ملخص بحث حول الضياعات بسبب تحاك البخار مع الأقراص سنة رابعة هندسة
الضياعات بسبب تحاك البخار مع الأقراص
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....ملخص بحث حول الضياعات بسبب تحاك البخار مع الأقراص سنة رابعة هندسة
الحل هو
بحث بعنوان:
الضياعات بسبب تحاك البخار مع الأقراص:
في العنفات ذات الفعل يتم تركيب الشفرات المتحركة على أقراص أما الشفرات الثابتة فيتم تثبيتها ضمن أقراص أيضاً ويقوم الجزء السفلي الحامل للشفرات الثابتة بدور الحاجز بين أقراص الجزء الدوار لذلك يسمى هذا الجزء بالحاجز الشكل ( 1)
يتسرب البخار من أمام الفوهات المتحركة إلى الفراغ الموجود بين الحاجز والقرص الدّوار وكذلك من أمام الفوهات الثابتة إلى الفراغ بين القرص والحاجز التابع للمرحلة التالية.
هذا يعني أنّ الأقراص تدور ضمن وسط من البخار، وبما أنّ البخار يتمتع بدرجة لزوجة معينة فإنه يتوجب على الجزء الدوّار أن يبذل طاقة إضافية للتغلب على قوى الأحتكاك بين البخار والأقراص وهذا يؤدي إلى نشوء ضياعات وإنخفاض في مردود العنفة.
ومن الواضح أن الأقراص في المراحل الأولى تدور في وسط من البخار ذي ضغط أعلى منه في المراحل الأخيرة، وهذا يعني أن كثافة البخار كبيرة. وندرك من هنا أن البخار يعمل على كبح حركة الأقراص وتأثيره في المراحل الأولى أكبر منه في المراحل الأخيرة من العنفة.
كما هو واضح في الشكل ( 1 ) نجد أن جزيئات البخار الموجودة في الفراغ بين القرص والحاجز ستأخذ سرعة الجسم الذي تلامسه لذلك فإن سرعتها ستكون مساوية للصفر عند جدار الحاجز وتساوي إلى السرعة المحيطية الموافقة لنصف القطر عند نقطة ما من القرص. وهنا تنشأ قوى نابذية (طاردة مركزية) تعمل على دفع جزيئات البخار المتوضعة في الطبقة الحدية المجاورة من مركزه إلى محيطه وتأتي جزيئات أخرى لتحل مكانها وهكذا تنشأ حركة دورانية للبخار ضمن الفراغ الموجود بين القرص والحاجز.
ويصبح البخار وكأنه جسم صلب يدور بسرعة زاوية تساوي تقريباً نصف سرعة القرص الدوّار.
كتقريب أولي يمكن إهمال دوران البخار وبمعرفة أن قوى الأحتكاك تتناسب طرداً مع مربع فرق السرع. بأخذ عنصر حلقي نصف قطره r وارتفاعه dr نستطيع حساب قوى احتكاك البخار مع القرص أي (العلاقة 1)
وذلك بحيث kd: عامل تحاك البخار مع القرص , v1≈v2 الحجم النوعي للبخار ونرمز له بالرمز λ꞊vm/u .
الاستطاعة العنصرية للاحتكاك بين البخار والقرص تساوي الى جداء القوة في السرعة وتتضاعف قيمتها من اجل طرفي القرص العلاقة (2 )
وعلى مدى ارتفاع القرص نجد : العلاقات ( 3-4-5 )
وحيث ان rb/rd)^5) صغيرة يمكن اهمالها من المعادلة وباجراء بعض التحويلات نجد العلاقة ( 6 )
يتعلق عامل الاحتكاك Kfr بشكل رئيسي برقم رينولدز Re=(u.rd ) ⁄ v1 ونظام الجريان في الفراغ وقيمة الخلوص النسبي للفراغ s ⁄ rd وخشونة السطح.
يتسرب البخار عبر مانعات التسرب الداخلي وكذلك عبر ثقوب الموازنة الموجودة في بعض المراحل ذات الفعل.
هذه التسربات تزيد من شدة الجريان القطري على سطح الاقراص ويجب ان ناخذ ذلك في الحسبان اثناء الابحاث التجريبية .
من اجل الجريان المضطرب للبخار في الفراغ مع انسلاخ الطبقة الحدية وهذا ما يحصل في المراحل التي تحدث فيها تسربات للبخار عبر مانعات التسرب ويمكن ان نكتب العلاقة (7 )
ويبين الشكل ( 2 ) منحنيات تغير kfr كتابع ل Re و s ⁄ rd في الاحداثيات اللوغاريتمية .
من اجل قيم متوسطة لرقم رينولدز وقيمة الخلوص النسبي نجد ان معامل الاحتكاك يتراوح بين العلاقة ( 8 )
قيمة الضياعات النسبية بسبب تحاك البخار مع الاقراص يمكن ان تعطى بالعلاقة
(9-10)
-
جامعة تشرين
كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية
هندسة القوى الميكانيكية /السنة الرابعة
المرجع كتاب الالات الحرارية العنفية