Feedwater heaters in thermal power plants presentation

هذا الملف عبارة عن عرض presentation  جيد جدا عن المسخنات Feedwater heaters فى محطات توليد الطاقة  ،وهى بعنوان

Feedwater heaters in thermal power plants

فلاش يشرح دورات المحركات بشكل عملى

السلام عليكم

ذلك موقع يشرح دورات المحركات المختلفة على هيئة فلاش يبين دورة كل محرك وما يحدث فى كل مشوار أو كل جزء من المحرك

الموقع 

http://www.animatedengines.com

مصدر الصورة :wikipedia

المطرقة المائية water hammer - جزء 1

مقدمة

منذ أن انتشرت الآلات المائية الحديثة وبخاصة المضخات وحاجة الإنسان إلى إيصال الماء إليها في أنابيب مضغوطة والحاجة لرفع الماء في أنابيب مضغوطة,وإيصال المياه إلى المباني المرتفعة وإلى كافة القطع الصحية فيها. فسرعان ما تبين بأن نقل الماء بهذه الوسيلة يخلق ضغطاً غير عادي عندما تتغير سرعة السائل , قد يفوق أحياناً عشرات أو مئات المرات الضغط الأصلي وقد يحدث تدميراً مروعاً.إن هذه الظاهرة دعت الباحثين للعمل على تقدير مفعولها وشدتها . ووضعت عدة علاقات رياضية قريبة أو تقديرية كثيرة حتى استقرت الدراسة على الاعتماد على نظرية المرونة من دراسة المطرقة المائية water hammer  وتحديد مفعولها.

تعريف water hammer

هي عبارة عن الضغط الناتج عن الأمواج الاهتزازية التي تحدث في أنظمة التمديدات الصحية وأنظمة الضخ ,وذلك عندما يحدث تغير مفاجئ في الضغط أو السرعة

أسباب حدوث water hammer

- إقلاع أو توقف عدة مضخات.
- إغلاق سكر لقطع الماء.
- تفريغ الهواء من الأنابيب.
- إملاء أنبوب مائل باتجاه الجريان وبتدفق زائد.
- تغير كمية المياه المأخوذة من أنابيب الضخ.
- انكسار أنبوب الضخ وتدفق الماء منه.
- أحجام خطوط الأنابيب غير مناسبة لتحمل تدفقات الذروة.
-الضغط العالي للماء وعدم فعالية أجهزة تخفيض الضغط.
وتكون شدة الصدمة المائية water shock أكبر بقدر ما يكون معدل تغير سرعة الماء أكبر بالنسبة للزمن . وعلى هذا إن الحالة الأخطر هي عند توقف مجموعات الضخ pumps فجأة نتيجة انقطاع التيار الكهربائي الذي يغذيها.

المشاكل التي تنتج عن water hammer

- انفجار الأنابيب.
- تسريب الوصلات.
- إضعاف الوصلات.
- اهتزاز وضوضاء في الأنابيب.
- تضرر الصمامات.
- تضرر المضخات.
- الإضرار بأجهزة قياس التدفق.
- تخريب الخزانات وسخانات المياه.
- يفك تدعيم الأنابيب.

مما سبق نجد أن إصلاح أي واحد من هذه الشروط هو أكثر كلفة من التصميم الصحيح منذ البداية.

المطرقة المائية في الشبكات الداخلية

تعرف المطرقة المائية water hammer  في التمديدات الداخلية من خلال الضجيج و الأصوات المزعجة التي تسمع عندما تغلق الصمامات بسرعة , وعلى الرغم من أن هذه الأصوات تميز هذه الحادثة إلا أنها لا تصدر أحياناً.

حيث تحدث عندما يوقف الماء المتدفق بشكل مفاجئ هذا الايقاف المفاجئ يسبب اصطدام كامل عمود الماء الموجود في الأنبوب بالصمام , والضغط الكبير الناتج عن الصدم يدعى المطرقة المائية وهي لا تحدث أصوات فقط بل يمكن أن تؤدي إلى تدمير الأنبوب .وحسب قانون نيوتن لكل فعل رد فعل يساويه بالمقدار ويعاكسه بالاتجاه .

هذه الزيادة المؤقتة في الضغط التي تحدث في نظام الإمداد بالمياه نتيجة التغيرات المفاجئة في السرعة أو الاتجاه للماء نتيجة إغلاق الصمام بسرعة ,تنتقل إلى الصمام وجدران الأنبوب على شكل أمواج اهتزازية.هذه الأمواج ترتد إلى الخلف وتسير في الأنبوب حتى تصطدم بعائق ما فترتد لتعود مرة أخرى وهكذا حتى تتخامد , وسرعة أمواج الضغط هذه تساوي إلى سرعة الصوت لذلك يكون لها تأثير ضار على الأنابيب.
وعلى سبيل المثال في حال عدم وجود تجهيزات وقاية من الصدمة المائية فإن مطرقة الماء في خط أنابيب ضغط الماء فيه 5PSI سوف تنتج ضغطاً يتراوح من
PSI ((250 TO 400))هذا الضغط لا يؤثر فقط على الصمام وإنما إلى تضرر الأنابيب وآلات الغسيل والسخانات والتجهيزات الأخرى

والشكل التالي يوضح الحركة الارتدادية للأمواج الاهتزازية

وللحديث بقية

المصدر : المطرقة المائية - م. بندر الراقعى

اهتزازات الآلة | اسباب الاهتزازات Causes of Vibration

ما الذى يسبب اهتزاز الآلة Machine Vibration ؟

1. القوى المتكررة Repeating Forces


تخيل أن هناك مركب تقف فى المرفأ ،وتتلاطم جوانبها من الأمواج ،فلو استمرت الأمواج ترتطم بالمركب سنتوقع أن المركب سيتحطم تحت تأثير الأمواج المتكررة. بسبب تلك الأمواج المتكرر والمؤثرة على المركب ،سيظل المركب تعصف به الرياح .


معظم الآلات تتعرض لقوى متكرر مشابهة لتلك التى يتعرض لها المركب. وتلك القوى المتكررة تؤثر على أجزاء الآلة أو الماكينة ،وتسبب اهتزاز الآلة/الماكينة Vibration .من أين تأتى تلك القوى المسببة لاهتزاز الآلة ؟؟

القوى المتكررة على الآلات ،غالبا تكون نتيجة جزء دوار فى الآلة يكون غير متزن فى دورانه أو فيه انحراه misaligned أو أجزاء متآكلة أو أجزاء تم تركيبها فى الآلة ولا تناسبها.

وهذه صور توضيحية للأربعة أنواع للقوى المتكررة :



2. جزء مفكوك فى الآلة Looseness

وجود جزء مفكوك فى الآلة يسبب اهتزاز للآلة ،ولكن هناك حدود مسموحة للاهتزاز ، وإن تخطى الاهتزاز الحدود المسموحة له يتسبب بضرر للآلة ويتمادى الاهتزاز ليؤثر على أجزاء أخرى لتسبب اهتزاز للآلة من جانبها أيضا.


3. الرنين Resonance

تخيل أن طفلا يركب أرجوحة يتأرجح بها ،دون أن يدفع نفسه أو يدفعه أحد ،فلو لاحظنا حركة الطفل عن قرب سنجده يتأرجح بمعدل ثابت ،ويكمل دورة -ذهابا وايابا- فى زمن محدد وثابت.


المعدل الذى يتحرك به الطفل هو فى الحقيقة عبارة عن خاصية فيزيائية لحركة الطفل مثل وزن الطفل الذى يمثل خاصية فيزيائية للطفل نفسه. وهذا المعدل -معدل تأرجح الطفل- يمثل المعدل الطبيعى لحركة الطفل ،والطريقة الوحيدة لتغيير ذلك المعدل هو تدخّل الطفل بنفسه لزيادة سرعة تأرجحة أو تقليلها وذلك بواسطة قدمه.

وكذلك الآلات تميل إلى التذبذب/الاهتزاز vibration عند معدلات اهتزاز معينة ،وهذا المعدل الذى تميل إلى الاهتزاز عنده -تفضّله- يطلق عليه المعدل الطبيعى للتذبذب/الاهتزاز.

نعود مرة أخرى للطفل الذى يتأرجح على الأرجوحة ،فإننا إن ساعدناه فى زيادة سرعة تأرجحه بدفعه عدة مرات -بحيث يكون هناك تناغم -توافق- بين حركته ودفعه ،فإن الطفل سيتأرجح أعلى وأعلى كل مرة .

فدفعنا له وهو يهبط يؤدى إلى ابطاء حركته لعدم وجود توافق بين اتجاه حركته واتجاه دفعه ،أما حين توافق حركة الطفل مع اتجاه دفعه سيؤدى لرفعه أعلى أكثر ،إلى أن يصل إلى أعلى نقطة يصل لها الطفل.

نعود لآلتنا مرة أخرى ،ماذا سيحدث لو أثّرنا على آلتنا بقوة متكررة تتناغم -تتوافق- مع المعدل الطبيعى لتذبذب الآلة؟ سيؤدى ذلك إلى حالة مشابهة لما يحدث مع الطفل ،فالآلة سوف تتذبذب أكثر ليس بسب المعدل الطبيعى لتذبذبها فحسب بل نتيجة لتلك القوة الخارجية ،وحينها نطلق على تلك الظاهرة .. الرنين.

حين تكون ن تلك القوة المتكررة والمسببة للرنين صغيرة فإنها لن تمثل مشكلة إلى أن تبدأ فى التسبب بالرنين. يجب تجنب الرنين ،لأنه دائما ما يسبب الانهيار المفاجئ والسريع للآلة ،كما حدث مع كل الكبارى التى انهارت نتيجة معدل التذبذب الطبيعى لها الذى توافق مع ايقاع حركة الجنود الذين يعبرون تلك الجسور.


المصدر

مقدمة فى الاهتزازات الميكانيكية vibrations

يقال أن الجسم فى حالة اهتزاز vibration حين يكون فى حركة دورية -أى أنه يتذبذب حول نقطة الأصل -السكون- ،فالأصل أن كل الجزيئات في العالم تتذبذب حول موضعها. حتى في جزيئات المواد الصلبة ولكن الاهتزاز في الجزيئات المواد الصلبة يكون أقل ما يمكن وذلك بسبب وجود قوى التجاذب بين الجزيئات.

الاهتزاز يكون دائما محبب. على سبيل المثال عندما نهز شوكة أو آلة موسيقية وتنتج صوتا يكون شيئا محببا فالاصل هو الاهتزاز في كل شيء و لكن هناك بعض الاهتزازات الغير محببة مثل التي تؤدى إلى هلاك الطاقة بدون استخدامها مثل ضوضاء الصوت على سبيل المثال حركة المحركات أو أي جهاز ميكانيكي فهذا يفقد من الطاقة المنتجة لانه يؤدى إلى استخدام جزء من الطاقة في عملية الاهتزاز.

تعتبر الاهتزازات vibrations ضارة فى الأنظمة الهندسية ،ولكن فى بعض الأحيان تكون مفيدة ،على سبيل المثال : vibratory compactors وهى ألة تستخدم فى زيادة تماسك الخرسانة بتداخل موادها جيدا مع بعضها البعض. كثرة الاهتزازات vibrations تسبب تعب وازعاج للانسان ،ويؤدى إلى تلف المعدات وتآكل للأجزاء الميكانيكية كالتروس وكراسى التحميل Bearing .

دراسة الاهتزازات الميكانيكية مهم لمهندسى الميكانيكا والطيران ومدنى ،ولا بد لمهندس التصميم أن يكون على معرفة جيدة بذلك.

# أمثلة للاهتزازات :

1- ضربات القلب
2- انقباض وانبساط الرئتين فى عملية التنفس
3- المشى - حركة الساقين واليدين
4-ارتجاف الجسم - من البرد-
5-التحدث - تستقبل الأذن الاهتزازات لتنقلها فى رسالة إلى المخ ليترجمها ويفهمها
6- اهتزاز الذرات
7- الاهتزازات الميكانيكية


# تصنيف الاهتزازات

هناك عدة خواص يتم التصنيف بواسطتها الاهتزازات الميكانيكية. فهناك تصنيف يعتمد على درجات حرية النظام Degrees of freedom ،وهى تعنى عدد المرات التى ينتقل فيها الجسم أو النظام أو عدد أمكانيات دورانه حول محور، فهي تصف بدقة كاملة إمكانيات حركة جسم أو اتجاه حركته. ،وهى تنقسم كالتالى :

1.Single Degree of freedom Systems نظام ذو درجة واحدة من الحرية
2.Two Degrees of freedom Systems نظام ذو درجتين من الحرية
3.Multi degree of freedom Systems ظام ذو عدة درجات من الحرية
4.Continuous Systems or systems with infinite degrees of freedom نظام حر الحركة تماما ،بعدد لا نهائى من درجات الحرية


# أحيانا يتم تصنيف الاهتزازات كالتالى :

1. اهتزازات حرة وغير حرة -تحت تأثير قوة- Free and forced vibrations
2. اهتزازات مُخمَدة وغير مُخمَدة Damped and un-damped vibrations.

وفى بعض الأوقات مسائل الاهتزازات يتم تصنيفها كالتالى:

1.Linear vibrations اهتزازات خطية
2. Non-linear vibrations اهتزازات غير خطية
3. Random vibrations اهتزازات عشوائية
4.Transient vibrations اهتزازات انتقالية

النظام يكون خطيا حين يمكن وصف حركته بواسطة معادلات خطية ،أما النظام الغير خطى حين يتم وصفه بمعادلات غير خطية. إذا كانت القوة المؤثرة على النظام -والمسببة للاهزازات- غير معروفة فيطلق عليها اهتزازات عشوائية ،وفى هذه الاحالة يكون الاهتزازر المصاحب لها عشوائيا. أحيانا تخضع الأنظمة لقوة لفترة قصيرة من الوقت لتختفى بعدها وحينها يطلق على الاهتزازات الناتجة عن هذه القوة .. اهتزازات انتقالية Transient vibrations ،ومثال عليها: حركة -اهتزاز- الأرض فى حالة الزلازل

ما هى أسباب الاهتزازات ؟؟

1- التصميم السىء
2- عدم توازن قوى القصور الذاتى
3- افتقار المنتج لجودة التصنيع
4- كرسى التحميل bearing (متآكل أو سىء الجودة)
5- تآكل أسنان التروس
6- وجود مؤثر خارجى على النظام أدى لعدم اتزانه

الآثار الناتجة عن الاهتزازات أو ظهورها بالوقت :

1- ضوضاء تزعجك
2- زيادة التآكل
3- ظهور الاهتزازات على قطعة فى آلة يؤثر على جودة القطع الأخرى بها وبالتالى الآلة ككل.
4- انهيار مبكر للمنتج أو الآلة
5- قلة كفاءة المنتج وجودته


المصادر: مصدر1 ، wikipedia

دور مضخة التفريغ بالمكثف فى المحطات البخارية

مضخة التفريغ Air Ejector or Vacuum Pump من المضخات الشائعة الاستخدام فى محطات القوى البخارية ،لماذا ؟

لمن يعرف طبيعة عمل محطات القوى البخارية ،فإن الدائرة البسيطة للمحطات البخارية هى كالآتى :

مضخة لرفع ضغط المياه لضغط الغلاية ثم تسخينها للحصول على البخار منها ثم ادخاله على تربية بخارية لتوليد الشغل فتخرج بضغط أقل ،وهو ضغط المكثف الذى يتم تكثيف البخار فيه مرة أخرى ليعود للمضخة التى ترفعه للغلاية ،والفرق فى الضغط بين دخول التربينة والخروج منها (ضغط المكثف) يمثل الشغل الناتج من التربينة.

الهدف من مضخة التفريغ Air Ejector or Vacuum Pump هو خفض الضغط فى المكثف فينخفض الضغط عند خرج التربية فيتكون فرق فى الضغط أكبر على التربينة ليزداد الشغل الناتج منها وبالتالى تزداد كفاءة الدورة.

والآن مع فكرة عملها: مضخة التفريغ تتكون من جزئين : convergent nozzle ،و Diffuser

كما بالصورة :

الجزء الأول convergent nozzle :
وكلنا نعلم فكرة nozzle وهى أنها تقوم برفع سرعة المائع مع تقليل ضغطه

الجزء الثانى الناشر Diffuser :
وهو له وظيفة تختلف عن البوق حيث يقوم بخفض سرعة المائع ورفع ضغطه.

والذى يحدث هو دخول الماء إلى مضخة التفريغ ليتم ضغطه فى nozzle والذى تقوم بخفض ضغطه ثم يمر فى الناشر Diffuser لتقل سرعته ويرتفع ضغطه مرة أخرى فوق الضغط الجوى بقليل ثم طرده إلى الهواء الجوى ،والانخفاض الحادث فى غرفة الخلط -قبل دخو nozzle- يسبب تفريغ يقوم بسحب الهواء -مع الغازات الغير متكثفة- الموجودة بأعلى المكثف فينخفض الضغط فى المكثف وهذا ما نريد كما ذكرنا سابقا.

مقدمة عن CAD

بدأت التصاميم فى شرح الأفكار واظهارها على هيئة تمصيم واضح ينقل الفكرة بين الأشخاص ثم تطورت التكنولوجيا فى علوم الحاسب والبرمجيات فظهرت برمجيات توفر علينا وقت التصميم وتعطى نتائج مذهلة تتمثل فى تصاميم بتفاصل أدق وأفضل

وهذه التكنولوجيا المتطورة تسمى CAD وهى اختصارا لـ Computer Aided Design/Drafting
أى التصميم بمساعدة الكمبيوتر ،والتى أدت إلى تقليل وقت التصميم الذى كان السببفى توفير كثير من رءوس الأموال فى تكلفة المشاريع. ففى مجال الهندسة الميكانيكية مثلا وفرت كثيرا فى
التصميم الميكانيكى وتصنيع وابتكار المنتج.
كما أنها تتميز بكفاءتها فى تقليل الأخطاء فى التصميم ،والرسومات ورفع دقتها لمستوى كبير جدا

في الصناعات الميكانيكية الحديثة، باستخدام تكنولوجيا التصميم الميكانيكية قام المصممون والمصنعون بتصميم كل منتجاتهم ،وأصبح أوتوكاد AutoCAD هى المرحلة الشهيرة لخدمات التصميم والصياغة الميكانيكية والموحدة بين جميع الأنظمة الأخرى.

برنامج أوتوكاد AutoCAD هو النظام الأساسي الأكثر شعبية وشيوعا لـعمليات CAD وخدمات التصميم بين جميع الأنظمة الأساسية الأخرى ،وبسببه قل الاعتماد على التصميم اليدوى مما أدى إلى توفير ما يكفي من الوقت للتركيز على أنشطتها الأساسية وقطاعات ادارة الأعمال.

لا يستخدم CAD فى مجال الهندسة الميكانيكية والمعمارية ،ولكنها تستخدم ايضا فى مجال تصميم الجرافيك وتصميم الألعاب ،والأفلام.

وهذه قائمة بمجالات عدة يستخدم فيها CAD :

الهندسة المعمارية Architectural Engineering
الصناعات الهندسية الميكانيكية
الهندسة المدنية والانشائية Civil and Construction Engineering
الهندسة الصناعية Industrial Engineering
أنظمة وشبكات المياه "صرف صحى - حريق" Water Systems
بناء السفن Ship Building