【سؤال يومي】مبادئ الهندسة الكيميائية 322: تبريد المولدات بالهيدروجين (18 فبراير)
Thread Content
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة “عودة إلى كامبريدج” في تاريخ 27/2/2016 الساعة 11:24. يبدأ قسم نظريات الكيمياء الآن في تقديم فعالية “سؤال يومي”، وذلك لمساعدة الجميع على تعزيز معرفتهم الأساسية في مجال الكيمياء. سيتم تقديم سلسلة من المواضيع مثل “مبادئ الكيمياء”， و“عمليات نقل المواد والفصل”， و“الديناميكا الحرارية في الكيمياء”， و“عمليات الكيمياء الصناعية”. نأمل من الجميع دعم هذه الفعالية بنشاط~ نتمنى للجميع عيد ميلاد سعيد~~ يمكن معرفة الإجابات مباشرةً عبر الرد على فعالية “سؤال يومي”， وسيتم إغلاق هذا الموضوع بعد يوم واحد! ؟ لتشجيع الجميع على المشاركة المستمرة هذا العام! مع المشاركة تحصل على 3 مكافآت من الثروة، وإذا أجبت بشكل صحيح تحصل إضافيًا على 4 مكافآت من الثروة~~~ سؤال بسيط: لماذا يتم استخدام الهيدروجين لتبريد المولدات؟ الجواب: في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإنه من المحتم أن تحدث خسائر في الطاقة. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الروتور والستاتور. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد الهوائي، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء. لذلك، تستخدم وحدات توليد الطاقة في المحطات الكهربائية طريقة التبريد بالهيدروجين، أي تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، وتبريد ملفات الجزء الدوار بالهيدروجين، بينما يتم تبريد النواة الحديدية والأجزاء الخارجية بالهيدروجين أيضًا.
نظرًا لأن معامل نقل الحرارة في الهيدروجين هو 7 أضعاف معامله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء، ولذلك تستخدم وحدات توليد الطاقة طريقة التبريد بالهيدروجين. أي أن ملفات الجزء الثابت تُبرد بالماء، بينما تُبرد ملفات الجزء المتحرك بالهيدروجين، ويتم تبريد النواة الحديدية وأجزاء الهيكل الطرفية بالهيدروجين أيضًا.
لأول مرة أسمع أنه في عملية إنتاج الكهرباء، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإنه من الحتمي حدوث خسائر في الطاقة. وتتحول هذه الطاقة المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الروتور والستاتور. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد الهوائي، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء. لذلك، تستخدم وحدات توليد الطاقة في المحطات الكهربائية طريقة التبريد بالهيدروجين، أي تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، وتبريد ملفات الجزء الدوار بالهيدروجين، بينما يتم تبريد النواة الحديدية والأجزاء الخارجية بالهيدروجين أيضًا.
لأول مرة أسمع أنه في عملية إنتاج الكهرباء، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإنه من الحتمي حدوث خسائر في الطاقة. وتتحول هذه الطاقة المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الروتور والستاتور. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد الهوائي، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء. لذلك، تستخدم وحدات توليد الطاقة في المحطات الكهربائية طريقة التبريد بالهيدروجين، أي تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، وتبريد ملفات الجزء الدوار بالهيدروجين، بينما يتم تبريد النواة الحديدية والأجزاء الخارجية بالهيدروجين أيضًا.
لماذا يتم استخدام الهيدروجين لتبريد المولدات؟ الجواب: في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإن هناك خسائر في الطاقة أمر لا مفر منه. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الجزء الثابت والجزء الدوار. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد بالهواء، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معامل نقل الحرارة في الهيدروجين هو 7 أضعاف معامله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء، ولذلك تستخدم وحدات توليد الطاقة طريقة التبريد بالهيدروجين. أي أن ملفات الجزء الثابت تُبرد بالماء، بينما تُبرد ملفات الجزء المتحرك بالهيدروجين، ويتم تبريد النواة الحديدية وأجزاء الهيكل الطرفية بالهيدروجين أيضًا.
في عملية إنتاج الكهرباء، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإنه من المحتم أن تحدث خسائر في الطاقة. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الروتور والستاتور. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد الهوائي، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء. لذلك، تستخدم وحدات توليد الطاقة في المحطات الكهربائية طريقة التبريد بالهيدروجين، أي تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، وتبريد ملفات الجزء الدوار بالهيدروجين، بينما يتم تبريد النواة الحديدية والأجزاء الخارجية بالهيدروجين أيضًا.
لماذا يتم استخدام الهيدروجين لتبريد المولدات؟ الجواب: مولدات الكهرباء هي في الأساس مجموعات توربينية ذات سرعة دوران عالية، وبما أن سرعة دورانها كبيرة جدًا، حيث تصل إلى 3000 دورة في الدقيقة، فإنه من أجل تقليل قوى الطرد المركزي، يتم تصميم المولدات بحيث يكون قطرها صغيرًا بينما يكون طولها المحوري كبيرًا. نظرًا للطول الكبير، فإن الحرارة المتولدة في وسط المولد تصعب التخلص منها، ولذلك يلزم وجود نظام تبريد خاص للمولد. يتم استخدام الهيدروجين في عملية التبريد بسبب قدرته العالية على امتصاص الحرارة، مما يجعل تأثير التبريد أفضل من استخدام الهواء. كما أن وزن الهيدروجين أخف بكثير من وزن الهواء، مما يساعد في تقليل طاقة المروحة المستخدمة في التبريد. بالإضافة إلى ذلك، فإن تركيبة المولد أبسط مقارنةً بالتبريد بالماء. لكن، في حال حدوث تسرب أثناء تبريد الهيدروجين، يوجد خطر الانفجار، لذا يجب تركيب نظام متخصص لمراقبة خليط الهيدروجين. في السنوات الأخيرة، ومع تطور تقنيات التبريد، بدأ استخدام التبريد بالهواء في محركات التوربينات الكبيرة أيضًا.
في عملية إنتاج الكهرباء، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإن هناك خسائر في الطاقة أمر لا مفر منه. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الجزء الثابت والجزء الدوار. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد بالهواء، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معامل نقل الحرارة في الهيدروجين هو 7 أضعاف معامله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء، ولذلك تستخدم وحدات توليد الطاقة طريقة التبريد بالهيدروجين. أي أن ملفات الجزء الثابت تُبرد بالماء، بينما تُبرد ملفات الجزء المتحرك بالهيدروجين، ويتم تبريد النواة الحديدية وأجزاء الهيكل الطرفية بالهيدروجين أيضًا.
لماذا يتم استخدام الهيدروجين لتبريد المولدات؟ الجواب: في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإنه من المحتم أن تحدث خسائر في الطاقة. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الروتور والستاتور. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد الهوائي، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء. لذلك، تستخدم وحدات توليد الطاقة في المحطات الكهربائية طريقة التبريد بالهيدروجين، أي تبريد ملفات الجزء الثابت بالماء، وتبريد ملفات الجزء الدوار بالهيدروجين، بينما يتم تبريد النواة الحديدية والأجزاء الخارجية بالهيدروجين أيضًا.
للهيدروجين قدرة عالية على امتصاص الحرارة، كما أن تأثيره في التبريد أفضل من تأثير الهواء. بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافة الهيدروجين أقل بكثير من كثافة الهواء، مما يسمح بتقليل قوة مروحات التبريد.
في عملية إنتاج الكهرباء، عندما يعمل المولد لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، فإن هناك خسائر في الطاقة أمر لا مفر منه. وتتحول هذه الطاقات المفقودة في النهاية إلى طاقة حرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجزاء المولد مثل الجزء الثابت والجزء الدوار. لتصريف هذه الكمية من الحرارة، غالبًا ما يتم تبريد المولد بشكل قسري. أنواع التبريد الشائعة تشمل التبريد بالهواء، والتبريد بالماء، والتبريد بالهيدروجين. نظرًا لأن معدل نقل الحرارة في الهيدروجين هو سبعة أضعاف معدله في الهواء، فإن كفاءة تبريد الهيدروجين أعلى من كفاءة التبريد بالهواء أو بالماء، ولذلك يتم استخدام طريقة التبريد بالهيدروجين في محطات توليد الطاقة