التُّربين صانع الكهرباء
لم تبلغ القوة التي تقتبسها العجلة من الماء الجاري القدر الذي تتطلبه الصناعة السائرة في سبيل التقدم في اوائل القرن الماضي ، ولم تقتبس من الماء الجاري كل ما تستطيع مما به من قوة .
وفي عام ۱۸۲۳ أعلنت الجمعية الفرنسية لتشجيع الصناعة القومية عن جائزة تعطيها لمن يستطيع تحسين الشائع عند ذلك من عجلات الماء ، وزيادة ما تعطيه من طاقة .
وبعد تسع سنوات تقدم مهندس شاب حديث التخرج من جامعته بتصميم عجلة مائية قدرتها تساوي قدرة ٥٠ حصانا وبها نال الجائزة .
وسميت بتربين فرنیرون Fourneyron's Turbine والتربين يتميز عن عجلة الماء ، تلك التي تنقل قوة الماء الجاري الى المطحنة أو المضخة أو غير ذلك ، بأمرين :
( أ ) ان الماء المتدفق الذي يحرك ريشات العجلة الدوارة ، يحتويه هو والعجلة الدوارة حيز" مغلق بحيث لا تمضي قطرة ماء جارية وتفوت العجلة الا بعد دفعها ريشاتها واعطائها من طاقتها . وهذا يزيد في ارتفاع كفاية التربين وزيادة حصيلته من قوة .
( عجلة مائية يديرها ماء خارج باندفاع شديد من فوهة . والعجلة والماء مغلقان في علبة . وتسمى هذه العجلة بعجلة بلتن Pelton وهي مبتدعها . وهي تنفع المساقط الماء العالية التي مقدار مائها غير كبير )
( الى اليسار : تربين يعرف باسم مبتدعه فرنسیس Francis . وهو شبيه بتربين الرجل الفرنسي فرنيرون . وفي الرسم نری ريشات العجلة الدوارة فقط ينحدر عنها الماء بعد دفعها. أما الماء فيدخل اليها أفقيا توجتهه ريشات ثابتة لا ترى منها في الرسم غير ريشة واحدة الى اليسار )
(ب) ان الماء المتدفق ، قبل أن يصل الى ريشات العجلة الدوارة فيدفعها لتدور ، يمر بريشات ثابتة منحنية توجه تيار الماء المتدفق ليصطدم بريشات العجلة الدوارة وقد جعلوا لهذه الريشات المتحركة شكلا منحنيا ، هو عكس انحناء الريش الموجهة ، لتأخذ أكثر ما في الماء الدافق اليها من حركة . والصورة الأخيرة لتربين آخر يعرف باسم مبتدعه فرنسيس . وقام آخرون من بعد الفرنسي فرنيرون يبتدعون .
ونشأت عن ذلك صنوف من التربين كثيرة .
ولكن لم يشتد الاهتمام بالتربينات الا في العقد التاسع من القرن الماضي ، أي في الثمانينيات من القرن التاسع عشر ، لما بدت الحاجة الى مصادر قوة لانتاج الكهرباء .
- التربينات في انتاج الكهرباء :
من المعروف الشائع الذي يعرفه كل مثقف الآن أن الكهرباء تولدها مولدات تعرف بالمولدات الكهربائية تتألف من حلقات تلفها أسلاك تعرف بالملفات . وهذه تدار في مجال مغناطيسي ناشيء عن مغناطيس قوي ، فتتولد في الأسلاك الكهرباء التي تضيء المدن وتمد المصانع وغيرها بالكهرباء ، ومن الكهرباء تستمد سائر الطاقات .
فانتاج الكهرباء يحتاج لقوة تدير هذه الملفات . فكانت لها التربينات .
محاور التربينات تدير محاور الملفات بالمولدات الكهربائية فتنتج الكهرباء .
ومن هنا جاء خطر التربينات في العصر الحديث . ومن هنا جاء خطر التربينات التي يديرها الماء حيث هناك مساقط للماء تديرها .
- الكهرباء والسدود :
ولا يسعنا هنا الا أن نضيف كلمة عن السدود التي يقيمها الانسان لحجز الماء على مستويات عالية ، ليتدفق الى أسفل ، ليلقى ريشات التربينات فيديرها ، وهذه تدير المولدات لتنتج الكهرباء .
وليس اليوم أمة بها احتمال صنع سدود لحجز مياه تتدفق من عل ، لصنع الكهرباء ، الا انتهزت فرصة ذلك .
فالولايات المتحدة تنتج من الكهرباء في العام نصف ترليون كيلوواط ساعة من الكهرباء ، نحو ربعها من مساقط ماء .
وبمثل ذلك قامت كندا والنرويج وروسيا وغيرها.
وأخيرا مصر من سدها العالي .
ولا تزال في العالم احتمالات هائلة للاستفادة من السدود ومساقط الماء لصنع الكهرباء .
ومساقط الماء متجددة على السنين فهي لا تفنى . ويرجع الفضل في هذا ، فيما يرجع ، الى التربين .
ولا يزال رجال الهندسة اليوم قائمين في تحسينه وانتاج مصانع للكهرباء مائية Hydroelectric Plants لا تفتأ تثير اعجاب العلماء .
* والتربين Turbine لفظ افرنجي من أصل لاتيني معناه « أن يلف الشيء حول نفسه » كما تفعل النحلة يلعب بها الصبي . وهذا تفعله عجلة الماء هذه اذ يبلغ لفها حول محورها عددا من المرات في الدقيقة الواحدة كبيرا . وقد جاز أن نسمي التربين اللفاف . ومن المتصدرين للمصطلحات العلمية من يؤنثه فيقول : التربينة . واذن فهو اللفافة . ولكن اسم التربين شاع اليوم بين المهندسين شيوعا كبيرا .
لم تبلغ القوة التي تقتبسها العجلة من الماء الجاري القدر الذي تتطلبه الصناعة السائرة في سبيل التقدم في اوائل القرن الماضي ، ولم تقتبس من الماء الجاري كل ما تستطيع مما به من قوة .
وفي عام ۱۸۲۳ أعلنت الجمعية الفرنسية لتشجيع الصناعة القومية عن جائزة تعطيها لمن يستطيع تحسين الشائع عند ذلك من عجلات الماء ، وزيادة ما تعطيه من طاقة .
وبعد تسع سنوات تقدم مهندس شاب حديث التخرج من جامعته بتصميم عجلة مائية قدرتها تساوي قدرة ٥٠ حصانا وبها نال الجائزة .
وسميت بتربين فرنیرون Fourneyron's Turbine والتربين يتميز عن عجلة الماء ، تلك التي تنقل قوة الماء الجاري الى المطحنة أو المضخة أو غير ذلك ، بأمرين :
( أ ) ان الماء المتدفق الذي يحرك ريشات العجلة الدوارة ، يحتويه هو والعجلة الدوارة حيز" مغلق بحيث لا تمضي قطرة ماء جارية وتفوت العجلة الا بعد دفعها ريشاتها واعطائها من طاقتها . وهذا يزيد في ارتفاع كفاية التربين وزيادة حصيلته من قوة .
( عجلة مائية يديرها ماء خارج باندفاع شديد من فوهة . والعجلة والماء مغلقان في علبة . وتسمى هذه العجلة بعجلة بلتن Pelton وهي مبتدعها . وهي تنفع المساقط الماء العالية التي مقدار مائها غير كبير )
( الى اليسار : تربين يعرف باسم مبتدعه فرنسیس Francis . وهو شبيه بتربين الرجل الفرنسي فرنيرون . وفي الرسم نری ريشات العجلة الدوارة فقط ينحدر عنها الماء بعد دفعها. أما الماء فيدخل اليها أفقيا توجتهه ريشات ثابتة لا ترى منها في الرسم غير ريشة واحدة الى اليسار )
(ب) ان الماء المتدفق ، قبل أن يصل الى ريشات العجلة الدوارة فيدفعها لتدور ، يمر بريشات ثابتة منحنية توجه تيار الماء المتدفق ليصطدم بريشات العجلة الدوارة وقد جعلوا لهذه الريشات المتحركة شكلا منحنيا ، هو عكس انحناء الريش الموجهة ، لتأخذ أكثر ما في الماء الدافق اليها من حركة . والصورة الأخيرة لتربين آخر يعرف باسم مبتدعه فرنسيس . وقام آخرون من بعد الفرنسي فرنيرون يبتدعون .
ونشأت عن ذلك صنوف من التربين كثيرة .
ولكن لم يشتد الاهتمام بالتربينات الا في العقد التاسع من القرن الماضي ، أي في الثمانينيات من القرن التاسع عشر ، لما بدت الحاجة الى مصادر قوة لانتاج الكهرباء .
- التربينات في انتاج الكهرباء :
من المعروف الشائع الذي يعرفه كل مثقف الآن أن الكهرباء تولدها مولدات تعرف بالمولدات الكهربائية تتألف من حلقات تلفها أسلاك تعرف بالملفات . وهذه تدار في مجال مغناطيسي ناشيء عن مغناطيس قوي ، فتتولد في الأسلاك الكهرباء التي تضيء المدن وتمد المصانع وغيرها بالكهرباء ، ومن الكهرباء تستمد سائر الطاقات .
فانتاج الكهرباء يحتاج لقوة تدير هذه الملفات . فكانت لها التربينات .
محاور التربينات تدير محاور الملفات بالمولدات الكهربائية فتنتج الكهرباء .
ومن هنا جاء خطر التربينات في العصر الحديث . ومن هنا جاء خطر التربينات التي يديرها الماء حيث هناك مساقط للماء تديرها .
- الكهرباء والسدود :
ولا يسعنا هنا الا أن نضيف كلمة عن السدود التي يقيمها الانسان لحجز الماء على مستويات عالية ، ليتدفق الى أسفل ، ليلقى ريشات التربينات فيديرها ، وهذه تدير المولدات لتنتج الكهرباء .
وليس اليوم أمة بها احتمال صنع سدود لحجز مياه تتدفق من عل ، لصنع الكهرباء ، الا انتهزت فرصة ذلك .
فالولايات المتحدة تنتج من الكهرباء في العام نصف ترليون كيلوواط ساعة من الكهرباء ، نحو ربعها من مساقط ماء .
وبمثل ذلك قامت كندا والنرويج وروسيا وغيرها.
وأخيرا مصر من سدها العالي .
ولا تزال في العالم احتمالات هائلة للاستفادة من السدود ومساقط الماء لصنع الكهرباء .
ومساقط الماء متجددة على السنين فهي لا تفنى . ويرجع الفضل في هذا ، فيما يرجع ، الى التربين .
ولا يزال رجال الهندسة اليوم قائمين في تحسينه وانتاج مصانع للكهرباء مائية Hydroelectric Plants لا تفتأ تثير اعجاب العلماء .
* والتربين Turbine لفظ افرنجي من أصل لاتيني معناه « أن يلف الشيء حول نفسه » كما تفعل النحلة يلعب بها الصبي . وهذا تفعله عجلة الماء هذه اذ يبلغ لفها حول محورها عددا من المرات في الدقيقة الواحدة كبيرا . وقد جاز أن نسمي التربين اللفاف . ومن المتصدرين للمصطلحات العلمية من يؤنثه فيقول : التربينة . واذن فهو اللفافة . ولكن اسم التربين شاع اليوم بين المهندسين شيوعا كبيرا .
تعليق