الآلات التوربينية،<br /> وَهوَ مصطلح يستخدم في الهندسة الميكانيكية ليصف الآلات التي يحدث فيها انتقال للطاقة بين المائع و عمود دوران الآلة، و تشمل كل من التربيناتو الضواغط. حيث تنتقل الطاقة من المائع إلي عمود الدوران في التربينات بينما تنتقل من عمود الدوران إلي المائع في حالة الضواغط .<br />بشكل عام تتكون الآلة التوربينية من عضو ثابت (Stator)‏ و آخر متحرك (Rotor)‏ يختلف ترتيبهم حسب وظيفة الآلة و يعرفان معا بالمرحلة التوربينية (Turbomachine Stage)‏.<br />أغلب الألات التوربينية تحتوي علي أكثر من مرحلة وتعرف بأنها متعددة المراحل، و بعضها تقتصر المرحلة فيه علي العضو الدوار فقط مثل تربينات الرياح.<br />كما تعتبر المضخات الدورانية(مضخات الطرد المركزي) من الألات التوربينية أيضا حيث تعمل طبقا لنفس مبدأ الضاغط حيث تنتقل الطاقة من عمود الدوران إلي المائع و لكن المائع هنا يكون سائل علي عكس الضاغط يكون غاز.<br /><br />و يستند مبدأ عمل هذه الالات إلي قانون نيوتن الثاني للحركة ومعادلات إيلور التوربينية للموائع القابلة للانضغاط.<br /><br />تعريف الألة التورربينية<br /><br />تعرف الآلة التوربينية أنها "أي آلة تستخرج الطاقة من مائع مستمر السريان أو تزوده بالطاقة"و تعتبر الآلة التوربينية آلة قدرة (Power machine)‏ حيث ترفع طاقة المائع عن طريق تحويل طاقة الحركة للعضو الدوار إلي طاقة سريان للمائع أو العكس.<br />و من أمثلة الألات التوربينية المضخات و التربينات و الضواغط.<br /><br />التصنيف<br /><br />يمكن تصنيف الألات التوربينية تبعا لعدة عناصر كالتالي:<br /><br />إتجاه سريان الطاقة<br /><br />انتقال الطاقة من المائع إلي عمود الدوران، و يظهر هذا في التربينات بأنواعها و تعرف أنها ألات مولدة للطاقة.<br /><br />انتقال الطاقة من عمود الدوران إلي المائع، و يظهر هذا في الضواغط و المضخات، و تعرف أنها ألات ممتصة للطاقة.<br /><br />إتجاه سريان المائع<br /><br />1.موازي لمحور عمود الدوران، و يسمي في هذه الحالة سريان محوري (Axial Flow)‏. تهمل سرعة المائع في الاتجاه القطري للأله، و حيث أنه لا يكون هناك تغير في اتجاه سريان المائع (موازي لمحور الآلة) تستخدم عدة مراحل توربينية محورية لزيادة القدرة الناتجة. و من أمثلة هذا النوع توربينة كابلن.<br /><br />2..عمودي علي محور عمود الدوران، و يسمي في هذه الحالة سريان قطري، حيث يكون في اتجاه نصف القطر للألة (Radial flow)‏. وتعرف الألات التوربينية هنا بأنها ألات توربينية ذات سريان قطري (Radial flow turbomachines)‏ و تتكون من مرحلة واحدة حيث يكون اتجاه سريان المائع متغير باستمرار فلا يمكن أن تكون الآلة هنا متعددة المراحل. و من أمثلة ذلك مضخات الطرد المركزي.<br /><br />3. .عمودي علي محور عمود الدوران في جزء من ريشة الآلة و موازي له في الجزء الآخر، و يسمي في هذه الحالة سريان مختلط_حيث يجمع بين المحوري و القطري_ (Mixed Flow)‏. ومن أمثلة ذلك توربينة فرانسيس.<br /><br />الانضغاطية(Compressibility)‏<br /><br />و يشير هذا التصنيف إلي قابلية مائع التشغيل في الآلة للانضغاط أم لا. و تعتبر السوائل موائع غير قابلة للانضغاط بينما الغازات موائع قابلة للانضغاط.<br />و بشكل عام يعتبر المائع _سواء سائل أو غاز_ غير قابل للانضغاط عندما يكون رقم ماخ له أقل من 0.3<br />من الألات التوربينية التي تتعامل مع موائع غير انضغاطية التربينات الهيدروليكية و المضخات، و من الألات التوربينية التي تتعامل مع موائع انضغاطية ضاغط الغاز و تربينات الرياح.<br /><br />إجراء التمدد (Expansion process)‏<br /><br />و هنا يتم تصنيف الآلة التوربينية تبعا لدرجة رد الفعل (Degree of reaction)‏ و يرمز لها R, حيث:<br /><br />عندما R=0 تعرف الآلة التوربينية أنها نبضية، و معني هذا أن كل إجراء التمدد حدث في العضو الثابت (Stator)‏ للألة فقط، أي أن فقد الضغط حدث في الجزء الثابت بينما لم يحدث أي تمدد في العضو الدوار(Rotor)‏ , و مثال علي ذلك التربينات النبضية (Impulse turbine)‏ مثل تربينة بلتون .<br /><br />نسب لا بُعدية لوصف الألات التوربينية<br /><br />تستخدم بعض النسب اللابُعدية (Dimensionless)‏ لتسهيل وصف الألات التوربينية و التعامل معها خصوصا التصميم، و من هذه النسب<br /><br />معامل التدفق (Flow coefficient)‏ و يرمز له Ψ<br /><br />معامل الضغط (Pressure coefficient)‏ و يرمز له Φ<br /><br />م.م. ابرار عبد الكريم