بحث حول عنفات رد الفعل. سنة رابعة هندسة القوى الميكانيكية
ملخص بحث حول عنفات رد الفعل
أهلاً بكم زوارنا الكرام على موقع الحل المفيد الموقع الإلكتروني التعليمي المتميز والمتفوق بمعلوماته الصحيحة كما نقدم لكم اجوبة مختصرة على أسالتكم المتنوعة من المناهج الدراسية والعلوم الثقافية والتاريخية والاخبارية باجابة مفيدة كما ننشر لكم أعزائي الطلاب في صفحة موقع( الحل المفيد alhlmfid. ) ملخص أهم الدروس وحلول الواجبات والمراجعات لجميع المواد الدراسية للفصل الدراسي الأول والثاني المنهج الجديد كما نقدم لكم إجابة السؤال التالي.... بحث حول عنفات رد الفعل. سنة رابعة هندسة القوى الميكانيكية
الحل هو
بحث بعنوان عنفات رد الفعل
مرحلة الفعل :هي المرحلة التي يتم فيها تمدد البخار بكامله في الفوهات الثابتة، أما الفوهات المتحركة فلا يحصل فيها أي تمدد للبخار ويكون الضغط خلفها مساوياً للضغط أمامها، وذلك إذا أهملنا ضياعات التحاك .
أما إذا كان تمدد البخار يحصل في الفوهات الثابتة والفوهات المتحركة، 44فهذا يعني أن سرعة البخار تتزايد لدى مروره خلال الفوهات المتحركة وينتج عن ذلك رد فعل. وتسمى عند ذلك المرحلة العنفية بمرحلة رد الفعل. عرفنا سابقاً درجة رد الفعل بالعلاقة التالية:1
حيث - هبوط الانتالبي في الفوهات الثابتة.
- هبوط الانتالبي في الفوهات المتحركة.
- الهبوط الكلي للانتالبي في المرحلة.
ملاحظة:ويمكن نظرياً تحقيق أي درجة فعل، ولكن بهدف جعل الشفرات المتحركة مماثلة للشفرات الثابتة بغية تبسيط التصنيع فإن عنفات رد الفعل غالباً ما تصنع بدرجة رد فعل هي نصف
شرط المردود الأعظمي لمرحلة رد فعل:
كما هو الحال في مرحلة الفعل نفترض أن مثلثي السرعة منفرجين, وأن السرعة صغيرة جداً. عند ذلك سيكون المردود أعظمياً وإيجاد قيمة من أجل هذه الحالة تعني أننا أوجدنا شرط المردود الأعظمي. من مثلثات السرعة المبينة في الشكل (1-7) نجد:
الشكل(1-7) مثلثات السرعة لمرحلة رد فعل مثالية
ملاحظة أنه في مرحلة رد الفعل تكون السرعة النسبية أكبر من السرعة النسبية بسبب تمدد البخار داخل الفوهات المتحركة أي:
بتطبيق قانون انحفاظ الطاقة(زونر) على الفوهات الثابتة وبفرض أن السرعة عند مدخلها صفر نجد:
فيكون:2
وبتطبيق قانون زونر على الفوهات المتحركة من وجهة نظر مراقب متحرك يكون
3
بحذف من العلاقتين السابقتين نجد: 2_ 3
4
وهو شرط المردود الأعظمي لمرحلة رد فعل. ومن أجل درجة رد فعل نصف يكون شرط المردود الأعظمي:
5
ومن الملاحظ أنه من أجل عنفة فعل صافٍ صفر يكون : وهو شرط المردود الأعظمي لعنفة فعل، والذي أوجدناه سابقاً. وهذا يعني أن عنفة الفعل ما هي إلا حالة خاصة من عنفات رد الفعل التي فيها.
تفترض شروط المتانة أن لا تزيد السرعة المحيطية في عنفات رد الفعل عن وهذا يعني أنه من أجل تحقيق شرط المردود الأعظمي يجب أن لا يزيد هبوط الانتالبي عن في الفوهات الثابتة والمتحركة. *وبما أن استطاعة العنفة تتعلق مباشرة في بمقدار هبوط الانتالبي *فمن غير المفيد أن تكون عنفة رد الفعل مؤلفة من مرحلة واحدة. لذلك تصنع عنفات رد الفعل عادة ذات مراحل متعددة قد تصل إلى 40 مرحل رد الفعل عمليات تحول الطاقة في مرحلة رد الفعل- ضياعات الطاقة:
نستعرض الآن عمليات تحول الطاقة في مرحلة ما من عنفة رد فعلية بحيث يمكن الاستفادة من الطاقة الحركية الخارجة من المرحلةالسابقة *ملاحظة هامة:عنفة رد الفعل أن الشفرات المتحركة يتم تثبيتها على طبلة، وليس على أقراص كما هو الحال في عنفات الفعل )انظر الشكل .(62إن عدم وجود أقراص يعني عدم وجود حاجز يفصل بين الشفرات الثابتة والمتحركة. وهذا يعني الاستفادة من السرعة المتبقية ويكون عامل للاستفادة مساوياً للواحد تقريباً أي: ، .
يبين الشكل (2-7) مرحلة رد فعلية متناظرة فيها الشفرات المتحركة والثابتة متناظرة، وكذلك مثلثات السرعة متناظرة. ليكن الضغط والانتالبي والسرعة عند مدخل المرحلة المدروسة.
الشكل(2-7) عمليات تحول الطاقة في مرحلة رد فعلية.
يتمدد البخار جزئياً لدى مروره في الفوهات الثابتة مما يؤدي إلى زيادة السرعة من إلى وانخفاض الضغط من إلى كما في الشكل أعلاه. نمثل عملية التمدد الفعلية هذه على المخطط بالخط . أما عملية التمدد الايزونتروبي النظرية فتتم وفق الخط كما في الشكل (3-7).
يتم حساب السرعة النظرية عند مخرج الفوهات الثابتة من العلاقة:
6
وبإدخال عامل تمهل للشفرات الثابتة نحصل على السرعة الفعلية من المعادلة:
7
الشكل(3-7) عمليات التمدد في مرحلة رد فعلية على المخطط
*النقطة الواقعة على منحني تساوي الضغط المار بالنقطة
بعد خروج البخار من الفوهات يتوجه نحو الفوهات المتحركة فيدخلها بسرعة نسبية مماسية لحواف الدخول. بما أن المرحلة رد فعلية فإن قنوات الفوهات المتحركة هي متقاربة، لذلك فإن سرعة البخار النسبية لدى مروره خلالها تزداد من إلى . وبذلك ينخفض الضغط من إلى . وبما أن البخار يقوم بتقديم جزء من طاقتة الحركية ( المتولدة في الفوهات الثابتة) من أجل تدوير الشفرات المتحركة، لذلك تنخفض السرعة المطلقة من إلى .
إن درجة رد الفعل هنا هي نصف لذلك نجد أن بروفيلات الشفرات الثابتة والمتحركة متماثلة. كما أن نسبة تقارب قنوات الفوهات الثابتة والمتحركة متماثلة أيضاً وهذا ما يسهل عملية التصنيع ويجعل مقدار هبوط الانتالبي فيهما واحداً.
يخرج البخار من الفوهات المتحركة بسرعة نظرية ، لكن بسبب تحاك جزيئات البخار مع بعضها ومع سطوح الشفرات فإن قيمة السرعة النسبية الفعلية تكون فعلياً أصغر من السرعة النظرية يعبر عن ضياعات التحاك في الفوهات المتحركة بعامل التمهل حيث:
8
حيث: - السرعة النسبية الفعلية عند مخرج الفوهات المتحركة.
- السرعة النسبية النظرية عند مخرج الفوهات المتحركة.
بتطبيق قانون انحفاظ الطاقة( زونر) بين النقطتين و من أجل السرع النسبية نجد:
9
ومنه السرعة الفعلية:
10
أما الضياعات في الفوهات المتحركة فهي:
11
ويتم تحديد النقطة الواقعة على منحني تساوي الضغط المار بالنقطة .
تعطى الضياعات مع السرعة المتبقية بالعلاقة:
12
علماً أن هذه الطاقة المتبقية يستفاد منها في المرحلة اللاحقة.
-
جامعة تشرين
كلية الهندسة الميكانيكة والكهربائية
هندسة القوى الميكانيكية
السنة الرابعة