على الرغم من أن التوربين والمكره يستخدمان أحيانًا بالتبادل في السياقات اليومية، إلا أن معانيهما واستخداماتهما متميزة بوضوح في التطبيقات التقنية والصناعية. يشير التوربين عادةً إلى المروحة الموجودة في محرك السيارة أو الطائرة والتي تعمل على تحسين أداء المحرك عن طريق استخدام غازات العادم لنفخ بخار الوقود إلى المحرك. تتكون المكره من قرص وغطاء للعجلة وشفرة وأجزاء أخرى. يدور السائل مع المكره بسرعة عالية تحت تأثير شفرات المكره. يتأثر الغاز بقوة الطرد المركزي للدوران وتدفق التمدد في المكره، مما يسمح له بالمرور عبر المكره. يزداد الضغط خلف المكره.
1. تعريف وخصائص التوربينات
التوربين عبارة عن آلة طاقة دوارة تقوم بتحويل طاقة وسط العمل المتدفق إلى عمل ميكانيكي. وهو أحد المكونات الرئيسية لمحركات الطائرات وتوربينات الغاز وتوربينات البخار. تصنع شفرات التوربينات عادة من مواد معدنية أو خزفية وتستخدم لتحويل الطاقة الحركية للسوائل إلى طاقة ميكانيكية. يحدد تصميم ومبدأ عمل شفرات التوربينات تطبيقاتها في المجالات الصناعية المختلفة، مثل الطيران والسيارات وبناء السفن والآلات الهندسية وما إلى ذلك.
تتكون ريش التوربينات عادة من ثلاثة أجزاء رئيسية: قسم المدخل، والقسم المتوسط، وقسم المخرج. تكون شفرات قسم المدخل أوسع لتوجيه السائل إلى مركز التوربين، وتكون شفرات القسم الأوسط أرق لتحسين كفاءة التوربين، ويتم استخدام شفرات قسم المخرج لدفع السائل المتبقي خارج التوربين. يمكن للشاحن التوربيني أن يزيد بشكل كبير من قوة وعزم دوران المحرك. بشكل عام، ستزداد قوة وعزم دوران المحرك بعد إضافة الشاحن التوربيني بنسبة 20% إلى 30%. ومع ذلك، فإن الشحن التوربيني له أيضًا عيوبه، مثل تأخر التوربو، وزيادة الضوضاء، ومشاكل تبديد حرارة العادم.
2. تعريف وخصائص المكره
تشير المكره إلى قرص العجلة المجهز بشفرات متحركة، وهو أحد مكونات الجزء الدوار للتوربين البخاري. ويمكن أيضًا الرجوع إلى الاسم العام لقرص العجلة والشفرات الدوارة المثبتة عليه. يتم تصنيف الدفاعات حسب شكلها وظروف الفتح والإغلاق، مثل الدفاعات المغلقة، والدفاعات شبه المفتوحة، والدفاعات المفتوحة. يعتمد التصميم واختيار المواد للمكره على نوع السائل الذي يحتاج إلى التعامل معه والمهمة التي يحتاج إلى إكمالها.
وتتمثل المهمة الرئيسية للمكره في تحويل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي إلى طاقة الضغط الثابت وطاقة الضغط الديناميكي لسائل العمل. يجب أن يكون تصميم المكره قادرًا على التعامل مع السوائل التي تحتوي على شوائب جسيمية كبيرة أو ألياف طويلة ونقلها بشكل فعال، ويجب أن يتمتع بأداء جيد ضد الانسداد وخصائص تشغيل فعالة. يعد اختيار المواد للمكره أمرًا مهمًا أيضًا. يجب اختيار المواد المناسبة وفقا لطبيعة وسط العمل، مثل الحديد الزهر والفولاذ المقاوم للصدأ والبرونز والمواد غير المعدنية.
3. مقارنة بين التوربين والمكره
على الرغم من أن التوربينات والدفاعات تتضمن تحويل الطاقة الحركية للسوائل إلى طاقة ميكانيكية، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في مبادئ عملها وتصميماتها وتطبيقاتها. يعتبر التوربين بشكل عام بمثابة مستخرج للطاقة في محرك السيارة أو الطائرة، حيث يعمل على زيادة كفاءة بخار الوقود عبر غازات العادم، وبالتالي زيادة أداء المحرك. المكره عبارة عن منشط يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حركية للسائل من خلال الدوران، ويزيد من ضغط السائل، ويلعب دورًا في التطبيقات الصناعية المختلفة، مثل ضخ السوائل التي تحتوي على جزيئات صلبة.
في التوربينات، عادة ما تكون الشفرات أرق لتوفير مساحة أكبر للشفرة وإنتاج طاقة أقوى. في المكره، تكون الشفرات عادةً أكثر سمكًا لتوفير مقاومة وتوسع أفضل. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما يتم تصميم شفرات التوربينات لتدور وتخرج الطاقة مباشرة، بينما يمكن أن تكون شفرات المكره ثابتة أو دوارة، اعتمادًا على متطلبات التطبيق2.
4 、 الاستنتاج
خلاصة القول، هناك اختلافات واضحة في تعريف وخصائص وتطبيقات التوربينات والدفاعات. تُستخدم التوربينات في المقام الأول لتحسين أداء محركات الاحتراق الداخلي، بينما تُستخدم الدفاعات لنقل ومعالجة السوائل في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية. يركز تصميم التوربين على القوة الإضافية والكفاءة التي يمكن أن يوفرها، بينما تؤكد المكره على موثوقيته وقدرته على التعامل مع مجموعة متنوعة من السوائل.
وقت النشر: 06 يونيو 2024
