إلى‬ ‫نسبة‬ Gustaf de Laval ( 1481 - 1111 ) ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مخترع‬ . ‫كورتيس‬ ‫وتوربين‬ Curtis ‫كورتيس‬ ‫غوردون‬ ‫جارلس‬ ‫إلى‬ ‫نسبة‬ C.G. Curtis ( 1481 - 1111 ) ‫الطاقة‬ ‫توليد‬ ‫محطات‬ ‫في‬ ‫واسع‬ ‫نطاق‬ ‫على‬ ‫ُستخدم‬‫ي‬ ‫والذي‬ ‫بأسمه‬ ‫المسماة‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫أبتكر‬ ‫أمريكي‬ ‫مخترع‬ ‫ا‬ ‫يرجع‬ ‫كما‬ ، ‫البحري‬ ‫الدفع‬ ‫وفي‬ ‫الكهربائية‬ . ‫أمريكي‬ ‫غازي‬ ‫توربين‬ ‫أول‬ ‫إختراع‬ ‫في‬ ‫إليه‬ ‫لفضل‬ ‫راتو‬ ‫وتوربين‬ Rateau ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ‫راتو‬ ‫إدموند‬ ‫كميل‬ ‫أوغست‬ ‫الفرنسي‬ ‫المهندس‬ Auguste Rateau ( 1481 - 1111 ) ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المتخصص‬ . - ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Reaction turbine : ‫فيه‬ ‫يتمدد‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫ال‬ ‫ثابتة‬ ‫و‬ ‫ال‬ ‫متحركة‬ Fixed and Moving blades ‫ب‬ ‫إ‬ ‫ستمرار‬ ‫مع‬ ‫مرور‬ ‫البخار‬ ‫عبرها‬ . ‫و‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ب‬ ‫الضغط‬ Pressure drop ‫بالتتابع‬ ‫خالل‬ ‫كل‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫والثابتة‬ . - ) ‫فعلي‬ ‫ورد‬ ‫دفعي‬ ( ‫المركب‬ ‫التوربين‬ Combination of impulse and reaction turbine 2 - ‫حسب‬ ‫عدد‬ ‫مراحل‬ ‫الضغط‬ According to the number of pressure stages : - ‫توربينات‬ ‫أحادية‬ ‫المرحلة‬ Single stage turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫الغالب‬ ‫إل‬ ‫دارة‬ ‫ضواغط‬ ‫وناقخات‬ ‫الطرد‬ ‫المركزي‬ Centrifugal compressors & Blowers ‫وغيرها‬ ‫من‬ ‫اآلالت‬ ‫والماكينات‬ Machinery ‫المماثلة‬ . - ‫توربينات‬ ‫فعلية‬ ‫ورد‬ ‫دفعية‬ ‫متعددة‬ ‫المراحل‬ Multistage Impulse and Reaction turbines : ‫يتم‬ ‫على‬ ‫تصنيعها‬ ‫نطاق‬ ‫واسع‬ ‫قدرة‬ ‫بسعات‬ Power capacities ‫مختلفة‬ . 1 - ‫حسب‬ ‫نمط‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ According to the type of steam flow : - ‫التوربينات‬ ‫المحورية‬ Axial turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتدفق‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫موا‬ ‫زي‬ ‫لل‬ ‫محور‬ ‫في‬ ‫الدوار‬ ‫التوربين‬ . - ‫التوربينات‬ ‫الشعاعية‬ Radial turbines : ‫ف‬ ‫ي‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتدفق‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫عمودي‬ ‫على‬ ‫محور‬ ‫التوربين‬ ، ‫تكون‬ ‫واحدة‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫مراحل‬ ‫الضغط‬ ‫المنخفض‬ ‫محورية‬ . 8 - ‫الدوران‬ ‫أعمدة‬ ‫عدد‬ ‫حسب‬ According to the number of shafts : - ‫توربينات‬ ‫أحادية‬ ‫العمود‬ Single shaft turbines . - ‫توربينات‬ ‫متعددة‬ ‫األعمدة‬ Multi-shaft turbines .
2 1 - ‫حسب‬ ‫طريقة‬ ‫ال‬ ‫ت‬ ‫حكم‬ ‫السيطرة‬ ‫أو‬ According to the method of governing : - ‫توربينات‬ ‫ذات‬ ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫بصمام‬ ‫خانق‬ Turbines with throttle governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يدخل‬ ‫البخار‬ ‫النقي‬ ‫عبر‬ ‫واحد‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ( ‫حسب‬ ‫القدرة‬ ‫تنامي‬ ) ‫من‬ ‫صمامات‬ ‫الخنق‬ Throttle valves ‫التي‬ ‫تعمل‬ ‫في‬ ‫وقت‬ ‫واحد‬ . - ‫توربينات‬ ‫ذات‬ ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫ب‬ ‫الفوهة‬ ‫المنفث‬ ‫أو‬ Turbines with nozzle governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يدخل‬ ‫البخار‬ ‫النقي‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫واحد‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫الحواكم‬ ‫أو‬ ‫المنظمات‬ Regulators ُ‫ت‬ ‫التي‬ ‫فتح‬ ‫على‬ ‫التوالي‬ - ‫توربينات‬ ‫أو‬ ‫جانبي‬ ‫تحكم‬ ‫ذات‬ ‫إ‬ ‫لتفافي‬ Turbines with by-pass governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫إلى‬ ‫جانب‬ ‫المرحلة‬ ‫األولى‬ ‫يتم‬ ‫تغذية‬ ‫البخار‬ ‫مباشرة‬ ‫إلى‬ ‫الوسط‬ ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫ثالثة‬ ‫حتى‬ ‫أو‬ ‫أثنتين‬ ‫أو‬ ‫واحدة‬ ‫ية‬ Intermediate stages . ‫التوربين‬ ‫في‬ 8 - ‫حسب‬ ‫عملية‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الحرارة‬ According to the heat drop process : - ‫التكثيف‬ ‫توربينات‬ ‫مع‬ ‫المولدات‬ Condensing turbines with generators : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫توجيه‬ ‫البخار‬ ‫ب‬ ‫ضغط‬ ‫أقل‬ ‫من‬ ‫الضغط‬ ‫الجوي‬ Atmospheric pressure ‫إلى‬ ‫المكثف‬ Condenser . ‫كما‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخراج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫المراحل‬ ‫الوسطية‬ ‫لتسخين‬ ‫مياه‬ ‫التغذية‬ Feed water . ‫يتم‬ ‫فقدان‬ ‫الحرارة‬ ‫الكامنة‬ Latent heat ‫بالكامل‬ ‫من‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ Exhaust steam ‫خالل‬ ‫عملية‬ ‫التكثيف‬ ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ . - ‫التكثيف‬ ‫توربينات‬ ‫مع‬ ‫واحد‬ ‫ة‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫عمليات‬ ‫اإل‬ ‫ستخراج‬ ‫في‬ ‫المرحلة‬ ‫الوسيطة‬ Condensing turbines with one or more intermediate stage extractions : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخراج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫المراحل‬ ‫الوسطية‬ ‫ألغراض‬ ‫و‬ ‫التسخين‬ ‫التدفئة‬ ‫الصناعية‬ Industrial heating . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫اإلرتدادي‬ ‫أو‬ ‫الراجع‬ Back pressure turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫ل‬ ‫ألغراض‬ ‫ال‬ ‫صناعية‬ ‫أو‬ ‫ال‬ ‫تسخين‬ . ‫يمكن‬ ‫أي‬ ‫ض‬ ‫ا‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫التوربينات‬ ‫ذات‬ ‫الفراغ‬ ‫المتدهور‬ )‫جودة‬ ‫(األقل‬ Deteriorated vacuum ‫حيث‬ ‫ما‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫ألغراض‬ ‫التدفئة‬ ‫والمعالجة‬ . - ‫توربينات‬ ‫ال‬ ‫تكثيف‬ ‫بدون‬ ‫العالي‬ ‫ضغط‬ Topping turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫في‬ ‫توربينات‬ ‫تكثيف‬ ‫الضغط‬ ‫المتوسط‬ ‫والمنخفض‬ Medium and low pressure condensing turbines . ‫تعمل‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫ظروف‬ ‫تشغيل‬ ‫أولية‬ ‫عالية‬ ‫لضغط‬ ‫حرارة‬ ‫ودرجة‬ ‫البخار‬ Steam pressure and temperature ، ‫وتستخدم‬ ‫في‬ ‫الغالب‬ ‫أثناء‬ ‫تمديد‬ ‫توسيع‬ ‫أو‬ ‫قدرات‬ ‫محطات‬ ‫الطاقة‬ Power station ، ‫بهدف‬ ‫الحصول‬ ‫على‬ ‫كفاءات‬ Efficiencies ‫أفضل‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : High pressure, non-condensing turbine = Topping turbine 7 - ‫حسب‬ ‫ظروف‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫مدخل‬ ‫التوربين‬ : According to the steam conditions at inlet to turbine - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫المنخفض‬ Low pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ‫من‬ ( 1.2 ‫إلى‬ 2 ‫بار‬ Bar ) . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫المتوسط‬ Medium pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫حتى‬ ‫ضغط‬ ( 81 ‫بار‬ . ) - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫العالي‬ High pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ‫أعلى‬ ‫من‬ ( 81 ‫بار‬ . ) - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫العالي‬ ‫جدا‬ Very high pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ( 171 ‫بار‬ ) ‫وأعلى‬ ‫ودرجات‬ ‫حرارة‬ ( 111 ‫درجة‬ ‫مئوية‬ C° ) ‫وأعلى‬ . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫فوق‬ ‫الحرج‬ Supercritical pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ( 221 )‫بار‬ ‫وأكثر‬ .
3 4 - ‫إ‬ ‫حسب‬ ‫ستخدامها‬ ‫في‬ ‫الصناعة‬ According to their usage in industry : - ‫توربينات‬ ‫ثابتة‬ ‫ذات‬ ‫سرعة‬ ‫دوران‬ ‫ثابتة‬ : Stationary turbines with constant speed of rotation ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المقام‬ ‫األول‬ ‫إلدارة‬ ‫مولدات‬ ‫المتناوب‬ ‫التيار‬ Alternators . - ‫توربينات‬ ‫ثابتة‬ ‫ذات‬ ‫سرعة‬ ‫دوران‬ ‫متغيرة‬ : Stationary turbines with variable speed of rotation ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫مخصصة‬ ‫النافخات‬ ‫إلدارة‬ ‫التوربينية‬ Turbo-blowers ‫الهواء‬ ‫تدوير‬ ‫ومراوح‬ Air circulators ‫والمضخات‬ Pumps ‫وغيرها‬ . - ‫التوربينات‬ ‫غير‬ ‫الثابتة‬ ‫ذات‬ ‫السرعة‬ ‫المتغيرة‬ Non-stationary turbines with variable speed : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫عادة‬ ‫في‬ ‫البواخر‬ )‫البخارية‬ ‫النقل‬ ‫(وسائط‬ Steamers ‫والسفن‬ Ships ‫وقاطرات‬ ‫السكك‬ ‫الحديدية‬ Railway locomotives . ‫مزايا‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ ‫على‬ ‫المحركات‬ ‫البخارية‬ Advantages of steam turbines over steam engines 1 - ‫الكفاءة‬ ‫الحرارية‬ Thermal efficiency ‫أعلى‬ ‫بكثير‬ . 2 - ‫نظرا‬ ‫لعدم‬ ‫وجود‬ ‫أجزاء‬ ‫ترددية‬ Reciprocating parts ، ‫فمن‬ ‫الممكن‬ ‫تحقيق‬ ‫توازن‬ Balancing ‫مثالي‬ ‫وبالتالي‬ ‫ال‬ ‫تكون‬ ‫هناك‬ ‫حاجة‬ ‫إلى‬ ‫و‬ ‫أساس‬ ‫ثقيل‬ Heavy foundation . 1 - ‫أكبر‬ ‫و‬ ‫أعلى‬ ‫سرعات‬ ‫مدى‬ ‫تحقيق‬ ‫يمكن‬ . 8 - ‫تكون‬ ‫التزييت‬ ‫عملية‬ Lubrication ‫جدا‬ ‫سهلة‬ ‫حيث‬ ‫ال‬ ‫توجد‬ ‫أجزاء‬ ‫إ‬ ‫حتكاكية‬ Rubbing parts . 1 - ‫يتم‬ ‫توليد‬ ‫القدرة‬ ‫ب‬ ‫معدل‬ ‫منتظم‬ Uniform rate ، ‫وبالتالي‬ ‫ال‬ ‫حاجة‬ ‫إلى‬ ‫دوالب‬ ‫الموازنة‬ ‫تنظيم‬ ‫دوالب‬ ‫أو‬ ‫السرعة‬ Flywheel . 8 - ‫معدل‬ ‫استهالك‬ ‫البخار‬ Steam consumption rate ‫يكون‬ ‫أقل‬ . 7 - ‫أكثر‬ ‫إحكاما‬ ‫وتماسكا‬ Compact ‫وتتطلب‬ ‫إ‬ ‫نتباه‬ ‫أقل‬ ‫أثناء‬ ‫التشغيل‬ Operation . 4 - ‫أكثر‬ ‫مالءمة‬ ‫لمحطات‬ ‫القدرة‬ Power plants ‫الكبيرة‬ . 1 - ‫تكلفة‬ ‫صيانة‬ Maintenance cost ، ‫أقل‬ ‫بنيتها‬ ‫لبساطة‬ Construction ‫وتشغيلها‬ ‫بدرجة‬ ‫كبيرة‬ ‫بسبب‬ ‫عدم‬ ‫وجود‬ ‫أجزاء‬ ‫مثل‬ ‫المكبس‬ Piston ، ‫ذراع‬ ‫المكبس‬ Piston rod ، ‫رأس‬ ‫متقاطع‬ )‫(صليبي‬ Cross head ، ‫ذراع‬ ‫التوصيل‬ Connecting rod . 11 - ‫يمكن‬ ‫تحميل‬ ‫كبيرة‬ ‫زائدة‬ ‫أحمال‬ Overloads ‫على‬ ‫حساب‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫طفيف‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫الكلية‬ Overall efficiency . ‫طرق‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ Methods of reducing rotor speed ‫للتوربينات‬ ‫المضاعف‬ ‫(التركيب‬ Compounding of turbines ) ‫إذا‬ ‫سمح‬ ‫للسرعة‬ ‫العالية‬ ‫للبخار‬ ‫بالتدفق‬ ‫خالل‬ ‫صف‬ ‫واحد‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ Moving blades ، ‫فإنه‬ ‫ينتج‬ ‫سرعة‬ ‫دورانية‬ ‫تبلغ‬ ‫حوالي‬ ( 11111 ‫دورة‬ ‫في‬ ‫الدقيقة‬ rpm ) ‫وهي‬ ‫عالية‬ ‫ا‬‫جد‬ ‫لإل‬ ‫ستخدام‬ ‫العملي‬ . ‫لذلك‬ ‫من‬ ‫الضروري‬ ‫إدخال‬ ‫بعض‬ ‫التحسينات‬ Improvements ‫لإل‬ ‫ستخدام‬ ‫العملي‬ ‫وأيض‬ ‫ا‬ ‫لتحقيق‬ ‫أداء‬ ‫عالي‬ High performance . ‫و‬ ‫هذا‬ ‫ممكن‬ ‫يتم‬ ‫أن‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫اإل‬ ‫ستفادة‬ ‫من‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ Nozzles ‫و‬ ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ، ‫في‬ ‫سلسلة‬ ‫موصولة‬ ‫ب‬ ‫إ‬ ‫حكام‬ ‫إلى‬ ‫العمود‬ ‫الدوار‬ ‫بحيث‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫متصاص‬ ‫ضغط‬ ‫البخار‬ ‫أو‬ ‫سرعة‬ ‫التدفق‬ ( ‫النفث‬ ) Jet velocity ‫من‬ ‫قبل‬ ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫مراحل‬ . ‫وهذا‬ ‫ما‬ ‫يسمى‬ ‫ب‬ ‫التركيب‬ ‫المضاعف‬ ‫للتوربينات‬
4 ‫يمكن‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ‫الدوران‬ Rotational speed ‫العالية‬ ‫للتوربين‬ ‫بالطرق‬ ‫التالية‬ ‫من‬ ‫التركيب‬ : 1 - ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding . 2 - ‫الضغط‬ ‫تركيب‬ Pressure compounding . 1 - ‫ال‬ ‫تركيب‬ ‫سرعة‬ ‫و‬ ‫الضغط‬ Pressure-Velocity compounding . ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding : ‫ضائعة‬ ‫سرعة‬ Lost velocity ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding ‫يتكون‬ ‫التركيب‬ ‫هذا‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ ‫وبعض‬ ‫الصفوف‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫التي‬ ‫يتم‬ ‫تثبيتها‬ ‫على‬ ‫ال‬ ‫عمود‬ ‫الدوار‬ ‫و‬ ‫صفوف‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ Fixed blades ‫المرتبطة‬ ‫بالغالف‬ . ‫كما‬ ‫هو‬ ‫موضح‬ ‫في‬ ‫الشكل‬ ( 1 ) ، ‫يتم‬ ‫فصل‬ ‫من‬ ‫صفين‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫بواسطة‬ ‫صف‬ ‫واحد‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ . ‫أوال‬ ‫يدخل‬ ‫ال‬ ‫بخار‬ ‫ب‬ ‫سرعة‬ ‫عالية‬ ‫الصف‬ ‫األول‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ، ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫امتصاص‬ ‫جزء‬ ‫من‬ ‫السرعة‬ . ‫ثم‬ ‫يدخل‬ ‫حلقة‬ ‫من‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫ال‬ ‫ثابت‬ ‫ة‬ ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫تغيير‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫البخار‬ ‫لتتناسب‬ ‫مع‬ ‫الحلقة‬ ‫الثانية‬ ‫من‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫ال‬ ‫يوجد‬ ‫تغير‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫مرور‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫فوق‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ . ‫ثم‬ ‫يمر‬ ‫البخار‬ ‫إلى‬ ‫الصف‬ ‫الثاني‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫تقليل‬ ‫السرعة‬ ‫بشكل‬ ‫أكبر‬ . ‫وهكذا‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ب‬ ‫السرعة‬ ‫في‬ ‫كل‬ ‫مرة‬ ‫يمر‬ ‫فيها‬ ‫البخار‬ ‫فوق‬ ‫صف‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫وهكذا‬ ‫يترك‬ ‫البخار‬ ‫التوربين‬ ‫بسرعة‬ ‫منخفضة‬ . ‫يظهر‬ ‫التباين‬ ‫في‬ ‫ضغط‬ ‫وسرعة‬ ‫البخار‬ ‫أثناء‬ ‫مروره‬ ‫على‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫والثابتة‬ ‫في‬ ‫الشكل‬ ( 1 ) . ‫يتضح‬ ‫من‬ ‫الشكل‬ ‫أن‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الضغط‬ ‫يحدث‬ ‫فقط‬ ‫في‬ ‫الفوهة‬ ‫وال‬ ‫يوجد‬ ‫مزيد‬ ‫من‬ ‫اإل‬ ‫نخفاض‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫أثناء‬ ‫مروره‬ ‫على‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ .
5 ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫تركيب‬ ‫طريقة‬ ‫السرعة‬ ‫في‬ ‫توربين‬ ‫كورتيس‬ Curtis turbine ‫بعد‬ ‫أن‬ ‫تم‬ ‫اقتراحه‬ ‫ألول‬ ‫مرة‬ ‫من‬ ‫قبل‬ ‫كورتيس‬ C.G. Curtis . ‫المزايا‬ Advantages : 1 - ‫التركيب‬ ‫يكون‬ ‫بع‬ ‫دد‬ ‫قليل‬ ‫ب‬ ‫يكون‬ ‫وبالتالي‬ ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫ت‬ ‫كلفة‬ ‫أولية‬ Initial cost . ‫قليلة‬ 2 - ‫التركيب‬ ‫يحتاج‬ ‫إ‬ ‫قليلة‬ ‫مساحة‬ ‫أو‬ ‫حيز‬ ‫لى‬ Less space . 1 - ‫موثوقية‬ ‫ذات‬ ‫المنظومة‬ Reliable . ‫التشغيل‬ ‫في‬ ‫وسهولة‬ 8 - ‫يكون‬ ‫هبوط‬ ‫الضغط‬ ‫في‬ ‫الفوهة‬ ‫كبير‬ ، ‫لذا‬ ‫ال‬ ‫تحتاج‬ ‫التوربينات‬ ‫نفسها‬ ‫إلى‬ ‫العمل‬ ‫في‬ ‫ذو‬ ‫محيط‬ ‫أو‬ ‫وسط‬ ‫ضغط‬ ‫عالي‬ ، ‫وال‬ ‫ي‬ ‫كون‬ ‫أوغطاء‬ ‫غالف‬ ‫التوربين‬ Turbine housing ‫قوي‬ ‫للغاية‬ . ‫المساوىء‬ Disadvantages : 1 - ‫مزيد‬ ‫من‬ ‫خسائر‬ ‫اإل‬ ‫حتكاك‬ Friction losses ‫بسبب‬ ‫السرعة‬ ‫العالية‬ ‫جدا‬ ‫في‬ ‫الفوهات‬ . 2 - ‫كفاءة‬ ‫أقل‬ ‫ألن‬ ‫نسبة‬ ‫سرعة‬ ‫الريشة‬ Blade velocity ‫إلى‬ ‫سرعة‬ ‫البخار‬ Steam velocity ‫ليست‬ ‫مثالية‬ Optimum . 1 - ‫القدرة‬ ‫المتنامية‬ ‫في‬ ‫الصفوف‬ ‫الالحقة‬ ‫ليست‬ ‫سوى‬ ‫جزء‬ ‫صغير‬ ‫من‬ ‫الصف‬ ‫األول‬ . 8 - ‫ال‬ ‫تزال‬ ‫جميع‬ ‫المراحل‬ ‫تتطلب‬ ‫بعض‬ ‫المساحة‬ ‫والمواد‬ Material ‫والتكلفة‬ . ‫الضغط‬ ‫تركيب‬ Pressure compounding : ( ‫الشكل‬ 2 ) ‫الضغط‬ ‫تركيب‬ Pressure compounding
6 ‫الثابتة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫من‬ ‫يتكون‬ Fixed nozzles ‫حلقات‬ ‫بين‬ ‫دمجها‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫هذه‬ . ‫بأحكام‬ ‫متصلة‬ ‫تكون‬ ‫عمود‬ ‫إلى‬ ‫اإلدارة‬ . ‫مرحلة‬ ‫كل‬ . ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫خفض‬ ‫يتم‬ ‫التركيب‬ ‫هذا‬ ‫في‬ . ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫وحلقة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫المرجل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫يمر‬ Boiler ‫حيث‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أول‬ ‫خالل‬ ‫يتمدد‬ Expand ‫جزئي‬ ‫بشكل‬ . ‫و‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫تقري‬ ‫سرعته‬ ‫كل‬ ‫متصاص‬ ‫با‬ ‫من‬ ‫األولى‬ ‫المجموعة‬ ‫فوق‬ ‫يمر‬ ‫عندما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫إلى‬ ‫أيضا‬ ‫تمريره‬ ‫يتم‬ ‫ثم‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫الثانية‬ ‫المجموعة‬ ‫خالل‬ ‫ومن‬ ‫أخرى‬ ‫مرة‬ ‫جزئيا‬ ‫تمدده‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ ‫الثابتة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫الثانية‬ ‫المجموعة‬ ‫البخار‬ ‫يترك‬ ‫حتى‬ ‫العملية‬ ‫هذه‬ ‫تتكرر‬ ‫وهكذا‬ . ‫تقريبا‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫إمتصاص‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ ‫المتحركة‬ ‫التوربين‬ ‫عند‬ ‫المكثف‬ ‫ضغط‬ Condenser pressure . ‫من‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫يتم‬ ، ‫مراحل‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫تقليل‬ ‫خالل‬ ‫ي‬ ‫الذي‬ ‫إلى‬ ‫دخل‬ ‫الريش‬ .‫كبير‬ ‫حد‬ ‫إلى‬ ‫المتحركة‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫يتم‬ ‫ثم‬ ‫ومن‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ . ‫هذه‬ ‫التركيب‬ ‫طريقة‬ ‫تستخدم‬ ‫في‬ ‫توربينات‬ ‫وزولي‬ ‫راتو‬ Rateau & Zoelly turbines . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫زولي‬ ‫هاينريش‬ Heinrich Zoelly ( 1482 - 1117 ‫مهند‬ ) ‫س‬ ‫مكسيك‬ ‫ي‬ – ‫سويسر‬ ، ‫ي‬ ‫التوربينات‬ ‫بتطوير‬ ‫قام‬ ‫التوربينات‬ ‫تحركها‬ ‫التي‬ ‫والقاطرات‬ ‫البخارية‬ . ‫الضغط‬ ‫و‬ ‫السرعة‬ ‫تركيب‬ Pressure-Velocity compounding : 1 - ‫يتم‬ ، ‫التركيب‬ ‫من‬ ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫ستخدام‬ ‫تركيب‬ ‫الضغط‬ ‫والسرعة‬ . 2 - ‫اإل‬ ‫إجراء‬ ‫يتم‬ ‫نخفاض‬ ‫الهبوط‬ ‫أو‬ Drop ‫السرعة‬ ‫تتضاعف‬ ‫كما‬ ، ‫مرحلتين‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫في‬ ‫الكامل‬ ‫المكتسبة‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫عليها‬ ‫الحصول‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ . 1 - ‫و‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫بداية‬ ‫في‬ ‫الفوهات‬ ‫حلقة‬ ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫يبقى‬ ‫ثاب‬ ‫الضغط‬ ‫تا‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫خالل‬ . 8 - ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫طريقة‬ ‫ستخدام‬ ‫هذه‬ ‫التركيب‬ ‫في‬ ‫توربين‬ ‫كورتيس‬ ‫و‬ ‫أكثر‬ ‫في‬ ‫ال‬ ‫توربينات‬ . ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫الضغط‬ ‫و‬ ‫السرعة‬ ‫تركيب‬ Pressure-Velocity compounding
7 ‫مبدأ‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Simple impulse turbine principle ‫ي‬ ‫تكون‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫أساسا‬ ‫فوهة‬ ‫من‬ Nozzle ، ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أو‬ ‫ومحور‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ Rotor ‫عمود‬ ‫على‬ ‫مثبت‬ Shaft ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫ومجموعة‬ ، ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫المرتبطة‬ ‫بال‬ ‫محورال‬ ‫و‬ ‫دوار‬ ‫غالف‬ Casing . ‫ألن‬ ‫نظرا‬ ‫البسيطة‬ ‫الدفعية‬ ‫التوربينات‬ ‫أسم‬ ‫التوربينات‬ ‫هذه‬ ‫على‬ ‫يطلق‬ ‫تمدد‬ ‫البخار‬ Steam expansion ‫يحدث‬ . ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫مجموعة‬ ‫في‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫توربين‬ ‫أيضا‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫سمى‬ De-Laval ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ، . ‫مخترعها‬ ( ‫الشكل‬ 8 ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مبدأ‬ ) Simple impulse turbine principle
8 ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫أساسيات‬ Basics of impulse turbine ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫الدفعي‬ ‫ثابتة‬ ‫فوهة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫يخرج‬ ، ‫ب‬ ‫ج‬ ‫عالية‬ ‫سرعة‬ ‫د‬ ، ‫ا‬ ‫ويضرب‬ ‫الريش‬ ‫على‬ ‫المثبتة‬ ‫للمحور‬ ‫الخارجية‬ ‫الحدود‬ ‫ال‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ . ‫بتغيير‬ ‫تقوم‬ ‫التي‬ ‫إ‬ ‫ضغطه‬ ‫تغيير‬ ‫دون‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫تجاه‬ . ‫عن‬ ‫الناتجة‬ ‫القوة‬ )‫الزخم‬ ( ‫الدفع‬ ‫قوة‬ ‫في‬ ‫التغيير‬ Momentum ‫دوران‬ ‫ستسبب‬ Rotation ‫التوربين‬ ‫عمود‬ ‫أمثلة‬ ‫توربينات‬ : ‫ذكرها‬ ‫مر‬ ‫كما‬ ، ‫وراتو‬ ‫وكورتيس‬ ‫الفال‬ ‫دي‬ . ‫التوربين‬ ‫يتكون‬ ‫الدفعي‬ ‫أساس‬ ‫ا‬ ‫من‬ ‫جزء‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ Rotor ‫عمود‬ ‫على‬ ‫ُثبت‬‫م‬ Shaft ‫حر‬ ‫الدوران‬ ‫بإسناد‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫المحامل‬ Bearings . ‫وضع‬ ‫ويتم‬ ، ‫المنحنية‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫الدوار‬ ‫للجزء‬ ‫الخارجية‬ ‫الحافة‬ ‫تحمل‬ ‫التركيب‬ ‫أو‬ ‫التجميع‬ Assembly ‫اإلغالق‬ ‫محكمة‬ ‫علبة‬ ‫أو‬ ‫صندوق‬ ‫في‬ ‫بأكمله‬ Airtight case . ‫ال‬ ‫تقوم‬ ‫فوهات‬ ‫بتوجيه‬ ‫البخار‬ ‫مباشرة‬ ‫ضد‬ ‫ال‬ ‫وت‬ ‫ريش‬ ‫المحور(الجزء‬ ‫دوير‬ ‫الدوار‬ ) ُ‫ت‬ . ‫ستمد‬ ‫ال‬ ‫طاقة‬ ‫الالزمة‬ ‫لدوران‬ ‫التوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ Kinetic energy ‫يتدفق‬ ‫الذي‬ ‫للبخار‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫الفوهات‬ . ‫إن‬ ‫الدفع‬ ‫مصطلح‬ Impulse ‫التي‬ ‫القوة‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫تدير‬ ‫تأثير‬ ‫من‬ ‫تأتي‬ ‫التوربين‬ ‫تصادم‬ ‫أو‬ ‫دفع‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫الريش‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫الدوالب‬ ‫لعبة‬ ‫ستخدام‬ Toy Pinwheel ) ‫الرياح‬ ‫بتأثير‬ ‫يدور‬ ‫الذي‬ ‫الهواء‬ ‫دوالب‬ ‫لعبة‬ ‫وهي‬ ( ‫لدراسة‬ ‫للتوربينات‬ ‫األساسية‬ ‫المبادئ‬ ‫بعض‬ . ‫ف‬ ‫عند‬ ‫النفخ‬ ‫أو‬ ‫الضرب‬ ‫حافة‬ ‫على‬ ‫الدوالب‬ ، ‫س‬ ‫بسرعة‬ ‫يدور‬ . ‫و‬ ‫كلما‬ ‫كانت‬ ‫أقوى‬ ‫النفخة‬ ‫أو‬ ‫الضربة‬ ‫كلما‬ ، ‫دار‬ ‫الدوالب‬ ‫أسرع‬ . ‫البخار‬ ‫من‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫يستخدم‬ ‫أنه‬ ‫إال‬ ، ‫المبدأ‬ ‫نفس‬ ‫على‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫يعمل‬ ‫من‬ ‫الخارج‬ ‫البخار‬ ‫فوهة‬ ‫بدال‬ ‫الهواء‬ ‫من‬ . ‫توجد‬ ‫فوهات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫الت‬ ‫مدخل‬ ‫وربين‬ Turbine inlet . ‫و‬ ‫فوهة‬ ‫عبر‬ ‫البخار‬ ‫يمر‬ ‫عندما‬ ‫ال‬ ‫تحويل‬ ‫يتم‬ ، ‫بخار‬ ‫الكامنة‬ ‫الطاقة‬ Potential energy ‫حركية‬ ‫طاقة‬ ‫إلى‬ . ‫المحور‬ ‫ويدور‬ ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫نحو‬ ‫البخار‬ ‫هذا‬ ‫توجيه‬ ‫يتم‬ ‫الحركية‬ ‫طاقتها‬ ‫من‬ ‫بعض‬ ‫نقل‬ ‫تم‬ ‫وقد‬ ، ‫الريش‬ ‫خالل‬ ‫المرور‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫ويتم‬ . ‫الدوار‬ ‫الريش‬ ‫إلى‬ . ‫الدوار‬ ‫المحور‬ ‫لتدوير‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫ا‬ ‫التوربينات‬ ‫ستخدام‬ ‫الدفعية‬ ‫و‬ ‫لتشغيل‬ ‫توجيه‬ ‫السحب‬ ‫نافخات‬ ‫القسري‬ Forced draft blowers ‫والمضخات‬ Pumps ‫الرئيسية‬ ‫الدفع‬ ‫وتوربينات‬ Main propulsion turbines . ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫وعمل‬ ‫تركيب‬ Construction and working of impulse turbine ‫من‬ ‫العلوي‬ ‫الجزء‬ ‫ُظهر‬‫ي‬ ( ‫الشكل‬ 8 ) ‫مقط‬ ‫ع‬ ‫طو‬ ‫ا‬ ‫ليا‬ ‫ل‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫العلوي‬ ‫لنصف‬ . ‫الشكل‬ ‫يبين‬ ‫األوسط‬ ‫الجزء‬ ‫للفوهة‬ ‫الفعلي‬ ‫و‬ ‫الريشة‬ ‫تركيب‬ Blading . ‫السفلي‬ ‫الجزء‬ ‫ويوضح‬ ‫تغير‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ Absolute velocity ‫المطلق‬ ‫والضغط‬ Absolute pressure ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫أثناء‬ ‫عبوره‬ ‫خالل‬ ‫و‬ ‫الفوهات‬ ‫الريش‬ . ‫يحدث‬ ‫تمدد‬ ‫(ضغط‬ ‫األولي‬ ‫ضغطه‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫المرجل‬ Boiler pressure ‫المكثف‬ ‫(ضغط‬ ‫النهائي‬ ‫الضغط‬ ‫إلى‬ ) Condenser pressure ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫مجموعة‬ ‫في‬ ) . ‫وبسبب‬ ‫العالي‬ ‫الهبوط‬ ‫ب‬ ، ‫الفوهات‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫س‬ ‫الفوهات‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تزداد‬ . ‫البخار‬ ‫يترك‬ ‫على‬ ‫المركبة‬ ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫ويضرب‬ ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫بسرعة‬ ‫الفوهة‬ . ‫العالية‬ ‫السرعة‬ ‫بهذه‬ ‫دوالب‬ ‫و‬ ‫بأنه‬ ‫هذه‬ ‫العالية‬ ‫الخروج‬ ‫لسرعة‬ ‫نتيجة‬ ‫الطاقة‬ ‫فقدان‬ ‫ُعرف‬‫ي‬ ‫عادة‬ ‫خسارة‬ ُ‫م‬ ّ‫رح‬ ‫لة‬ Carry over loss ‫أو‬ ‫المغادرة‬ ‫خسارة‬ Leaving loss ‫العادم‬ ‫خسارة‬ ‫أو‬ Exhaust loss ‫أو‬ ‫سرعة‬ ‫خسارة‬ ‫المغادرة‬ Leaving-velocity loss . ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫يبقى‬ ‫ثابتا‬ ‫يتحرك‬ ‫عندما‬ ‫الريش‬ ‫خالل‬ ‫ولكن‬ ‫سرعته‬ ‫تقل‬ . ‫أو‬ ‫(المغادرة‬ ‫الخروج‬ ‫سرعة‬ ‫تصل‬ ‫قد‬ ( ‫إلى‬ )‫الضائعة‬ 1.1 . ‫الفوهة‬ ‫مخرج‬ ‫سرعة‬ ‫من‬ ) ٪ ‫كل‬ ‫أن‬ ‫بما‬ ‫أيضا‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫سيتم‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫حلقة‬ ‫بواسطة‬ ‫متصاصه‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫فقط‬ ‫الدوالب‬ Wheel ‫تكون‬ ‫تتراوح‬ ‫للغاية‬ ‫مرتفعة‬ ( ‫من‬ 21111 ‫إلى‬ 11111 ‫الدقيقة‬ ‫في‬ ‫دورة‬ RPM ) . ‫يمكن‬ ، ‫ذلك‬ ‫ومع‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ( ‫أي‬ ‫السرعة‬ ‫هذه‬ ‫الدوالب‬ ‫سرعة‬ ‫أو‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ ) ‫خالل‬ ‫من‬ ‫إ‬ ‫طريقة‬ ‫عتماد‬ ‫التوربينات‬ ‫تركيب‬ Compounding of turbines .
9 ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مساوىء‬ Disadvantages of impulse turbine 1 - ‫يجب‬ ‫أنه‬ ‫بما‬ ‫إ‬ ‫ستيعاب‬ ‫إمتصاص‬ ‫أو‬ ‫كل‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫فقط‬ ‫واحدة‬ ‫حلقة‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫عالي‬ ‫للبخار‬ ‫الريش‬ ‫عالية‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫المتحركة‬ ‫جد‬ ‫إلى‬ ‫يصل‬ ‫ما‬ ‫أي‬ ، ‫ا‬ ( 11111 ‫الدقيقة‬ ‫في‬ ‫دورة‬ ) ‫عملية‬ ‫ألغراض‬ . 2 - ‫في‬ ‫كبيرة‬ ‫خسارة‬ ‫هناك‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫مما‬ ‫الكفاية‬ ‫فيه‬ ‫بما‬ ‫عالية‬ ‫الخروج‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ . ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ( Velocity diagram ( Velocity triangle ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ( Velocity diagram ( velocity triangle
10 ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫توضيح‬ ( ‫الشكل‬ 5 ) : Absolute velocity of steam at inlet in m/s = v1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ ‫ثانية‬ . Nozzle inlet angle = α1 . ‫الفوهة‬ ‫مدخل‬ ‫زاوية‬ Blade velocity in m/s = u . ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ Relative velocity of steam at inlet in m/s = vr1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ . ‫ثانية‬ Tangential velocity of steam at inlet in m/s = vw1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المماسية‬ ‫السرعة‬ ‫ثانية‬ Axial velocity of steam at inlet in m/s = va1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المحورية‬ ‫السرعة‬ . ‫ثانية‬ Blade inlet angle = ϐ1 . ‫الريشة‬ ‫مدخل‬ ‫زاوية‬ Blade outlet angle = ϐ2 . ‫الريشة‬ ‫مخرج‬ ‫زاوية‬ Relative velocity of steam at outlet in m/s = vr2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Tangential velocity of steam at outlet in m/s = vw2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المماسية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ ‫ثانية‬ Axial velocity of steam at outlet in m/s = va2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المحورية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Blade velocity coefficient = Vr2 / Vr1 . ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫معامل‬ Absolute velocity of steam at outlet in m/s = v2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Angle made by absolute velocity V2 with the tangent of the wheel at outlet = α2 ‫زاوية‬ ‫إلتقاء‬ ‫من‬ ‫ناتجة‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ V2 ‫مع‬ ‫الدوالب‬ ‫مماس‬ ‫عند‬ ‫ال‬ ‫مخرج‬ : ‫مالحظة‬ ‫مثلث‬ ‫السرعة‬ Velocity triangle ‫ُمكن‬‫ي‬ .‫التوربينية‬ ‫اآللة‬ ‫في‬ ‫التشغيل‬ ‫لمائع‬ ‫المتنوعة‬ ‫السرعة‬ ‫مركبات‬ ‫يمثل‬ ‫مثلث‬ ‫هو‬ ‫التوربينية‬ ‫اآللة‬ ‫ومخرج‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫السرعة‬ ‫مثلثات‬ ‫رسم‬ُ‫ت‬ ‫أن‬ . ‫متجهة‬ ‫كميات‬ ‫بإعتبارها‬ ‫المثلث‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫مركبات‬ ‫مع‬ ‫التعامل‬ ‫يتم‬ ‫السرع‬ ‫من‬ ‫عادة‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫ويتكون‬ ، . ‫الثالثة‬ ‫المثلث‬ ‫أضالع‬ ‫بذلك‬ ‫ليتكون‬ ، ‫للمائع‬ ‫النسبية‬ ‫والسرعة‬ ‫المطلقة‬ ‫والسرعة‬ ‫المماسية‬ ‫ة‬ C ( ‫الشكل‬ 8 ‫المركبة‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ) Combined velocity triangle
11 ‫المرحلة‬ ‫كفاءة‬ ، ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ ، ‫القدرة‬ ، ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work output , power , blade efficiency & stage efficiency ‫القوة‬ Force ‫اإل‬ ‫في‬ ‫تجاه‬ ‫المماسي‬ Tangential direction = ‫الزخم‬ ‫تغير‬ ‫معدل‬ Momentum ‫اإل‬ ‫في‬ ‫تجاه‬ ‫المماسي‬ . ‫الكتلة‬ = ‫الثانية‬ Mass per second X ‫في‬ ‫التغير‬ ‫ال‬ ‫سرعة‬ ( ‫نيوتن‬ Newtons ) = m ( Vw1 ± Vw2 ) )‫(نيوتن‬ ‫اإل‬ ‫في‬ ‫القوة‬ ‫المحوري‬ ‫تجاه‬ Axial direction = ‫اإل‬ ‫في‬ ‫الزخم‬ ‫تغير‬ ‫معدل‬ ‫المحوري‬ ‫تجاه‬ . ( ‫الدفع‬ ‫قوة‬ ‫المحوري‬ Axial thrust ) ( ‫نيوتن‬ ) = m (Va1 – Va 2 ) ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work done ‫الريش‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ( ‫نيوتن‬ ‫متر‬ ‫ثانية‬ (N .m/s m( Vw1 ± Vw2 )u = ‫القدرة‬ Power ‫المتنامية‬ ‫التوربين‬ ‫بواسطة‬ ( ‫كيلواط‬ KW ) / 1000 u m ( Vw1 ± Vw2) = ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency = )‫(الريش‬ ‫الريشة‬ ‫على‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫الطاقة‬ Energy ‫المجهزة‬ ‫للريشة‬ )‫(للريش‬ / (V1)² u ( Vw1 ± Vw2) = 2 u / ½ [ m(V1)²] m ( Vw1 ± Vw2) = ‫الريشة‬ ‫مع‬ ‫اإلحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫المفقودة‬ ‫الطاقة‬ Energy lost due to blade friction = 1/2 * m [ (Vr1)² – (Vr 2)² ] (N.m/s ‫متر‬ ‫(نيوتن‬ ‫ثانية‬ ‫المرحلة‬ ‫كفاءة‬ Stage efficiency )‫(الريش‬ ‫الريشة‬ ‫على‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ = ‫إجمالي‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫المجهزة‬ ‫الطاقة‬ ‫مرحلة‬ m( H1` – H2 ) = ( Vw1 ± Vw2) u / Hd / u m ( Vw1 ± Vw2) = : ‫إن‬ ‫حيث‬ Hd = H1 – H2 ‫(إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الفوهة‬ ‫حلقة‬ ‫في‬ ‫الحرارة‬ Heat drop in the nozzle ring ) ‫األقصى‬ ‫الحد‬ ‫للشغل‬ ‫لكفاءة‬ ‫األقصى‬ ‫والحد‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫أو‬ ‫مخطط‬ Maximum work & maximum diagram efficiency ‫الشكل‬ ‫إلى‬ ‫بالرجوع‬ ( 8 ‫المركبة‬ ‫السرعة‬ )‫(مثلث‬ ‫مخطط‬ ‫من‬ ‫نالحظ‬ ) combined velocity triangle ‫ما‬ : ‫يلي‬ Vw1 = V1 cos α1 = Vr1 cos ϐ1 + u ‫و‬ Vw2 = V2 cos α2 = Vr2 cos ϐ2 – u Vw1 + Vw2 = Vr1 cos ϐ1 + Vr2 cos ϐ2 = Vr1 cos ϐ1 [1 + ( Vr2 cos ϐ2 / Vr1 cos ϐ1 ) ] ‫إ‬ : ‫ذن‬ = Vr1 cos ϐ1 ( 1 + K C ) : ‫أن‬ ‫حيث‬ k = Vr2 / Vr1 & C = cos ϐ2 / cos ϐ1 : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫المعادلة‬ ‫تكون‬ ‫أو‬ Vw1 + Vw2 = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C )
12 ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫معدل‬ Rate of doing work ( ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ kg / second : ) = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) u ‫إ‬ ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ ‫تكون‬ ‫ذن‬ ( Ƞb Diagram efficiency ( : Ƞb = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) / V1² ‫لتكن‬ ‫الربشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ ( ρ ) Blade speed ratio : ρ = u / V1 ‫لذلك‬ ‫تكون‬ ‫كفاءة‬ ‫المخطط‬ : ‫يلي‬ ‫كما‬ ( 1 + K C ) ( ² ρ cos α1 – ρ 2 ( = Ƞb ‫حسب‬ ‫المعادلة‬ ‫أعاله‬ ، ‫من‬ ‫الواضح‬ ‫أن‬ ‫كفاءة‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫تعتمد‬ ‫على‬ ‫العوامل‬ ‫التالية‬ : 1 - ( ‫الفوهة‬ ‫زاوية‬ Nozzle angle ( α1 . 2 - ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ ( ρ ) Blade speed ratio . 1 - ‫الريشة‬ ‫زوايا‬ ( Blade angles ( ϐ1 & ϐ2 . 8 - ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫معامل‬ Blade velocity coefficient ( K ) . ‫إ‬ ‫تم‬ ‫ذا‬ ‫إ‬ ( ‫من‬ ‫كل‬ ‫قيمة‬ ‫فتراض‬ α1 ‫و‬ K ‫و‬ C ‫ف‬ ، ‫ثابتة‬ ) ‫إ‬ ‫نسبة‬ ‫قيمة‬ ‫على‬ ‫فقط‬ ‫ستعتمد‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫كفاءة‬ ‫ن‬ ( ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ρ . ) ‫من‬ ‫أجل‬ ‫تحديد‬ ‫القيمة‬ ‫المثلى‬ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫للكفاءة‬ : ‫فإن‬ 0 = ρ Ә / Ƞb Ә ‫ف‬ ‫لذلك‬ ‫إ‬ ‫ن‬ ρ : ‫ستكون‬ 2 / cos α1 = ρ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫الكفاءة‬ ‫معادلة‬ ‫تكون‬ max ( Ƞb ‫كما‬ ) : ‫يلي‬ (Ƞb)max = 2 ( 1 + K C ) [(cos α1 / 2 ) cos α1 – cos² α1 / 4 ]= ( 1 + K C )( cos² α1 / 2) ‫مالحظة‬ : ‫إذا‬ ‫كانت‬ ‫الريشة‬ ‫متماثلة‬ ‫وجود‬ ‫وال‬ ‫لإل‬ ‫حتكاك‬ ‫السطحي‬ ، : ‫يكون‬ ‫عندئذ‬ ϐ2 = ϐ1 ‫و‬ 1 = K = C ‫ف‬ ‫لذلك‬ ‫إ‬ ‫ن‬ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫الكفاءة‬ max ( Ƞb ) : ‫ستكون‬ (Ƞb)max = cos² α1 ( ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ kg / second : ) = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) u ‫لذلك‬ ‫ف‬ ‫إ‬ ‫المنجز‬ ‫للشغل‬ ‫معدل‬ ‫أقصى‬ ‫ن‬ Maximum rate of doing work ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ ( ‫الثانية‬ kg / second ) = ² 2 u : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ‫السرعة‬ ‫بين‬ ‫الرئيسي‬ ‫الفرق‬ Speed ‫والسرعة‬ Velocity ، ‫ب‬ ‫حسابهما‬ ‫يتم‬ ‫كليهما‬ ‫أن‬ ‫من‬ ‫الرغم‬ ‫على‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫في‬ ‫مختلفان‬ ‫االثنين‬ ‫فإن‬ ، )‫إلخ‬ ، ‫الساعة‬ ‫في‬ ‫ميال‬ ، ‫ث‬ / ‫م‬ ، ‫ساعة‬ / ‫(كم‬ ‫الوحدات‬ ‫نفس‬ ‫وصفه‬ ‫يتم‬ ‫األول‬ ‫المصطلح‬ ‫أن‬ ‫ب‬ ‫إ‬ ‫القيم‬ ‫ستخدام‬ ‫العددية‬ Numerical values ‫عددية‬ ‫كمية‬ ‫(أي‬ ‫فقط‬ Scalar quantity ‫يصف‬ ‫بينما‬ ) ‫المصطلح‬ ‫واإل‬ ‫الحجم‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫اآلخر‬ ‫تجاه‬ Magnitude and direction ( ‫أي‬ ‫متجهة‬ ‫كمية‬ Vector quantity ) . ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ Reaction turbine ‫تدريج‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫فيه‬ ‫ينخفض‬ ‫الذي‬ ‫التوربين‬ ‫يا‬ ‫عبر‬ ‫يتمدد‬ ‫بينما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫وكذلك‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ ُ‫ي‬ ‫عرف‬ ‫بتوربين‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ . ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ، ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫كبير‬ ‫عدد‬ ‫من‬ ‫يتكون‬ ‫الذي‬ ‫ويحدث‬ . ‫والمتحركة‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫الوقت‬ ‫طوال‬ ‫الحرارة‬ ‫نخفاض‬ ‫الريش‬ ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ . ‫توجد‬ ‫ال‬ ‫في‬ ‫فوهات‬ ‫أي‬ ‫توربين‬ ‫رد‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ . ‫حيث‬ ‫تعمل‬ ‫الريش‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫فيها‬ ‫تزداد‬ ‫التي‬ ‫كالفوهات‬ ‫الثابتة‬ ‫و‬ ‫يتم‬ ‫توجي‬ ‫ه‬ ‫ه‬ ‫حلقة‬ ‫لدخول‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ .
13 ‫أنه‬ ‫وبما‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫نخفاض‬ ‫الريش‬ ، ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫فإن‬ ‫الشفرات‬ ‫كل‬ ‫تكون‬ ‫فوهة‬ ‫شكل‬ ‫على‬ . ‫التدفق‬ ‫أثناء‬ ‫البخار‬ ‫يتمدد‬ ‫خالل‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫يعطي‬ ‫وبالتالي‬ ‫فعل‬ ‫ردة‬ ‫للريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫ولهذا‬ ُ‫ي‬ ‫سمى‬ ‫توربين‬ ‫رد‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ . ُ‫ي‬‫و‬ ‫سمى‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫أيضا‬ ‫ال‬ ‫بارسون‬ ‫فعل‬ Parson’s reaction turbine . ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫الريش‬ ‫الغالف‬ ‫على‬ ‫الثابتة‬ Casing ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫بينما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫بالجزء‬ ‫الدوار‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫بارسون‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Parson’s reaction turbine ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ‫مخترع‬ ‫التوربينات‬ ‫الحديثة‬ ‫البخارية‬ ‫عام‬ ‫في‬ 1448 ‫قبل‬ ‫من‬ ‫المهندس‬ ‫اإلنكليزي‬ ‫األيرلندي‬ ‫بارسونز‬ ‫تشارلز‬ ‫السير‬ ( 1418 - 1111 ) . ( ‫الشكل‬ 7 ) ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫اإلنتروبي‬ ‫ثابت‬ ‫تمدد‬ Isentropic expansion in reaction turbine : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ( ‫األنتروبية‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬ isentropic ) ‫العملي‬ ‫وهي‬ : ‫ة‬ ‫ثابت‬ ‫أنتروبي‬ ‫عند‬ ‫تتم‬ ‫التي‬ ‫مثالية‬ ‫حرارية‬ ‫عملية‬ . ‫أحتكاك‬ ‫ال‬ ‫أي‬ ‫والمحيط‬ ‫النظام‬ ‫بين‬ ‫ومادة‬ ‫حرارة‬ ‫فقدان‬ ‫بدون‬ ‫تتم‬ . ‫العملية‬ ‫في‬
14 N S ( ‫الشكل‬ 4 ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫لريشة‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ) Velocity diagram for reaction turbine blade ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫والقدرة‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work output & power in reaction turbine ‫الشغل‬ )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫متر‬ ‫نيوتن‬ ( N . m ) The work done per kg of steam in the stage (per pair) = u( Vw1 + Vw2) ‫الشغل‬ ‫ك‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫غ‬ )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫م‬ ‫متر‬ ‫(نيوتن‬ ( )‫ثانية‬ N . m / s ) The work done per kg of steam per second in the stage (per pair) = m u( Vw1 + Vw2) : ‫أن‬ ‫حيث‬ m = ‫كتلة‬ mass ‫البخار‬ ‫من‬ ‫الم‬ ‫تدفق‬ ‫خالل‬ ‫الريش‬ ‫كغم‬ ( )‫ثانية‬ ( kg/s ) )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المتنامية‬ ‫القدرة‬ ‫(كيلواط‬ KW ) Power developed (per pair) = m u( Vw1 + Vw2) / 1000 ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫الكفاءة‬ Efficiency Ƞ = ------------------------------------------------------------------------ ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ ‫(اإلنثالبي‬ Enthalpy ) ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ Ƞ = u( Vw1 + Vw2) / 1000 H : ‫أن‬ ‫حيث‬ H = ‫إنخفاض‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ Enthalpy ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫(كيلوجول‬ )‫كغم‬ KJ/Kg) ) ‫مالحظ‬ ‫ات‬ : ‫توضيحية‬ 1 - ‫مرحلة‬ ‫كل‬ Stage ‫زوج‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫التوربين‬ ‫مراحل‬ ‫من‬ Pair ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ Fixed and Moving blades 2 - ‫اإلستخدام‬ ‫عامل‬ = ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ = ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency = Diagram efficiency = Utilization factor
15 ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ Degree of reaction in reaction turbine ‫يتم‬ ‫تعريف‬ ‫درجة‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ Degree of reaction ‫على‬ ‫أنها‬ ‫نسبة‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ ( ‫اإلنثالبي‬ ) ‫عبر‬ ‫المتحركة‬ ‫الريشة‬ ‫إلى‬ ‫إنخفاض‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫بأكملها‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ، ‫المرحلة‬ ‫أن‬ ‫حيث‬ ‫التوربينات‬ ‫تصميم‬ ‫في‬ ‫مهم‬ ‫عامل‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫وتعتبر‬ .)‫المتحرك‬ ‫االمحور‬ + ‫الثابت‬ ‫(العضو‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫اآللة‬ ‫كفاءة‬ ‫تحدد‬ ‫حيث‬ ‫عموما‬ ‫التوربينية‬ ‫واآلالت‬ ‫والضواغط‬ . ‫و‬ ‫يتم‬ ‫اإلشارة‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫إلى‬ ‫بالرمز‬ R . Enthalpy drop in the moving blade ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ R = ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Enthalpy drop in the stage ‫إنخفاض‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ R = dH2 / dH1 + dH2 : ‫أن‬ ‫حيث‬ dH1 = ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ ‫عبر‬ ‫الريشة‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ ‫الثابتة‬ . dH1 = (V1)² – (V2)² / 2 = H1 – H2 ( KJ / Kg ) ‫جول‬ ‫كيلو‬ )‫كغم‬ ) ‫الريشة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ ‫المتحركة‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ . = dH2 dH2 = (Vr2)² – (Vr1)² / 2 = H2 – H3 ( KJ / Kg ) ‫جول‬ ‫كيلو‬ )‫كغم‬ ) : ‫كذلك‬ dH1 + dH2 . ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ = dH1 + dH2 = H1 – H3 = Work done by the steam in the stage ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ‫المنجز‬ ‫الشعل‬ = u ( Vw1 + Vw2) (Vr2)² – (Vr1)² R = ----------------------- : ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫يكون‬ ‫إذن‬ 2 u ( Vw1 + Vw2) ( ‫مالحظة‬ 1 : ) ‫بارسون‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ Parson’s reaction turbine ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ، ( (R = 0.5 ، ( ‫يكون‬ ‫عندئذ‬ α1 = ϐ2 ‫و‬ α2 = ϐ1 ) . ‫ف‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫هذا‬ ‫الريشة‬ ‫و‬ ‫المتحركة‬ ‫الريشة‬ ‫له‬ ‫الثابتة‬ ‫م‬ ‫الشكل‬ ‫نفس‬ ‫ا‬ . ( ‫مالحظة‬ 2 : ) ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ ( R = 0 ، ) ‫فإن‬ ‫بسيط‬ ‫دفعي‬ ‫توربين‬ ‫يكون‬ ‫التوربين‬ Simple impulse turbine . ( ‫مالحظة‬ 3 : ) ( ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ R = 1 ، ) ‫فإن‬ ‫صافي‬ ‫فعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫يكون‬ ‫التوربين‬ Pure reaction turbine .
16 ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫والكفاءة‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work done & efficiency in reaction turbine ‫كفاءة‬ ‫المرحلة‬ ‫وكفاءة‬ ‫الريشة‬ Blade efficiency & stage efficiency ‫حساب‬ ‫يتم‬ ‫كفاءة‬ ‫أقصى‬ Maximum efficiency ‫اإلعتبار‬ ‫بنظر‬ ‫األخذ‬ ‫مع‬ ‫اإل‬ ‫التالية‬ ‫فتراضات‬ : 1 - ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ( R = 0.5 ) ، ‫أي‬ ‫أن‬ ( α1 = ϐ2 ‫و‬ α2 = ϐ1 ) . 2 - ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫متماثلة‬ ‫تكون‬ Symmetrical ( ‫أن‬ ‫أي‬ ، V1 = Vr2 & V2 = Vr1 . ) ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ Kinetic energy ‫للريشة‬ ‫المجهزة‬ ‫لكل‬ ‫الثابتة‬ ( ‫ك‬ ‫غ‬ ‫م‬ Kg ‫البخار‬ ‫من‬ ) : V1)² / 2 ) = ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫المجهزة‬ ‫للريشة‬ ‫ك‬ ‫لكل‬ ‫المتحركة‬ ‫غ‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫م‬ : (Vr2)² – (Vr1)² / 2 = ‫إجمالي‬ ‫الطاقة‬ ‫المجهزة‬ ‫ل‬ ‫لمرحلة‬ ‫لكل‬ ‫كغم‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : = [ ( V1)² / 2 ] + [ (Vr2)² – (Vr1)² / 2 ] ‫ال‬ ‫أن‬ ‫وبما‬ ‫متماثلة‬ ‫ريش‬ ( V1 = Vr2 & V2 = Vr1 ) ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫خالل‬ ‫ومن‬ Velocity triangle : ( V1)² + u² – ( 2 * V1 * u * cos α1 ) = (Vr1)² ‫الطاقة‬ ‫إجمالي‬ ، ‫لذلك‬ ‫المجهزة‬ ‫ل‬ ‫لكل‬ ‫لمرحلة‬ ‫كغم‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : ( V1)² + u² – ( 2 * V1 * u * cos α1 ) = ( V1)² – ---------------------------------------------- 2 ‫المنجز‬ ‫العمل‬ Work done ‫كغ‬ ‫لكل‬ ‫م‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫يكون‬ = u ( Vw1 + Vw2 ) = u ( V1 cos α1 + Vr2 cos ϐ2 – u ) ( ‫أن‬ ‫وبما‬ α1 = ϐ2 ‫و‬ V1 = Vr2 : ‫ستكون‬ ‫المعادلة‬ ‫فإن‬ ، ) = u ( 2 V1 cos α1 – u ) ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ Diagram efficiency ( Ƞd ) = -------------------------------- ----------- ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المجهزة‬ ‫الطاقة‬ ‫إجمالي‬
17 ‫و‬ : ‫أن‬ ‫حيث‬ ( ρ = u / V1 ‫و‬ ) ‫التي‬ ‫تمثل‬ ‫الربشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ Blade speed ratio ‫كفاءة‬ ‫معادلة‬ ‫ستكون‬ ، : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫المخطط‬ = Ƞd ‫عندما‬ ‫القصوى‬ ‫قيمتها‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫تكون‬ ‫الصيغة‬ ‫تكون‬ ( ˑ cos α1 ρ 1 – ρ² + 2 ˑ ) ‫تكون‬ ‫أو‬ ‫قيمة‬ ‫أدنى‬ ‫في‬ ( ‫النسبة‬ dȠd / dρ = 0 ) ، : ‫أي‬ d ( 1 – ρ² + 2 ˑ ρ ˑ cos α1 ) / dρ = 0 : ‫أو‬ ( – 2 ρ + 2 cos α1) = 0 ‫أو‬ : ‫لذلك‬ ‫عندما‬ ‫القصوى‬ ‫قيمتها‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫تكون‬ : (Ƞd)max ‫إذن‬ ‫تكون‬ ‫ال‬ ‫معادلة‬ : ρ = cos α1 ρ = cos α1
18 ‫المعادلة‬ ‫تكون‬ ‫إذن‬ ‫ألقص‬ ‫النهائية‬ ‫ى‬ ‫كفاءة‬ ‫لل‬ ‫مخطط‬ : ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫وتوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ Impulse turbine vs Reaction turbine ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Impulse turbine ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Reaction turbine ‫البخار‬ ‫يتمدد‬ ‫كليا‬ ‫و‬ ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫يبقى‬ ‫ثاب‬ ‫ضغطه‬ ‫تا‬ ‫خالل‬ ‫ممرات‬ ‫عبر‬ ‫تدفقه‬ ‫الريشة‬ Blade passages . ‫يتمدد‬ ‫جزئي‬ ‫البخار‬ ‫ا‬ ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫المزيد‬ ‫ويحدث‬ ‫من‬ ‫التمدد‬ ‫ريش‬ ‫في‬ ‫الجزء‬ ‫الدوار‬ . ‫تبقى‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ Relative velocity ‫للبخار‬ ‫خالل‬ ‫المار‬ ‫الريشة‬ ‫في‬ ‫ثابتة‬ ‫اإل‬ ‫غياب‬ ‫حتكاك‬ Friction ‫تزداد‬ ‫المار‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ ‫الريشة‬ ‫خالل‬ ‫بينما‬ ‫يتمدد‬ ‫المرور‬ ‫أثناء‬ ‫البخار‬ . ‫الريشة‬ ‫خالل‬ ‫ريش‬ ‫متماثلة‬ Symmetrical . ‫متماثلة‬ ‫غير‬ ‫ريش‬ Asymmetrical ‫طرفي‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫نهايتي‬ ‫أو‬ ‫الريشة‬ ‫هو‬ ‫المتحركة‬ ‫نفسه‬ . ‫طرفي‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫يختلف‬ ‫الريشة‬ ‫المتحركة‬ . ‫لنفس‬ )‫المتنامية‬ ( ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ، ‫و‬ ‫كما‬ ‫يكون‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫عدد‬ ‫فإن‬ ، ‫أكثر‬ ‫الضغط‬ ‫المطلوبة‬ ‫المراحل‬ ‫تكون‬ ‫أقل‬ . )‫المتنامية‬ ( ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫لنفس‬ ، ‫وكما‬ ‫أن‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الضغط‬ ‫يكون‬ ‫قليل‬ ‫المطلوبة‬ ‫المراحل‬ ‫عدد‬ ‫فإن‬ ، ‫تكون‬ ‫أكثر‬ . ‫كفاءة‬ ‫منحنى‬ ‫يعتبر‬ ‫الريشة‬ ‫أقل‬ ‫إ‬ ‫نسيابية‬ ‫إستقرارا‬ ‫أو‬ . The blade efficiency curve is less flat ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ ‫منحنى‬ ‫يعتبر‬ ‫أكثر‬ . ‫إستقرارا‬ ‫أو‬ ‫إنسيابية‬ ‫وبالتالي‬ ، ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تكون‬ ‫سرعة‬ ‫عالية‬ ‫التوربين‬ . ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ‫وبالتالي‬ ، ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫ليست‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫التوربين‬ . ‫منخفضة‬ ‫تكون‬ ‫في‬ ‫التوربين‬ ‫أختيار‬ ‫يتم‬ ‫جميع‬ ‫مجاالت‬ ‫اإل‬ ‫او‬ ‫التطبيق‬ ‫على‬ ‫بناءا‬ ‫ستخدام‬ ‫القدرة‬ ‫التنافسية‬ ‫والذي‬ ‫للتوربين‬ ‫هي‬ ‫مزيج‬ ‫من‬ ‫عدة‬ ‫عوامل‬ : 1 - ‫الكفاءة‬ Efficiency . 2 - ‫اإل‬ ‫العمر‬ ‫فتراضي‬ Life . 1 - ( ‫القدرة‬ ‫كثافة‬ ‫القدرة‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫الوزن‬ ‫لى‬ ) Power density (power to weight ratio) . 8 - ‫المباشرة‬ ‫التشغيل‬ ‫تكلفة‬ Direct operation cost . 1 - ‫والصيانة‬ ‫التصنيع‬ ‫تكاليف‬ Manufacturing and maintenance costs . 2 cos²α1 (Ƞd)max = ----------------- ( 1 + cos²α1 )
19 ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫وتوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ Impulse turbine vs Reaction turbine
20 ‫اإل‬ ‫الكفاءة‬ ‫و‬ ) ‫الكلية‬ ( ‫جمالية‬ ‫م‬ ‫عامل‬ ‫إ‬ ‫التسخين‬ ‫عادة‬ Overall efficiency & Reheat factor ( ‫الشكل‬ 11 ) ‫مخطط‬ ‫اإل‬ ‫نثالبي‬ - ‫اإل‬ ‫نتروبي‬ ‫بخاري‬ ‫توربين‬ ‫لتمدد‬ ‫متعدد‬ ‫المراحل‬ Enthalpy - entropy diagram for multi stage expantion ‫م‬ ‫عامل‬ ‫إعادة‬ ‫التسخين‬ Reheat factor : ‫يتم‬ ‫تعريفه‬ ‫على‬ ‫أنه‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الحرارة‬ ‫التراكمي‬ )‫التصاعدي‬ ‫أو‬ ‫التزايدي‬ ( Cumulative ‫إلى‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ال‬ ‫حرارة‬ ‫األ‬ ‫ديبات‬ ‫يك‬ ( ‫ي‬ ‫ثابت‬ ‫الحرارة‬ ‫كظوم‬ ‫أو‬ Adiabatic ) ‫في‬ ‫جميع‬ ‫مراحل‬ ‫التوربين‬ . ‫تعتمد‬ ‫قيمة‬ ‫معامل‬ ‫التسخين‬ ‫على‬ ‫نوع‬ ‫و‬ ‫كفاءة‬ ‫التوربين‬ ، ‫حيث‬ ‫تكون‬ ‫القيمة‬ ‫المتوسطة‬ ( 1.05 ) . ‫التراكمي‬ ‫الحرارة‬ ‫إنخفاض‬ Cumulative heat drop = ‫التسخين‬ ‫إعادة‬ ‫معامل‬ ------------------------------------ -------------------- ---------------------- ‫األديباتيكي‬ ‫الحرارة‬ ‫إنخفاض‬ (Isentropic heat drop) Adiabatic heat drop Reheat factor = A1B1 + A2B2 + A3B3 / A1D
21 ) ‫الكلية‬ ( ‫اإلجمالية‬ ‫الكفاءة‬ Overall efficiency : ‫تعريفه‬ ‫يتم‬ ‫ا‬ ‫أنه‬ ‫على‬ ‫ا‬ ‫إجمالي‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫الحرارة‬ ‫نخفاض‬ ‫منها‬ ‫المستفادة‬ Useful heat ‫الحرارة‬ ‫إجمالي‬ ‫إلى‬ ‫المجهزة‬ Heat supplied . ‫إنخفاض‬ ‫إجمالي‬ ‫منها‬ ‫المستفادة‬ ‫الحرارة‬ Total useful heat drop ) ‫الكلية‬ ( ‫اإلجمالية‬ ‫الكفاءة‬ = ----------------------------------------------------------------- ----- ‫المجهزة‬ ‫الحرارة‬ ‫إجمالي‬ Total heat supplied Overall efficiency = A1C1 + A2C2 + A3C3 / hA1 - hD ( ‫الشكل‬ 11 ‫مخطط‬ ) ) ‫فعلية‬ ‫والرد‬ ‫الدفعية‬ ( ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ ‫ريشة‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency of impulse and reaction steam turbine
22 ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫والسيطرة‬ ‫التحكم‬ Governing of turbines ‫التحكم‬ Governing ‫ثابتة‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫طريقة‬ ‫هو‬ Constant speed ‫تغير‬ ‫عن‬ ‫النظر‬ ‫بغض‬ ‫للتوربين‬ . ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫الحمل‬ ‫الحاكم‬ ‫إستخدام‬ ‫يتم‬ Governor ‫الحفاظ‬ ‫يتم‬ ‫بحيث‬ ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫البخار‬ ‫تجهيز‬ ‫ينظم‬ ‫الذي‬ ‫الغرض‬ ‫هذا‬ ‫لتحقيق‬ ‫المتغب‬ ‫التحميل‬ ‫ظروف‬ ‫تحت‬ ‫ثابتة‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫اإلمكان‬ ‫قدر‬ ‫رة‬ Varying load conditions . ‫البخاري‬ ‫بالتوربين‬ ‫التحكم‬ Steam turbine governing ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫هي‬ Controlling ‫تدفق‬ ‫معدل‬ ‫في‬ ‫البخار‬ Flow rate of steam ‫في‬ ‫التغير‬ ‫إن‬ . ‫دورانها‬ ‫سرعة‬ ‫ثبات‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫وذلك‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫أدائها‬ ‫على‬ ‫كبير‬ ‫تأثير‬ ‫له‬ ‫يكون‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫تشغيل‬ ‫أثناء‬ ‫الحمل‬ Performance ‫الحالة‬ ‫في‬ . ‫االقتصادي‬ ‫أو‬ ‫المصمم‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫األحيان‬ ‫من‬ ‫كثير‬ ‫في‬ ‫الحمل‬ ‫يختلف‬ ، ‫العملية‬ Designed or economic load ‫إنحراف‬ ‫دائما‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬ ‫وبالتالي‬ Deviation ‫في‬ ‫الرئيسي‬ ‫الهدف‬ . ‫للتوربين‬ ‫المطلوب‬ ‫األداء‬ ‫عن‬ ‫كبير‬ ‫ثايتة‬ ‫دوران‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫الحفاظ‬ ‫هو‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫تشغيل‬ ‫عملية‬ Constant rotation speed ‫بغض‬ ‫ال‬ ‫في‬ ‫التحكم‬ ‫وسائل‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫ذلك‬ ‫تحقيق‬ ‫ويمكن‬ . ‫المتغير‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫النظر‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫وهناك‬ . ‫البخاري‬ ‫توربين‬ ‫̱مات‬‫ظ‬‫ُن‬‫م‬‫ال‬ ‫أو‬ ‫الحواكم‬ ‫أنواع‬ Governors ‫صمامات‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫فيه‬ ‫والتحكم‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫معدل‬ ‫مراقبة‬ ‫يتم‬ . ‫التداخل‬ Interposing valves ‫المرجل‬ ‫بين‬ Boiler . ‫والتوربين‬ : ‫هي‬ ‫البخارية‬ ‫بالتوربينات‬ ‫للتحكم‬ ‫المختلفة‬ ‫الطرق‬ 1 - ‫ب‬ ‫التحكم‬ ‫ال‬ ‫صمام‬ ‫ا‬ ‫ل‬ ‫خانق‬ Throttle governing . 2 - ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ Nozzle governing . 1 - )‫التحويلي‬ ‫أو‬ ‫(الجانبي‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ By-pass governing . 8 - ‫المركب‬ ‫التحكم‬ Combination ( ‫التحكم‬ ‫طرق‬ ‫من‬ 1 ( ‫و‬ ) 2 ( ‫أو‬ ) 2 ( ‫و‬ ) 1 . ) ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ Throttle governing : ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫تمرير‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ . ‫الطاقة‬ ‫توافر‬ ‫من‬ ‫يقلل‬ ‫مما‬ ‫التوربين‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫ينخفض‬ ‫المنظم‬ ‫الصمام‬ ‫عبر‬ ‫ضغطه‬ ‫تقليل‬ ‫وبالتالي‬ ‫ضيق‬ ‫ممر‬ ‫عبر‬ )‫(التحكم‬ Governing valve ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬ . ‫خنق‬ ‫عملية‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ Throttling process ‫اإلنثالبي‬ ( ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫يبقى‬ ‫حيث‬ Enthalpy ‫للبخار‬ ) . ‫ثابتا‬ ‫ف‬ ‫هناك‬ ‫يكون‬ ‫عندما‬ . ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫الداخل‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫خنق‬ ‫يتم‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ . ‫االسم‬ ‫يشير‬ ‫كما‬ ‫سيغلق‬ ‫المنظم‬ ‫فإن‬ ‫ذلك‬ ‫في‬ ‫وللتحكم‬ ‫ستزداد‬ ‫السرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫المرغوب‬ ‫اإلقتصادي‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫الحمل‬ ‫في‬ ‫انخفاض‬ ‫التحكم‬ ‫صمام‬ ‫تدفق‬ ‫تقليل‬ ‫إلى‬ ‫سيؤدي‬ ‫هذا‬ . . ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫وبالتالي‬ ‫البخار‬ ‫المنخفضة‬ ‫األولية‬ ‫التكلفة‬ ‫إن‬ Low initial cost ‫البسيطة‬ ‫واآللية‬ Simple mechanism ‫التحكم‬ ‫من‬ ‫تجعل‬ . ‫أقل‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫يكون‬ ‫حيث‬ ‫الصغيرة‬ ‫البخارية‬ ‫للتوربينات‬ ‫مالئمة‬ ‫أكثر‬ ‫طريقة‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫في‬ ‫التخطيطي‬ ‫الشكل‬ ( 12 - ‫أ‬ ) ، ‫البخار‬ ‫دخول‬ ‫قطع‬ ‫أو‬ ‫منع‬ ‫صمام‬ (SV) Inlet stop valve ‫بدخول‬ ‫يسمح‬ ‫مزدوج‬ ‫صمام‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫البخار‬ ‫هذا‬ ‫في‬ ‫التحكم‬ ‫يتم‬ . ‫كامال‬ ‫البخار‬ Double beat valve ‫عن‬ ‫عبارة‬ ‫وهو‬ ‫خنق‬ ‫سيطرة‬ ‫صمام‬ (CV) Throttling Control Valve )‫(سيرفو‬ ‫مساعد‬ ‫محرك‬ ‫بواسطة‬ ‫تشغيله‬ ‫يتم‬ Servo motor ‫عل‬ ‫يسيطر‬ ‫المركزي‬ ‫بالطرد‬ ‫ُنظم‬‫م‬ ‫أو‬ ‫حاكم‬ ‫يه‬ Centrifugal governor ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫أزدادت‬ ‫إذا‬ . ( ‫الصمام‬ ‫فإن‬ ، ‫البخاري‬ CV ‫الفوهة‬ ‫التجهيزإلى‬ ‫أو‬ ‫اإلمداد‬ ‫وتقليل‬ ‫البخار‬ ‫خنق‬ ‫أو‬ ‫لتحديد‬ ‫ُغلق‬‫ي‬‫س‬ ) Nozzle .
23 ( ‫الشكل‬ 12 - ‫أ‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ) Throttle Governing of steam turbine ( ‫الشكل‬ 12 - ‫ب‬ ‫خانق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ) Throttle governing
24 ( ‫الشكل‬ 12 - ‫ج‬ ‫وليان‬ ‫خط‬ ‫بواسطة‬ ‫ُوضح‬‫م‬ ‫والحمل‬ ‫البخار‬ ‫إستهالك‬ ‫بين‬ ‫العالقة‬ ) Willian's line ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ throttle governing ‫التحكم‬ ‫نظام‬ ‫إستخدام‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫المنخفضة‬ ‫األحمال‬ ‫عند‬ ‫تتناقص‬ ‫التوربين‬ ‫كفاءة‬ ‫أن‬ ‫إلى‬ ‫يشير‬ ‫أعاله‬ ‫البياني‬ ‫الرسم‬ . ‫المنخفضة‬ ‫لألحمال‬ ‫فعال‬ ‫غير‬ ‫األنظمة‬ ‫من‬ ‫النوع‬ ‫هذا‬ ‫فإن‬ ‫لذلك‬ . ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ‫وليان‬ ‫خط‬ Willian's line ‫مستقيم‬ ‫(شبه‬ ‫خط‬ ‫هو‬ Nearly straight ‫بياني‬ ‫رسم‬ ‫على‬ ) Graph ‫يوضح‬ ‫البخار‬ ‫إستهالك‬ Steam consumption ‫الساعة‬ ‫في‬ ‫(كيلوغرام‬ Kilogram per hour ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫مقابل‬ ) Power output ‫حصان‬ ‫أو‬ ‫واط‬ ‫(كيلو‬ Kilowatt or Horsepower ‫بخاري‬ ‫لمحرك‬ ) Steam engine ‫من‬ ‫كثير‬ ‫في‬ ، ‫توربين‬ ‫أو‬ ‫إجما‬ ‫ليشمل‬ ‫يمتد‬ ‫األحيان‬ ‫المستهلك‬ ‫الوقود‬ ‫لي‬ Fuel consumed ‫(كغم‬ ‫الغازية‬ ‫للتوربينات‬ )‫ساعة‬ Gas turbines ‫ومحركات‬ ‫الداخلي‬ ‫اإلحتراق‬ Internal combustion engines ‫الكاملة‬ ‫الطاقة‬ ‫ومحطات‬ Complete power plants . ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ Nozzle governing : ‫يتم‬ ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫تنظيم‬ ‫معدل‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ ‫عن‬ ‫طريق‬ ‫فتح‬ ‫وإغالق‬ ‫مجموعات‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ Nozzles ‫بد‬ ‫ال‬ ‫من‬ ‫تنظيم‬ ‫ضغطها‬ . ‫في‬ ‫هذه‬ ‫الطريقة‬ ، ‫كل‬ ‫فوهتين‬ ‫أو‬ ‫ثالث‬ ‫فوهات‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ُ‫ت‬ ‫شكل‬ ‫مجموعة‬ ، ‫ويتم‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ ‫كل‬ ‫مجموعة‬ ‫بواسطة‬ ‫صمام‬ ‫منفصل‬ . ‫تحريك‬ ‫أو‬ ‫تشغيل‬ ‫الصمام‬ ‫المنفرد‬ ‫غلق‬ ‫يسبب‬ ‫مجموعة‬ ‫الفوه‬ ‫ات‬ ‫المقابلة‬ ‫وبالتالي‬ ‫يتحكم‬ ‫في‬ ‫معدل‬ ‫التدفق‬ . ‫الكامل‬ ‫التحميل‬ ‫ظروف‬ ‫تحت‬ Full load ‫المنظمة‬ ‫الصمامات‬ ‫جميع‬ ‫تكون‬ ، ‫بالكامل‬ ‫مفتوحة‬ ‫للفوهات‬ . ‫عن‬ ‫ينحرف‬ ‫أو‬ ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫الحمل‬ ‫يتغير‬ ‫عندما‬ ‫ال‬ ‫التصميم‬ ‫قيمة‬ ‫ية‬ ‫تنظيم‬ ‫يتم‬ ، ‫تجهيز‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫بالكامل‬ ‫إغالقها‬ ‫أو‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أو‬ ‫واحدة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ . ‫في‬ ‫التوربين‬ ‫الفعلي‬ Actual turbine ، ‫يتم‬ ‫تطبيق‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫فقط‬ ‫على‬ ‫المرحلة‬ ‫األولى‬ First stage ‫بينما‬ ‫تبقى‬ ‫المراحل‬ ‫التالية‬ ‫غير‬ ‫متأثرة‬ . ‫وحيث‬ ‫أنه‬ ‫ال‬ ‫يتم‬ ‫تطبيق‬ ‫أي‬ ‫تنظيم‬ ‫تحكم‬ ‫أو‬ ‫با‬ ‫لضغط‬ ، ‫فإن‬ ‫ميزة‬ ‫هذه‬ ‫الطريقة‬ ‫تكمن‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫ستغالل‬ ‫إستثماركل‬ ‫و‬ ‫ضغط‬ ‫ودرجة‬ ‫الحرارة‬ ‫المرجل‬ . ‫للتوربينات‬ ‫مناسبة‬ ‫وهي‬ ‫الدفعية‬ Impulse
25 turbines ‫األكبر‬ ‫والوحدات‬ . ‫يوضح‬ ‫الشكل‬ ( 11 ) ‫آلية‬ ‫التحكم‬ ‫ب‬ ‫الفوهة‬ ‫التي‬ ‫يتم‬ ‫تطبيقها‬ ‫على‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ . ‫كما‬ ‫هو‬ ‫موضح‬ ‫في‬ ‫الشكل‬ ، ‫يتم‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ ‫ثالث‬ ‫مجموعات‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫ثالثة‬ ‫صمامات‬ ‫منفصلة‬ . ( ‫الشكل‬ 11 ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫بالفوهات‬ ‫التحكم‬ ) Nozzle Governing of Steam Turbine
26 ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫وطريقة‬ ‫الخنق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ ‫التحكم‬ ‫اإللتفافي‬ ( ‫الجانبي‬ ‫أو‬ ‫التحويلي‬ ) By-pass governing : ‫من‬ ‫حين‬ ‫آلخر‬ ‫يتم‬ ‫تحميل‬ ‫التوربين‬ Turbine overloaded ‫لفترات‬ ‫قصيرة‬ . ‫خالل‬ ‫هذه‬ ‫العملية‬ ، ‫يتم‬ ‫فتح‬ ‫صمامات‬ )‫(اإللتفاف‬ ‫التحويل‬ Bypass valves ‫ويتم‬ ‫إدخال‬ ‫البخار‬ ‫النظيف‬ ‫في‬ ‫المراحل‬ ‫األخيرة‬ ‫من‬ ‫التوربين‬ . ‫مما‬ ‫يولد‬ ‫المزيد‬ ‫من‬ ‫الطاقة‬ ‫لتلبية‬ ‫الحمل‬ ‫الزائد‬ Increased load . ‫في‬ ‫للتحكم‬ ‫السابقتين‬ ‫الطريقتين‬ ‫إن‬ ‫العالي‬ ‫الضغط‬ ‫مرحلة‬ ‫أو‬ ‫األولى‬ ‫المرحلة‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫تتحكم‬ ، ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ High pressure stage . ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫و‬ ‫خالل‬ ‫يمر‬ ‫أن‬ ‫اإلضافي‬ ‫للبخار‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ، ‫المطلوب‬ ‫الحمل‬ ‫من‬ ‫أكبر‬ ‫الحمل‬ ‫يكون‬ ‫عندما‬ ‫تتوف‬ ‫ال‬ ‫حيث‬ ‫األولى‬ ‫المرحلة‬ . ‫إضافية‬ ‫فوهات‬ ‫ر‬ ‫من‬ ‫إضافي‬ ‫بخار‬ ‫تمرير‬ ‫الجانبي‬ ‫أو‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫يتم‬ ‫خ‬ ‫من‬ ‫األخيرة‬ ‫المراحل‬ ‫إلى‬ ‫صمام‬ ‫الل‬ ‫منظم‬ ‫أو‬ ‫حاكم‬ ‫سيطرة‬ ‫تحت‬ ‫يكون‬ ، ‫اإللتفافي‬ ‫الصمام‬ ‫فتح‬ ‫بمجرد‬ . ‫التوربين‬ ‫قدرة‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫التوربين‬ ‫التوربين‬ Turbine governor ‫التو‬ ‫سرعة‬ ‫في‬ ‫للتحكم‬ ‫قد‬ ‫فإنه‬ ‫الحاكم‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ‫السيطرة‬ ‫تتم‬ ‫لم‬ ‫إذا‬ ‫ألنه‬ . ‫ربين‬ . ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫األخيرة‬ ‫المراحل‬ ‫إلى‬ ‫بالتدفق‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫لمزيد‬ ‫ُسمح‬‫ي‬ ‫توربينات‬ ‫في‬ . ‫أقل‬ ‫تزال‬ ‫ال‬ ‫الكفاءة‬ ‫ولكن‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫الناتجة‬ ‫القدرة‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫والثالث‬ ‫الثاني‬ ‫اإلمداد‬ ‫يزيد‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫بالفوهات‬ ‫التحكم‬ ‫فإن‬ ، ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫في‬ ‫المطلوب‬ ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬ ‫وبسبب‬ ، Nozzles control governing . ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ‫مع‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫إستخدام‬ ‫فيتم‬ ، ‫ممكن‬ ‫غير‬ ‫المتغير‬ Parameter ‫الخنق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫خسائرالخنق‬ Throttling Losses ‫جدا‬ ‫عالية‬ Very high ‫(جزئية‬ ‫خنق‬ ‫خسائر‬ ‫ال‬ Partially ) ‫خسائر‬ ‫الدخول‬ Admission Losses ‫قليلة‬ ‫عالية‬ ‫الحرارة‬ ‫هبوط‬ Heat drop ‫أقل‬ ‫أكبر‬ ‫مالئمة‬ Suitability ‫صغيرة‬ ‫توربينات‬ Small turbines ‫أكبر‬ ‫و‬ ‫متوسطة‬ ‫توربينات‬ Medium and larger turbines ‫اإلستخدام‬ Use ‫معا‬ ‫فعلية‬ ‫والرد‬ ‫الدفعية‬ ‫التوربينات‬ impulse and reaction turbines both ‫فعلي‬ ‫الرد‬ ‫التوربين‬ ‫وكذلك‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Impulse turbine and also in reaction turbine
27 ( ‫الشكل‬ 18 - ‫أ‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ) )‫التحويلي‬ ‫أو‬ ‫(الجانبي‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ By-pass governing of steam Turbine ( ‫الشكل‬ 18 - ‫ب‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ) By-pass governing of steam Turbine
28 ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫ال‬ ‫مركب‬ Combination governing : ‫يتم‬ ‫المركب‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫أي‬ ‫من‬ ‫طريقتي‬ ‫الت‬ ‫حكم‬ ‫المذكورة‬ ‫أعاله‬ . ‫عامة‬ ‫بصورة‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫التحكم‬ ‫اإللتفافي‬ ‫و‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ ‫نفس‬ ‫الوقت‬ ‫لتتناسب‬ ‫مع‬ ‫حمل‬ ‫التوربين‬ . ‫الطارئة‬ ‫بالحاالت‬ ‫التحكم‬ Emergency governing : ‫كذلك‬ ‫يتم‬ ‫تزويد‬ ‫كل‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ ‫ب‬ ‫أو‬ ‫منظمات‬ ‫ح‬ ‫وا‬ ‫كم‬ ‫الطوارئ‬ Emergency governors ‫التي‬ ‫تدخل‬ ‫حيز‬ ‫التنفيذ‬ )‫بالعمل‬ ( ‫في‬ ‫الحا‬ ‫ا‬ ‫ال‬ ‫ت‬ ‫التالية‬ : 1 - ‫عندما‬ ‫تزداد‬ ‫السرعة‬ ‫الميكانيكية‬ Mechanical speed ‫للعمود‬ ‫عن‬ ( 111 ٪ ) . 2 - ‫إ‬ ‫أو‬ ‫ختالل‬ ‫إ‬ ‫التوربين‬ ‫موازنة‬ ‫في‬ ‫ضطراب‬ Balancing of the turbine is disturbed . 1 - ‫فشل‬ ‫نظام‬ ‫التزييت‬ Failure of the lubrication system . 8 - ‫ا‬ ‫لفﺮ‬ ‫اغ‬ Vacuum ‫في‬ ‫ا‬ ‫لﻤﻜﺜﻒ‬ Condenser ‫جدا‬ ‫قليل‬ ‫أو‬ ‫المجهزة‬ ‫التبريد‬ ‫سائل‬ ‫كمية‬ ‫كفاية‬ ‫عدم‬ ‫إ‬ ‫لى‬ ‫ا‬ ‫لﻤﻜﺜﻒ‬ . ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المفاقيد‬ ‫أو‬ ‫الخسائر‬ Losses in steam turbines ‫مثالي‬ ‫حراري‬ ‫محرك‬ ‫ليس‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ Perfect heat engine ‫كفاءة‬ ‫تقليل‬ ‫إلى‬ ‫الطاقة‬ ‫خسائر‬ ‫تميل‬ . ‫التوربين‬ ‫وإنتاج‬ Work output ‫هذ‬ ‫الكفاءة‬ ‫عدم‬ ‫يعزى‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ . ‫ه‬ ‫التالية‬ ‫األسباب‬ ‫إلى‬ : 1 - ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ‫فقدان‬ Residual velocity loss : 2 - ‫التحكم‬ ‫صمامات‬ ‫في‬ ‫خسائر‬ Losses in regulating valves . 1 - ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫إحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to steam friction in nozzle . 8 - ‫التسرب‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to leakage . 1 - ‫الميكانيكي‬ ‫اإلحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to mechanical friction . 8 - ‫البخار‬ ‫نداوة‬ ‫أو‬ ‫رطوبة‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ )‫البخار‬ ‫(جودة‬ Loss due to wetness of steam . 7 - ‫اإلشعاع‬ ‫خسارة‬ Radiation loss . ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ‫فقدان‬ Residual velocity loss : ‫معينة‬ ‫مطلقة‬ ‫سرعة‬ ‫له‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫األخيرة‬ ‫المرحلة‬ ‫من‬ ‫يخرج‬ ‫الذي‬ ‫البخار‬ Certain absolute velocity ‫فقدان‬ ‫تقليل‬ ‫يمكن‬ . ‫إهدارها‬ ‫يتم‬ ‫وبالتالي‬ ‫التوربين‬ ‫عمود‬ ‫إلى‬ ‫نقلها‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫التي‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫كمية‬ ‫تمثل‬ ‫توربينات‬ ‫بواسطة‬ ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ( ‫حوالي‬ ‫هي‬ ‫الخسارة‬ ‫هذه‬ . ‫المراحل‬ ‫متعددة‬ 11 ‫إلى‬ 12 ‫التوربينات‬ ‫في‬ ) ٪ . ‫الواحدة‬ ‫المرحلة‬ ‫ذات‬ ‫اإل‬ ‫وجود‬ ‫حتكاك‬ Friction : ‫الحقيقية‬ ‫الحرارية‬ ‫الديناميكية‬ ‫األنظمة‬ ‫في‬ Real thermodynamic systems ‫الحقيقية‬ ‫الحرارية‬ ‫المحركات‬ ‫في‬ ‫أو‬ Real heat engines ‫للدورة‬ ‫الكلية‬ ‫الكفاءة‬ ‫عدم‬ ‫من‬ ‫جزء‬ ‫يعود‬ ، Overall cycle inefficiency ‫اإل‬ ‫الخسائر‬ ‫إلى‬ ‫المكونات‬ ‫من‬ ‫حتكاكية‬ Components ‫الفوهات‬ ‫(مثل‬ ‫الفردية‬ Nozzles ‫أو‬ ‫ريش‬ )‫التوربينات‬ . ‫البخار‬ ‫تسرب‬ Steam Leakage : ‫عزل‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫الجزء‬ ‫الدوار‬ ‫التوربين‬ ‫وغالف‬ Turbine rotor and the casing ‫مثالي‬ ‫بشكل‬ . ‫فهناك‬ ‫بعض‬ ‫من‬ ‫كمية‬ ‫ت‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫تسرب‬ ‫التوربين‬ ‫حجرة‬ ‫دون‬ ‫شغل‬ ‫إنجاز‬ ‫مفيد‬
29 ‫اإل‬ ‫بسبب‬ ‫الخسارة‬ ‫المحامل‬ ‫في‬ ‫الميكانيكي‬ ‫حتكاك‬ : Loss due to mechanical friction in bearings ‫حيث‬ ‫كل‬ ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫محور‬ ‫محملين‬ ‫على‬ ‫توربين‬ . ‫الصمامات‬ ‫تنظيم‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫فقدان‬ ‫البخار‬ ‫وخطوط‬ : Pressure losses in regulating valves and steam lines ( ‫الرئيسية‬ ‫البخار‬ ‫خط‬ ‫عزل‬ ‫صمامات‬ ‫هناك‬ MSIVs ) Main Steam line Isolation Valves ‫وصمامات‬ ، ‫الخنق‬ - ‫التوقف‬ Throttle - stop valves ‫التحكم‬ ‫وصمامات‬ Control valves ‫البخار‬ ‫مولدات‬ ‫بين‬ Steam generators ‫الرئيسي‬ ‫والتوربين‬ Main turbine ‫مثل‬ . ‫إ‬ ‫متناسبة‬ ‫الطفيفة‬ ‫الخسائر‬ ‫تكون‬ ، ‫األنابيب‬ ‫حتكاك‬ ‫تقريب‬ ‫ا‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬ ‫مربع‬ ‫مع‬ Square of the flow rate ‫البخار‬ ‫خطوط‬ ‫في‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬ ‫يكون‬ ‫ما‬ ‫عادة‬ . ‫مرتفع‬ ‫الرئيسية‬ ‫جدا‬ . ‫أن‬ ‫من‬ ‫الرغم‬ ‫على‬ ‫الخنق‬ Throttling ‫عملية‬ ‫هو‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫متساوية‬ Isenthalpic process ‫فإن‬ ، ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ Enthalpy drop ‫هذا‬ ‫ألن‬ ، ‫تقليله‬ ‫يتم‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫للعمل‬ ‫المتاح‬ ‫نوعية‬ ‫في‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫جودة‬ ‫أو‬ ‫المخرج‬ ‫بخار‬ Outlet steam quality . : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ Isenthalpic process ‫أو‬ Isoenthalpic process ‫و‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬ ‫تعني‬ ‫تتم‬ ‫عملية‬ ‫هي‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫في‬ ‫تغيير‬ ‫أي‬ ‫دون‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫أو‬ ( H ) Enthalpy ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫أو‬ ‫النوعي‬ Specific enthalpy ‫أي‬ ، ‫العملية‬ ‫خالل‬ ‫الحفاظ‬ ‫يتم‬ ‫المحي‬ ‫والوسط‬ ‫النظام‬ ‫بين‬ ‫حرارة‬ ‫تبادل‬ ‫عدم‬ ‫على‬ ‫ب‬ ‫شبيهة‬ ‫تكون‬ ‫العملية‬ . ‫ط‬ ) ‫(اإلديباتية‬ ‫الكظومة‬ ‫العملية‬ Adiabatic process . ‫البخار‬ ‫جودة‬ ‫انخفاض‬ ‫بسبب‬ ‫خسائر‬ Losses due to low quality of steam : ‫البخار‬ ‫يكون‬ ‫المستنزف‬ Exhausted steam ‫ضغط‬ ‫عند‬ ‫دون‬ ‫الضغط‬ ‫الجوي‬ ‫تماما‬ ‫جزئي‬ ‫مكثفة‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫ويكون‬ ، ‫ا‬ ‫تكون‬ ‫ما‬ ‫وعادة‬ ، ‫جودة‬ ‫ذات‬ ‫بنسبة‬ ( 11 ٪ ‫تقريبا‬ ) ‫المحتوى‬ ‫يتسبب‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ . ‫العالي‬ ‫لقط‬ ‫ي‬ ‫الماء‬ ‫رات‬ Water droplets ‫في‬ ‫حدوث‬ ‫اإلصطدام‬ ‫السريع‬ Rapid impingement ‫وتآكل‬ ‫الريش‬ Erosion ‫ي‬ ‫الذي‬ ‫يتم‬ ‫عندما‬ ‫حدث‬ ‫تسليط‬ ‫الماء‬ ‫المكثف‬ Condensed water ‫بضغط‬ ‫على‬ ‫الريش‬ . ‫خسائر‬ ‫اإل‬ ‫شعاع‬ Radiation losses : ‫تعمل‬ ‫قد‬ ‫مستقرة‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steady state ‫ب‬ ‫مدخل‬ ‫ظروف‬ ‫ضغط‬ ( ‫بخار‬ 8 ‫مي‬ ‫ك‬ ‫اباسكال‬ ‫حرارة‬ ‫ودرجة‬ 271.8 ‫درجة‬ ‫مئوية‬ C° ) ‫آلة‬ ‫ألنها‬ . ‫ماكينة‬ ‫أو‬ ‫حراريا‬ ‫معزولة‬ ‫تكون‬ ‫أن‬ ‫يجب‬ ، ‫وثقيلة‬ ‫كبيرة‬ Thermally insulated ‫فقدان‬ ‫أي‬ ‫لتجنب‬ ‫ل‬ ‫المناطق‬ ‫إلى‬ ‫لحرارة‬ ‫بها‬ ‫المحيطة‬ .
30 ( ‫الشكل‬ 11 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫الريشة‬ ‫إحتكاك‬ ‫تأثير‬ ) Effect of blade friction in steam turbines
31 ‫المراجع‬ References 1- Steam Turbines , Unit-4, by Ankit saxena . Asst. Professor . 2- Steam Turbines . Session delivered by: Prof. Q.H. Nagpurwala . 3- Wikipedia- the free encyclopedia ‫ويكيبيديا‬ ، ‫الموسوعة‬ ‫الحرة‬ 4- Dictionary of Engineering – Second Edition - McGraw-Hill 1 - ‫معجم‬ ‫المصطلحات‬ ‫العلمية‬ ‫والفنية‬ ‫والهندسية‬ - ‫أحمد‬ ‫شفيق‬ ‫الخطيب‬ - 2111

More Related Content

PDF
التوربين الغازي V94.2 من وجهة نظر ميكانيكية
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Design of steam turbines
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Steam turbines
byelecdibis
 
PDF
المحطة البخارية.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
المحطات البخارية بكامل اجزائها الدكتور كرار رأفت علوش < Dr. karrar raafat alwash
byDr. Karrar Alwash
 
DOCX
محاضرة الغلايات البخارية
bySabir Ahmed
 
PDF
HVAC 1 التدفئة والتهوية و تكييف الهواء
bymaymohamed29
 
PDF
معدل الحرارة وكفاءة الأداء للمحطات الغازية لتوليد الكهرباء.pdf
byAdnanBahjat
 
التوربين الغازي V94.2 من وجهة نظر ميكانيكية
byعدنان بهجت جليل
 
Design of steam turbines
byعدنان بهجت جليل
 
Steam turbines
byelecdibis
 
المحطة البخارية.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
المحطات البخارية بكامل اجزائها الدكتور كرار رأفت علوش < Dr. karrar raafat alwash
byDr. Karrar Alwash
 
محاضرة الغلايات البخارية
bySabir Ahmed
 
HVAC 1 التدفئة والتهوية و تكييف الهواء
bymaymohamed29
 
معدل الحرارة وكفاءة الأداء للمحطات الغازية لتوليد الكهرباء.pdf
byAdnanBahjat
 

What's hot

PPTX
boilers
bySaurabh Kumar
 
PDF
Steam turbines
byAnil Redemption
 
PPTX
Gas turbine power plant
byTarek Erin
 
PPTX
my presentation on turbines
byAditya Bhattacharjee
 
PPT
210 mw turbine cycle heat rate
byManohar Tatwawadi
 
PPTX
Steam Turbines
byAmir Ayad
 
PPTX
Steam turbine
byRavi97246
 
PPT
STEAM TURBINE BASIC
byNguyen Phuong Dong
 
PPTX
Steam turbine
byMuhammad Yahya
 
PPT
Steam Turbines Basics
byPrasad Vejendla
 
PPTX
Thermal power point
bySwatantra Kumar
 
PPT
Gas turbines
byPampannagowda Patil
 
PDF
Solution of numerical problem on boiler performance - Part 2
byAVDHESH TYAGI
 
PPT
Basics of Vapor Compression.ppt
bySyedZayanAli1
 
PPTX
Steam Turbines
byHrishikesh Devan
 
PPTX
Steam and its properties and steam table
bySACHINNikam39
 
PPTX
How to improve the efficiency of water tube boiler
byMd Rabiul Hasan
 
PPTX
Steam Power Plant and Coal Handling plant
byTaimoor Muzaffar Gondal
 
PPTX
Steam turbine
bywatbN kh
 
PPTX
Steam Turbine(impulse).pptx
byhailegebreselassie24
 
boilers
bySaurabh Kumar
 
Steam turbines
byAnil Redemption
 
Gas turbine power plant
byTarek Erin
 
my presentation on turbines
byAditya Bhattacharjee
 
210 mw turbine cycle heat rate
byManohar Tatwawadi
 
Steam Turbines
byAmir Ayad
 
Steam turbine
byRavi97246
 
STEAM TURBINE BASIC
byNguyen Phuong Dong
 
Steam turbine
byMuhammad Yahya
 
Steam Turbines Basics
byPrasad Vejendla
 
Thermal power point
bySwatantra Kumar
 
Gas turbines
byPampannagowda Patil
 
Solution of numerical problem on boiler performance - Part 2
byAVDHESH TYAGI
 
Basics of Vapor Compression.ppt
bySyedZayanAli1
 
Steam Turbines
byHrishikesh Devan
 
Steam and its properties and steam table
bySACHINNikam39
 
How to improve the efficiency of water tube boiler
byMd Rabiul Hasan
 
Steam Power Plant and Coal Handling plant
byTaimoor Muzaffar Gondal
 
Steam turbine
bywatbN kh
 
Steam Turbine(impulse).pptx
byhailegebreselassie24
 

Similar to التوربينات البخارية.pdf

PDF
Gas turbine primer
byعدنان بهجت جليل
 
PPSX
Lesson 3 التوليد الحراري
byabdou89salwa
 
PDF
Gas turbine design and operating
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
SuperTech Genius Of Tank - Boutros Noun 6
byPierre Noun
 
PPTX
SDOC-2054F61F065341E6471A8B2F668CD2D0-11-03-SI.pptx
byAbubakrKraedegh
 
PDF
الصيانة والساعات التشغيلية المكافئة للتوربين الغازي.pdf
byAdnanBahjat
 
PDF
الصيانة والساعات التشغيلية المكافئة للتوربين الغازي.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Steam Boiler Treatment process and benefits.pdf
byBishoyNashaat2
 
PDF
Tg20 training manual operating procedures
byعدنان بهجت جليل
 
PPTX
Generators
byibrahimnabil17
 
PDF
كتاب توربينات اعداد حيدر رشيد آذار2011
byBaghdad Oil Training Institute
 
PPT
التربينة الغازية والبخارية الدخول والخروج.ppt
byMohamedYassin457202
 
PDF
المضخات التردديه.pdf
byHaroonMurshed
 
PDF
u.pdf Hydraulic
byHaroonMurshed
 
PDF
Tg 20 g.t. control system
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
دليل المهندس المتدرب للتوزيع.pdf
byssuser19b225
 
PPT
محركات الاحتراق الداخلي engine
bybalean gili
 
PDF
Managment system
byTechnicalVocationalT
 
PPTX
HSE Steam Injection Safety Bilingual poirpoint
bymohamed11uk
 
PDF
الدورة الديناميكية الحرارية.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
Gas turbine primer
byعدنان بهجت جليل
 
Lesson 3 التوليد الحراري
byabdou89salwa
 
Gas turbine design and operating
byعدنان بهجت جليل
 
SuperTech Genius Of Tank - Boutros Noun 6
byPierre Noun
 
SDOC-2054F61F065341E6471A8B2F668CD2D0-11-03-SI.pptx
byAbubakrKraedegh
 
الصيانة والساعات التشغيلية المكافئة للتوربين الغازي.pdf
byAdnanBahjat
 
الصيانة والساعات التشغيلية المكافئة للتوربين الغازي.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
Steam Boiler Treatment process and benefits.pdf
byBishoyNashaat2
 
Tg20 training manual operating procedures
byعدنان بهجت جليل
 
Generators
byibrahimnabil17
 
كتاب توربينات اعداد حيدر رشيد آذار2011
byBaghdad Oil Training Institute
 
التربينة الغازية والبخارية الدخول والخروج.ppt
byMohamedYassin457202
 
المضخات التردديه.pdf
byHaroonMurshed
 
u.pdf Hydraulic
byHaroonMurshed
 
Tg 20 g.t. control system
byعدنان بهجت جليل
 
دليل المهندس المتدرب للتوزيع.pdf
byssuser19b225
 
محركات الاحتراق الداخلي engine
bybalean gili
 
Managment system
byTechnicalVocationalT
 
HSE Steam Injection Safety Bilingual poirpoint
bymohamed11uk
 
الدورة الديناميكية الحرارية.pdf
byعدنان بهجت جليل
 

More from عدنان بهجت جليل

PDF
معدل الحرارة وكفاءة الأداء للمحطات الغازية لتوليد الكهرباء.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
الساعات المكافئة للتوربين الغازي في محطة الدبس.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Short Term Overheating Failures in Boiler Tubes.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Tubes Overheating in Power Plant Boilers.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Electrical energy outline
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Economic feasibility study
byعدنان بهجت جليل
 
PDF
Efficiency & Performance
byعدنان بهجت جليل
 
معدل الحرارة وكفاءة الأداء للمحطات الغازية لتوليد الكهرباء.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
الساعات المكافئة للتوربين الغازي في محطة الدبس.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
Short Term Overheating Failures in Boiler Tubes.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
Tubes Overheating in Power Plant Boilers.pdf
byعدنان بهجت جليل
 
Electrical energy outline
byعدنان بهجت جليل
 
Economic feasibility study
byعدنان بهجت جليل
 
Efficiency & Performance
byعدنان بهجت جليل
 

التوربينات البخارية.pdf

  • 1.
    Steam Turbines Eng.Adnan Bahjat Jalil koprlo1@gmail.com , 2018 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steam Turbines ‫و‬ ‫ترجمة‬ ‫إ‬ ‫عداد‬ ‫جليل‬ ‫بهجت‬ ‫عدنان‬ ‫المهندس‬
  • 2.
    1 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steam Turbines ‫تعريف‬ Definition ‫التوربين‬ ‫البخاري‬ ‫هو‬ ‫المحرك‬ ‫األساسي‬ Primemover ‫الذي‬ ‫يتم‬ ‫فيه‬ ‫تحويل‬ ‫الطاقة‬ ‫الكامنة‬ Potential energy ‫للبخار‬ Steam ‫إلى‬ ‫طاقة‬ ‫حركية‬ Kinetic energy ، ‫ثم‬ ‫يتحول‬ ‫بدوره‬ ‫إلى‬ ‫طاقة‬ ‫ميكانيكية‬ Mechanical energy ‫لتدوير‬ ‫عمود‬ ‫التوربين‬ Turbine shaft . ‫تصنيف‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ Classification of steam turbines 1 - ‫حسب‬ ‫عمل‬ ‫أو‬ ‫فعل‬ ‫البخار‬ According to the action of steam : - ‫التوربين‬ ‫الد‬ ‫فعي‬ Impulse turbine : ‫فيه‬ ‫يخرج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫فوه‬ ‫ات‬ ‫ثابتة‬ Fixed nozzle ‫بسرعة‬ ‫عالية‬ ‫ج‬ ‫د‬ ‫ا‬ ‫تضرب‬ ‫أو‬ ‫لتصطدم‬ ‫الريش‬ Blades ‫المثبتة‬ ‫على‬ ‫الدوار‬ ‫المحور‬ ‫محيط‬ Rotor . ‫والتي‬ ‫تغير‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ ‫دون‬ ‫تغيير‬ ‫ضغطه‬ Pressure . ‫القوة‬ ‫الناتجة‬ ‫عن‬ ‫في‬ ‫التغيير‬ ‫قوة‬ ‫الدفع‬ )‫الزخم‬ ( Momentum ‫س‬ ‫تسبب‬ ‫دوران‬ ‫عمود‬ ‫التوربين‬ . ‫مثال‬ : ‫توربينات‬ ‫الفال‬ ‫دي‬ De-Laval ‫و‬ ‫كورتيس‬ Curtis ‫و‬ ‫راتو‬ Rateau ‫مراحل‬ ‫تركيب‬ ‫طريقة‬ ‫في‬ ‫المختلفة‬ ‫التوربينات‬ ‫من‬ ‫أنواع‬ ‫وهي‬ ‫الريش‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫الفال‬ ‫دي‬ ‫توربين‬ De-Laval ‫الفال‬ ‫دي‬ ‫غوستاف‬ ‫السويدي‬ ‫المهندس‬ ‫إلى‬ ‫نسبة‬ Gustaf de Laval ( 1481 - 1111 ) ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مخترع‬ . ‫كورتيس‬ ‫وتوربين‬ Curtis ‫كورتيس‬ ‫غوردون‬ ‫جارلس‬ ‫إلى‬ ‫نسبة‬ C.G. Curtis ( 1481 - 1111 ) ‫الطاقة‬ ‫توليد‬ ‫محطات‬ ‫في‬ ‫واسع‬ ‫نطاق‬ ‫على‬ ‫ُستخدم‬‫ي‬ ‫والذي‬ ‫بأسمه‬ ‫المسماة‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫أبتكر‬ ‫أمريكي‬ ‫مخترع‬ ‫ا‬ ‫يرجع‬ ‫كما‬ ، ‫البحري‬ ‫الدفع‬ ‫وفي‬ ‫الكهربائية‬ . ‫أمريكي‬ ‫غازي‬ ‫توربين‬ ‫أول‬ ‫إختراع‬ ‫في‬ ‫إليه‬ ‫لفضل‬ ‫راتو‬ ‫وتوربين‬ Rateau ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ‫راتو‬ ‫إدموند‬ ‫كميل‬ ‫أوغست‬ ‫الفرنسي‬ ‫المهندس‬ Auguste Rateau ( 1481 - 1111 ) ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المتخصص‬ . - ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Reaction turbine : ‫فيه‬ ‫يتمدد‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫ال‬ ‫ثابتة‬ ‫و‬ ‫ال‬ ‫متحركة‬ Fixed and Moving blades ‫ب‬ ‫إ‬ ‫ستمرار‬ ‫مع‬ ‫مرور‬ ‫البخار‬ ‫عبرها‬ . ‫و‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ب‬ ‫الضغط‬ Pressure drop ‫بالتتابع‬ ‫خالل‬ ‫كل‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫والثابتة‬ . - ) ‫فعلي‬ ‫ورد‬ ‫دفعي‬ ( ‫المركب‬ ‫التوربين‬ Combination of impulse and reaction turbine 2 - ‫حسب‬ ‫عدد‬ ‫مراحل‬ ‫الضغط‬ According to the number of pressure stages : - ‫توربينات‬ ‫أحادية‬ ‫المرحلة‬ Single stage turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫الغالب‬ ‫إل‬ ‫دارة‬ ‫ضواغط‬ ‫وناقخات‬ ‫الطرد‬ ‫المركزي‬ Centrifugal compressors & Blowers ‫وغيرها‬ ‫من‬ ‫اآلالت‬ ‫والماكينات‬ Machinery ‫المماثلة‬ . - ‫توربينات‬ ‫فعلية‬ ‫ورد‬ ‫دفعية‬ ‫متعددة‬ ‫المراحل‬ Multistage Impulse and Reaction turbines : ‫يتم‬ ‫على‬ ‫تصنيعها‬ ‫نطاق‬ ‫واسع‬ ‫قدرة‬ ‫بسعات‬ Power capacities ‫مختلفة‬ . 1 - ‫حسب‬ ‫نمط‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ According to the type of steam flow : - ‫التوربينات‬ ‫المحورية‬ Axial turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتدفق‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫موا‬ ‫زي‬ ‫لل‬ ‫محور‬ ‫في‬ ‫الدوار‬ ‫التوربين‬ . - ‫التوربينات‬ ‫الشعاعية‬ Radial turbines : ‫ف‬ ‫ي‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتدفق‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫عمودي‬ ‫على‬ ‫محور‬ ‫التوربين‬ ، ‫تكون‬ ‫واحدة‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫مراحل‬ ‫الضغط‬ ‫المنخفض‬ ‫محورية‬ . 8 - ‫الدوران‬ ‫أعمدة‬ ‫عدد‬ ‫حسب‬ According to the number of shafts : - ‫توربينات‬ ‫أحادية‬ ‫العمود‬ Single shaft turbines . - ‫توربينات‬ ‫متعددة‬ ‫األعمدة‬ Multi-shaft turbines .
  • 3.
    2 1 - ‫حسب‬ ‫طريقة‬ ‫ال‬ ‫ت‬ ‫حكم‬ ‫السيطرة‬ ‫أو‬ According tothe method of governing : - ‫توربينات‬ ‫ذات‬ ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫بصمام‬ ‫خانق‬ Turbines with throttle governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يدخل‬ ‫البخار‬ ‫النقي‬ ‫عبر‬ ‫واحد‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ( ‫حسب‬ ‫القدرة‬ ‫تنامي‬ ) ‫من‬ ‫صمامات‬ ‫الخنق‬ Throttle valves ‫التي‬ ‫تعمل‬ ‫في‬ ‫وقت‬ ‫واحد‬ . - ‫توربينات‬ ‫ذات‬ ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫ب‬ ‫الفوهة‬ ‫المنفث‬ ‫أو‬ Turbines with nozzle governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يدخل‬ ‫البخار‬ ‫النقي‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫واحد‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫الحواكم‬ ‫أو‬ ‫المنظمات‬ Regulators ُ‫ت‬ ‫التي‬ ‫فتح‬ ‫على‬ ‫التوالي‬ - ‫توربينات‬ ‫أو‬ ‫جانبي‬ ‫تحكم‬ ‫ذات‬ ‫إ‬ ‫لتفافي‬ Turbines with by-pass governing : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫إلى‬ ‫جانب‬ ‫المرحلة‬ ‫األولى‬ ‫يتم‬ ‫تغذية‬ ‫البخار‬ ‫مباشرة‬ ‫إلى‬ ‫الوسط‬ ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫ثالثة‬ ‫حتى‬ ‫أو‬ ‫أثنتين‬ ‫أو‬ ‫واحدة‬ ‫ية‬ Intermediate stages . ‫التوربين‬ ‫في‬ 8 - ‫حسب‬ ‫عملية‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الحرارة‬ According to the heat drop process : - ‫التكثيف‬ ‫توربينات‬ ‫مع‬ ‫المولدات‬ Condensing turbines with generators : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫توجيه‬ ‫البخار‬ ‫ب‬ ‫ضغط‬ ‫أقل‬ ‫من‬ ‫الضغط‬ ‫الجوي‬ Atmospheric pressure ‫إلى‬ ‫المكثف‬ Condenser . ‫كما‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخراج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫المراحل‬ ‫الوسطية‬ ‫لتسخين‬ ‫مياه‬ ‫التغذية‬ Feed water . ‫يتم‬ ‫فقدان‬ ‫الحرارة‬ ‫الكامنة‬ Latent heat ‫بالكامل‬ ‫من‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ Exhaust steam ‫خالل‬ ‫عملية‬ ‫التكثيف‬ ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ . - ‫التكثيف‬ ‫توربينات‬ ‫مع‬ ‫واحد‬ ‫ة‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫عمليات‬ ‫اإل‬ ‫ستخراج‬ ‫في‬ ‫المرحلة‬ ‫الوسيطة‬ Condensing turbines with one or more intermediate stage extractions : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخراج‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫المراحل‬ ‫الوسطية‬ ‫ألغراض‬ ‫و‬ ‫التسخين‬ ‫التدفئة‬ ‫الصناعية‬ Industrial heating . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫اإلرتدادي‬ ‫أو‬ ‫الراجع‬ Back pressure turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫ل‬ ‫ألغراض‬ ‫ال‬ ‫صناعية‬ ‫أو‬ ‫ال‬ ‫تسخين‬ . ‫يمكن‬ ‫أي‬ ‫ض‬ ‫ا‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫التوربينات‬ ‫ذات‬ ‫الفراغ‬ ‫المتدهور‬ )‫جودة‬ ‫(األقل‬ Deteriorated vacuum ‫حيث‬ ‫ما‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫ألغراض‬ ‫التدفئة‬ ‫والمعالجة‬ . - ‫توربينات‬ ‫ال‬ ‫تكثيف‬ ‫بدون‬ ‫العالي‬ ‫ضغط‬ Topping turbines : ‫في‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ، ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫بخار‬ ‫العادم‬ ‫في‬ ‫توربينات‬ ‫تكثيف‬ ‫الضغط‬ ‫المتوسط‬ ‫والمنخفض‬ Medium and low pressure condensing turbines . ‫تعمل‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫ظروف‬ ‫تشغيل‬ ‫أولية‬ ‫عالية‬ ‫لضغط‬ ‫حرارة‬ ‫ودرجة‬ ‫البخار‬ Steam pressure and temperature ، ‫وتستخدم‬ ‫في‬ ‫الغالب‬ ‫أثناء‬ ‫تمديد‬ ‫توسيع‬ ‫أو‬ ‫قدرات‬ ‫محطات‬ ‫الطاقة‬ Power station ، ‫بهدف‬ ‫الحصول‬ ‫على‬ ‫كفاءات‬ Efficiencies ‫أفضل‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : High pressure, non-condensing turbine = Topping turbine 7 - ‫حسب‬ ‫ظروف‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫مدخل‬ ‫التوربين‬ : According to the steam conditions at inlet to turbine - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫المنخفض‬ Low pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ‫من‬ ( 1.2 ‫إلى‬ 2 ‫بار‬ Bar ) . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫المتوسط‬ Medium pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫حتى‬ ‫ضغط‬ ( 81 ‫بار‬ . ) - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫العالي‬ High pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ‫أعلى‬ ‫من‬ ( 81 ‫بار‬ . ) - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫العالي‬ ‫جدا‬ Very high pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ( 171 ‫بار‬ ) ‫وأعلى‬ ‫ودرجات‬ ‫حرارة‬ ( 111 ‫درجة‬ ‫مئوية‬ C° ) ‫وأعلى‬ . - ‫توربينات‬ ‫الضغط‬ ‫فوق‬ ‫الحرج‬ Supercritical pressure turbines : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫ضغط‬ ( 221 )‫بار‬ ‫وأكثر‬ .
  • 4.
    3 4 - ‫إ‬ ‫حسب‬ ‫ستخدامها‬ ‫في‬ ‫الصناعة‬ According totheir usage in industry : - ‫توربينات‬ ‫ثابتة‬ ‫ذات‬ ‫سرعة‬ ‫دوران‬ ‫ثابتة‬ : Stationary turbines with constant speed of rotation ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المقام‬ ‫األول‬ ‫إلدارة‬ ‫مولدات‬ ‫المتناوب‬ ‫التيار‬ Alternators . - ‫توربينات‬ ‫ثابتة‬ ‫ذات‬ ‫سرعة‬ ‫دوران‬ ‫متغيرة‬ : Stationary turbines with variable speed of rotation ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫مخصصة‬ ‫النافخات‬ ‫إلدارة‬ ‫التوربينية‬ Turbo-blowers ‫الهواء‬ ‫تدوير‬ ‫ومراوح‬ Air circulators ‫والمضخات‬ Pumps ‫وغيرها‬ . - ‫التوربينات‬ ‫غير‬ ‫الثابتة‬ ‫ذات‬ ‫السرعة‬ ‫المتغيرة‬ Non-stationary turbines with variable speed : ‫تستخدم‬ ‫هذه‬ ‫التوربينات‬ ‫عادة‬ ‫في‬ ‫البواخر‬ )‫البخارية‬ ‫النقل‬ ‫(وسائط‬ Steamers ‫والسفن‬ Ships ‫وقاطرات‬ ‫السكك‬ ‫الحديدية‬ Railway locomotives . ‫مزايا‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ ‫على‬ ‫المحركات‬ ‫البخارية‬ Advantages of steam turbines over steam engines 1 - ‫الكفاءة‬ ‫الحرارية‬ Thermal efficiency ‫أعلى‬ ‫بكثير‬ . 2 - ‫نظرا‬ ‫لعدم‬ ‫وجود‬ ‫أجزاء‬ ‫ترددية‬ Reciprocating parts ، ‫فمن‬ ‫الممكن‬ ‫تحقيق‬ ‫توازن‬ Balancing ‫مثالي‬ ‫وبالتالي‬ ‫ال‬ ‫تكون‬ ‫هناك‬ ‫حاجة‬ ‫إلى‬ ‫و‬ ‫أساس‬ ‫ثقيل‬ Heavy foundation . 1 - ‫أكبر‬ ‫و‬ ‫أعلى‬ ‫سرعات‬ ‫مدى‬ ‫تحقيق‬ ‫يمكن‬ . 8 - ‫تكون‬ ‫التزييت‬ ‫عملية‬ Lubrication ‫جدا‬ ‫سهلة‬ ‫حيث‬ ‫ال‬ ‫توجد‬ ‫أجزاء‬ ‫إ‬ ‫حتكاكية‬ Rubbing parts . 1 - ‫يتم‬ ‫توليد‬ ‫القدرة‬ ‫ب‬ ‫معدل‬ ‫منتظم‬ Uniform rate ، ‫وبالتالي‬ ‫ال‬ ‫حاجة‬ ‫إلى‬ ‫دوالب‬ ‫الموازنة‬ ‫تنظيم‬ ‫دوالب‬ ‫أو‬ ‫السرعة‬ Flywheel . 8 - ‫معدل‬ ‫استهالك‬ ‫البخار‬ Steam consumption rate ‫يكون‬ ‫أقل‬ . 7 - ‫أكثر‬ ‫إحكاما‬ ‫وتماسكا‬ Compact ‫وتتطلب‬ ‫إ‬ ‫نتباه‬ ‫أقل‬ ‫أثناء‬ ‫التشغيل‬ Operation . 4 - ‫أكثر‬ ‫مالءمة‬ ‫لمحطات‬ ‫القدرة‬ Power plants ‫الكبيرة‬ . 1 - ‫تكلفة‬ ‫صيانة‬ Maintenance cost ، ‫أقل‬ ‫بنيتها‬ ‫لبساطة‬ Construction ‫وتشغيلها‬ ‫بدرجة‬ ‫كبيرة‬ ‫بسبب‬ ‫عدم‬ ‫وجود‬ ‫أجزاء‬ ‫مثل‬ ‫المكبس‬ Piston ، ‫ذراع‬ ‫المكبس‬ Piston rod ، ‫رأس‬ ‫متقاطع‬ )‫(صليبي‬ Cross head ، ‫ذراع‬ ‫التوصيل‬ Connecting rod . 11 - ‫يمكن‬ ‫تحميل‬ ‫كبيرة‬ ‫زائدة‬ ‫أحمال‬ Overloads ‫على‬ ‫حساب‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫طفيف‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫الكلية‬ Overall efficiency . ‫طرق‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ Methods of reducing rotor speed ‫للتوربينات‬ ‫المضاعف‬ ‫(التركيب‬ Compounding of turbines ) ‫إذا‬ ‫سمح‬ ‫للسرعة‬ ‫العالية‬ ‫للبخار‬ ‫بالتدفق‬ ‫خالل‬ ‫صف‬ ‫واحد‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ Moving blades ، ‫فإنه‬ ‫ينتج‬ ‫سرعة‬ ‫دورانية‬ ‫تبلغ‬ ‫حوالي‬ ( 11111 ‫دورة‬ ‫في‬ ‫الدقيقة‬ rpm ) ‫وهي‬ ‫عالية‬ ‫ا‬‫جد‬ ‫لإل‬ ‫ستخدام‬ ‫العملي‬ . ‫لذلك‬ ‫من‬ ‫الضروري‬ ‫إدخال‬ ‫بعض‬ ‫التحسينات‬ Improvements ‫لإل‬ ‫ستخدام‬ ‫العملي‬ ‫وأيض‬ ‫ا‬ ‫لتحقيق‬ ‫أداء‬ ‫عالي‬ High performance . ‫و‬ ‫هذا‬ ‫ممكن‬ ‫يتم‬ ‫أن‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫اإل‬ ‫ستفادة‬ ‫من‬ ‫أكثر‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ Nozzles ‫و‬ ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ، ‫في‬ ‫سلسلة‬ ‫موصولة‬ ‫ب‬ ‫إ‬ ‫حكام‬ ‫إلى‬ ‫العمود‬ ‫الدوار‬ ‫بحيث‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫متصاص‬ ‫ضغط‬ ‫البخار‬ ‫أو‬ ‫سرعة‬ ‫التدفق‬ ( ‫النفث‬ ) Jet velocity ‫من‬ ‫قبل‬ ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫مراحل‬ . ‫وهذا‬ ‫ما‬ ‫يسمى‬ ‫ب‬ ‫التركيب‬ ‫المضاعف‬ ‫للتوربينات‬
  • 5.
    4 ‫يمكن‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ‫الدوران‬ Rotational speed ‫العالية‬ ‫للتوربين‬ ‫بالطرق‬ ‫التالية‬ ‫من‬ ‫التركيب‬ : 1 - ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding . 2 - ‫الضغط‬‫تركيب‬ Pressure compounding . 1 - ‫ال‬ ‫تركيب‬ ‫سرعة‬ ‫و‬ ‫الضغط‬ Pressure-Velocity compounding . ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding : ‫ضائعة‬ ‫سرعة‬ Lost velocity ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫تركيب‬ ‫السرعة‬ Velocity compounding ‫يتكون‬ ‫التركيب‬ ‫هذا‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ ‫وبعض‬ ‫الصفوف‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫التي‬ ‫يتم‬ ‫تثبيتها‬ ‫على‬ ‫ال‬ ‫عمود‬ ‫الدوار‬ ‫و‬ ‫صفوف‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ Fixed blades ‫المرتبطة‬ ‫بالغالف‬ . ‫كما‬ ‫هو‬ ‫موضح‬ ‫في‬ ‫الشكل‬ ( 1 ) ، ‫يتم‬ ‫فصل‬ ‫من‬ ‫صفين‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫بواسطة‬ ‫صف‬ ‫واحد‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ . ‫أوال‬ ‫يدخل‬ ‫ال‬ ‫بخار‬ ‫ب‬ ‫سرعة‬ ‫عالية‬ ‫الصف‬ ‫األول‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ، ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫امتصاص‬ ‫جزء‬ ‫من‬ ‫السرعة‬ . ‫ثم‬ ‫يدخل‬ ‫حلقة‬ ‫من‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫ال‬ ‫ثابت‬ ‫ة‬ ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫تغيير‬ ‫إ‬ ‫تجاه‬ ‫البخار‬ ‫لتتناسب‬ ‫مع‬ ‫الحلقة‬ ‫الثانية‬ ‫من‬ ‫ال‬ ‫ريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫ال‬ ‫يوجد‬ ‫تغير‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫مرور‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫فوق‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ . ‫ثم‬ ‫يمر‬ ‫البخار‬ ‫إلى‬ ‫الصف‬ ‫الثاني‬ ‫من‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫حيث‬ ‫يتم‬ ‫تقليل‬ ‫السرعة‬ ‫بشكل‬ ‫أكبر‬ . ‫وهكذا‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ب‬ ‫السرعة‬ ‫في‬ ‫كل‬ ‫مرة‬ ‫يمر‬ ‫فيها‬ ‫البخار‬ ‫فوق‬ ‫صف‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫وهكذا‬ ‫يترك‬ ‫البخار‬ ‫التوربين‬ ‫بسرعة‬ ‫منخفضة‬ . ‫يظهر‬ ‫التباين‬ ‫في‬ ‫ضغط‬ ‫وسرعة‬ ‫البخار‬ ‫أثناء‬ ‫مروره‬ ‫على‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫والثابتة‬ ‫في‬ ‫الشكل‬ ( 1 ) . ‫يتضح‬ ‫من‬ ‫الشكل‬ ‫أن‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الضغط‬ ‫يحدث‬ ‫فقط‬ ‫في‬ ‫الفوهة‬ ‫وال‬ ‫يوجد‬ ‫مزيد‬ ‫من‬ ‫اإل‬ ‫نخفاض‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫أثناء‬ ‫مروره‬ ‫على‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ .
  • 6.
    5 ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫تركيب‬ ‫طريقة‬ ‫السرعة‬ ‫في‬ ‫توربين‬ ‫كورتيس‬ Curtis turbine ‫بعد‬ ‫أن‬ ‫تم‬ ‫اقتراحه‬ ‫ألول‬ ‫مرة‬ ‫من‬ ‫قبل‬ ‫كورتيس‬ C.G.Curtis . ‫المزايا‬ Advantages : 1 - ‫التركيب‬ ‫يكون‬ ‫بع‬ ‫دد‬ ‫قليل‬ ‫ب‬ ‫يكون‬ ‫وبالتالي‬ ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫ت‬ ‫كلفة‬ ‫أولية‬ Initial cost . ‫قليلة‬ 2 - ‫التركيب‬ ‫يحتاج‬ ‫إ‬ ‫قليلة‬ ‫مساحة‬ ‫أو‬ ‫حيز‬ ‫لى‬ Less space . 1 - ‫موثوقية‬ ‫ذات‬ ‫المنظومة‬ Reliable . ‫التشغيل‬ ‫في‬ ‫وسهولة‬ 8 - ‫يكون‬ ‫هبوط‬ ‫الضغط‬ ‫في‬ ‫الفوهة‬ ‫كبير‬ ، ‫لذا‬ ‫ال‬ ‫تحتاج‬ ‫التوربينات‬ ‫نفسها‬ ‫إلى‬ ‫العمل‬ ‫في‬ ‫ذو‬ ‫محيط‬ ‫أو‬ ‫وسط‬ ‫ضغط‬ ‫عالي‬ ، ‫وال‬ ‫ي‬ ‫كون‬ ‫أوغطاء‬ ‫غالف‬ ‫التوربين‬ Turbine housing ‫قوي‬ ‫للغاية‬ . ‫المساوىء‬ Disadvantages : 1 - ‫مزيد‬ ‫من‬ ‫خسائر‬ ‫اإل‬ ‫حتكاك‬ Friction losses ‫بسبب‬ ‫السرعة‬ ‫العالية‬ ‫جدا‬ ‫في‬ ‫الفوهات‬ . 2 - ‫كفاءة‬ ‫أقل‬ ‫ألن‬ ‫نسبة‬ ‫سرعة‬ ‫الريشة‬ Blade velocity ‫إلى‬ ‫سرعة‬ ‫البخار‬ Steam velocity ‫ليست‬ ‫مثالية‬ Optimum . 1 - ‫القدرة‬ ‫المتنامية‬ ‫في‬ ‫الصفوف‬ ‫الالحقة‬ ‫ليست‬ ‫سوى‬ ‫جزء‬ ‫صغير‬ ‫من‬ ‫الصف‬ ‫األول‬ . 8 - ‫ال‬ ‫تزال‬ ‫جميع‬ ‫المراحل‬ ‫تتطلب‬ ‫بعض‬ ‫المساحة‬ ‫والمواد‬ Material ‫والتكلفة‬ . ‫الضغط‬ ‫تركيب‬ Pressure compounding : ( ‫الشكل‬ 2 ) ‫الضغط‬ ‫تركيب‬ Pressure compounding
  • 7.
    6 ‫الثابتة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬‫عدد‬ ‫من‬ ‫يتكون‬ Fixed nozzles ‫حلقات‬ ‫بين‬ ‫دمجها‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫هذه‬ . ‫بأحكام‬ ‫متصلة‬ ‫تكون‬ ‫عمود‬ ‫إلى‬ ‫اإلدارة‬ . ‫مرحلة‬ ‫كل‬ . ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫خفض‬ ‫يتم‬ ‫التركيب‬ ‫هذا‬ ‫في‬ . ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫وحلقة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫المرجل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫يمر‬ Boiler ‫حيث‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أول‬ ‫خالل‬ ‫يتمدد‬ Expand ‫جزئي‬ ‫بشكل‬ . ‫و‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫تقري‬ ‫سرعته‬ ‫كل‬ ‫متصاص‬ ‫با‬ ‫من‬ ‫األولى‬ ‫المجموعة‬ ‫فوق‬ ‫يمر‬ ‫عندما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫إلى‬ ‫أيضا‬ ‫تمريره‬ ‫يتم‬ ‫ثم‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫الثانية‬ ‫المجموعة‬ ‫خالل‬ ‫ومن‬ ‫أخرى‬ ‫مرة‬ ‫جزئيا‬ ‫تمدده‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ ‫الثابتة‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫الثانية‬ ‫المجموعة‬ ‫البخار‬ ‫يترك‬ ‫حتى‬ ‫العملية‬ ‫هذه‬ ‫تتكرر‬ ‫وهكذا‬ . ‫تقريبا‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫إمتصاص‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ ‫المتحركة‬ ‫التوربين‬ ‫عند‬ ‫المكثف‬ ‫ضغط‬ Condenser pressure . ‫من‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫يتم‬ ، ‫مراحل‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫تقليل‬ ‫خالل‬ ‫ي‬ ‫الذي‬ ‫إلى‬ ‫دخل‬ ‫الريش‬ .‫كبير‬ ‫حد‬ ‫إلى‬ ‫المتحركة‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫يتم‬ ‫ثم‬ ‫ومن‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ . ‫هذه‬ ‫التركيب‬ ‫طريقة‬ ‫تستخدم‬ ‫في‬ ‫توربينات‬ ‫وزولي‬ ‫راتو‬ Rateau & Zoelly turbines . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫زولي‬ ‫هاينريش‬ Heinrich Zoelly ( 1482 - 1117 ‫مهند‬ ) ‫س‬ ‫مكسيك‬ ‫ي‬ – ‫سويسر‬ ، ‫ي‬ ‫التوربينات‬ ‫بتطوير‬ ‫قام‬ ‫التوربينات‬ ‫تحركها‬ ‫التي‬ ‫والقاطرات‬ ‫البخارية‬ . ‫الضغط‬ ‫و‬ ‫السرعة‬ ‫تركيب‬ Pressure-Velocity compounding : 1 - ‫يتم‬ ، ‫التركيب‬ ‫من‬ ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫ستخدام‬ ‫تركيب‬ ‫الضغط‬ ‫والسرعة‬ . 2 - ‫اإل‬ ‫إجراء‬ ‫يتم‬ ‫نخفاض‬ ‫الهبوط‬ ‫أو‬ Drop ‫السرعة‬ ‫تتضاعف‬ ‫كما‬ ، ‫مرحلتين‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫في‬ ‫الكامل‬ ‫المكتسبة‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫عليها‬ ‫الحصول‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ . 1 - ‫و‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫بداية‬ ‫في‬ ‫الفوهات‬ ‫حلقة‬ ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫يبقى‬ ‫ثاب‬ ‫الضغط‬ ‫تا‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ‫خالل‬ . 8 - ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫طريقة‬ ‫ستخدام‬ ‫هذه‬ ‫التركيب‬ ‫في‬ ‫توربين‬ ‫كورتيس‬ ‫و‬ ‫أكثر‬ ‫في‬ ‫ال‬ ‫توربينات‬ . ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫الضغط‬ ‫و‬ ‫السرعة‬ ‫تركيب‬ Pressure-Velocity compounding
  • 8.
    7 ‫مبدأ‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Simpleimpulse turbine principle ‫ي‬ ‫تكون‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫أساسا‬ ‫فوهة‬ ‫من‬ Nozzle ، ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أو‬ ‫ومحور‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ Rotor ‫عمود‬ ‫على‬ ‫مثبت‬ Shaft ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫ومجموعة‬ ، ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫المرتبطة‬ ‫بال‬ ‫محورال‬ ‫و‬ ‫دوار‬ ‫غالف‬ Casing . ‫ألن‬ ‫نظرا‬ ‫البسيطة‬ ‫الدفعية‬ ‫التوربينات‬ ‫أسم‬ ‫التوربينات‬ ‫هذه‬ ‫على‬ ‫يطلق‬ ‫تمدد‬ ‫البخار‬ Steam expansion ‫يحدث‬ . ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫مجموعة‬ ‫في‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫توربين‬ ‫أيضا‬ ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫سمى‬ De-Laval ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ، . ‫مخترعها‬ ( ‫الشكل‬ 8 ‫البسيط‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مبدأ‬ ) Simple impulse turbine principle
  • 9.
    8 ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫أساسيات‬ Basicsof impulse turbine ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫الدفعي‬ ‫ثابتة‬ ‫فوهة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫يخرج‬ ، ‫ب‬ ‫ج‬ ‫عالية‬ ‫سرعة‬ ‫د‬ ، ‫ا‬ ‫ويضرب‬ ‫الريش‬ ‫على‬ ‫المثبتة‬ ‫للمحور‬ ‫الخارجية‬ ‫الحدود‬ ‫ال‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ . ‫بتغيير‬ ‫تقوم‬ ‫التي‬ ‫إ‬ ‫ضغطه‬ ‫تغيير‬ ‫دون‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫تجاه‬ . ‫عن‬ ‫الناتجة‬ ‫القوة‬ )‫الزخم‬ ( ‫الدفع‬ ‫قوة‬ ‫في‬ ‫التغيير‬ Momentum ‫دوران‬ ‫ستسبب‬ Rotation ‫التوربين‬ ‫عمود‬ ‫أمثلة‬ ‫توربينات‬ : ‫ذكرها‬ ‫مر‬ ‫كما‬ ، ‫وراتو‬ ‫وكورتيس‬ ‫الفال‬ ‫دي‬ . ‫التوربين‬ ‫يتكون‬ ‫الدفعي‬ ‫أساس‬ ‫ا‬ ‫من‬ ‫جزء‬ ‫ار‬ ّ‫دو‬ Rotor ‫عمود‬ ‫على‬ ‫ُثبت‬‫م‬ Shaft ‫حر‬ ‫الدوران‬ ‫بإسناد‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫المحامل‬ Bearings . ‫وضع‬ ‫ويتم‬ ، ‫المنحنية‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫الدوار‬ ‫للجزء‬ ‫الخارجية‬ ‫الحافة‬ ‫تحمل‬ ‫التركيب‬ ‫أو‬ ‫التجميع‬ Assembly ‫اإلغالق‬ ‫محكمة‬ ‫علبة‬ ‫أو‬ ‫صندوق‬ ‫في‬ ‫بأكمله‬ Airtight case . ‫ال‬ ‫تقوم‬ ‫فوهات‬ ‫بتوجيه‬ ‫البخار‬ ‫مباشرة‬ ‫ضد‬ ‫ال‬ ‫وت‬ ‫ريش‬ ‫المحور(الجزء‬ ‫دوير‬ ‫الدوار‬ ) ُ‫ت‬ . ‫ستمد‬ ‫ال‬ ‫طاقة‬ ‫الالزمة‬ ‫لدوران‬ ‫التوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ Kinetic energy ‫يتدفق‬ ‫الذي‬ ‫للبخار‬ ‫من‬ ‫خالل‬ ‫الفوهات‬ . ‫إن‬ ‫الدفع‬ ‫مصطلح‬ Impulse ‫التي‬ ‫القوة‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫تدير‬ ‫تأثير‬ ‫من‬ ‫تأتي‬ ‫التوربين‬ ‫تصادم‬ ‫أو‬ ‫دفع‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫الريش‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫الدوالب‬ ‫لعبة‬ ‫ستخدام‬ Toy Pinwheel ) ‫الرياح‬ ‫بتأثير‬ ‫يدور‬ ‫الذي‬ ‫الهواء‬ ‫دوالب‬ ‫لعبة‬ ‫وهي‬ ( ‫لدراسة‬ ‫للتوربينات‬ ‫األساسية‬ ‫المبادئ‬ ‫بعض‬ . ‫ف‬ ‫عند‬ ‫النفخ‬ ‫أو‬ ‫الضرب‬ ‫حافة‬ ‫على‬ ‫الدوالب‬ ، ‫س‬ ‫بسرعة‬ ‫يدور‬ . ‫و‬ ‫كلما‬ ‫كانت‬ ‫أقوى‬ ‫النفخة‬ ‫أو‬ ‫الضربة‬ ‫كلما‬ ، ‫دار‬ ‫الدوالب‬ ‫أسرع‬ . ‫البخار‬ ‫من‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫يستخدم‬ ‫أنه‬ ‫إال‬ ، ‫المبدأ‬ ‫نفس‬ ‫على‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫يعمل‬ ‫من‬ ‫الخارج‬ ‫البخار‬ ‫فوهة‬ ‫بدال‬ ‫الهواء‬ ‫من‬ . ‫توجد‬ ‫فوهات‬ ‫البخار‬ ‫عند‬ ‫الت‬ ‫مدخل‬ ‫وربين‬ Turbine inlet . ‫و‬ ‫فوهة‬ ‫عبر‬ ‫البخار‬ ‫يمر‬ ‫عندما‬ ‫ال‬ ‫تحويل‬ ‫يتم‬ ، ‫بخار‬ ‫الكامنة‬ ‫الطاقة‬ Potential energy ‫حركية‬ ‫طاقة‬ ‫إلى‬ . ‫المحور‬ ‫ويدور‬ ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫نحو‬ ‫البخار‬ ‫هذا‬ ‫توجيه‬ ‫يتم‬ ‫الحركية‬ ‫طاقتها‬ ‫من‬ ‫بعض‬ ‫نقل‬ ‫تم‬ ‫وقد‬ ، ‫الريش‬ ‫خالل‬ ‫المرور‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫ويتم‬ . ‫الدوار‬ ‫الريش‬ ‫إلى‬ . ‫الدوار‬ ‫المحور‬ ‫لتدوير‬ ‫يمكن‬ ‫إ‬ ‫ا‬ ‫التوربينات‬ ‫ستخدام‬ ‫الدفعية‬ ‫و‬ ‫لتشغيل‬ ‫توجيه‬ ‫السحب‬ ‫نافخات‬ ‫القسري‬ Forced draft blowers ‫والمضخات‬ Pumps ‫الرئيسية‬ ‫الدفع‬ ‫وتوربينات‬ Main propulsion turbines . ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫وعمل‬ ‫تركيب‬ Construction and working of impulse turbine ‫من‬ ‫العلوي‬ ‫الجزء‬ ‫ُظهر‬‫ي‬ ( ‫الشكل‬ 8 ) ‫مقط‬ ‫ع‬ ‫طو‬ ‫ا‬ ‫ليا‬ ‫ل‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫العلوي‬ ‫لنصف‬ . ‫الشكل‬ ‫يبين‬ ‫األوسط‬ ‫الجزء‬ ‫للفوهة‬ ‫الفعلي‬ ‫و‬ ‫الريشة‬ ‫تركيب‬ Blading . ‫السفلي‬ ‫الجزء‬ ‫ويوضح‬ ‫تغير‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ Absolute velocity ‫المطلق‬ ‫والضغط‬ Absolute pressure ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫أثناء‬ ‫عبوره‬ ‫خالل‬ ‫و‬ ‫الفوهات‬ ‫الريش‬ . ‫يحدث‬ ‫تمدد‬ ‫(ضغط‬ ‫األولي‬ ‫ضغطه‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫المرجل‬ Boiler pressure ‫المكثف‬ ‫(ضغط‬ ‫النهائي‬ ‫الضغط‬ ‫إلى‬ ) Condenser pressure ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫مجموعة‬ ‫في‬ ) . ‫وبسبب‬ ‫العالي‬ ‫الهبوط‬ ‫ب‬ ، ‫الفوهات‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫س‬ ‫الفوهات‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تزداد‬ . ‫البخار‬ ‫يترك‬ ‫على‬ ‫المركبة‬ ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫ويضرب‬ ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫بسرعة‬ ‫الفوهة‬ . ‫العالية‬ ‫السرعة‬ ‫بهذه‬ ‫دوالب‬ ‫و‬ ‫بأنه‬ ‫هذه‬ ‫العالية‬ ‫الخروج‬ ‫لسرعة‬ ‫نتيجة‬ ‫الطاقة‬ ‫فقدان‬ ‫ُعرف‬‫ي‬ ‫عادة‬ ‫خسارة‬ ُ‫م‬ ّ‫رح‬ ‫لة‬ Carry over loss ‫أو‬ ‫المغادرة‬ ‫خسارة‬ Leaving loss ‫العادم‬ ‫خسارة‬ ‫أو‬ Exhaust loss ‫أو‬ ‫سرعة‬ ‫خسارة‬ ‫المغادرة‬ Leaving-velocity loss . ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫يبقى‬ ‫ثابتا‬ ‫يتحرك‬ ‫عندما‬ ‫الريش‬ ‫خالل‬ ‫ولكن‬ ‫سرعته‬ ‫تقل‬ . ‫أو‬ ‫(المغادرة‬ ‫الخروج‬ ‫سرعة‬ ‫تصل‬ ‫قد‬ ( ‫إلى‬ )‫الضائعة‬ 1.1 . ‫الفوهة‬ ‫مخرج‬ ‫سرعة‬ ‫من‬ ) ٪ ‫كل‬ ‫أن‬ ‫بما‬ ‫أيضا‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫سيتم‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫واحدة‬ ‫حلقة‬ ‫بواسطة‬ ‫متصاصه‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫فقط‬ ‫الدوالب‬ Wheel ‫تكون‬ ‫تتراوح‬ ‫للغاية‬ ‫مرتفعة‬ ( ‫من‬ 21111 ‫إلى‬ 11111 ‫الدقيقة‬ ‫في‬ ‫دورة‬ RPM ) . ‫يمكن‬ ، ‫ذلك‬ ‫ومع‬ ‫تقليل‬ ‫سرعة‬ ( ‫أي‬ ‫السرعة‬ ‫هذه‬ ‫الدوالب‬ ‫سرعة‬ ‫أو‬ ‫المحور‬ ‫الدوار‬ ) ‫خالل‬ ‫من‬ ‫إ‬ ‫طريقة‬ ‫عتماد‬ ‫التوربينات‬ ‫تركيب‬ Compounding of turbines .
  • 10.
    9 ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫مساوىء‬ Disadvantagesof impulse turbine 1 - ‫يجب‬ ‫أنه‬ ‫بما‬ ‫إ‬ ‫ستيعاب‬ ‫إمتصاص‬ ‫أو‬ ‫كل‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫فقط‬ ‫واحدة‬ ‫حلقة‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫عالي‬ ‫للبخار‬ ‫الريش‬ ‫عالية‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫المتحركة‬ ‫جد‬ ‫إلى‬ ‫يصل‬ ‫ما‬ ‫أي‬ ، ‫ا‬ ( 11111 ‫الدقيقة‬ ‫في‬ ‫دورة‬ ) ‫عملية‬ ‫ألغراض‬ . 2 - ‫في‬ ‫كبيرة‬ ‫خسارة‬ ‫هناك‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫مما‬ ‫الكفاية‬ ‫فيه‬ ‫بما‬ ‫عالية‬ ‫الخروج‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ . ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ( Velocity diagram ( Velocity triangle ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ( Velocity diagram ( velocity triangle
  • 11.
    10 ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫توضيح‬ (‫الشكل‬ 5 ) : Absolute velocity of steam at inlet in m/s = v1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ ‫ثانية‬ . Nozzle inlet angle = α1 . ‫الفوهة‬ ‫مدخل‬ ‫زاوية‬ Blade velocity in m/s = u . ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ Relative velocity of steam at inlet in m/s = vr1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ . ‫ثانية‬ Tangential velocity of steam at inlet in m/s = vw1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المماسية‬ ‫السرعة‬ ‫ثانية‬ Axial velocity of steam at inlet in m/s = va1 ‫متر‬ ‫المدخل‬ ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المحورية‬ ‫السرعة‬ . ‫ثانية‬ Blade inlet angle = ϐ1 . ‫الريشة‬ ‫مدخل‬ ‫زاوية‬ Blade outlet angle = ϐ2 . ‫الريشة‬ ‫مخرج‬ ‫زاوية‬ Relative velocity of steam at outlet in m/s = vr2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Tangential velocity of steam at outlet in m/s = vw2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المماسية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ ‫ثانية‬ Axial velocity of steam at outlet in m/s = va2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المحورية‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Blade velocity coefficient = Vr2 / Vr1 . ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫معامل‬ Absolute velocity of steam at outlet in m/s = v2 ‫عند‬ ‫للبخار‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ ‫المخرج‬ ‫متر‬ . ‫ثانية‬ Angle made by absolute velocity V2 with the tangent of the wheel at outlet = α2 ‫زاوية‬ ‫إلتقاء‬ ‫من‬ ‫ناتجة‬ ‫المطلقة‬ ‫السرعة‬ V2 ‫مع‬ ‫الدوالب‬ ‫مماس‬ ‫عند‬ ‫ال‬ ‫مخرج‬ : ‫مالحظة‬ ‫مثلث‬ ‫السرعة‬ Velocity triangle ‫ُمكن‬‫ي‬ .‫التوربينية‬ ‫اآللة‬ ‫في‬ ‫التشغيل‬ ‫لمائع‬ ‫المتنوعة‬ ‫السرعة‬ ‫مركبات‬ ‫يمثل‬ ‫مثلث‬ ‫هو‬ ‫التوربينية‬ ‫اآللة‬ ‫ومخرج‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫السرعة‬ ‫مثلثات‬ ‫رسم‬ُ‫ت‬ ‫أن‬ . ‫متجهة‬ ‫كميات‬ ‫بإعتبارها‬ ‫المثلث‬ ‫في‬ ‫السرعة‬ ‫مركبات‬ ‫مع‬ ‫التعامل‬ ‫يتم‬ ‫السرع‬ ‫من‬ ‫عادة‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫ويتكون‬ ، . ‫الثالثة‬ ‫المثلث‬ ‫أضالع‬ ‫بذلك‬ ‫ليتكون‬ ، ‫للمائع‬ ‫النسبية‬ ‫والسرعة‬ ‫المطلقة‬ ‫والسرعة‬ ‫المماسية‬ ‫ة‬ C ( ‫الشكل‬ 8 ‫المركبة‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ) Combined velocity triangle
  • 12.
    11 ‫المرحلة‬ ‫كفاءة‬ ،‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ ، ‫القدرة‬ ، ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work output , power , blade efficiency & stage efficiency ‫القوة‬ Force ‫اإل‬ ‫في‬ ‫تجاه‬ ‫المماسي‬ Tangential direction = ‫الزخم‬ ‫تغير‬ ‫معدل‬ Momentum ‫اإل‬ ‫في‬ ‫تجاه‬ ‫المماسي‬ . ‫الكتلة‬ = ‫الثانية‬ Mass per second X ‫في‬ ‫التغير‬ ‫ال‬ ‫سرعة‬ ( ‫نيوتن‬ Newtons ) = m ( Vw1 ± Vw2 ) )‫(نيوتن‬ ‫اإل‬ ‫في‬ ‫القوة‬ ‫المحوري‬ ‫تجاه‬ Axial direction = ‫اإل‬ ‫في‬ ‫الزخم‬ ‫تغير‬ ‫معدل‬ ‫المحوري‬ ‫تجاه‬ . ( ‫الدفع‬ ‫قوة‬ ‫المحوري‬ Axial thrust ) ( ‫نيوتن‬ ) = m (Va1 – Va 2 ) ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work done ‫الريش‬ ‫على‬ ‫البخار‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ( ‫نيوتن‬ ‫متر‬ ‫ثانية‬ (N .m/s m( Vw1 ± Vw2 )u = ‫القدرة‬ Power ‫المتنامية‬ ‫التوربين‬ ‫بواسطة‬ ( ‫كيلواط‬ KW ) / 1000 u m ( Vw1 ± Vw2) = ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency = )‫(الريش‬ ‫الريشة‬ ‫على‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫الطاقة‬ Energy ‫المجهزة‬ ‫للريشة‬ )‫(للريش‬ / (V1)² u ( Vw1 ± Vw2) = 2 u / ½ [ m(V1)²] m ( Vw1 ± Vw2) = ‫الريشة‬ ‫مع‬ ‫اإلحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫المفقودة‬ ‫الطاقة‬ Energy lost due to blade friction = 1/2 * m [ (Vr1)² – (Vr 2)² ] (N.m/s ‫متر‬ ‫(نيوتن‬ ‫ثانية‬ ‫المرحلة‬ ‫كفاءة‬ Stage efficiency )‫(الريش‬ ‫الريشة‬ ‫على‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ = ‫إجمالي‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫المجهزة‬ ‫الطاقة‬ ‫مرحلة‬ m( H1` – H2 ) = ( Vw1 ± Vw2) u / Hd / u m ( Vw1 ± Vw2) = : ‫إن‬ ‫حيث‬ Hd = H1 – H2 ‫(إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الفوهة‬ ‫حلقة‬ ‫في‬ ‫الحرارة‬ Heat drop in the nozzle ring ) ‫األقصى‬ ‫الحد‬ ‫للشغل‬ ‫لكفاءة‬ ‫األقصى‬ ‫والحد‬ ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫أو‬ ‫مخطط‬ Maximum work & maximum diagram efficiency ‫الشكل‬ ‫إلى‬ ‫بالرجوع‬ ( 8 ‫المركبة‬ ‫السرعة‬ )‫(مثلث‬ ‫مخطط‬ ‫من‬ ‫نالحظ‬ ) combined velocity triangle ‫ما‬ : ‫يلي‬ Vw1 = V1 cos α1 = Vr1 cos ϐ1 + u ‫و‬ Vw2 = V2 cos α2 = Vr2 cos ϐ2 – u Vw1 + Vw2 = Vr1 cos ϐ1 + Vr2 cos ϐ2 = Vr1 cos ϐ1 [1 + ( Vr2 cos ϐ2 / Vr1 cos ϐ1 ) ] ‫إ‬ : ‫ذن‬ = Vr1 cos ϐ1 ( 1 + K C ) : ‫أن‬ ‫حيث‬ k = Vr2 / Vr1 & C = cos ϐ2 / cos ϐ1 : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫المعادلة‬ ‫تكون‬ ‫أو‬ Vw1 + Vw2 = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C )
  • 13.
    12 ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫معدل‬ Rateof doing work ( ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ kg / second : ) = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) u ‫إ‬ ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ ‫تكون‬ ‫ذن‬ ( Ƞb Diagram efficiency ( : Ƞb = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) / V1² ‫لتكن‬ ‫الربشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ ( ρ ) Blade speed ratio : ρ = u / V1 ‫لذلك‬ ‫تكون‬ ‫كفاءة‬ ‫المخطط‬ : ‫يلي‬ ‫كما‬ ( 1 + K C ) ( ² ρ cos α1 – ρ 2 ( = Ƞb ‫حسب‬ ‫المعادلة‬ ‫أعاله‬ ، ‫من‬ ‫الواضح‬ ‫أن‬ ‫كفاءة‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫تعتمد‬ ‫على‬ ‫العوامل‬ ‫التالية‬ : 1 - ( ‫الفوهة‬ ‫زاوية‬ Nozzle angle ( α1 . 2 - ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ ( ρ ) Blade speed ratio . 1 - ‫الريشة‬ ‫زوايا‬ ( Blade angles ( ϐ1 & ϐ2 . 8 - ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ‫معامل‬ Blade velocity coefficient ( K ) . ‫إ‬ ‫تم‬ ‫ذا‬ ‫إ‬ ( ‫من‬ ‫كل‬ ‫قيمة‬ ‫فتراض‬ α1 ‫و‬ K ‫و‬ C ‫ف‬ ، ‫ثابتة‬ ) ‫إ‬ ‫نسبة‬ ‫قيمة‬ ‫على‬ ‫فقط‬ ‫ستعتمد‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ‫كفاءة‬ ‫ن‬ ( ‫الريشة‬ ‫سرعة‬ ρ . ) ‫من‬ ‫أجل‬ ‫تحديد‬ ‫القيمة‬ ‫المثلى‬ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫للكفاءة‬ : ‫فإن‬ 0 = ρ Ә / Ƞb Ә ‫ف‬ ‫لذلك‬ ‫إ‬ ‫ن‬ ρ : ‫ستكون‬ 2 / cos α1 = ρ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫الكفاءة‬ ‫معادلة‬ ‫تكون‬ max ( Ƞb ‫كما‬ ) : ‫يلي‬ (Ƞb)max = 2 ( 1 + K C ) [(cos α1 / 2 ) cos α1 – cos² α1 / 4 ]= ( 1 + K C )( cos² α1 / 2) ‫مالحظة‬ : ‫إذا‬ ‫كانت‬ ‫الريشة‬ ‫متماثلة‬ ‫وجود‬ ‫وال‬ ‫لإل‬ ‫حتكاك‬ ‫السطحي‬ ، : ‫يكون‬ ‫عندئذ‬ ϐ2 = ϐ1 ‫و‬ 1 = K = C ‫ف‬ ‫لذلك‬ ‫إ‬ ‫ن‬ ‫السرعة‬ ‫لمخطط‬ ‫القصوى‬ ‫الكفاءة‬ max ( Ƞb ) : ‫ستكون‬ (Ƞb)max = cos² α1 ( ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ kg / second : ) = (V1 cos α1 – u ) ( 1 + K C ) u ‫لذلك‬ ‫ف‬ ‫إ‬ ‫المنجز‬ ‫للشغل‬ ‫معدل‬ ‫أقصى‬ ‫ن‬ Maximum rate of doing work ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫غرام‬ ‫كيلو‬ ‫لكل‬ ( ‫الثانية‬ kg / second ) = ² 2 u : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ‫السرعة‬ ‫بين‬ ‫الرئيسي‬ ‫الفرق‬ Speed ‫والسرعة‬ Velocity ، ‫ب‬ ‫حسابهما‬ ‫يتم‬ ‫كليهما‬ ‫أن‬ ‫من‬ ‫الرغم‬ ‫على‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫في‬ ‫مختلفان‬ ‫االثنين‬ ‫فإن‬ ، )‫إلخ‬ ، ‫الساعة‬ ‫في‬ ‫ميال‬ ، ‫ث‬ / ‫م‬ ، ‫ساعة‬ / ‫(كم‬ ‫الوحدات‬ ‫نفس‬ ‫وصفه‬ ‫يتم‬ ‫األول‬ ‫المصطلح‬ ‫أن‬ ‫ب‬ ‫إ‬ ‫القيم‬ ‫ستخدام‬ ‫العددية‬ Numerical values ‫عددية‬ ‫كمية‬ ‫(أي‬ ‫فقط‬ Scalar quantity ‫يصف‬ ‫بينما‬ ) ‫المصطلح‬ ‫واإل‬ ‫الحجم‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫اآلخر‬ ‫تجاه‬ Magnitude and direction ( ‫أي‬ ‫متجهة‬ ‫كمية‬ Vector quantity ) . ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ Reaction turbine ‫تدريج‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫فيه‬ ‫ينخفض‬ ‫الذي‬ ‫التوربين‬ ‫يا‬ ‫عبر‬ ‫يتمدد‬ ‫بينما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫وكذلك‬ ‫الريش‬ ‫الثابتة‬ ُ‫ي‬ ‫عرف‬ ‫بتوربين‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ . ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬ ، ‫المراحل‬ ‫من‬ ‫كبير‬ ‫عدد‬ ‫من‬ ‫يتكون‬ ‫الذي‬ ‫ويحدث‬ . ‫والمتحركة‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫الوقت‬ ‫طوال‬ ‫الحرارة‬ ‫نخفاض‬ ‫الريش‬ ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ . ‫توجد‬ ‫ال‬ ‫في‬ ‫فوهات‬ ‫أي‬ ‫توربين‬ ‫رد‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ . ‫حيث‬ ‫تعمل‬ ‫الريش‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫فيها‬ ‫تزداد‬ ‫التي‬ ‫كالفوهات‬ ‫الثابتة‬ ‫و‬ ‫يتم‬ ‫توجي‬ ‫ه‬ ‫ه‬ ‫حلقة‬ ‫لدخول‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ .
  • 14.
    13 ‫أنه‬ ‫وبما‬ ‫يحدث‬ ‫إ‬ ‫من‬ ‫كل‬‫في‬ ‫الضغط‬ ‫نخفاض‬ ‫الريش‬ ، ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫فإن‬ ‫الشفرات‬ ‫كل‬ ‫تكون‬ ‫فوهة‬ ‫شكل‬ ‫على‬ . ‫التدفق‬ ‫أثناء‬ ‫البخار‬ ‫يتمدد‬ ‫خالل‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫يعطي‬ ‫وبالتالي‬ ‫فعل‬ ‫ردة‬ ‫للريش‬ ‫المتحركة‬ . ‫ولهذا‬ ُ‫ي‬ ‫سمى‬ ‫توربين‬ ‫رد‬ ‫ال‬ ‫فعل‬ . ُ‫ي‬‫و‬ ‫سمى‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫أيضا‬ ‫ال‬ ‫بارسون‬ ‫فعل‬ Parson’s reaction turbine . ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫الريش‬ ‫الغالف‬ ‫على‬ ‫الثابتة‬ Casing ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫بينما‬ ‫الريش‬ ‫المتحركة‬ ‫بالجزء‬ ‫الدوار‬ . ‫مالحظة‬ ‫توضيحية‬ : ‫بارسون‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Parson’s reaction turbine ‫إلى‬ ‫نسبة‬ ‫مخترع‬ ‫التوربينات‬ ‫الحديثة‬ ‫البخارية‬ ‫عام‬ ‫في‬ 1448 ‫قبل‬ ‫من‬ ‫المهندس‬ ‫اإلنكليزي‬ ‫األيرلندي‬ ‫بارسونز‬ ‫تشارلز‬ ‫السير‬ ( 1418 - 1111 ) . ( ‫الشكل‬ 7 ) ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫اإلنتروبي‬ ‫ثابت‬ ‫تمدد‬ Isentropic expansion in reaction turbine : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ( ‫األنتروبية‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬ isentropic ) ‫العملي‬ ‫وهي‬ : ‫ة‬ ‫ثابت‬ ‫أنتروبي‬ ‫عند‬ ‫تتم‬ ‫التي‬ ‫مثالية‬ ‫حرارية‬ ‫عملية‬ . ‫أحتكاك‬ ‫ال‬ ‫أي‬ ‫والمحيط‬ ‫النظام‬ ‫بين‬ ‫ومادة‬ ‫حرارة‬ ‫فقدان‬ ‫بدون‬ ‫تتم‬ . ‫العملية‬ ‫في‬
  • 15.
    14 N S ( ‫الشكل‬ 4 ‫الفعل‬ ‫رد‬‫توربين‬ ‫لريشة‬ ‫السرعة‬ ‫مخطط‬ ) Velocity diagram for reaction turbine blade ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ‫والقدرة‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work output & power in reaction turbine ‫الشغل‬ )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫متر‬ ‫نيوتن‬ ( N . m ) The work done per kg of steam in the stage (per pair) = u( Vw1 + Vw2) ‫الشغل‬ ‫ك‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫غ‬ )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫الثانية‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫م‬ ‫متر‬ ‫(نيوتن‬ ( )‫ثانية‬ N . m / s ) The work done per kg of steam per second in the stage (per pair) = m u( Vw1 + Vw2) : ‫أن‬ ‫حيث‬ m = ‫كتلة‬ mass ‫البخار‬ ‫من‬ ‫الم‬ ‫تدفق‬ ‫خالل‬ ‫الريش‬ ‫كغم‬ ( )‫ثانية‬ ( kg/s ) )‫زوج‬ ‫(لكل‬ ‫المتنامية‬ ‫القدرة‬ ‫(كيلواط‬ KW ) Power developed (per pair) = m u( Vw1 + Vw2) / 1000 ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫الكفاءة‬ Efficiency Ƞ = ------------------------------------------------------------------------ ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ ‫(اإلنثالبي‬ Enthalpy ) ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ Ƞ = u( Vw1 + Vw2) / 1000 H : ‫أن‬ ‫حيث‬ H = ‫إنخفاض‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ Enthalpy ‫زوج‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫(كيلوجول‬ )‫كغم‬ KJ/Kg) ) ‫مالحظ‬ ‫ات‬ : ‫توضيحية‬ 1 - ‫مرحلة‬ ‫كل‬ Stage ‫زوج‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫التوربين‬ ‫مراحل‬ ‫من‬ Pair ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫من‬ Fixed and Moving blades 2 - ‫اإلستخدام‬ ‫عامل‬ = ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ = ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency = Diagram efficiency = Utilization factor
  • 16.
    15 ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬‫في‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ Degree of reaction in reaction turbine ‫يتم‬ ‫تعريف‬ ‫درجة‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ Degree of reaction ‫على‬ ‫أنها‬ ‫نسبة‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ ( ‫اإلنثالبي‬ ) ‫عبر‬ ‫المتحركة‬ ‫الريشة‬ ‫إلى‬ ‫إنخفاض‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫بأكملها‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ ، ‫المرحلة‬ ‫أن‬ ‫حيث‬ ‫التوربينات‬ ‫تصميم‬ ‫في‬ ‫مهم‬ ‫عامل‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫وتعتبر‬ .)‫المتحرك‬ ‫االمحور‬ + ‫الثابت‬ ‫(العضو‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫اآللة‬ ‫كفاءة‬ ‫تحدد‬ ‫حيث‬ ‫عموما‬ ‫التوربينية‬ ‫واآلالت‬ ‫والضواغط‬ . ‫و‬ ‫يتم‬ ‫اإلشارة‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫إلى‬ ‫بالرمز‬ R . Enthalpy drop in the moving blade ‫المتحركة‬ ‫الريش‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ R = ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Enthalpy drop in the stage ‫إنخفاض‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ R = dH2 / dH1 + dH2 : ‫أن‬ ‫حيث‬ dH1 = ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ ‫عبر‬ ‫الريشة‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ ‫الثابتة‬ . dH1 = (V1)² – (V2)² / 2 = H1 – H2 ( KJ / Kg ) ‫جول‬ ‫كيلو‬ )‫كغم‬ ) ‫الريشة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ ‫المتحركة‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ . = dH2 dH2 = (Vr2)² – (Vr1)² / 2 = H2 – H3 ( KJ / Kg ) ‫جول‬ ‫كيلو‬ )‫كغم‬ ) : ‫كذلك‬ dH1 + dH2 . ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كيلوغرام‬ ‫لكل‬ ‫المرحلة‬ ‫عبر‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫إنخفاض‬ = dH1 + dH2 = H1 – H3 = Work done by the steam in the stage ‫المرحلة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ‫المنجز‬ ‫الشعل‬ = u ( Vw1 + Vw2) (Vr2)² – (Vr1)² R = ----------------------- : ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫يكون‬ ‫إذن‬ 2 u ( Vw1 + Vw2) ( ‫مالحظة‬ 1 : ) ‫بارسون‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫في‬ Parson’s reaction turbine ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ، ( (R = 0.5 ، ( ‫يكون‬ ‫عندئذ‬ α1 = ϐ2 ‫و‬ α2 = ϐ1 ) . ‫ف‬ ‫أن‬ ‫يعني‬ ‫هذا‬ ‫الريشة‬ ‫و‬ ‫المتحركة‬ ‫الريشة‬ ‫له‬ ‫الثابتة‬ ‫م‬ ‫الشكل‬ ‫نفس‬ ‫ا‬ . ( ‫مالحظة‬ 2 : ) ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ ( R = 0 ، ) ‫فإن‬ ‫بسيط‬ ‫دفعي‬ ‫توربين‬ ‫يكون‬ ‫التوربين‬ Simple impulse turbine . ( ‫مالحظة‬ 3 : ) ( ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ R = 1 ، ) ‫فإن‬ ‫صافي‬ ‫فعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ ‫يكون‬ ‫التوربين‬ Pure reaction turbine .
  • 17.
    16 ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬‫في‬ ‫والكفاءة‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ Work done & efficiency in reaction turbine ‫كفاءة‬ ‫المرحلة‬ ‫وكفاءة‬ ‫الريشة‬ Blade efficiency & stage efficiency ‫حساب‬ ‫يتم‬ ‫كفاءة‬ ‫أقصى‬ Maximum efficiency ‫اإلعتبار‬ ‫بنظر‬ ‫األخذ‬ ‫مع‬ ‫اإل‬ ‫التالية‬ ‫فتراضات‬ : 1 - ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫درجة‬ ( R = 0.5 ) ، ‫أي‬ ‫أن‬ ( α1 = ϐ2 ‫و‬ α2 = ϐ1 ) . 2 - ‫والمتحركة‬ ‫الثابتة‬ ‫الريش‬ ‫متماثلة‬ ‫تكون‬ Symmetrical ( ‫أن‬ ‫أي‬ ، V1 = Vr2 & V2 = Vr1 . ) ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ Kinetic energy ‫للريشة‬ ‫المجهزة‬ ‫لكل‬ ‫الثابتة‬ ( ‫ك‬ ‫غ‬ ‫م‬ Kg ‫البخار‬ ‫من‬ ) : V1)² / 2 ) = ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫المجهزة‬ ‫للريشة‬ ‫ك‬ ‫لكل‬ ‫المتحركة‬ ‫غ‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫م‬ : (Vr2)² – (Vr1)² / 2 = ‫إجمالي‬ ‫الطاقة‬ ‫المجهزة‬ ‫ل‬ ‫لمرحلة‬ ‫لكل‬ ‫كغم‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : = [ ( V1)² / 2 ] + [ (Vr2)² – (Vr1)² / 2 ] ‫ال‬ ‫أن‬ ‫وبما‬ ‫متماثلة‬ ‫ريش‬ ( V1 = Vr2 & V2 = Vr1 ) ‫السرعة‬ ‫مثلث‬ ‫خالل‬ ‫ومن‬ Velocity triangle : ( V1)² + u² – ( 2 * V1 * u * cos α1 ) = (Vr1)² ‫الطاقة‬ ‫إجمالي‬ ، ‫لذلك‬ ‫المجهزة‬ ‫ل‬ ‫لكل‬ ‫لمرحلة‬ ‫كغم‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : ( V1)² + u² – ( 2 * V1 * u * cos α1 ) = ( V1)² – ---------------------------------------------- 2 ‫المنجز‬ ‫العمل‬ Work done ‫كغ‬ ‫لكل‬ ‫م‬ ‫البخار‬ ‫من‬ : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫يكون‬ = u ( Vw1 + Vw2 ) = u ( V1 cos α1 + Vr2 cos ϐ2 – u ) ( ‫أن‬ ‫وبما‬ α1 = ϐ2 ‫و‬ V1 = Vr2 : ‫ستكون‬ ‫المعادلة‬ ‫فإن‬ ، ) = u ( 2 V1 cos α1 – u ) ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫المخطط‬ ‫كفاءة‬ Diagram efficiency ( Ƞd ) = -------------------------------- ----------- ‫البخار‬ ‫من‬ ‫كغم‬ ‫لكل‬ ‫المجهزة‬ ‫الطاقة‬ ‫إجمالي‬
  • 18.
    17 ‫و‬ : ‫أن‬ ‫حيث‬ ( ρ= u / V1 ‫و‬ ) ‫التي‬ ‫تمثل‬ ‫الربشة‬ ‫سرعة‬ ‫نسبة‬ Blade speed ratio ‫كفاءة‬ ‫معادلة‬ ‫ستكون‬ ، : ‫يلي‬ ‫كما‬ ‫المخطط‬ = Ƞd ‫عندما‬ ‫القصوى‬ ‫قيمتها‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫تكون‬ ‫الصيغة‬ ‫تكون‬ ( ˑ cos α1 ρ 1 – ρ² + 2 ˑ ) ‫تكون‬ ‫أو‬ ‫قيمة‬ ‫أدنى‬ ‫في‬ ( ‫النسبة‬ dȠd / dρ = 0 ) ، : ‫أي‬ d ( 1 – ρ² + 2 ˑ ρ ˑ cos α1 ) / dρ = 0 : ‫أو‬ ( – 2 ρ + 2 cos α1) = 0 ‫أو‬ : ‫لذلك‬ ‫عندما‬ ‫القصوى‬ ‫قيمتها‬ ‫في‬ ‫الكفاءة‬ ‫تكون‬ : (Ƞd)max ‫إذن‬ ‫تكون‬ ‫ال‬ ‫معادلة‬ : ρ = cos α1 ρ = cos α1
  • 19.
    18 ‫المعادلة‬ ‫تكون‬ ‫إذن‬ ‫ألقص‬‫النهائية‬ ‫ى‬ ‫كفاءة‬ ‫لل‬ ‫مخطط‬ : ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫وتوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ Impulse turbine vs Reaction turbine ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Impulse turbine ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫توربين‬ Reaction turbine ‫البخار‬ ‫يتمدد‬ ‫كليا‬ ‫و‬ ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫يبقى‬ ‫ثاب‬ ‫ضغطه‬ ‫تا‬ ‫خالل‬ ‫ممرات‬ ‫عبر‬ ‫تدفقه‬ ‫الريشة‬ Blade passages . ‫يتمدد‬ ‫جزئي‬ ‫البخار‬ ‫ا‬ ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫المزيد‬ ‫ويحدث‬ ‫من‬ ‫التمدد‬ ‫ريش‬ ‫في‬ ‫الجزء‬ ‫الدوار‬ . ‫تبقى‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ Relative velocity ‫للبخار‬ ‫خالل‬ ‫المار‬ ‫الريشة‬ ‫في‬ ‫ثابتة‬ ‫اإل‬ ‫غياب‬ ‫حتكاك‬ Friction ‫تزداد‬ ‫المار‬ ‫للبخار‬ ‫النسبية‬ ‫السرعة‬ ‫الريشة‬ ‫خالل‬ ‫بينما‬ ‫يتمدد‬ ‫المرور‬ ‫أثناء‬ ‫البخار‬ . ‫الريشة‬ ‫خالل‬ ‫ريش‬ ‫متماثلة‬ Symmetrical . ‫متماثلة‬ ‫غير‬ ‫ريش‬ Asymmetrical ‫طرفي‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫نهايتي‬ ‫أو‬ ‫الريشة‬ ‫هو‬ ‫المتحركة‬ ‫نفسه‬ . ‫طرفي‬ ‫على‬ ‫الضغط‬ ‫يختلف‬ ‫الريشة‬ ‫المتحركة‬ . ‫لنفس‬ )‫المتنامية‬ ( ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ، ‫و‬ ‫كما‬ ‫يكون‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫عدد‬ ‫فإن‬ ، ‫أكثر‬ ‫الضغط‬ ‫المطلوبة‬ ‫المراحل‬ ‫تكون‬ ‫أقل‬ . )‫المتنامية‬ ( ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫لنفس‬ ، ‫وكما‬ ‫أن‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الضغط‬ ‫يكون‬ ‫قليل‬ ‫المطلوبة‬ ‫المراحل‬ ‫عدد‬ ‫فإن‬ ، ‫تكون‬ ‫أكثر‬ . ‫كفاءة‬ ‫منحنى‬ ‫يعتبر‬ ‫الريشة‬ ‫أقل‬ ‫إ‬ ‫نسيابية‬ ‫إستقرارا‬ ‫أو‬ . The blade efficiency curve is less flat ‫الريشة‬ ‫كفاءة‬ ‫منحنى‬ ‫يعتبر‬ ‫أكثر‬ . ‫إستقرارا‬ ‫أو‬ ‫إنسيابية‬ ‫وبالتالي‬ ، ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫تكون‬ ‫سرعة‬ ‫عالية‬ ‫التوربين‬ . ‫سرعة‬ ‫فإن‬ ‫وبالتالي‬ ، ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫ليست‬ ‫البخار‬ ‫سرعة‬ ‫التوربين‬ . ‫منخفضة‬ ‫تكون‬ ‫في‬ ‫التوربين‬ ‫أختيار‬ ‫يتم‬ ‫جميع‬ ‫مجاالت‬ ‫اإل‬ ‫او‬ ‫التطبيق‬ ‫على‬ ‫بناءا‬ ‫ستخدام‬ ‫القدرة‬ ‫التنافسية‬ ‫والذي‬ ‫للتوربين‬ ‫هي‬ ‫مزيج‬ ‫من‬ ‫عدة‬ ‫عوامل‬ : 1 - ‫الكفاءة‬ Efficiency . 2 - ‫اإل‬ ‫العمر‬ ‫فتراضي‬ Life . 1 - ( ‫القدرة‬ ‫كثافة‬ ‫القدرة‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫الوزن‬ ‫لى‬ ) Power density (power to weight ratio) . 8 - ‫المباشرة‬ ‫التشغيل‬ ‫تكلفة‬ Direct operation cost . 1 - ‫والصيانة‬ ‫التصنيع‬ ‫تكاليف‬ Manufacturing and maintenance costs . 2 cos²α1 (Ƞd)max = ----------------- ( 1 + cos²α1 )
  • 20.
    19 ( ‫الشكل‬ 1 ) ‫الفعل‬ ‫رد‬‫وتوربين‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ Impulse turbine vs Reaction turbine
  • 21.
    20 ‫اإل‬ ‫الكفاءة‬ ‫و‬ )‫الكلية‬ ( ‫جمالية‬ ‫م‬ ‫عامل‬ ‫إ‬ ‫التسخين‬ ‫عادة‬ Overall efficiency & Reheat factor ( ‫الشكل‬ 11 ) ‫مخطط‬ ‫اإل‬ ‫نثالبي‬ - ‫اإل‬ ‫نتروبي‬ ‫بخاري‬ ‫توربين‬ ‫لتمدد‬ ‫متعدد‬ ‫المراحل‬ Enthalpy - entropy diagram for multi stage expantion ‫م‬ ‫عامل‬ ‫إعادة‬ ‫التسخين‬ Reheat factor : ‫يتم‬ ‫تعريفه‬ ‫على‬ ‫أنه‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫الحرارة‬ ‫التراكمي‬ )‫التصاعدي‬ ‫أو‬ ‫التزايدي‬ ( Cumulative ‫إلى‬ ‫إ‬ ‫نخفاض‬ ‫ال‬ ‫حرارة‬ ‫األ‬ ‫ديبات‬ ‫يك‬ ( ‫ي‬ ‫ثابت‬ ‫الحرارة‬ ‫كظوم‬ ‫أو‬ Adiabatic ) ‫في‬ ‫جميع‬ ‫مراحل‬ ‫التوربين‬ . ‫تعتمد‬ ‫قيمة‬ ‫معامل‬ ‫التسخين‬ ‫على‬ ‫نوع‬ ‫و‬ ‫كفاءة‬ ‫التوربين‬ ، ‫حيث‬ ‫تكون‬ ‫القيمة‬ ‫المتوسطة‬ ( 1.05 ) . ‫التراكمي‬ ‫الحرارة‬ ‫إنخفاض‬ Cumulative heat drop = ‫التسخين‬ ‫إعادة‬ ‫معامل‬ ------------------------------------ -------------------- ---------------------- ‫األديباتيكي‬ ‫الحرارة‬ ‫إنخفاض‬ (Isentropic heat drop) Adiabatic heat drop Reheat factor = A1B1 + A2B2 + A3B3 / A1D
  • 22.
    21 ) ‫الكلية‬ (‫اإلجمالية‬ ‫الكفاءة‬ Overall efficiency : ‫تعريفه‬ ‫يتم‬ ‫ا‬ ‫أنه‬ ‫على‬ ‫ا‬ ‫إجمالي‬ ‫نسبة‬ ‫إ‬ ‫الحرارة‬ ‫نخفاض‬ ‫منها‬ ‫المستفادة‬ Useful heat ‫الحرارة‬ ‫إجمالي‬ ‫إلى‬ ‫المجهزة‬ Heat supplied . ‫إنخفاض‬ ‫إجمالي‬ ‫منها‬ ‫المستفادة‬ ‫الحرارة‬ Total useful heat drop ) ‫الكلية‬ ( ‫اإلجمالية‬ ‫الكفاءة‬ = ----------------------------------------------------------------- ----- ‫المجهزة‬ ‫الحرارة‬ ‫إجمالي‬ Total heat supplied Overall efficiency = A1C1 + A2C2 + A3C3 / hA1 - hD ( ‫الشكل‬ 11 ‫مخطط‬ ) ) ‫فعلية‬ ‫والرد‬ ‫الدفعية‬ ( ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ ‫ريشة‬ ‫كفاءة‬ Blade efficiency of impulse and reaction steam turbine
  • 23.
    22 ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫والسيطرة‬‫التحكم‬ Governing of turbines ‫التحكم‬ Governing ‫ثابتة‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫طريقة‬ ‫هو‬ Constant speed ‫تغير‬ ‫عن‬ ‫النظر‬ ‫بغض‬ ‫للتوربين‬ . ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫الحمل‬ ‫الحاكم‬ ‫إستخدام‬ ‫يتم‬ Governor ‫الحفاظ‬ ‫يتم‬ ‫بحيث‬ ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫البخار‬ ‫تجهيز‬ ‫ينظم‬ ‫الذي‬ ‫الغرض‬ ‫هذا‬ ‫لتحقيق‬ ‫المتغب‬ ‫التحميل‬ ‫ظروف‬ ‫تحت‬ ‫ثابتة‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫اإلمكان‬ ‫قدر‬ ‫رة‬ Varying load conditions . ‫البخاري‬ ‫بالتوربين‬ ‫التحكم‬ Steam turbine governing ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫هي‬ Controlling ‫تدفق‬ ‫معدل‬ ‫في‬ ‫البخار‬ Flow rate of steam ‫في‬ ‫التغير‬ ‫إن‬ . ‫دورانها‬ ‫سرعة‬ ‫ثبات‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫وذلك‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫أدائها‬ ‫على‬ ‫كبير‬ ‫تأثير‬ ‫له‬ ‫يكون‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫تشغيل‬ ‫أثناء‬ ‫الحمل‬ Performance ‫الحالة‬ ‫في‬ . ‫االقتصادي‬ ‫أو‬ ‫المصمم‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫األحيان‬ ‫من‬ ‫كثير‬ ‫في‬ ‫الحمل‬ ‫يختلف‬ ، ‫العملية‬ Designed or economic load ‫إنحراف‬ ‫دائما‬ ‫هناك‬ ‫يوجد‬ ‫وبالتالي‬ Deviation ‫في‬ ‫الرئيسي‬ ‫الهدف‬ . ‫للتوربين‬ ‫المطلوب‬ ‫األداء‬ ‫عن‬ ‫كبير‬ ‫ثايتة‬ ‫دوران‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫الحفاظ‬ ‫هو‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫تشغيل‬ ‫عملية‬ Constant rotation speed ‫بغض‬ ‫ال‬ ‫في‬ ‫التحكم‬ ‫وسائل‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫ذلك‬ ‫تحقيق‬ ‫ويمكن‬ . ‫المتغير‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫النظر‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫وهناك‬ . ‫البخاري‬ ‫توربين‬ ‫̱مات‬‫ظ‬‫ُن‬‫م‬‫ال‬ ‫أو‬ ‫الحواكم‬ ‫أنواع‬ Governors ‫صمامات‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫فيه‬ ‫والتحكم‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫معدل‬ ‫مراقبة‬ ‫يتم‬ . ‫التداخل‬ Interposing valves ‫المرجل‬ ‫بين‬ Boiler . ‫والتوربين‬ : ‫هي‬ ‫البخارية‬ ‫بالتوربينات‬ ‫للتحكم‬ ‫المختلفة‬ ‫الطرق‬ 1 - ‫ب‬ ‫التحكم‬ ‫ال‬ ‫صمام‬ ‫ا‬ ‫ل‬ ‫خانق‬ Throttle governing . 2 - ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ Nozzle governing . 1 - )‫التحويلي‬ ‫أو‬ ‫(الجانبي‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ By-pass governing . 8 - ‫المركب‬ ‫التحكم‬ Combination ( ‫التحكم‬ ‫طرق‬ ‫من‬ 1 ( ‫و‬ ) 2 ( ‫أو‬ ) 2 ( ‫و‬ ) 1 . ) ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ Throttle governing : ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫تمرير‬ ‫يتم‬ ‫حيث‬ . ‫الطاقة‬ ‫توافر‬ ‫من‬ ‫يقلل‬ ‫مما‬ ‫التوربين‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫ضغط‬ ‫ينخفض‬ ‫المنظم‬ ‫الصمام‬ ‫عبر‬ ‫ضغطه‬ ‫تقليل‬ ‫وبالتالي‬ ‫ضيق‬ ‫ممر‬ ‫عبر‬ )‫(التحكم‬ Governing valve ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬ . ‫خنق‬ ‫عملية‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ Throttling process ‫اإلنثالبي‬ ( ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫يبقى‬ ‫حيث‬ Enthalpy ‫للبخار‬ ) . ‫ثابتا‬ ‫ف‬ ‫هناك‬ ‫يكون‬ ‫عندما‬ . ‫التوربين‬ ‫إلى‬ ‫الداخل‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫خنق‬ ‫يتم‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ . ‫االسم‬ ‫يشير‬ ‫كما‬ ‫سيغلق‬ ‫المنظم‬ ‫فإن‬ ‫ذلك‬ ‫في‬ ‫وللتحكم‬ ‫ستزداد‬ ‫السرعة‬ ‫فإن‬ ، ‫المرغوب‬ ‫اإلقتصادي‬ ‫الحمل‬ ‫عن‬ ‫الحمل‬ ‫في‬ ‫انخفاض‬ ‫التحكم‬ ‫صمام‬ ‫تدفق‬ ‫تقليل‬ ‫إلى‬ ‫سيؤدي‬ ‫هذا‬ . . ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫تقليل‬ ‫وبالتالي‬ ‫البخار‬ ‫المنخفضة‬ ‫األولية‬ ‫التكلفة‬ ‫إن‬ Low initial cost ‫البسيطة‬ ‫واآللية‬ Simple mechanism ‫التحكم‬ ‫من‬ ‫تجعل‬ . ‫أقل‬ ‫البخار‬ ‫تدفق‬ ‫يكون‬ ‫حيث‬ ‫الصغيرة‬ ‫البخارية‬ ‫للتوربينات‬ ‫مالئمة‬ ‫أكثر‬ ‫طريقة‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫في‬ ‫التخطيطي‬ ‫الشكل‬ ( 12 - ‫أ‬ ) ، ‫البخار‬ ‫دخول‬ ‫قطع‬ ‫أو‬ ‫منع‬ ‫صمام‬ (SV) Inlet stop valve ‫بدخول‬ ‫يسمح‬ ‫مزدوج‬ ‫صمام‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫البخار‬ ‫هذا‬ ‫في‬ ‫التحكم‬ ‫يتم‬ . ‫كامال‬ ‫البخار‬ Double beat valve ‫عن‬ ‫عبارة‬ ‫وهو‬ ‫خنق‬ ‫سيطرة‬ ‫صمام‬ (CV) Throttling Control Valve )‫(سيرفو‬ ‫مساعد‬ ‫محرك‬ ‫بواسطة‬ ‫تشغيله‬ ‫يتم‬ Servo motor ‫عل‬ ‫يسيطر‬ ‫المركزي‬ ‫بالطرد‬ ‫ُنظم‬‫م‬ ‫أو‬ ‫حاكم‬ ‫يه‬ Centrifugal governor ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫أزدادت‬ ‫إذا‬ . ( ‫الصمام‬ ‫فإن‬ ، ‫البخاري‬ CV ‫الفوهة‬ ‫التجهيزإلى‬ ‫أو‬ ‫اإلمداد‬ ‫وتقليل‬ ‫البخار‬ ‫خنق‬ ‫أو‬ ‫لتحديد‬ ‫ُغلق‬‫ي‬‫س‬ ) Nozzle .
  • 24.
    23 ( ‫الشكل‬ 12 - ‫أ‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬‫في‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ) Throttle Governing of steam turbine ( ‫الشكل‬ 12 - ‫ب‬ ‫خانق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ) Throttle governing
  • 25.
    24 ( ‫الشكل‬ 12 - ‫ج‬ ‫وليان‬ ‫خط‬‫بواسطة‬ ‫ُوضح‬‫م‬ ‫والحمل‬ ‫البخار‬ ‫إستهالك‬ ‫بين‬ ‫العالقة‬ ) Willian's line ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ throttle governing ‫التحكم‬ ‫نظام‬ ‫إستخدام‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫المنخفضة‬ ‫األحمال‬ ‫عند‬ ‫تتناقص‬ ‫التوربين‬ ‫كفاءة‬ ‫أن‬ ‫إلى‬ ‫يشير‬ ‫أعاله‬ ‫البياني‬ ‫الرسم‬ . ‫المنخفضة‬ ‫لألحمال‬ ‫فعال‬ ‫غير‬ ‫األنظمة‬ ‫من‬ ‫النوع‬ ‫هذا‬ ‫فإن‬ ‫لذلك‬ . ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ ‫وليان‬ ‫خط‬ Willian's line ‫مستقيم‬ ‫(شبه‬ ‫خط‬ ‫هو‬ Nearly straight ‫بياني‬ ‫رسم‬ ‫على‬ ) Graph ‫يوضح‬ ‫البخار‬ ‫إستهالك‬ Steam consumption ‫الساعة‬ ‫في‬ ‫(كيلوغرام‬ Kilogram per hour ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫مقابل‬ ) Power output ‫حصان‬ ‫أو‬ ‫واط‬ ‫(كيلو‬ Kilowatt or Horsepower ‫بخاري‬ ‫لمحرك‬ ) Steam engine ‫من‬ ‫كثير‬ ‫في‬ ، ‫توربين‬ ‫أو‬ ‫إجما‬ ‫ليشمل‬ ‫يمتد‬ ‫األحيان‬ ‫المستهلك‬ ‫الوقود‬ ‫لي‬ Fuel consumed ‫(كغم‬ ‫الغازية‬ ‫للتوربينات‬ )‫ساعة‬ Gas turbines ‫ومحركات‬ ‫الداخلي‬ ‫اإلحتراق‬ Internal combustion engines ‫الكاملة‬ ‫الطاقة‬ ‫ومحطات‬ Complete power plants . ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ Nozzle governing : ‫يتم‬ ‫الطريقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫تنظيم‬ ‫معدل‬ ‫تدفق‬ ‫البخار‬ ‫عن‬ ‫طريق‬ ‫فتح‬ ‫وإغالق‬ ‫مجموعات‬ ‫من‬ ‫الفوهات‬ Nozzles ‫بد‬ ‫ال‬ ‫من‬ ‫تنظيم‬ ‫ضغطها‬ . ‫في‬ ‫هذه‬ ‫الطريقة‬ ، ‫كل‬ ‫فوهتين‬ ‫أو‬ ‫ثالث‬ ‫فوهات‬ ‫أو‬ ‫أكثر‬ ُ‫ت‬ ‫شكل‬ ‫مجموعة‬ ، ‫ويتم‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ ‫كل‬ ‫مجموعة‬ ‫بواسطة‬ ‫صمام‬ ‫منفصل‬ . ‫تحريك‬ ‫أو‬ ‫تشغيل‬ ‫الصمام‬ ‫المنفرد‬ ‫غلق‬ ‫يسبب‬ ‫مجموعة‬ ‫الفوه‬ ‫ات‬ ‫المقابلة‬ ‫وبالتالي‬ ‫يتحكم‬ ‫في‬ ‫معدل‬ ‫التدفق‬ . ‫الكامل‬ ‫التحميل‬ ‫ظروف‬ ‫تحت‬ Full load ‫المنظمة‬ ‫الصمامات‬ ‫جميع‬ ‫تكون‬ ، ‫بالكامل‬ ‫مفتوحة‬ ‫للفوهات‬ . ‫عن‬ ‫ينحرف‬ ‫أو‬ ‫التوربين‬ ‫على‬ ‫الحمل‬ ‫يتغير‬ ‫عندما‬ ‫ال‬ ‫التصميم‬ ‫قيمة‬ ‫ية‬ ‫تنظيم‬ ‫يتم‬ ، ‫تجهيز‬ ‫على‬ ‫للحفاظ‬ ‫بالكامل‬ ‫إغالقها‬ ‫أو‬ ‫الفوهات‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫أو‬ ‫واحدة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ . ‫في‬ ‫التوربين‬ ‫الفعلي‬ Actual turbine ، ‫يتم‬ ‫تطبيق‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫فقط‬ ‫على‬ ‫المرحلة‬ ‫األولى‬ First stage ‫بينما‬ ‫تبقى‬ ‫المراحل‬ ‫التالية‬ ‫غير‬ ‫متأثرة‬ . ‫وحيث‬ ‫أنه‬ ‫ال‬ ‫يتم‬ ‫تطبيق‬ ‫أي‬ ‫تنظيم‬ ‫تحكم‬ ‫أو‬ ‫با‬ ‫لضغط‬ ، ‫فإن‬ ‫ميزة‬ ‫هذه‬ ‫الطريقة‬ ‫تكمن‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫ستغالل‬ ‫إستثماركل‬ ‫و‬ ‫ضغط‬ ‫ودرجة‬ ‫الحرارة‬ ‫المرجل‬ . ‫للتوربينات‬ ‫مناسبة‬ ‫وهي‬ ‫الدفعية‬ Impulse
  • 26.
  • 27.
    26 ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫وطريقة‬‫الخنق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫بين‬ ‫مقارنة‬ ‫التحكم‬ ‫اإللتفافي‬ ( ‫الجانبي‬ ‫أو‬ ‫التحويلي‬ ) By-pass governing : ‫من‬ ‫حين‬ ‫آلخر‬ ‫يتم‬ ‫تحميل‬ ‫التوربين‬ Turbine overloaded ‫لفترات‬ ‫قصيرة‬ . ‫خالل‬ ‫هذه‬ ‫العملية‬ ، ‫يتم‬ ‫فتح‬ ‫صمامات‬ )‫(اإللتفاف‬ ‫التحويل‬ Bypass valves ‫ويتم‬ ‫إدخال‬ ‫البخار‬ ‫النظيف‬ ‫في‬ ‫المراحل‬ ‫األخيرة‬ ‫من‬ ‫التوربين‬ . ‫مما‬ ‫يولد‬ ‫المزيد‬ ‫من‬ ‫الطاقة‬ ‫لتلبية‬ ‫الحمل‬ ‫الزائد‬ Increased load . ‫في‬ ‫للتحكم‬ ‫السابقتين‬ ‫الطريقتين‬ ‫إن‬ ‫العالي‬ ‫الضغط‬ ‫مرحلة‬ ‫أو‬ ‫األولى‬ ‫المرحلة‬ ‫مدخل‬ ‫عند‬ ‫البخار‬ ‫في‬ ‫تتحكم‬ ، ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ High pressure stage . ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫و‬ ‫خالل‬ ‫يمر‬ ‫أن‬ ‫اإلضافي‬ ‫للبخار‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ، ‫المطلوب‬ ‫الحمل‬ ‫من‬ ‫أكبر‬ ‫الحمل‬ ‫يكون‬ ‫عندما‬ ‫تتوف‬ ‫ال‬ ‫حيث‬ ‫األولى‬ ‫المرحلة‬ . ‫إضافية‬ ‫فوهات‬ ‫ر‬ ‫من‬ ‫إضافي‬ ‫بخار‬ ‫تمرير‬ ‫الجانبي‬ ‫أو‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫يتم‬ ‫خ‬ ‫من‬ ‫األخيرة‬ ‫المراحل‬ ‫إلى‬ ‫صمام‬ ‫الل‬ ‫منظم‬ ‫أو‬ ‫حاكم‬ ‫سيطرة‬ ‫تحت‬ ‫يكون‬ ، ‫اإللتفافي‬ ‫الصمام‬ ‫فتح‬ ‫بمجرد‬ . ‫التوربين‬ ‫قدرة‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫التوربين‬ ‫التوربين‬ Turbine governor ‫التو‬ ‫سرعة‬ ‫في‬ ‫للتحكم‬ ‫قد‬ ‫فإنه‬ ‫الحاكم‬ ‫قبل‬ ‫من‬ ‫السيطرة‬ ‫تتم‬ ‫لم‬ ‫إذا‬ ‫ألنه‬ . ‫ربين‬ . ‫التوربين‬ ‫سرعة‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫األخيرة‬ ‫المراحل‬ ‫إلى‬ ‫بالتدفق‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫لمزيد‬ ‫ُسمح‬‫ي‬ ‫توربينات‬ ‫في‬ . ‫أقل‬ ‫تزال‬ ‫ال‬ ‫الكفاءة‬ ‫ولكن‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫الناتجة‬ ‫القدرة‬ ‫من‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫والثالث‬ ‫الثاني‬ ‫اإلمداد‬ ‫يزيد‬ ‫الفعل‬ ‫رد‬ ‫بالفوهات‬ ‫التحكم‬ ‫فإن‬ ، ‫التوربين‬ ‫ريش‬ ‫في‬ ‫المطلوب‬ ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬ ‫وبسبب‬ ، Nozzles control governing . ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ‫مع‬ ‫الخانق‬ ‫بالصمام‬ ‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫إستخدام‬ ‫فيتم‬ ، ‫ممكن‬ ‫غير‬ ‫المتغير‬ Parameter ‫الخنق‬ ‫بصمام‬ ‫التحكم‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫خسائرالخنق‬ Throttling Losses ‫جدا‬ ‫عالية‬ Very high ‫(جزئية‬ ‫خنق‬ ‫خسائر‬ ‫ال‬ Partially ) ‫خسائر‬ ‫الدخول‬ Admission Losses ‫قليلة‬ ‫عالية‬ ‫الحرارة‬ ‫هبوط‬ Heat drop ‫أقل‬ ‫أكبر‬ ‫مالئمة‬ Suitability ‫صغيرة‬ ‫توربينات‬ Small turbines ‫أكبر‬ ‫و‬ ‫متوسطة‬ ‫توربينات‬ Medium and larger turbines ‫اإلستخدام‬ Use ‫معا‬ ‫فعلية‬ ‫والرد‬ ‫الدفعية‬ ‫التوربينات‬ impulse and reaction turbines both ‫فعلي‬ ‫الرد‬ ‫التوربين‬ ‫وكذلك‬ ‫الدفعي‬ ‫التوربين‬ Impulse turbine and also in reaction turbine
  • 28.
    27 ( ‫الشكل‬ 18 - ‫أ‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬) )‫التحويلي‬ ‫أو‬ ‫(الجانبي‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ By-pass governing of steam Turbine ( ‫الشكل‬ 18 - ‫ب‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫اإللتفافي‬ ‫التحكم‬ ) By-pass governing of steam Turbine
  • 29.
    28 ‫ال‬ ‫تحكم‬ ‫ال‬ ‫مركب‬ Combination governing : ‫يتم‬ ‫المركب‬‫التحكم‬ ‫طريقة‬ ‫في‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫أي‬ ‫من‬ ‫طريقتي‬ ‫الت‬ ‫حكم‬ ‫المذكورة‬ ‫أعاله‬ . ‫عامة‬ ‫بصورة‬ ‫يتم‬ ‫إ‬ ‫ستخدام‬ ‫التحكم‬ ‫اإللتفافي‬ ‫و‬ ‫بالفوهة‬ ‫التحكم‬ ‫في‬ ‫نفس‬ ‫الوقت‬ ‫لتتناسب‬ ‫مع‬ ‫حمل‬ ‫التوربين‬ . ‫الطارئة‬ ‫بالحاالت‬ ‫التحكم‬ Emergency governing : ‫كذلك‬ ‫يتم‬ ‫تزويد‬ ‫كل‬ ‫التوربينات‬ ‫البخارية‬ ‫ب‬ ‫أو‬ ‫منظمات‬ ‫ح‬ ‫وا‬ ‫كم‬ ‫الطوارئ‬ Emergency governors ‫التي‬ ‫تدخل‬ ‫حيز‬ ‫التنفيذ‬ )‫بالعمل‬ ( ‫في‬ ‫الحا‬ ‫ا‬ ‫ال‬ ‫ت‬ ‫التالية‬ : 1 - ‫عندما‬ ‫تزداد‬ ‫السرعة‬ ‫الميكانيكية‬ Mechanical speed ‫للعمود‬ ‫عن‬ ( 111 ٪ ) . 2 - ‫إ‬ ‫أو‬ ‫ختالل‬ ‫إ‬ ‫التوربين‬ ‫موازنة‬ ‫في‬ ‫ضطراب‬ Balancing of the turbine is disturbed . 1 - ‫فشل‬ ‫نظام‬ ‫التزييت‬ Failure of the lubrication system . 8 - ‫ا‬ ‫لفﺮ‬ ‫اغ‬ Vacuum ‫في‬ ‫ا‬ ‫لﻤﻜﺜﻒ‬ Condenser ‫جدا‬ ‫قليل‬ ‫أو‬ ‫المجهزة‬ ‫التبريد‬ ‫سائل‬ ‫كمية‬ ‫كفاية‬ ‫عدم‬ ‫إ‬ ‫لى‬ ‫ا‬ ‫لﻤﻜﺜﻒ‬ . ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ ‫في‬ ‫المفاقيد‬ ‫أو‬ ‫الخسائر‬ Losses in steam turbines ‫مثالي‬ ‫حراري‬ ‫محرك‬ ‫ليس‬ ‫البخاري‬ ‫التوربين‬ Perfect heat engine ‫كفاءة‬ ‫تقليل‬ ‫إلى‬ ‫الطاقة‬ ‫خسائر‬ ‫تميل‬ . ‫التوربين‬ ‫وإنتاج‬ Work output ‫هذ‬ ‫الكفاءة‬ ‫عدم‬ ‫يعزى‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ . ‫ه‬ ‫التالية‬ ‫األسباب‬ ‫إلى‬ : 1 - ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ‫فقدان‬ Residual velocity loss : 2 - ‫التحكم‬ ‫صمامات‬ ‫في‬ ‫خسائر‬ Losses in regulating valves . 1 - ‫الفوهة‬ ‫في‬ ‫البخار‬ ‫إحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to steam friction in nozzle . 8 - ‫التسرب‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to leakage . 1 - ‫الميكانيكي‬ ‫اإلحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ Loss due to mechanical friction . 8 - ‫البخار‬ ‫نداوة‬ ‫أو‬ ‫رطوبة‬ ‫بسبب‬ ‫خسارة‬ )‫البخار‬ ‫(جودة‬ Loss due to wetness of steam . 7 - ‫اإلشعاع‬ ‫خسارة‬ Radiation loss . ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ‫فقدان‬ Residual velocity loss : ‫معينة‬ ‫مطلقة‬ ‫سرعة‬ ‫له‬ ‫التوربين‬ ‫من‬ ‫األخيرة‬ ‫المرحلة‬ ‫من‬ ‫يخرج‬ ‫الذي‬ ‫البخار‬ Certain absolute velocity ‫فقدان‬ ‫تقليل‬ ‫يمكن‬ . ‫إهدارها‬ ‫يتم‬ ‫وبالتالي‬ ‫التوربين‬ ‫عمود‬ ‫إلى‬ ‫نقلها‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫التي‬ ‫الحركية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫كمية‬ ‫تمثل‬ ‫توربينات‬ ‫بواسطة‬ ‫المتبقية‬ ‫السرعة‬ ( ‫حوالي‬ ‫هي‬ ‫الخسارة‬ ‫هذه‬ . ‫المراحل‬ ‫متعددة‬ 11 ‫إلى‬ 12 ‫التوربينات‬ ‫في‬ ) ٪ . ‫الواحدة‬ ‫المرحلة‬ ‫ذات‬ ‫اإل‬ ‫وجود‬ ‫حتكاك‬ Friction : ‫الحقيقية‬ ‫الحرارية‬ ‫الديناميكية‬ ‫األنظمة‬ ‫في‬ Real thermodynamic systems ‫الحقيقية‬ ‫الحرارية‬ ‫المحركات‬ ‫في‬ ‫أو‬ Real heat engines ‫للدورة‬ ‫الكلية‬ ‫الكفاءة‬ ‫عدم‬ ‫من‬ ‫جزء‬ ‫يعود‬ ، Overall cycle inefficiency ‫اإل‬ ‫الخسائر‬ ‫إلى‬ ‫المكونات‬ ‫من‬ ‫حتكاكية‬ Components ‫الفوهات‬ ‫(مثل‬ ‫الفردية‬ Nozzles ‫أو‬ ‫ريش‬ )‫التوربينات‬ . ‫البخار‬ ‫تسرب‬ Steam Leakage : ‫عزل‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫الجزء‬ ‫الدوار‬ ‫التوربين‬ ‫وغالف‬ Turbine rotor and the casing ‫مثالي‬ ‫بشكل‬ . ‫فهناك‬ ‫بعض‬ ‫من‬ ‫كمية‬ ‫ت‬ ‫البخار‬ ‫من‬ ‫تسرب‬ ‫التوربين‬ ‫حجرة‬ ‫دون‬ ‫شغل‬ ‫إنجاز‬ ‫مفيد‬
  • 30.
    29 ‫اإل‬ ‫بسبب‬ ‫الخسارة‬ ‫المحامل‬‫في‬ ‫الميكانيكي‬ ‫حتكاك‬ : Loss due to mechanical friction in bearings ‫حيث‬ ‫كل‬ ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫محور‬ ‫محملين‬ ‫على‬ ‫توربين‬ . ‫الصمامات‬ ‫تنظيم‬ ‫في‬ ‫الضغط‬ ‫فقدان‬ ‫البخار‬ ‫وخطوط‬ : Pressure losses in regulating valves and steam lines ( ‫الرئيسية‬ ‫البخار‬ ‫خط‬ ‫عزل‬ ‫صمامات‬ ‫هناك‬ MSIVs ) Main Steam line Isolation Valves ‫وصمامات‬ ، ‫الخنق‬ - ‫التوقف‬ Throttle - stop valves ‫التحكم‬ ‫وصمامات‬ Control valves ‫البخار‬ ‫مولدات‬ ‫بين‬ Steam generators ‫الرئيسي‬ ‫والتوربين‬ Main turbine ‫مثل‬ . ‫إ‬ ‫متناسبة‬ ‫الطفيفة‬ ‫الخسائر‬ ‫تكون‬ ، ‫األنابيب‬ ‫حتكاك‬ ‫تقريب‬ ‫ا‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬ ‫مربع‬ ‫مع‬ Square of the flow rate ‫البخار‬ ‫خطوط‬ ‫في‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬ ‫يكون‬ ‫ما‬ ‫عادة‬ . ‫مرتفع‬ ‫الرئيسية‬ ‫جدا‬ . ‫أن‬ ‫من‬ ‫الرغم‬ ‫على‬ ‫الخنق‬ Throttling ‫عملية‬ ‫هو‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫متساوية‬ Isenthalpic process ‫فإن‬ ، ‫إ‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫نخفاض‬ Enthalpy drop ‫هذا‬ ‫ألن‬ ، ‫تقليله‬ ‫يتم‬ ‫التوربين‬ ‫في‬ ‫للعمل‬ ‫المتاح‬ ‫نوعية‬ ‫في‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫يؤدي‬ ‫جودة‬ ‫أو‬ ‫المخرج‬ ‫بخار‬ Outlet steam quality . : ‫توضيحية‬ ‫مالحظة‬ Isenthalpic process ‫أو‬ Isoenthalpic process ‫و‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬ ‫تعني‬ ‫تتم‬ ‫عملية‬ ‫هي‬ ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫في‬ ‫تغيير‬ ‫أي‬ ‫دون‬ ‫اإلنثالبي‬ ‫أو‬ ( H ) Enthalpy ‫الحراري‬ ‫المحتوى‬ ‫أو‬ ‫النوعي‬ Specific enthalpy ‫أي‬ ، ‫العملية‬ ‫خالل‬ ‫الحفاظ‬ ‫يتم‬ ‫المحي‬ ‫والوسط‬ ‫النظام‬ ‫بين‬ ‫حرارة‬ ‫تبادل‬ ‫عدم‬ ‫على‬ ‫ب‬ ‫شبيهة‬ ‫تكون‬ ‫العملية‬ . ‫ط‬ ) ‫(اإلديباتية‬ ‫الكظومة‬ ‫العملية‬ Adiabatic process . ‫البخار‬ ‫جودة‬ ‫انخفاض‬ ‫بسبب‬ ‫خسائر‬ Losses due to low quality of steam : ‫البخار‬ ‫يكون‬ ‫المستنزف‬ Exhausted steam ‫ضغط‬ ‫عند‬ ‫دون‬ ‫الضغط‬ ‫الجوي‬ ‫تماما‬ ‫جزئي‬ ‫مكثفة‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫ويكون‬ ، ‫ا‬ ‫تكون‬ ‫ما‬ ‫وعادة‬ ، ‫جودة‬ ‫ذات‬ ‫بنسبة‬ ( 11 ٪ ‫تقريبا‬ ) ‫المحتوى‬ ‫يتسبب‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ . ‫العالي‬ ‫لقط‬ ‫ي‬ ‫الماء‬ ‫رات‬ Water droplets ‫في‬ ‫حدوث‬ ‫اإلصطدام‬ ‫السريع‬ Rapid impingement ‫وتآكل‬ ‫الريش‬ Erosion ‫ي‬ ‫الذي‬ ‫يتم‬ ‫عندما‬ ‫حدث‬ ‫تسليط‬ ‫الماء‬ ‫المكثف‬ Condensed water ‫بضغط‬ ‫على‬ ‫الريش‬ . ‫خسائر‬ ‫اإل‬ ‫شعاع‬ Radiation losses : ‫تعمل‬ ‫قد‬ ‫مستقرة‬ ‫حالة‬ ‫في‬ ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬ Steady state ‫ب‬ ‫مدخل‬ ‫ظروف‬ ‫ضغط‬ ( ‫بخار‬ 8 ‫مي‬ ‫ك‬ ‫اباسكال‬ ‫حرارة‬ ‫ودرجة‬ 271.8 ‫درجة‬ ‫مئوية‬ C° ) ‫آلة‬ ‫ألنها‬ . ‫ماكينة‬ ‫أو‬ ‫حراريا‬ ‫معزولة‬ ‫تكون‬ ‫أن‬ ‫يجب‬ ، ‫وثقيلة‬ ‫كبيرة‬ Thermally insulated ‫فقدان‬ ‫أي‬ ‫لتجنب‬ ‫ل‬ ‫المناطق‬ ‫إلى‬ ‫لحرارة‬ ‫بها‬ ‫المحيطة‬ .
  • 31.
    30 ( ‫الشكل‬ 11 ‫البخارية‬ ‫التوربينات‬‫في‬ ‫الريشة‬ ‫إحتكاك‬ ‫تأثير‬ ) Effect of blade friction in steam turbines
  • 32.
    31 ‫المراجع‬ References 1- Steam Turbines, Unit-4, by Ankit saxena . Asst. Professor . 2- Steam Turbines . Session delivered by: Prof. Q.H. Nagpurwala . 3- Wikipedia- the free encyclopedia ‫ويكيبيديا‬ ، ‫الموسوعة‬ ‫الحرة‬ 4- Dictionary of Engineering – Second Edition - McGraw-Hill 1 - ‫معجم‬ ‫المصطلحات‬ ‫العلمية‬ ‫والفنية‬ ‫والهندسية‬ - ‫أحمد‬ ‫شفيق‬ ‫الخطيب‬ - 2111