ما هي التوربينات وما هي أنواعها؟

1 إجابة واحدة

التوربين: هو جزء دوّار يحوّل الطّاقة الحركيّة للسائل العامل إلى طاقة ميكانيكيّة مفيدة أو إلى طاقة كهربائيّة، وقد يكون هذا السائل إما ماء أو غاز أو بخار.

تُستخدم هذه الأجهزة بشكل عام في توليد الكهرباء، والمحركات، وأنظمة الدفع؛ وتصنّف على أنّها نوع من أنواع المحركات، حيثُ يتم تصنيفها على هذا النّحو لأنّ المحركات هي تقنيات تأخذ مدخلات وتنتج مخرجات.

يتكوّن التوربين البسيط من سلسلة من الشّفرات، ويُعّد الفولاذ حاليّاً من أكثر المواد المستخدمة في تصنيع هذه الشّفرات، ويُسمح للسائل بدخول التوربين ودفع الشّفرات، ثم تدور هذه الشّفرات ويخرج السائل الذي لديه طاقة أقل مما كان عليه عندما دخل التوربين، هناك مجموعة من الشّفرات المثبتة على الجزء الدّوار ممّا يساعد في استخراج الطاقة من السّائل المتحرك؛ لذلك تعتمد كفاءة التوربينات على تصميم الشّفرات.

تحتاج التّطبيقات المختلفة إلى تصميمات مختلفة، يوجد أربعة أنواع للتوربينات وهي:

  • التوربينات المائيّة.
  • التوربينات البخاريّة.
  • توربينات الغاز.
  • توربينات الرياح.

1. التوربينات المُستخدمة في محطات الطّاقة المائيّة:

التوربينات المستخدمة في محطات توليد الطاقة الكهرومائية هي توربينات مائيّة تحتوي على الماء كمائع، ويقع التوربين في نهاية المحطة حيث تضرب المياه ذات الضّغط العالي شفرات التوربين بسرعة عالية مما يجعلها تدور، ويكون هذا التوربين متصل بمولد يُستخدم لتولد الكهرباء، ويعتمد شكل شفرات التوربينات على ضغط الماء وسرعته.

2. التوربينات المستخدمة في محطات الطّاقة الحراريّة:

تُسمى أيضاً بالتوربينات البخاريّة، وتُستخدم في محطات الطّاقة النووية والحراريّة؛ حيثُ تُسخّن المياه حتّى يتشكل البُخار، ثم تتدفق عبر التوربينات لإنتاج الكهرباء.

تتكّون التوربينات البخاريّة من الشّفرات الدّوارة الّتي تسمى بالدّوار، والشفرات الثّابتة التي تسمى بالجزء الثابت؛ يتم وضع الدّوارات والسّاكنات بالتّناوب لاستخراج معظم الطاقة منها، وتسمى هذه الطريقة بالطريقة المركبة.

3. التوربينات الغازيّة:

يمكن التعبير عن التوربينات الغازيّة بأنّها محركات احتراق داخلي، تستخدم في محطات توليد الطاقة ، وفي توليد الكهرباء لدفع الطائرات والمروحيّات.

تحتوي التوربينات الغازيّة على ضاغط محوري عند المدخل، وتضّم مجموعات من الشّفرات الدّوارة الّتي تمتّص كميّة كبيرة من الهواء وتضغطهُ ممّا يزيد من درجة الحرارة، ثم يتم توفير هذا الهواء لغرفة الاحتراق؛ ويُضاف الوقود إلى غرفة الاحتراق ويحدث اشتعال الوقود؛ وبالتّالي يتم إنتاج كميّة كبيرة من غازات العادم الّتي يتم تصنيعها للتدّفق عبر التوربينات، وهذا النّوع يسمى توربينات غازيّة ذات دورة مفتوحة؛ حيث يتم السماح لغازات العادم الانطلاق مباشرةً في الغلاف الجوي؛ يوجد نوع آخر يسمى التوربينات الغازيّة ذات الدّورة المُغلقة حيثُ يعاد استخدام الغاز مرة أخرى لإعادة التّسخين، ويتم استخدامها في محطات توليد الطّاقة.

4. توربينات الرياح:

تُشغل توربينات الرياح في مزارع الرياح الكبيرة جداً؛ بحيث يمكنها إنتاج 50 ميغا واط من الطّاقة؛ يحتوي الّدوار على ثلاث شفرات مصممة بطريقة تجعل الرياح تتدفق عبرها مباشرةً، وتبدأ في الدّوران، ولكن المشكلة الوحيدة هنا هي أنّ توربينات الرياح تدور عند RPM منخفضة جداً، ولهذا السبب يتم تركيب علبة تروس تزيد من سرعة العمود، ثم يتم توصيل عمود الإخراج بالمولد.

الأنواع الرئيسيّة الثلاثة لتوربينات الرياح هي:

  • توربينات الرياح ذات المحور الأفقي (HAWT).
  • توربينات الرياح ذات المحور الرأسي سافونيوس (Savonius VAWT).
  • توربينات الرياح ذات المحور الرأسي داريوس (Darrieus VAWT).

وبشكل عام تصنف أنواع التوربينات بالاعتماد على عدّة ِخصائص؛ فمثلا يتم تصنيفها تبعاً:

  • نوع الطاقة عند المدخل.
  • اتجاه التدّفق.
  • الرأس في مدخل التوربين.
  • السرعة المحددة للتوربين.
    ما هي التوربينات وما هي أنواعها؟

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي التوربينات وما هي أنواعها؟"؟