up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله توربين PDF
QR code - توربين

توربين

توربين ها، ژنراتورها و نيروگاه هاي برق

جريان برق از سيم ها عبور مي کند تا چراغ ها، تلويزيون ها، کامپيوترها و ديگر وسايل برقي ما را روشن کند. اما اين الکتريسيته از کجا مي آيد؟
در اين فصل ياد مي گيريم که چگونه در نيروگاه ها الکتريسيته توليد مي شود. در چند فصل بعد، خواهيم آموخت که چگونه مي توان با استفاده از منابع مختلف توليد گرما، الکتريسيته ايجاد کرد. در فصل 7، به نحوه انتقال برق از نيروگاه به منازل، مدارس، مراکز تجاري و غيره خواهيم پرداخت.
نيروگاه هاي حرارتي داراي ديگ هاي بزرگي هستند که در آن ها با استفاده از يک سوخت فسيلي، گرما توليد مي شود. ديگ بخار مانند قوري چاي بر روي يک اجاق گاز است. هنگامي که آب مي جوشد، بخار از طريق سوراخ کوچکي که در بالاي لوله قوري قرار دارد، خارج مي شود. بخار در حال حرکت صداي سوتي ايجاد مي کند که به شما مي گويد آب در حال جوشيدن است. در نيروگاه ها، آب در داخل ديگ هاي بزرگ به جوش مي آيد و سپس بخار آب از طريق لوله هاي خيلي ضخيم به توربين پمپاژ مي شود.
در بيشتر ديگ هاي بخار براي توليد گرما، چوب، زغال سنگ، نفت يا گاز طبيعي در محفظه هاي ويژه اي سوزانده مي شوند. در داخل و بالاي اين محفظه سوخت، مجموعه اي از لوله ها وجود دارند که در آن ها آب داغ جريان دارد. انرژي گرمايي به داخل لوله هاي فلزي هدايت مي شود، آب داخل لوله ها را گرم کرده و به نقطه جوش مي رساند. آب در نقطه 212 درجه فارنهايت يا 100 درجه سانتي گراد به بخار تبديل مي شود.
تصوير سمت چپ بالا، يک نيروگاه کوچک را نشان مي دهد. قسمت سياه رنگ سمت چپ نيروگاه زغال سنگ است. منبع انرژي در اين نيروگاه، زغال سنگ است که با سوختن آن در ديگ هاي بخار مي توان آب را گرم کرد.
در تصوير سمت چپ، شما مي توانيد توربين و ژنراتور نيروگاه MSU آمريکا را مشاهده کنيد. لوله بزرگ سمت چپ، ورودي بخار است. سمت راست توربين قسمتي است که بخار از آن خارج مي شود. بخار تحت فشار بالا به توربين اعمال مي شود. توربين مي چرخد و محور آن به يک توربوژنراتور (دستگاه مولد برق) متصل است که انرژي مکانيکي حرکت چرخشي را به الکتريسيته تبديل مي کند.
تصوير زير مربوط به فن (هواکش) توربين، قبل از قرار گرفتن در داخل محفظه توربين است. شما مي توانيد نماي نزديک پره هاي توربين را در شکل چهارم مشاهده کنيد. يک توربين داراي صدها پره است که زاويه قرار گرفتن آن ها مانند پره هاي يک پنکه است. وقتي که بخار به پره ها برخورد مي کند، اين پره ها محور توربين را که به انتهاي آن ها متصل شده است به گردش در مي آورند.
معمولاً بخار پس از عبور از داخل توربين، وارد يک برج خنک کننده مي شود که در آن جا دماي بخار کاهش مي يابد. بخار خنک شده بار ديگر به آب تبديل مي شود. وقتي که لوله هاي داغ در تماس با هواي خنک قرار مي گيرند، قسمتي از بخار آب موجود در هوا گرم مي شود و بخار آب از بالاي برج هاي خنک کننده خارج مي شود. به همين علت است که شما گاهي اوقات ابرهاي سفيد بزرگ را مي بينيد که از بالاي برج هاي خنک کننده خارج مي شوند. بديهي است که اين ابرهاي سفيد دود نيستند، بلکه بخار آب هستند. البته اين بخار آب، بخاري نيست که در توربين استفاده مي شود.
آب سرد مجدداً به ديگ بخار برمي گردد و در آن جا دوباره حرارت داده مي شود، اين فرآيند بارها و بارها تکرار مي شود.
بيشتر نيروگاه ها مجهز به سيستم هاي پاکسازي هوا هستند و از سوختن گاز طبيعي، برق توليد مي کنند. ساير نيروگاه ها براي گرم کردن آب از نفت و يا زغال سنگ استفاده مي کنند. در نيروگاه هاي هسته اي براي توليد برق، از انرژي هسته اي، جهت گرم کردن آب استفاده مي شود. هنوز هم برخي ديگر از نيروگاه ها تحت عنوان نيروگاه هاي ژئوترمال، بدون نياز به سوخت فسيلي از بخار آب يا آب داغي که به طور طبيعي زير سطح زمين يافت مي شود، استفاده مي کنند. در فصل هاي بعد به آن دسته از منابع انرژي خواهيم پرداخت.
ژنراتور چگونه کار مي کند؟
توربين توسط يک محور به توربوژنراتور متصل شده است. روي محور ژنراتور يک سيم پيچ طويل وجود دارد که يک آهنرباي بسيار بزرگ را در بر مي گيرد. شما مي توانيد در تصوير سمت راست، داخل يک سيم پيچ ژنراتور را با تمام سيم هاي آن مشاهده کنيد.
محوري که از توربين خارج مي شود به ژنراتور متصل است. زماني که توربين مي چرخد، محور و موتور هم به چرخش در مي آيند. هنگامي که محور داخل ژنراتور مي چرخد، يک جريان الکتريکي در سيم توليد مي شود. ژنراتور الکتريکي، انرژي حرکتي را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند.
اساس کار ژنراتور با استفاده از اصل القاي الکترومغناطيسي است که در سال 1831 توسط دانشمند انگليسي، مايکل فارادي کشف شد. فارادي کشف کرد که اگر يک رساناي الکتريکي، مانند يک سيم مسي، در يک ميدان مغناطيسي حرکت کند، جريان الکتريکي در داخل رسانا برقرار (القا) خواهد شد. بنابراين انرژي مکانيکي سيم متحرک به انرژي الکتريکي جاري در سيم تبديل مي شود.
سپس الکتريسيته توليد شده توسط ژنراتور، در سيم هاي انتقال دهنده بسيار طويل جريان پيدا مي کند و به اين ترتيب جريان برق از نيروگاه به منازل ما، مدرسه ها و مراکز تجاري منتقل مي شود. براي دانستن مطالب بيشتر در مورد خطوط انتقال به فصل 7 مراجعه کنيد.
همه نيروگاه ها توربين و ژنراتور دارند. برخي از توربين ها به وسيله باد ، بعضي با آب و برخي ديگر توسط بخار به حرکت در مي آيند.

مقدمه : از زمان تولد توربينهاي گازي امروزي در مقايسه با ساير تجهيزات توليد قدرت , زمان زيادي نمي گذرد . با اين وجود امروزه اين تجهيزات به عنوان سامانه ...

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زم ...

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراكنده در دسترس مي باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زم ...

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراکنده در دسترس ميباشد. تابش نامساوي خورشيد در عرضهاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زمين ...

انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديد پذير، بطور گسترده ولي پراکنده در دسترس مي باشد. تابش نامساوي خورشيد در عرض هاي مختلف جغرافيايي به سطح ناهموار زم ...

اگر درباره ي انتقال قدرت دستي مطاله اي داشتيد، شما مي دانيد که يک موتور از راه کلاچ به جعبه دنده مرتبط شده است. خودرو بدون اين ارتباط قادر نخواهد بود ...

با گذشت شش دهه ، شات پينينگ (Shot peening:sp) ، زيادترين استفاده و بيشترين اثر را در ايجاد تنش هاي پسماند در سطح فلزات ، به منظور بهبود عملکرد خستگي د ...

عليرغم پيشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته اي در طول نيم قرن گذشته، هنوز اين تکنولوژي در اذهان عمومي ناشناخته مانده است. وقتي صحبت از انرژي اتمي به ميان ...

دانلود نسخه PDF - توربين