التصنيف: العلوم الميكانيكية

العلوم الميكانيكية

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

الوقـــــود الأحفـــــوري

بسم الله الرحمن الرحيم

تعليم_الجزائر

إن الوقود الأحفوري الواسع الانتشار والاستخدام يعد مثالا على
مصادر الطاقة غير المتجددة.
ويقصد بالطاقة غيرالمتجددة المصدر(Non-Renewable) التي تكونت في
الأرض منذ ملايين السنين ولها مخزون محدد سينتهي باستهلاكه،
ولا يمكن تجديدها في فترة زمنيه قصيرة .

يتكون الوقود الأحفوري من ثلاث أنواع رئيسيه هى :

1-الفحم.
2- النفط الخام.
3- الغاز الطبيعي.

تكون هذا النوع من الوقود في العصور الجيولوجية
القديمة وخاصة في العصر الكربوني(Carboniferous era ) منذ مايزيد
علي200 مليون سنة. ويعتقد أنها تكونت من بقايا الكائنات الحية،
النباتية والحيوانية الكبير منها والمجهرية، التي دفنت تحت طبقات
القشرة الأرضية وتأحفرت. وساعد عاملا الضغط والحرارة عبر ملايين
السنين على تحولها إلى الفحم والنفط والغاز الطبيعي.

ما حاجتنا إلى الوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة؟

أن أهم استخدامات الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم هي:

– توليد الكهرباء، حيث تستخدم الحرارة الناتجة عن
حرق الفحم أو بعض مشتقات النفط أوالغاز الطبيعي في تسخين
الماء لإنتاج البخار الذي يستخدم في إدارة التوربينات الموصلة
بمولدات الكهرباء.

– تشغيل وسائل المواصلات المختلفة، حيث تعد مشتقات النفط
كالجازولين والديزل والكيروسين الوقود الأكثر استخداما لذلك.

* تركيب الوقود الأحفوري وخواصة:

تتركب جميع أنواع هذه الوقود من مركبات مكونة
بشكل أساسي من عنصري الكربون والهيدروجين بنسب مختلفة .
وقد توجد أيضاً بعض من العناصر الأخرى , ولكن بنسب أقل
بكثير مثل الأكسجين والكبريت والنيتروجين .

تعليم_الجزائر
الفحم” Anthracite”

– يتكون الفحم من خليط من المركبات بنسب
مختلفة . أما العنصر الأساسي في هذه المركبات فهو الكربون ,
كما يحتوي على نسب متفاوتة من الهيدروجين والنيتروجين
والكبريت والأكسجين . وهناك ثلاثة أنواع رئيسية من الفحم
هي فحم الانثراسيت”Anthracite” وهو أكثر أنواع الفحم صلابة
وأعلاها في نسبة الكربون حيث تبلغ 95%
وفحم الليجنيت “Lignite” أو الفحم البني ويحتوي
65-70% كربون والفحم الحجري ويحتوي 75-90% من الكربون
وهو أكثر أنواع الفحم الطبيعي استعمالاً.

تعليم_الجزائر

– أما النفط والغاز الطبيعي فهما خليط من
مركبات كثيرة يطلق عليها الهيدروكربونات , وتتركب غالباً
من عنصري الهيدروجين والكربون .
والنفط خليك كثيف داكن اللون غالباً لا يمكن استخدامه
بشكل مناسب إلا بعد أن يفصل إلى مكوناته العديدة في
عملية تسمىالتقطير التجزيئي ويتم هذا في أبراج التجزئة .
ومن أهم مشتقات النفط الجازولين والكيروسين والديزل
وزيوت التشحيم وغيرها .

– أما الغاز الطبيعي فيتكون غالبه من غاز الميثان CH4 وغازات أخرى
كالإيثان والبروبان .

عند احتراق جميع أنواع الوقود الأحفوري في وجود الأكسجين يتكون
غاز ثاني أكسيد الكربون وتنبعث حرارة عالية وقد يتكون الماء أيضاً.

وتوضح المعادلتان التاليتان احتراق كل من الفحم وغاز الميثان :

2C(s) + 2O2 (g) ==>2CO2(g) + Energy

CH4(g) + 2O2 (g) ==>CO2 (g) + 2H2O(1) + Energy

تعليم_الجزائر

وللوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة عدة مميزات أهمها :

– متوافر حالياً بكميات كبيرة.
– يحترق بسهولة منتجاً كمية كبيرة من الطاقة الحرارية
التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وأغراض مهمة أخرى
كالطهي والتدفئة .
– سهل النقل

وعلى الرغم من كثرة مزاياه إلا أن لاستخدامه سلبيات عديدة منها
– ينطلق عن احتراقه كثير من الغازات مثل ثاني أكسيد الكبريت
وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون التي تؤدي إلى ارتفاع
حرارة الأرض (Global Warming) وتكون المطر الحمضي
والتسبب في كثير من أمراض الرئة.
– أسعاره وتوافره يرتبط بالظروف السياسية لمناطق إنتاجة.

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

نظام التحكم فى التربينة الغازية

بسم لله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة لله وبركاته
نظام التحكم فى التربينة الغازية
De******ion of Gas Turbine Control System

نظام التحكم فى التربينة يتكون من أجزاء معلومة قد جهزت للمعرفة الخاصة لمحطات الطاقة وهى مقصورة على الوصف الوظيفى لنظام التحكم مع شرح بعض المنحنيات للعمليات المؤثرة على تشغيل محطة التوليد. ونظام التحكم متصل بمجموعات تحكم تقوم بمتابعة العمل أتوماتيكيا لمولدات التربينة الغازية، وأيضا العمل فى حالة حدوث مشاكل على الوحدة سواء كانت خارجية أو داخلية وحتى أثناء التشغيل والتحميل وعادة توضع نقطة اختيار للحمل المطلوب تحميله على الوحدة (Set point) اللازم لتغذية الشبكة طبقا لمتطلبات الشبكة سواء بالرفع أو خفض الأحمال حسب قيمة الذبذبة فى الشبكة وعادة يطلب الحمل المرغوب للشبكة فى جمهورية مصر العربية بواسطة مركز التحكم القومي للطاقة الذى يقوم بمراقبة أحمال الشبكة.

يراقب حمل الوحدة بأجهزة مراقبة ترسل إشارة كهربية إلى جهاز التحكم الكهربى أو الميكانيكى E.H.C & M.H.C (حسب المختار فى الخدمة) وتتحول هذه الأشارة إلى إشارة فى ضغط الزيت الثانوى Secondary oil pressure الذى يقوم بعمل فتح أو غلق لبلف الوقود الغازى أو السائل أو كلاهما
حسب نوع الوقود المختار على الوحدة وبالتالى يمكن التحكم فى حمل الوحدة حسب الطلب من رفع أو خفض أحمال وإشارة التحكم هى :-
1- الحمل / الذبذبة 2- درجة حرارة خرج التربينة
3- السرعة

ونظام التحكم كما هو موضح بالرسم التالى يتكون من:-
1- منظم السرعة Speed controller
2- رابط سرعة البدء Speed run up interface
3- منظم حمل / ذبذبة Load / Frequency controller
4- منظم حدود درجة الحرارة Temperature limit controller
5- بوابة أدنى قيمة Minimum value gate
6- مجزء الوقود Fuel proportioner
7- منظم بلف التحكم Valve lift controller { E.H.C – MH.C }

Start-up Control

تبدأ التربينة الغازية فى التشغيل من الحركة البطيئة (112 لفة / دقيقة) عن طريق (Static frequency converter) وعندما يفتح Fuel emergency valve يتدفق الوقود عن طريق (minimum flow) ويدخل نظام التحكم من البداية (start -up control) فى العمل وعندما تصل سرعة التربينة 33% من السرعة الكاملة نفتح بلف التحكم تابعا زمن البرنامج . ثم بعد ذلك يتبع السرعة
– Time contralled opening of control valve h = F(0)
– Speed contralled limitation of “ “ “ lift h = F(n)
ويمر كل من التحكم عن طريق الزمن وعن طريق السرعة على Minimum value gate والقيمة الأقل هي التي تمر اثناء بدء التشغيل ويلاحظ هنا أنه إذا كانت فتحة بلف التحكم دالة فى الزمن F (t) يمكن للوحدة أن تصل إلى معدلها النهائى فى السرعة وهى فى برنامج البدء بدون تتابع درجات الحرارة التى تسبب إجهادات حرارية على الوحدة وفى حالة خطأ فى برنامج البدء فى التشغيل أوفى حالة الـــ Block start أو عيب فى الـــ power الخاصة بــ الـــ (S.F.C) تكون فتحة بلف التحكم دالة فى السرعة F (n) وهذا يعمل على منع إرتفاع درجات الحرارة إلى معدل أكثر من الطبيعى عند السرعات البطيئة .

Speed converter

حاكم السرعة هام جدا حيث أنه يقوم بعمل تحكم كامل للتربينة الغازية أثناء البدء فى التشغيل وعند عمل التوافق مع الشبكة (Synchronizing) وحتى فى حالة العمل بالتحكم على الحمل (Load control) وأيضا فى حالة زيادة السرعة عن 110% من السرعة الكاملة
يمكن أن تعمل التربينة الغازية بالتحكم عن طريق التحكم الميكانيكى hydraulic speed governor أو التحكم عن طريق التحكم الكهربى electrical controller المستخدم دائما.
hydraulic speed governor operation on stable grid

Frequency / Load controller

يستخدم التحكم المركب من التردد والحمل فى التحكم أثناء التشغيل وأثناء الحمل واللاحمل loading&unloading لمولد التربينة فقط عندما يكون منحنى خواص التحميل دالة فى الزمن Ps = F(t) ويتكون هذا الحاكم المركب من دوائر تخص التشغيل على شبكة موحدة أو جزيرة (منطقة) مستقلة
* Operation on stable grid * Islanding
– وظيفة الدائرة هى أن تقوم بعمل مقارنة للحمل الفعلى Pact مع الحمل المثبته عليه الوحدة مع السماح بإنحراف بسيط للذبذبة فى حدود 5% وإذا زاد الإنحراف للذبذبة أكثر من ذلك يكون لحاكم الذبذبة تأثير ويحدث Over frequency
– فى حالة الشبكات المستقرة نجد أن إنحراف العمل فى المتوسط يساوى الصفر وإذا زاد هذا الإنحراف
إلى 10% معناه وجود خطأ فى مسار نقل القدرة ويفهمها الحاكم أتوماتيكيا ويتعامل معها كأنها
(island Grid) ويدخل حاكم الذبذبة (Frequency controller) فى العمل ليعدل خطأ مسار نقل القدرة وينزل إنذار over / under froquency يمكن عن طريق مفتاح فى لوحة التحكم (rais / lower) تقليل أو رفع الذبذبة.

Loading characteristic

بعد عمل التوافق للوحدة الغازية تكون الوحدة على الشبكة بحمل قدره 20 ميجاوات قد ضبط فى الحاكم سواء كان الإختبار (Normal oper. ll MW/min) أو Fast gradient 30 MW/min وتستمر الوحدة فى التحميل حتى تتجاوز درجة حرارة عادم الغازات درجة الحرارة الأساسية **** temp بمقدار 20° م يتحول التحميل إلى معدل بطئ (Slow) قدره 4ميجاوات /دقيقة كما هو موضح بالرسم المقابل

– عندما تأخذ الوحدة الغازية unloading تتبع الـــ Normal gradient حتى تصل إلى الصفر ميجاوات. يوجد جهازين لإظهار الفرق فى الــ power set point أثناء إجراءالتحميل للوحدة الغازية:
– الجهاز الموجود أسفل فى لوحة التحكم لبيان Adjustable target value
– الجهاز فى أعلى لوحة التحكم هو Actual power
– بعد الـ emergency loading بزمن محدود يتم الإختبار مرة أخرى علىNormal loading لتجنب الإجهادات الحرارية التى يمكن أن تتعرض لها ريش التربينة وعندها مبين التحكم بالحمل (load controller)يكون فى العمل .

Temperature limiter

يعمل الحاكم بدرجة الحرارة وذلك لتفادى الإجهادات الحرارية التى يمكن أن تتعرض لها ريش التربينة
وهذا يدخل عن طريق (minimum valve gate ) لكل من درجة حرارة خرج التربينة وحاكم الحمل
(thermocouples) موجودين على خرج التربينة من المعادلة التالية

T = (T1+T2+T3+T4+T5+T6 ) / 6 – 0.46 Tin

حيث
T : درجة الحرارة المحسوبة
T1 ,T2,- : درجة الحرارة المقاسة
Tin : درجة حرارة دخل الكباس

وفى حالة فشل أحد أجهزة قياس درجة الحرارة يخرج من المعادلة ويقسم على (5) بدلا من (6) ويوجد أيضا على خرج التربينه عدد 2 (Thermocouples) وهى حماية للوحدة الغازية.

عندما يحس حاكم الحمل بإرتفاع الحمل الذى يزيد من درجة حرارة خرج التربينة المحسوبة T ومنها يدخل حاكم درجة حرارة خرج التربينة فى العمل وتضاء اللمبة الخاصة به حتى تعود درجة حرارة خرج التربينة إلى درجة الحرارة المضبوطةsetting temp ويدخل بعدها مرة إخرى load controler فى العمل سواء كان ذلك أثناء التشغيل على **** or peak load وفى الوضع العادى يكون Temp limit control فى العمل بين درجتى
الحرارة ( 503-536) °C

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

طائرة الكونكورد

► طائرة الكونكورد◄
حين تتأملها وهي رابضة بالمطار ,يخيل لك انها نسر عملاق ابيض بمنقارة المتجة بكبرياء نحو الارض كأنة يتامل فريستة المستكينة بين مخالبة القوية .انها طائرة الكونكرد الاسرع من الصوت و احدى علامات القرن العشرين .
كان طيران اول طائرة ركاب بسرعة تفوق سرعة الصوت حدثا مهما في القرن العشرين ,اذ ان مثل هذة السرعة القصوى كانت مقتصرة على الطائرات الحربية التي كانت اول طائرة منها تفوق سرعتها سرعة الصوت هي (بيل اكس-1) وكانت هذة طائرة ابحاث ذات محرك صاروخي ,نجحت بالطيران في 14-اكتوبر 1947 , بعد ذلك بنيت وطارت بنجاح العديد من الطائرات الحربية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.
اما اول طائرة ركاب تجارية تطير بسرعة تفوق سرعة الصوت هي ( سوبر سونيك ترانسبورت) واطلق عليها اسم الكونكرد التي تبلغ سرعتها 2176 كم ساعة. صممت هذة الطائرة في الستينات وكان انجازها مشروعا مشتركا بين الحكومتين البريطانية و الفرنسية ,و المقر الرسمي للشركة المنتجة في باريس ,واذا كانت البوينغ 747 او الايرباص 380الاكبر فالكونكرد هي الاسرع في العالم.
دخلت الكونكرد الخدمة الفعلية المنتظمة في 21 ك2 1976 .وكان خط طيرانها في البداية بين لندن و باريس الى ريودي جانيرو في البرازيل ,لكن هذا الخط الغي في عام 1982 كما قلصت خطوط اخرى رحلاتها بسبب عدم تحقيق اي ارباح .و كان خط طيران كونكرد الوحيد هو لندن نيويورك و باريس نيو يورك وبالعكس.
و بالرغم من المزايا العديدة لهذة الطائرة المتطورة و اولها السرعة طبعا .الا انها لم تنجح تجاريا بسبب كلفتها العالية في التشغيل و الادامة و لاتسيرها من بين خطوط الطيران العالمية سوى البرتش ايرويز و الاير فرانس .
وبعد حادثة باريس عام 2001 و التي ادت الى تحطم هذة الطائرة و اكتشاف خلل بنظام التبريد فيها احيلت الى التقاعد بعد ان وجد ان لا فائدة منها في ارجاعها للخدمة.و يمكن الان رؤية الطائرة في متحف بباريس و الاخر بلندن.

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

البطارية


~ البطارية ~
ربما تعد البطارية (المتعطلة) من أكثر أجزاء السيارة التي تسبب عدم تشغيلها، وبخاصة في الأجواء الباردة، حيث إن البطارية تصبح أقل كفاءة كلما انخفضت درجة حرارتها؛ لذلك فإن انخفاض درجة حرارة الجو يظهر العيوب المحتملة للبطارية التي لا يمكن اكتشافها في الظروف الجوية العادية؛ لذلك فإن فحص البطارية والتأكد من كفاءتها يمكن أن يجنب قائد السيارة الوقوع في مواقف صعبة ومحرجة جراء تعطل البطارية الأمر الذي لا يمكنه من تشغيل سيارته. وعملية فحص البطارية أمر سهل لا يكلف الكثير من الوقت والعناء. ومن المناسب هنا أن نقدم بعض النصائح حول ذلك وذكر بعض الأعطال الشائعة:
1 انخفاض مستوى السائل: معظم البطاريات هذه الأيام من النوع المحكم الإغلاق (لا تحتاج إلى صيانة) لكن إذا كانت البطارية ذات أغطية قابلة للفتح فإنه بالإمكان فحص مستوى السائل الإلكتروليتي داخل خلاياها. فالحجرة الداخلية للبطارية مقسمة إلى عدة خلايا، ويتوجب فحص كل منها على انفراد، وعند النظر إلى أية خلية منها يلاحظ صفائح معدنية مرصوصة إلى جانب بعضها البعض. ويجب أن يكون مستوى السائل أعلى من مستوى الصفائح وذلك لتعمل الخلية بشكل جيد. ويمكن إذا ما انخفض مستوى السائل في خلية واحدة من خلايا البطارية أن يتسبب ذلك في ضعف البطارية. ويعتبر سائل الخلية خطرا، ويحتوي بشكل أساس على حامض الكبريتيك المؤذي للجلد؛ لذلك يجب أن يعامل بحذر. والشيء المطمئن هو عدم الحاجة إلى إضافة هذا الحامض لرفع مستوى السائل، وإنما يكفي إضافة الماء المقطر (الخالي من الأيونات) إلى أن يرتفع مستوى السائل فوق الخلايا بعدة ملليمترات لتعمل البطارية بنشاط.
2 الشحن الضعيف من مولد السيارة: هذا النوع من الأعطال يمكن تحديده ومعالجته بشكل دقيق من قبل فني الصيانة المختص، كما أنه بإمكان قائد السيارة التأكد منه. وأسهل طريقة لمعرفة ما إذا كان مولد السيارة يقوم بعملية الشحن جيداً هو أن يتم تشغيل السيارة وإضاءة جميع المصابيح بأقصى طاقتها. وعند الضغط على دواسة الوقود يجب أن يزداد ضياء المصابيح بدرجة معقولة ومن ثم ينخفض عندما تُرفع القدم عن الدواسة. وفي حال كان محرك السيارة يميل إلى التوقف عند تشغيل المصابيح فإنه من المحتمل أن تكون هنالك مشكلة في المولد. وهناك خيار بديل إذا ما كان يتوافر جهاز لفحص فولتية البطارية التي يجب أن تكون أعلى من 12 فولت (بين 13 إلى 15 فولت)، كما أنه يمكن للمولد أن يفرط في شحن البطارية مثلما يتسبب في انخفاض شحنها وبالتالي التسبب في عدم تشغيل السيارة نتيجة تضرر البطارية بالشحن المفرط، وتكون هذه الحالة مصحوبة برائحة منبعثة من البطارية تشبه رائحة البيض الفاسد الناتجة عن غليان وتبخر سائل البطارية بسبب الحرارة الناجمة عن الشحن المفرط. وفي معظم الحالات السابقة يمكن تصليح (مولد السيارة) أو الاستبدال في حال تطلب الأمر ذلك، وهي حالة قليلة الحدوث.
3 استعمال بطارية غير ملائمة: بعض الفنيين قد ينصح بنوع مماثل للنوع الأصلي لبطارية السيارة اعتماداً على موديل السيارة، لكن من الأفضل أن تكون بنفس نوعية البطارية الأصلية من ناحية الحجم والسعة (أمبير ساعة). ويمكن معرفة النوع الأصلي الملائم للسيارة بعد الاتصال بالشركة المصنعة للسيارة أو الوكيل والموزع القريب لقطع غيار السيارة.
4 التشغيل باستعمال بطارية مساعدة: أفضل طريقة (مؤقتة) لتشغيل السيارة إذا تعطلت بطاريتها هي استعمال الكبلات المساعدة لتشغيلها من بطارية سيارة أخرى. وهذا النوع من الكبلات يجب أن يكون متيناً لتحمل التيار المنتقل بين بطارية السيارة الأخرى (يجب أن تكون في حالة التشغيل) إلى بطارية السيارة المراد تشغيلها. ولتتم العملية يجب ربط الكبل الأول بين القطب الموجب لكل من البطاريتين والكبل الثاني بين القطب السالب لكل من البطاريتين مع مراعاة عدم التماس بين أي من الكبلين أو حتى مع بدن السيارة المعدني. بعد ذلك يتم زيادة سرعة محرك السيارة المشتغلة (على ألا تزيد سرعة محرك السيارة بشكل مفرط ولتكن السرعة بين 2000 إلى 3000 دورة في الدقيقة)، والانتظار لمدة عشر ثوان قبل أن محاولة تشغيل السيارة. من المعتاد أن يتم تشغيل محرك السيارة خلال فترة قصيرة، لكن إذا لوحظ أن سرعة دوران المحرك أثناء محاولة التشغيل بطيئة نوعاً ما فيجب الانتظار لفترة أطول قبل محاولة تشغيله مرة ثانية. وبعد أن تتم العملية بنجاح يتم فصل الكبلات واحداً تلو الآخر.

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

كيــــــــف تطيــر الهليــــــــكوبتــــــر ؟؟؟

GENERAL

This is just the basic informations for the beginners which did not know any things about the helicopter or airplane before and wants to know some principles that why the helicopter can fly but not in deep details. For the people that want to know more than what I have in here, please go to the **** book which have many professors wrote them or go to the specific helicopter manuals. The details about the helicopter has so much to put it all in the WEB.
INTRODUCTION
The wings of the airplane create a lift force when they move through the air. As we known,during flight, there are four forces acting on the helicopter or airplane and those are LIFT , DRAG , THRUST ,and WEIGHT .(please go back and see on What makes an airplane fly ? section).In order to make the wings to move through the air , of course, the plane itself has to move. A helicopter works by having its wings move through the air while the **** stays still. The helicopter’s wings are called Main Rotor Blades. The shape and the angle of the blades move through the air will determine how much Lift force is created. After the helicopter lifted off the ground, the pilot can tilt the blades, causing the helicopter to tip forward or backward or sideward.
NOMENCLATURE AND TECHNICAL TERM
Although we will describe certain terms or parts of helicopter more in the next sections as we go along, but we should familier with all of these terms in order to understand the helicopter better.
Bernoulli’principle :This principle states that as the air velocity increases, the pressure decreases; and as the velocity decreases, the pressure increases .
Airfoil : is technically defined as any surface, such as an airplane aileron, elevator, rudder, wing, main rotor blades, or tail rotor blades designed to obtain reaction from the air through which it moves.

تعليم_الجزائر

Angle of Attack : is the acute angle measured between the chord of an airfoil and the relative wind

تعليم_الجزائر

Angle of Incidence : is the acute angle between the wing’s chord line and the longitudinal axis of the airplane. (usually manufacturer had built the aircraft with the wing has some degrees to the horizontal plane or airplane longitudinal axis).
Blades : The blades of the helicopter are airfoils with a very high aspect ratio ( length to chord ). The angle of incidence is adjusted by means of the control from pilots.

The main rotor of the helicopter may have two, three,four , five or six blades, depending upon the design. The main rotor blades are hinged to the rotor head in such a manner that they have limited movement up and down and also they can change the pitch ( angle of incidence ). The controls for the main rotor are called Collective and Cyclic Controls.

تعليم_الجزائر

The tail rotor is small blades may have two or four blades and mounted on the tail of the helicopter,it rotates in the vertical plane. The tail rotor is controlled by the rudder pedals. Its pitch can be changed as required to turn the helicopter in the direction desired.

تعليم_الجزائر

Blade Root : The inner end of the blades where the rotors connect to the blade gripos.
Blade Grips : Large attaching points where the rotor blade connects to the hub.
Rotor Hub : Sit on top of the mast , and connects the rotor blades to the control tubes.
Main Rotor Mast : Rotating shaft from the transmission which connects the main rotor blades to helicopter fuselage

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

الجازولين

الجازولين :

عبارة عن مزيج من هيدروكربونات متطايرة .
يتم الحصول على الجازولين من عمليات التكرير والتكسير وتتكاثف
مكوناته عند درجةة حرارة 35 الى 175 درجة مئوية ، ويعتبر هذا
المنتج أهم مكونات الزيت الخام الناتجة من التقطير على الإطلاق .
ويستخدم كوقود للسيارات ويعرف ببنزين السيارات ، ومن أشهر مكوناته مادة الأوكتان octane وتعتبر نسبة وجودها في الخليط مقياسا لجودته .

طرق تحسين الجازولين :
تعتبر عملية التكسير بالعوامل المساعدة مهمة في رفع العدد الأوكتاني لوقود السيارات إضافة الى كونها وسيلة هامة لزيادته .
( كلما زاد العدد الأوكتاني كلما زادت جودة الزيت )
وقد دخلت عمليات أخرى في تحسين جودة الجازولين برفع رقمه الأوكتاني وتتلخص هذه العمليات كالآتي :
1- إضافة مواد كيميائية عضو معدنية :
يضاف رابع ايثيل الرصاص الى الجازولين وتبلغ نسبته
5سم مكعب لكل جالون من الجازولين ، ونظرا لكون الجازولين الناتج من هذه الإضافة ذو درجة عالية من السمية فإنه يضاف اليه صبغة عضوية تميزه عن بقية أنواع الجازولين .

2- الإصلاح بالمواد الحافزة :
في هذه العملية يتم تسخين الجازولين ذو الرقم الأوكتاني المنخفض الى درجة حرارة متوسطة وتحت ضغط مرتفع بوجود عامل مساعد مثل سليكات الألومنيوم ، وبالتالي يرتفع الرقم الأوكتاني .

3- الأســمرة :
في هذه العملية تتحول السلاسل البارافينية المستقيمة الى سلاسل بارافينية مرتفعة بالتسخين في وجود عامل مساعد مثل كلوريد الألومنيوم . ( وهذه العملية مكلفة )

4- الألـــــــكلة :
في هذه العملية تتحول الألكينات الصغيرة الى سلاسل
متفرعة في وجود عامل مساعد .
ومن عيوب هذه العملية انها قد تتبلمر أثناء التشغيل فتسبب انسداد
الكبراديتر .

5- إضافة مواد أروماتية الى الجازولين :
تعمل المواد الأروماتية مثل التولوين والبنزين على زيادة الرقم الأوكتاني للجازولين .

6- إضافة ميثيل ثلاثي بويتيل الأيثر :
تتميز هذه المادة بقدرتها على رفع رقم اوكتان الجازولين عند اضافتها بنسبة 5 – 10 % وبذلك حلت محل مركيات الرصاص الملوثة للجو.

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

التوربينة البخارية Steam Turbine

التوربينة البخارية Steam Turbine
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أود في هذا الموضوع إعطاء أخواني الأعضاء معلومات مفيدة عن التوربينة البخارية Steam Turbine ، وسوف أبدأ في عرض تصور لوضع التوربينة البخارية داخل دائرة بسيطة من دوائر محطات القوى .

تعليم_الجزائر

كما ترون في الصورة فإن البخار الخارج من الغلاية يدخل الى التوربينة والتي تكون موصولة بمولد Generator الذي يقوم بإعطائنا الطاقة Power .

أمـــــا في داخل التوربينة البخارية فيدفع البخــار بواسطة أنصال أو ألواح من سبائك الفولاذ أو الحديد Blades والتي تتخذ شكلا معين ومصممة بواسطة حسابات دقيقة ، قــوة البخار التي على الأنصال تسبب التسريع في دوران العمود Shaft .
يتــم ضبط البخار بواسطة ما يسمى ب Governor (الحاكم المتحكم في عملية ضبط الضغط) ويتم ضبط البخار الداخل الى التوربينة لإبقاء سرعة الدوران للتوربين ثابتة .
( تدور حوالي 3600 دورة في الدقيقة كما في التوربينة البخارية ذات المرحلتين High pressure turbine & Low pressure turbine

تعليم_الجزائر

هناك العديد من صفوف الانصال التوربينية Turbine Blades داخل التوربين ، في كل مرة يمر فيها البخار بصف من هذه الصفوف Wheel يدفع به بقوة ضعيفة الى حد ما . والصورة التالية توضح شكل هذه الحلقات

تعليم_الجزائر

وكمـــا نلاحظ أن كل صف يتبعه صف أكبر منه بشيء بسيط لكي يستطيع أن يعطيب نفس كمية الطاقة من البخار Same amount of power from steam .

هذا أحد أشكال التوربين وأحيانا يكون بثلاث مراحل توربينة ذات ضغط مرتفع ومتوسط ومنخفض .
هذه معلومات مختصرة عن Steam Turbine ومن كان لديه أي إضافات أو تعليق أرجو أن لا يبخل بها علينا .
تحــــياتي

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

تاريخ الطيران

¡ ¢ £ ¤ تاريخ الطيران ¡ ¢ £ ¤

بدأ الطيران بمحاكاة الإنسان للطيور والتي ولدت لديه إحساسا بأنه مقيد على سطح الأرض، مما دعا بعض المغامرين في العصور الإسلامية أمثال عباس بن فرناس بالقفز من أعلى الجبال مستعين في ذلك بأجنحة ثبتت حول ساعديه، معتقدين أن أجنحة الطيور هي سبب رفعها في الهواء فقط. وبالرغم من الحوادث المؤسفة التي انتهت بها تلك المحاولات إلا أنها كانت خطوة في طريق التقدم في مجال الطيران

حتى نهاية القرن الثامن عشر لم يكن قد تحقق أي تقدم يذكر في فن الطيران سوى الجهد الذي قام به ليوناردو دافينشي حيث صمم نوعا من الباراشوت عبارة عن خيمة من الكتان على شكل هرم مدعيا أن في مقدور الإنسان أن يهبط بها من أي إرتفاع شاهق دون أن يصاب بأذى

تمت أولى التجارب الناجحة في 18 أغسطس عام 1709م على نموذج للبالون كوسيلة للطيران، حيث قام مارتولو ميودي جوسماد بعرض بالون مملوء بالهواء الحار الذي يسخن بواسطة مادة شمعية تشتعل في صفيحة معلقة في البالون وارتفع البالون إلى اثنى عشر قدما

صنع كايلي طائرته الأولى عام 1804م التي كانت نموذج منزلقا مثل الطائرة الشراعية اعتبرها كثير من المؤرخين الطائرة الأولى في التاريخ، أثبتت تجارب الطيران قدرتها على الطيران مما دفع كايلي إلى بناء طائرة كبيرة الحجم لا تحمل إنسانا مساحة أجنحتها حوال عشرين مترا مربعا، وحاول كايلي إضافة محرك لطائرته الشراعية إلا أن المحرك البخاري الذي كان شائع الإستخدام في ذلك الوقت كان ثقيلا جدا لا يمكن استخدامه في الطيران
حاول هينسون أحد كبار المعجبين بكايلي تصميم مركبة هوائية بخارية ضخمة ولكن واجهته ذات العقبة التي واجهت كايلي من قبل ألا وهي وزن المحرك البخاري
وعاود المحاولة واستعان بمهندس يدعى جون وبنى الرجلان نموذجا طوله ستة أمتار للمركبة البخارية وزواداه بمحرك بخاري صغير خفيف الوزن نسبيا وطار النموذج بشكل أو بآخر في أحد الإختبارات عام 1848م فكان هذا الإختبار أول محاولة لإستخدام الدفع الميكانيكي في الطائرة

أخرج الفونس بينو رائد الطيران التالي لهينسون أول تصميم لطائرة لها استقرار ذاتي وطارت طائرته المسماة بلانوفور البالغ طولها نصف متر التي استمدت القدرة من شريط من المطاط يدير مروحة في ذيلها بنجاح أمام المشاهدين عام 1871م

وأهتم بينو بعد ذلك بالطائرات الحاملة للبشر فصمم طائرة برمائية من طراز بالغ التقدم لها كثير من صفات الطائرات الحديثة مثل المروحة التي في المقدمة وإرتفاع الجناحين إلى الأعلى وموجه واحد للتحكم في عملية الطيران كلها وقدر بينو سرعة طائرته بمائة كيلومتر في الساعة لو أنه حصل على الدعم المالي لكنه لم يحصل عليه ولم تصنع الطائرة
لم يعلم بينو عند مماته بأنه أسهم إسهاما غير مباشر في مستقبل الطيران، فقد أشترى شخص يدعى ميلتون رايت أحد نماذج بينو التي تستمد قدرتها من شريط المطاط وأعطاه لولديه ولبور وأورفيل
ومن هذه اللعبة الصغيرة التي دارت في مخيلة الغلامين بدأ التفكير في نماذج أكبر حيث صمم الأخوان رايت محركا خاصا بهما يزن 82 كيلوجرام ويولد 13 حصانا وبنيت أول طائرة مزودة بمحرك في صيف 1903م وكانت مزدوجة الأجنحة طول باعها 12 مترا وبلغ وزنها 275 كيلوجرام وكانت مروحتها تدور بواسطة عجلات مسننة من النوع المستعمل في الدراجات وتتصل بمحور المحرك بواسطة سلاسل حديدية وكانت تتكىء عند إطلاقها على مركبة صغيرة ذات عجلات
وقام ولبور في 14 ديسمبر 1903م بالمحاولة الأولى وتحركت الطائرة على قضبان الإنطلاق وأرتفعت فترة قصيرة ثم انخفضت سرعتها عن سرعة الطيران وسقطت على الشاطىء الرملي، وأعترف ولبور الذي لم يصب بأذى بأنه هو الملوم وليست الطائرة، ولم تصب الطائرة سوى بأضرار طفيفة وكانت معده لتجربة طيران أخرى بعد ذلك بثلاثة أيام وكان هذا دور أورفيل حيث تركت الطائرة المركبة التي تستند إليها بعد أن جرت مسافة قصيرة على القضبان وترنحت مسافة 36.5 مترا فوق الرمال وقال أورفيل أن هذا الطيران لم يدم سوى 12 ثانية، إلا انه كان على الرغم من ذلك أول طيران في تاريخ العالم رفعت فيه طائرة تحمل رجلا نفسها في الهواء معتمدة على قدرتها الذاتية
ولقد مرت الطائرات بتطورات كبيرة وكثيرة في السنين التي تلت التجارب واستطاعت طائرة الأخوان رايت أن تصل سرعتها إلى 50 كيلومتر في الساعة بينما تزيد سرعة الطائرات الحربية عن 3200 كم في الساعة والطائرات التجارية عن 1000 كم في الساعة والكونكورد تتجاوز الألفين كم في الساعة في وقتنا الحاضر

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

ضغط مفاعلات الماء **Pressurized water reactors

فيه دورتان للماء الأولى مغلقة تماما” لنقل الحرارة ويظل الماء فيها سائلا” خلال الدورة بأكملها ويخرج من قلب المفاعل في درجة حرارة تبلغ 325 درجة وضغط 150 جو ، ليمر خلال دورة الماء الثانية التي تولد البخار , والدورة الثانية التي لا يلامس فيها الوقود الماء ترفع من الأمان الاشعاعي ولكن ذلك يزيد الضغط ودرجة الحرارة في قلب المفاعل أكثر مما هي عليه في مفاعلات الماء المغلي , يوجد حوالي 350 مفاعل من هذا النوع في العالم.

مادة الوقود في هذه المفاعلاتuo2 المكبوس بشكل اسطوانات صغيرة (pellets ) والتي قطرها يكافئ ارتفاعها ويساوي تقريبا” 1.27 سنتيمتر(نصف انش) وتغلف بسبيكة الزركونيوم التي تمتاز با نخفاض قيمة المقطع العرضي النيتروني ، تجمع هذه (pellets ) في قلم الوقود ويبلغ طول قلم الوقود الواحد أكثر من 3.6 متر أي 12 قدم وتكون هذه الأقلام مجمعة في حزمة هي التي تستبدل عند اعادة تحميل الوقود .

يتكون قلب المفاعل من عدد كبير من الحزم أو مجمعات الوقود المربعة ، والعديد من مفاعلات الماء المضغوط تستعمل مجمعات تتكون من مصفوفات 15*15 قلم وقود ، وفي مفاعلات الماء المضغوط الحديثة 17*17 قلم، أقلام الوقود مثبتة بواسطة حلزون يفصل في مشبك المجمعات بواسطة تراكيب في قمة وقعر المجمع .

جميع المجمعات في المفاعل يمكن أن يكون لها نفس التصميم الميكانيكي متضمنة” مكانا” لتجمعات قضبان السيطرة ، عند غياب قضبان السيطرة في مجمع الوقود فان مكانها يمكن أن يشغل بمصادر الكترونية .

قدرة هذا المفاعل حوالي 100 Mw اذا كان محتويا” على200 مجمع أي حوالي40 ألف قلم (الى 50ألف قلم ) تتضمن حوالي 110 طن من uo2 .

تتكون معظم قضبان السيطرة من الفضة Ag الانديوم In الكادميوم Cd الماصة للنترونات ممتدة على طول قلب المفاعل ، في حال حدوث أي خلل يمكن أن تسقط هذه القضبان بسهولة في قلب المفاعل نتيجة لوزنها ، حيث تكون نصف مجمعات السيطرة جاهزة لمثل هذا الاطفاء ، والمتبقي يستعمل للسيطرة التشغيلية , بعض قضبان السيطرة تكون المادة الماصة للنترونات فيها في الربع الأخير فقط تستعمل لتعديل توزيع القدرة باتجاه المحور العمودي على المقطع العرضي للقلب ، ومن بعض الوسائل المستخدمة في السيطرة ادخال حامض البوريك في دورة التبريد الابتدائية .

ان كل ما سبق ذكره موضوع مع الوقود في وعاء الضغط الكبير الذي صمم ليتحمل ضغوط عالية في درجات حرارة اشتغال المفاعل حيث ان الضغط في وعاء المفاعل يبلغ 17Mpa تكون جدران وعاء المفاعل من الكربون الفولاذي سمكه حوالي 20 سنتيمتر أو أكثر وارتفاع الوعاء حوالي 12 متر وبقطر حوالي 4 متر وتكون جميع السطوح الداخلية الملامسة لمائع التبريد مغطاة بالفولاذ غير القابل للصدأ.

يبلغ الضغط في منظومة التبريد الابتدائية حوالي وهذا الضغط يكفي لمنع تكوين البخار , يتولد البخار في منظومة التبريد الثانوية من خلال انتقال الحرارة من مائع التبريد ذي الضغط العالي الى الماء الثانوي ذوالضغط المنخفض ، حيث يحدث الانتقال الحراري من خلال جدران عدد كبير من الأنابيب التي يمر خلالها مائع التبريد في مولدات البخار , ويمر كذلك البخار المتولد خلال نواقل لازالةالرطوبة فيه الى أقل من لغرض ارساله الى المولد التوربيني من أجل انتاج الكهرباء.

المنظومات المساعدة :

منظومة السيطرة على الكيمياء والحجم تعليم_الجزائرتجهيز الماء لمنظومة التبريد الابتدائية وتقليل التآكل , وكمية نواتج الانشطار في مائع التبريد ) وتقوم بضبط تركيز حامض البوريك عند استخدامه لأغراض السيطرة على المفاعلية ، وتعمل أيضا” على الترابط مع مولدات الضغط للمحافظة على ضغط حجم مناسب لمائع التبريد وفق ظروف الاشتغال العادي ,ويمكن للمنظومة أن تحافظ على تراكيز معينة للغازات المنحلة بصورة خاصة غاز الهيدروجين المتواجد في مائع التبريد .

وتعتبر منظومة الكيمياء والسيطرة على الحجم مصدرا” للغاز الذي يعامل في منظومة معاملة النفايات الغازية .

منظومة النفايات الغازية : لخزن الغاز واعادته الى منظومة المفاعل في الحالات الضرورية .

منظومة النفايات السائلة : معاملة السوائل الناتجة من منظومات التصريف المختلفة , ففي حالة احتواء السائل على التريتيوم كما هو في المائع الابتدائي فانه يمكن تنقية السائل واعادته الى منظومة الكيمياء والسيطرة على الحجم .

منظومة ازالة الحرارة : ازالة حرارة الاضمحلال المتولدة في منظومة التبريد الابتدائية عند اطفاء محطة القدرة النووية وتتكون من مبادلات حرارية ومضخات .

منظومات السلامة :

والغرض منها التقليل من الاخطار الناجمة في الحوادث المفاجئة في المفاعل والفعل المباشر لها بعد الحادث المفاجئ للايقاف السريع للتفاعل المتسلسل في الحادثة التي تسبب تصدعا” في منظومة التبريد الابتدائية أو التي تقلل من مائع التبريد فان منظومة الضخ الطارئ تقوم بالعمل مباشرة لضمان استمرارجريان المائع , وفي الحالة التي يحدث فيها انصهار الوقود الصلب في قلب المفاعل فان حاوية المواد المشعة ومنظوماتها الملحقة تعمل على تقليل كمية المواد المتسربة .

وهناك منظومات الرش والتبريد والمكثف تستخدم لغرض غسل النشاطية الاشعاعية المتحررة خارج حاوية المواد المشعة.

التصنيفات
العلوم الميكانيكية

أول طائرة هليكوبتر صينية ضخمة تجتاز التجارب بنجاح

تعليم_الجزائر
اكملت اول طائرة هليكوبتر مدنية ضخمة تنتجها المصانع الصينية رحلتها الاولى في جيجزيدين في اقليم جسانسي شرقي البلاد.
وتبلغ حمولة طائرة (AC313) التي تنتجها الشركة الصينية للصناعات الجوية (AVIC) حوالي الـ 13 طنا او 27 راكبا.
وصممت الطائرة الجديدة للاستخدام في مهمات الانقاذ الجوي في الزلازل والاعاصير وغيرها من الكوارث الطبيعية.
وتعتبر احدث طفرة يحققها قطاع صناعة الطائرات الصيني الطموح.
وكانت بكين قد ازاحت الستار في معرض سنغافورة للطائرات الذي اقيم في الشهر الماضي عن طائرة (Comac C919) النفاثة لنقل الركاب، المصممة لتنافس طائرتي بوينج 737 وايرباص 320. ومن المؤمل ان تدخل الطائرة الصينية مجال الخدمة في عام 2022.
ويبلغ مدى هليكوبتر AC313 اكثر من 900 كيلومتر.
وقالت صحيفة الصين اليومية إن الرحلة الاولى التي قامت بها الهليكوبتر الجديدة تعتبر “قفزة في مجال تكنولوجيا الطيران في الصين.”

نقلا عن BBC علوم و تكنولوجيا