عنفة

عنفة بخارية

عنفة بخارية من تصنيع شركة سيمنز الألمانية.

العَنَفَة (بالإنجليزية: Turbine)‏ هوجهاز ذوعضودوّار، يديره سائل أوغاز متحرّك، مثل الماء، البخار، الغاز أوالهواء. تُغَيِّرُ العَنَفَة الطاقة الحركيّة لمائعٍ مَّا إلى نوعٍ خاصٍ من الطّاقة الحركيّة وهي طاقة الدوران التي تُستخدم لتحريك الآلات. توصّل العنفة الطاقة الميكانيكية إلى الآلات الأخرى عن طريق دوران المحور الدّوار Rotor. توفّر العنفة الطّاقة لآلات مختلفة، منها المولّدات الكهربائيّة ومضخات الماء. وفي الواقع، تنتج المولّدات التي تحرّكها عنفات معظم الكهرباء المستخدمة في إضاءة المنازل وتشغيل المصانع. وتؤدي العنفات التي تُشغّل مضخّات الماء دورًا مهمًّا في مشاريع الرّي في جميع أنحاء العالم. وتستخدم العنفات كذلك لتدوير مراوح السّفن، وتُعدُّ جزءًا مهمًّا في محرّك الطّائرة الّنفّاثة. ولها تُحرق أنواعٌ من الوقود مثل الزّيت والغاز الطبيعي. فبدلًا من استخدام الحرارة لإنتاج البخار ـ كما في عنفات البخار ـ فإن عنفات الغاز تستخدم الغازات الساخنة مباشرة. وتُستخدم عنفات الغاز لتشغيل المولدات الكهربائية، والسفن، وسيارات السباق، كما تستخدم في محركات الطائرة النفاثة.

العنفات البخارية،الغازية والمائية عادة تحتوي على غلاف حول ريش المروحة التي تجمع وتتحكم بعمل السائل. يعود الفضل في اختراع العنفة الغازية إلى المهندسين البريطانيين السير تشارلز بارسونس (1854-1931)،لاختراعة العنفة التفاعلية والمهندس السويدي غوستاف دي لافال (1845-1913)،لاختراعة العنفة الاندفاعية. التوربينات البخارية الحديثة تستخدم العنفات التفاعلية والاندفاعية في نفس الوحدة، نموذجياً تختلف درجات التفاعل والاندفاع من أصل الريش إلى محيطها الخارجي.

جهاز شبية بالتوربين ولكنه يعمل بالعكس مثال المدفوع هوالمضخة أوضاغط الغاز. ضاغط الغاز المحوري في الكثير من التوربينات الغازية هوخير مثال على ذلك. أيضا تستخدم هنا التوربين الانفعالي والتدافعي مره أخرى، في ضاغطات الغاز الحديثة، درجة التفاعل والاندفاع تختلف من أصل الريش إلى محيطها الخارجي.

صاغ كلاود بوردن مصطلح تيربومن اللاتينية أوفورتكس خلال مسابقة هندسية في 1828. خلق بينوا فورينرون أول عنفة مائية عملية، وهوطالب من طلاب كلاود بوردن.

نظرية التشغيل

يحتوي السائل العامل على طاقة الوضع ضغط الرأس الهيدروليكي وطاقة حركية (السرعة الرأسية). يمكن للسائل حتىقد يكون قابل لانضغاط أوغير قابل للضغط. توظف بعض المبادئ الفيزيائية لتجميع طاقة هذه العنفات.

عنفات اندفاعية

هذه العنفات تغير اتجاه التيار للسوائل عالية السرعة أوتدفق الغاز. مما يؤدي إلى دوران التوربين ويهجر السوائل تجري معا طاقة حركية معدومة. لا يوجد هناك تغير ضغطي لسوائل أوالغازات في دوارات الريش للتوربين (الريش المتحركة)،كما في حالة العنفات الغازية أوالعنفات البخارية، جميع الضغط المنخفض يأخذ مكانة في الريش الثابتة (الخرطوم). قبل الوصول إلى العنفة، يتغير ضغط الرأس الهيدروليكي للسوائل إلى سرعة رأسية من خلال تسريع السائل مع الخرطوم. عنفات بيلتون ويلس ودي لافال تستخدم هذه العملية بشكل خاص. لا تتطلب العنفات الاندفاعية غطاء الضغط حول الدوار بما حتى تدفق السائل ينشأ من الخرطوم قبل وصولة إلى الريش على الدوار. يشرح قانون نيوتن الثاني عملية نقل الطاقة للعنفات الاندفاعية.

عنفات رد عمل

تقوم هذه العنفات بتطوير عزم الدوران عن طريق الرد للغازات أوضغط السوائل أوالكتلة. ضغط الغازات أوالسوائل يتغير حدثا تمر هذه الموائع على الريش الدوارة للعنفة. لهذا نحتاج لغطاء الضغط لاحتواء المائع بينما يعمل على مراحل العنفة أويجب حتى تكون العنفات مغمورة تماما بتدفق الموائع (مثل العنفات الهوائية). الغطاء يحوي ويوجه المائع العامل. أغلب العنفات البخارية تستخدم هذه الطريقة. بالنسبة للمائع العامل القابل للانضغاط، تستخدم العنفات مراحل متعددة بكفاءة عالية للأستفادة من هذه الموائع. قانون نيوتن الثالث يشرح أنتنطق الحرارة في عنفات رد العمل.

أنواع

توربين غازي (توربين غازيّ)
توربين بخاري (توربين بخاريّ)
آلة طوربو

المراجع

^ المعجم الكبير لمجمع اللغة العربية في مصر الإدارة العامة للمعجمات وإحياء التراث حرفا التاء والثاء طبعة 2003 ص 159
^ المعجم الرائد
^ المعجم الوسيط
↑ "turbid". قاموس فهم اشتقاق الألفاظ. مؤرشف من الأصل فيعشرة يوليو2017.
^ "turbine". مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2017.
^ Adrian Osler (October 1981). "Turbinia" (PDF). (ASME-sponsored booklet to mark the designation of Turbinia as an international engineering landmark). Tyne And Wear County Council Museums. مؤرشف من الأصل (PDF) في 13 أبريل 2011. اطلع عليه بتاريخ 13 أبريل 2011.
^ page 183(1822).) However, it was not until 1824 that a committee of the Académie (composed of Prony, Dupin, and Girard) reported favorably on Burdin's memo. See: Prony and Girard (1824) "Rapport sur le mémoire de M. Burdin intitulé: Des turbines hydrauliques ou machines rotatoires à grande vitesse" (Report on the memo of Mr. Burdin titled: Hydraulic turbines or high-speed rotary machines), Annales de chimie et de physique, vol. 26, pages 207-217. نسخة محفوظة 02 مايو2016 على مسقط واي باك مشين.