أصل تقني

التوربين المائي

Hydroelectric Turbine

آلة دوارة تحوّل طاقة الماء المندفع من خزان السد عبر أنبوب الضغط إلى دوران ميكانيكي يدير المولد في محطة الطاقة الكهرومائية، ثم يعود الماء إلى النهر.

نظرة عامة

أساس عمل التوربين المائي هو الماء المخزن خلف السد: يدخل الماء من الخزان عبر مأخذ في جسم السد إلى أنبوب ضغط طويل، ثم يمر بصمام المدخل الرئيسي إلى الغلاف الحلزوني الذي يوزعه بالتساوي حول محيط الآلة. تضبط ريش التوجيه كمية الماء وزاوية دخوله إلى الدافع، ويحرّكها الحاكم عبر وحدة قدرة هيدروليكية تحافظ على ثبات السرعة والتردد. يدفع الماء ريش الدافع (عجلة فرانسيس في هذا المثال) فيدور العمود الرأسي ويدير المولد فوقه، فيخرج التيار الكهربائي ثلاثي الطور إلى محول الرفع. يخرج الماء من أسفل الدافع إلى أنبوب السحب الذي يتسع تدريجيًا فيسترد جزءًا من طاقة السرعة، ثم يعود الماء إلى مجرى النهر أسفل السد. وتتراوح كفاءة التوربينات المائية الكبيرة بين 90% و95%.

كيف يعمل التوربين المائي

مخطط ثلاثي الأبعاد يوضح طريقة عمل التوربين المائي الخزان (بحيرة السد)السددخول الماء من الخزانصمام المدخل الرئيسيخروج الماء ← عودة إلى النهركهرباء إلى محول الرفعL1L2L3المولدمنظر علوي: الحلزون والريش والدافعP = ρ·g·Q·H·ηالقدرة = الكثافة × الجاذبية × التدفق × الارتفاع × الكفاءة أنبوب الضغط والصمامالغلاف الحلزونيريش التوجيهالحاكم ووحدة الزيتالدافع والعمودأنبوب السحب
اضغط على الرقم لعرض الخطوة · اسحب المخطط جانبيًا لرؤيته كاملًا
  1. أنبوب الضغط والصمام

    يدخل الماء من خزان السد إلى أنبوب الضغط، ويفتح صمام المدخل الرئيسي الطريق أو يغلقه بأمان. تزيد القدرة بزيادة الارتفاع والتدفق.

    صمام المدخل الرئيسيالقدرة الهيدروليكية
  2. الغلاف الحلزوني

    يضيق مقطعه تدريجيًا ليوزع الماء بسرعة متساوية على كامل محيط الدافع.

    الغلاف الحلزوني
  3. ريش التوجيه

    ريش قابلة للدوران تفتح وتغلق معًا فتضبط كمية الماء وزاوية اصطدامه بالدافع.

    مجموعة بوابات / ريش التوجيه
  4. الحاكم ووحدة الزيت

    تضخ مضخة الطرد المركزي زيتًا مضغوطًا، ويوجهه صمام التحكم إلى المكبس الذي يحرك حلقة الريش حسب أوامر الحاكم.

    مضخة طرد مركزيصمام تحكمالحاكم ووحدة القدرة الهيدروليكية
  5. الدافع والعمود

    يدير الماء الدافع والعمود معًا فيدور المولد ويخرج التيار، ويثبت محمل التوجيه العمود، ويمنع مانع التسرب خروج الماء حوله.

    دافع / عجلة التوربين المائيمحمل التوجيه للتوربينمانع تسرب عمود التوربين
  6. أنبوب السحب

    يتسع تدريجيًا فتنخفض سرعة الماء ويرتفع ضغطه حسب مبدأ برنولي، ثم يخرج الماء عائدًا إلى النهر.

    أنبوب السحبمبدأ برنولي
محتوى الأصل

اختر نوع الكيان لاستعراض المحتوى المرتبط.

المكونات الرئيسية

دافع / عجلة التوربين المائيHydroelectric Turbine Runner
مجموعة بوابات / ريش التوجيهWicket Gate / Guide Vane Assembly
الغلاف الحلزونيSpiral Caseحسب التكوين
أنبوب السحبDraft Tubeحسب التكوين
محمل التوجيه للتوربينTurbine Guide Bearingحسب التكوين
مانع تسرب عمود التوربينTurbine Shaft Sealحسب التكوين
الحاكم ووحدة القدرة الهيدروليكيةTurbine Governor / HPUحسب التكوين
صمام المدخل الرئيسيMain Inlet Valve (Butterfly / Spherical)حسب التكوين

الأصول ضمن هذا النظام

يُستخدم في المنشآت

المنشآت التي يدخل فيها هذا الكيان كأصل أو نظام.

محطة توليد كهرومائية بخزانHydroelectric Storage Power Plant
محطة توليد كهرومائية جريان نهريRun-of-River Hydroelectric Power Plant

الأنظمة المرتبطة

المبادئ المرتبطة

القدرة الهيدروليكيةHydraulic Power
مبدأ برنوليBernoulli Principle