إن المعدل الحراري للوحدة Heat Rate (HR) مؤشر مهم جدا لتقييم كفاءة الوحدة الحرارية لذا يجب أن يكون هدف ومسعى أية محطة تشغيل الوحدة التوليدية ضمن الحدود التصميمية للمعدل الحراري قدر الإمكان ، إضافة إلى أن تحسين المعدل الحراري للمحطة يساعد على تقليل التلوث الناجم من تشغيل الوحدات . تقليل معدل الحرارة يؤدي إلى تقليل أستهلاك الوقود وتوفير الوقود

1. Heat Rate & Efficiency Eng. Adnan Bahjat Jalil koprlo1@gmail.com
2023
‫وكفاءة‬ ‫الحرارة‬ ‫معدل‬
‫األ‬
‫داء‬
‫لل‬
‫محط‬
‫ات‬
‫الغازية‬
‫ل‬
‫الكهرباء‬ ‫توليد‬
Heat Rate & Efficiency of the Gas
Turbine Power Plant
‫إ‬
‫عداد‬
‫وترجمة‬
‫المهندس‬
‫جليل‬ ‫بهجت‬ ‫عدنان‬

2. 2
‫المحتو‬ ‫جدول‬
‫ي‬
‫ات‬
Table of Content
‫ع‬
‫الموضو‬ ‫الصفحة‬
‫تعاريف‬
‫مهمة‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫األنظمة‬ ‫أنواع‬ ، 3
‫ي‬
‫المثال‬ ‫الغاز‬
Ideal Gas 4
‫الطاقة‬
Energy
‫الشغل‬ ،
Work
‫الداخلية‬ ‫الطاقة‬ ،
Internal Energ
،
‫ي‬
‫اإلنثالب‬
Enthalpy
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫اإلنت‬
Entropy 5
‫فائدة‬ ‫ما‬ ، ‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫لإلنت‬ ‫أدق‬ ‫تعريف‬
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫اإلنت‬ ‫قيمة‬ 6
‫هل‬
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫اإلنت‬
، ‫للحالة‬ ‫دالة‬
، ‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫واإلنت‬ ‫الطاقة‬
)‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫(العملية‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫الديناميك‬ ‫اء‬‫ر‬‫األج‬
Thermodynamic Process
7
‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫أنواع‬ 8
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكية‬ ‫الدورة‬
Thermodynamic Cycle 9
‫العكوس‬ ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬
Reversible Process
‫الالعكوس‬ ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬ ،
Irreversible Process 10
‫الثابتة‬ ‫وبية‬ ‫ر‬
‫اإلنت‬ ‫الكفاءة‬
Isentropic efficiency 11
‫عامة‬ ‫فكرة‬ ، ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
Gas Turbine , General 12
‫المغلقة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬ ، ‫المفتوحة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬ 13
‫عمليات‬ ( ‫اءات‬‫ر‬‫إج‬
‫المثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬ ) 16
‫المثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ ‫ي‬
‫موديناميك‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫الوصف‬ 17
‫الفعلية‬‫الغاز‬ ‫ن‬
‫توربي‬ ‫دورة‬
Actual Gas-turbine Cycle 21
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫للتوربي‬ ‫والحقيقية‬ ‫المثالية‬ ‫الدورة‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫مقارنة‬ 23
‫المعادالت‬ ‫رموز‬ ‫توضيح‬ ‫جدول‬ 24
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫واإلنت‬ ‫ي‬
‫اإلنثالب‬ ‫قيم‬ ‫وفيه‬ ‫الجاف‬ ‫للهواء‬ ‫موللر‬ ‫مخطط‬
Dry Air
Mollier Diagram for 25
‫(الضغط‬ ‫مخطط‬
–
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫(اإلنت‬ ‫مخطط‬ ‫و‬ )‫الحجم‬
–
)‫الغازي‬ ‫ن‬
‫(التوربي‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ )‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ 26
‫الكفاءة‬ ، ‫الكهرباء‬ ‫توليد‬ ‫محطة‬ ‫وكفاءة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫حساب‬
Efficiency 27
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
Heat rate 28
‫الكهرباء‬ ‫توليد‬ ‫أثناء‬ ‫الطاقة‬ ‫تحول‬ ‫عمليات‬ 30
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
Thermal Efficiency 31
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫القيمة‬ ، ‫تعاريف‬
Heat value
‫الوقود‬ ‫أستهالك‬ ‫أو‬ ‫رصفيات‬ ،
Fuel consumption 33
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫والكفاءة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫حساب‬ ‫معادالت‬ 34
‫تحويالت‬
‫الوحدات‬ 35-37
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫وحدات‬ ‫وكفاءة‬ ‫أداء‬ ‫ن‬
‫تحسي‬ 38
‫الغازية‬ ‫للتوربينات‬ ‫واألداء‬ ‫الكفاءة‬ ‫ات‬ ‫ر‬
‫مؤش‬ 39
‫الغازية‬ ‫المحطات‬ ‫أداء‬ ‫ن‬
‫لتحسي‬ ‫المهمة‬ ‫والتقنية‬ ‫اإلقتصادية‬ ‫األساليب‬
‫التضبيب‬ ،
Fogging 40
‫ي‬
‫ن‬
‫البيب‬ ‫يد‬‫التت‬
intercooling 42
)‫جاع‬ ‫ر‬
‫(األست‬ ‫التجديد‬
Regeneration 43
‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬
Reheater 44
‫ي‬
‫ن‬
‫البيب‬ ‫يد‬‫التت‬
intercooling
‫جاع‬ ‫ر‬
‫اإلست‬ ‫و‬
regeneration
‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬ ‫و‬
reheating 46
‫للطاقة‬ ‫ك‬ ‫ر‬
‫المشت‬ ‫التوليد‬
Cogeneration system 48
) ‫كة‬ ‫ر‬
‫المشت‬ ‫الدورة‬ ‫محطات‬ ( ‫كبة‬
‫المر‬ ‫الدورة‬ ‫محطات‬
combined cycle power plant 50
‫المحيطة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫تأثت‬ ‫مخططات‬
ambient temperature
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫أداء‬ ‫عىل‬ 54-57
‫اجع‬‫ر‬‫الم‬
References 58

3. 3
‫مهمة‬ ‫تعاريف‬
‫الكهرباء‬ ‫لتوليد‬ ‫الغازية‬ ‫المحطات‬ ‫ي‬
‫ف‬ ‫واألداء‬ ‫الكفاءة‬ ‫لموضوع‬ ‫كمدخل‬
:
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫األنظمة‬ ‫أنواع‬
:
1
-
‫المغلق‬ ‫النظام‬
Closed System
:
‫بتبادل‬ ‫تسمح‬ ‫ولكن‬ ‫المحيط‬ ‫مع‬ ‫المادة‬ ‫بتبادل‬ ‫حدوده‬ ‫تسمح‬ ‫ال‬ ‫الذي‬ ‫النظام‬ ‫هو‬
) ‫ارة‬‫ر‬‫أوالح‬ ‫الشغل‬ ( ‫الطاقة‬
‫أي‬
‫تبق‬
‫الكتلة‬
، ‫ثابتة‬
‫لذلك‬
‫بنظام‬ ‫يسىم‬
‫الكتلة‬
‫المحددة‬
،
‫كغاز‬
‫محصور‬
‫داخل‬ ‫بمكبس‬
‫اسطوانة‬
.
‫او‬
‫كالمرجل‬
‫البخاري‬
‫ف‬
‫اثناء‬
‫ة‬‫فت‬
‫بداية‬
‫التشغيل‬
‫للحصول‬
‫عىل‬
‫ضغط‬
‫معي‬
‫للبخار‬
.
2
-
‫المعزول‬ ‫النظام‬
Isolated System
، ‫المحيط‬ ‫مع‬ ‫الطاقة‬‫أو‬ ‫المادة‬ ‫بتبادل‬ ‫حدوده‬ ‫تسمح‬ ‫ال‬ ‫الذي‬ ‫النظام‬‫هو‬ :
‫أي‬
‫يبق‬
‫مجموع‬
‫الطاقة‬
‫فيه‬
،
ً
‫ثابتا‬
‫لكونه‬
‫ال‬
‫بالوسط‬ ‫يتأثر‬
‫المحيط‬
.
‫مثال‬
‫مس‬‫الت‬
‫الموضوع‬
‫بداخله‬
‫ماء‬
‫بارد‬
‫او‬
‫ساخن‬
.
3
-
‫المفتوح‬ ‫النظام‬
Open System
:
‫هو‬
‫النظام‬
‫الذي‬
‫تسمح‬
‫حدوده‬
‫بأنتقال‬
‫المادة‬
‫شغل‬ ( ‫والطاقة‬
‫او‬
‫بعملية‬ ) ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬
، ‫جريانية‬
‫بنظام‬ ‫يسىم‬
‫الحجم‬
، ‫المحدد‬
‫كالماء‬
‫ف‬
‫المرجل‬
‫حيث‬
‫يمتص‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬
‫ويفقد‬
‫جزء‬
‫من‬
‫كتلته‬
‫خالل‬
‫التبخر‬
.
‫خليط‬
‫ات‬‫ز‬‫الغا‬
‫ف‬
‫اسطوانة‬
‫محرك‬
‫اق‬‫احت‬
‫داخىل‬
‫يتخلص‬
‫من‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
‫ات‬‫ز‬‫والغا‬
‫من‬
‫خالل‬
‫العاد‬
‫م‬
.
‫ان‬
‫يمكن‬ ‫المادة‬
‫ان‬
‫تدخل‬
‫او‬
‫تخرج‬
‫من‬
‫خالل‬
، ‫فتحات‬
‫اما‬
‫الطاقة‬
‫فتنتقل‬
‫عت‬
‫الحدود‬
.
‫اذا‬
‫كانت‬
‫الكتلة‬
‫بوحدة‬
‫الزمن‬
‫الداخلة‬
‫والخارجة‬
‫متساوية‬
‫فإنها‬
‫تبق‬
‫ثابتة‬
‫وتسىم‬
‫بعملية‬
‫المستقر‬ ‫الجريان‬
‫كما‬
‫ف‬
‫التوربي‬
‫او‬
‫ضاغط‬
‫الهواء‬
.

4. 4
‫وهناك‬
‫انظمة‬
‫اخرى‬
‫كالنظام‬
‫االديبات‬
‫الذي‬
‫تنتقل‬
‫فيه‬
‫الكتلة‬
‫والطاقة‬
‫ما‬
‫عدا‬
‫الطاقة‬
‫تكون‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫قيمتها‬
‫صفر‬
‫مثل‬
‫التوربي‬
‫البخاري‬
‫المعزول‬
‫التام‬
.
‫وهناك‬
‫انظمة‬
‫نصف‬
‫مفتوحة‬
‫تسمح‬
‫بدخول‬
‫خروج‬ ‫او‬
‫الكتلة‬
‫فقط‬
‫مثل‬
‫قنينة‬
‫الغاز‬
.
‫ف‬
‫بعض‬
‫االحيان‬
‫تكون‬
‫المنظومة‬
‫مغلقة‬
‫ف‬
‫لحظة‬
‫معينة‬
‫ومفتوحة‬
‫ف‬
‫لحظة‬
‫اخرى‬
‫مثال‬
‫اسطوانة‬ ‫ذلك‬
‫محرك‬
‫اق‬‫احت‬
، ‫داخىل‬
‫تكون‬
‫المنظومة‬
‫الكلية‬
Total System
‫عادة‬
‫ة‬‫كبت‬
‫يمكن‬ ‫وقد‬ ‫ومعقدة‬
‫تجزئتها‬
‫ومن‬
‫ثم‬
‫اء‬‫ز‬‫أج‬ ‫جمع‬
‫المنظومة‬
‫مثال‬ . ‫أة‬‫ز‬‫المج‬
‫ذلك‬
‫محطة‬
‫القدرة‬
‫الكهربائية‬
‫المغلقة‬
‫يمكن‬ ‫الت‬
‫اسة‬‫ر‬‫د‬
‫ائها‬‫ز‬‫اج‬
،‫المرجل‬ (
‫المبادل‬
،‫اري‬‫ر‬‫الح‬
،‫التوربي‬
‫المضخات‬
…
) ‫الخ‬
‫كمنظومات‬
‫أي‬ ، ‫مفتوحة‬
‫ان‬
‫المائع‬
‫يدخل‬
‫ويخرج‬
‫من‬
‫كل‬
‫واحدة‬
‫من‬
‫هذه‬
‫المنظومات‬
‫المصغرة‬
.
‫ي‬
‫المثال‬ ‫الغاز‬
Ideal Gas
:
‫الديناميكا‬ ‫تتناولها‬ ‫الت‬ ‫المواضيع‬ ‫ف‬ ‫ات‬‫المتغت‬ ‫من‬ ‫الكثت‬ ‫مع‬ ‫التعامل‬ ‫لتسهيل‬ ‫اض‬‫افت‬ ‫غاز‬ ‫هو‬
‫ه‬ ‫التالية‬ ‫الثالثة‬ ‫وط‬ ‫ر‬
‫الش‬‫أو‬ ‫والفرضيات‬ . ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫مثال‬‫كغاز‬‫يترصف‬ ‫الظروف‬ ‫هذه‬ ‫ف‬ ‫وجد‬ ‫إذا‬ ‫الحقيق‬‫الغاز‬ ‫تجعل‬ ‫الت‬
:
1
-
‫منخفض‬ ‫ضغط‬ ‫تحت‬ ‫أي‬ ‫يحتويه‬ ‫الذي‬ ‫للوعاء‬ ‫بالنسبة‬ ‫مهملة‬ ‫الغاز‬ ‫جزيئات‬ ‫حجم‬
‫وعند‬ ‫الجوي‬ ‫للضغط‬ ‫مساوي‬ ‫او‬
( ‫الغرفة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
°
C
25
bar ,
1
)
.

5. 5
2
-
‫مرنة‬ ‫تصادمات‬ ‫الغاز‬ ‫جزيئات‬ ‫بي‬ ‫التصادمات‬
.
‫مع‬ ‫تتصادم‬ ‫عندما‬ ‫طاقتها‬ ‫من‬ ‫أي‬ ‫تفقد‬ ‫ال‬ ‫الجزئيات‬ ‫ان‬ ‫ض‬‫يفت‬ ‫هذا‬
‫البعض‬ ‫بعضها‬
.
3
-
‫خارجية‬ ‫ات‬‫ر‬‫مؤث‬ ‫دون‬ ‫عشوائية‬ ‫كة‬
‫حر‬ ‫الغاز‬ ‫جزيئات‬ ‫كة‬
‫حر‬
.
‫الطاقة‬
Energy
:
‫جول‬ ‫كيلو‬‫القياس‬ ‫وحدة‬ . ‫الشغل‬ ‫ألداء‬ ) ‫الجسم‬ ( ‫النظام‬ ‫يمتلكها‬ ‫الت‬ ‫السعة‬ ‫ه‬
KJ
‫والرمز‬
E
.
‫الشغل‬
Work
:
‫ه‬ ‫أو‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجات‬ ‫فرق‬ ‫غت‬ ‫أخرى‬ ‫قوى‬ ‫ألي‬ ‫نتيجة‬ ‫المنظومة‬ ‫حدود‬ ‫ق‬‫تخت‬ ‫الت‬ ‫الطاقة‬ ‫ه‬
‫كمية‬
‫الطاقة‬
‫لل‬ ‫انتقال‬ ‫افقه‬‫ر‬‫ي‬ ‫أن‬ ‫دون‬‫آخر‬ ‫إل‬ ‫نظام‬ ‫من‬ ‫المنتقلة‬
‫القي‬ ‫وحدة‬ . ‫وت‬‫نت‬
‫كيلوجول‬‫اس‬
KJ
‫ورمزه‬
W
.
‫الداخلية‬ ‫الطاقة‬
Internal Energy
:
‫أن‬ ‫نعلم‬ ‫فكما‬ . ) ‫الكامنة‬ ‫وطاقتها‬ ‫كية‬
‫الحر‬ ‫طاقتها‬ ( ‫للجزيئات‬ ‫الكلية‬ ‫الطاقة‬ ‫ه‬
، ‫مستمرة‬ ‫كة‬
‫حر‬ ‫حالة‬ ‫ف‬ ‫المادة‬ ‫جزيئات‬
‫القوى‬ ‫بسبب‬ ‫كامنة‬‫طاقة‬ ‫ن‬‫تخت‬ ‫أنها‬ ‫كما‬، ‫كة‬
‫الحر‬ ‫هذه‬ ‫بسبب‬ ‫كية‬
‫حر‬ ‫طاقة‬ ‫وتمتلك‬
‫بينها‬ ‫المتبادلة‬
‫جول‬ ‫كيلو‬‫القياس‬ ‫وحدة‬ .
KJ
‫ورمزه‬
U
: ‫بطريقتي‬ ‫للنظام‬ ‫الداخلية‬ ‫الطاقة‬ ‫زيادة‬ ‫ويمكن‬ .
1
-
. ‫اري‬‫ر‬‫ح‬‫مصدر‬ ‫من‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫بطاقة‬ ‫النظام‬ ‫تزويد‬
2
-
. ‫النظام‬ ‫عىل‬ ‫شغل‬ ‫بذل‬
‫فقد‬ ‫إذا‬ ‫أما‬
. ‫تقل‬ ‫الداخلية‬ ‫طاقته‬ ‫فإن‬ ‫شغال‬ ‫النظام‬ ‫بذل‬ ‫أو‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫من‬ ‫كمية‬‫النظام‬
‫ال‬
‫ي‬
‫نثالب‬
Enthalpy
:
‫حالة‬ ‫ف‬ ‫للمادة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫ودرجة‬ ‫الضغط‬ ‫نتيجة‬ ‫المخزونة‬ ‫الطاقة‬ ‫ه‬ ‫أو‬ ‫للمادة‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المحتوى‬ ‫ه‬
. ‫الضغط‬ ‫وطاقة‬ ‫للمادة‬ ‫الداخلية‬ ‫الطاقة‬ ‫مجموع‬ ‫تساوي‬ ‫للمادة‬ ‫خاصية‬ ‫وه‬ ‫يان‬‫ش‬‫ال‬
‫ام‬‫ر‬‫كيلوغ‬/ ‫جول‬ ‫كيلو‬‫القياس‬ ‫وحدة‬
KJ/Kg
‫ورمزه‬
H
.
‫ال‬
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫نت‬
Entropy
:
‫هو‬
‫مقياس‬
‫ر‬
‫مباش‬
‫لخاصية‬
‫عدم‬
‫االنتظام‬
‫(درجة‬
‫الفوض‬
،
)‫العشوائية‬
‫بي‬
‫الجسيمات‬
‫المكونة‬
، ‫(أيونات‬ ‫للنظام‬
‫ات‬‫ر‬‫ذ‬
‫أو‬
. ) ‫جزيئات‬
‫كلفن‬‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫ام‬‫ر‬‫غ‬ ‫كيلو‬/ ‫جول‬ ‫كيلو‬‫القياس‬ ‫وحدة‬
KJ/Kg K°
‫والرمز‬
S
.

6. 6
‫تعريف‬
‫أدق‬
‫لل‬
: ‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫نت‬
‫خاصية‬
‫موديناميكية‬‫ثت‬
‫تصف‬
‫ال‬
‫أي‬
‫مدى‬
‫تصل‬
‫درجة‬
‫الفوض‬
‫وعدم‬
‫انتظام‬
‫جسيمات‬
، ‫النظام‬
‫وتشتت‬
‫الطاقة‬
‫المصاحبة‬
‫لهذه‬
‫الجسيمات‬
.
‫معي‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ ‫خالل‬ ‫الة‬‫ز‬‫الم‬ ‫أو‬ ‫المضافة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫بالح‬ ‫ترتبط‬ ‫الخاصية‬ ‫وهذه‬
‫وكلما‬
‫كان‬
‫االنتظام‬
‫ا‬
‫قليل‬
‫ف‬
‫النظام‬
‫العشوائية‬ (
)‫أكت‬
‫كلما‬
‫كانت‬
‫قيمة‬
‫وت‬‫األنت‬
، ‫ة‬‫كبت‬
‫وكلما‬
‫كان‬
‫النظام‬
‫أكت‬
ً
‫انتظاما‬
‫أقل‬ (
)‫عشوائية‬
‫كلما‬
‫كانت‬
‫قيمة‬
‫وت‬‫األنت‬
‫ة‬‫صغت‬
.
‫ما‬
‫فائدة‬
‫قيمة‬
‫ال‬
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫نت‬
‫؟‬
‫يستفيد‬
‫منه‬
‫الكيميائيون‬
‫ف‬
‫معرفة‬
‫ما‬
‫إذا‬
‫كان‬
‫تفاعل‬
‫كيميات‬
‫يمكن‬
‫أن‬
‫يحدث‬
ً
‫تلقائيا‬
‫أم‬
، ‫ال‬
‫عند‬
‫ظروف‬
‫معينة‬
‫من‬
‫الضغط‬
‫ودرجة‬
‫جميع‬ ‫ألن‬ ، ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
‫التفاعالت‬
‫الكيميائية‬
‫والتحوالت‬
‫يائية‬‫الفت‬
‫افقها‬‫ر‬‫ي‬
‫زيادة‬
‫ف‬
‫عدم‬
‫اإلنتظام‬
‫زيادة‬ (
‫ف‬
‫العشوائية‬
)
‫أي‬
‫زيادة‬
‫ف‬
‫قيمة‬
‫اإل‬
‫وت‬‫نت‬
.
‫األنتظام‬ ‫عدم‬ ( ‫وت‬‫األنت‬ ‫زيادة‬
‫الغازية‬ ‫الحالة‬ ‫ال‬ ‫السائلة‬ ‫الحالة‬ ‫ال‬ ‫الصلبة‬ ‫الحالة‬ ‫من‬ ‫التحول‬ ‫عند‬ )
‫أعاله‬ ‫الشكل‬ ‫من‬
‫يالحظ‬
‫أن‬
‫قيم‬
‫اإل‬
‫وت‬‫نت‬
‫ف‬
‫الحالة‬
‫الغازية‬
‫ما‬ ‫لمادة‬
‫أكت‬
‫منها‬
‫للحالة‬
‫السائلة‬
‫أو‬
‫الحالة‬
‫الصلبة‬
g
S
<
L
S
<
s
S
: ‫أن‬ ‫حيث‬
‫إ‬
‫وت‬‫نت‬
‫المادة‬
‫الغازية‬
g
S
،
‫إ‬
‫وت‬‫نت‬
‫المادة‬
‫السائلة‬
L
S
،
‫إ‬
‫وت‬‫نت‬
‫المادة‬
‫الصلبة‬
s
S

7. 7
‫هل‬
‫ال‬
‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫نت‬
‫دالة‬
‫للحالة‬
‫؟‬
‫نعم‬
‫اإل‬
‫وت‬‫نت‬
‫دالة‬
‫للحالة‬
‫أي‬ (
‫يعتمد‬
‫عىل‬
‫الحالة‬
‫اإلبتدائية‬
‫والحالة‬
‫النهائية‬
‫وال‬
‫يعتمد‬
‫عىل‬
‫المسار‬
‫الذي‬
‫يسلكه‬
، ) ‫النظام‬
‫لذا‬
‫فإنه‬
‫يقاس‬
‫التغت‬
‫وت‬‫األنت‬ ‫ف‬
(dS)
‫ألي‬
‫عملية‬
‫يتم‬
‫فيها‬
‫تغت‬
‫النظام‬
‫من‬
‫حالته‬
‫اإلبتدائية‬
‫ال‬
‫حالته‬
‫النهائية‬
:
i
S
–
f
S = S
d
: ‫حيث‬
‫إ‬
‫وت‬‫نت‬
‫النظام‬
‫ف‬
‫الحالة‬
‫النهائية‬
f
S
،
‫إ‬
‫وت‬‫نت‬
‫النظام‬
‫ف‬
‫الحالة‬
‫اإلبتدائية‬
i
S
‫الطاقة‬
‫وال‬
: ‫ي‬
‫وب‬ ‫ر‬
‫نت‬
‫الطاقة‬
‫ال‬
‫تفت‬
‫وال‬
‫تستحدث‬
‫أي‬
‫تبق‬
‫ثابتة‬
‫حسب‬
‫قانون‬
‫حفظ‬
‫الطاقة‬
‫خالل‬
‫ات‬‫التغت‬
‫الكيميائية‬
‫أو‬
، ‫يائية‬‫الفت‬
‫بينما‬
‫تصاحب‬
‫هذه‬
‫ات‬‫التغت‬
‫زيادة‬
‫ف‬
‫قيمة‬
‫اإل‬
‫وت‬‫نت‬
.
) ‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫العملية‬ ( ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫الديناميك‬ ‫اء‬‫ر‬‫الج‬
Thermodynamic Process
:
‫سلوك‬ ‫او‬ ‫خواص‬ ‫ف‬ ‫تغت‬ ‫هو‬
‫المائع‬
Fluid
‫أو‬ ، )‫الماء‬ ‫بخار‬ ‫(مثل‬ ‫ا‬ً
‫بخار‬ ‫أو‬ ) ‫الهواء‬ ‫(مثل‬ ‫ا‬
ً
‫غاز‬ ‫المائع‬ ‫يكون‬ ‫وقد‬ ‫د‬‫يت‬ ‫أو‬ ‫يسخن‬ ، ‫يتمدد‬ ‫أو‬ ‫ينضغط‬ ‫عندما‬
‫أ‬ ‫يطة‬ ‫ر‬
‫ش‬ ‫المواد‬ ‫هذه‬ ‫من‬ ‫ا‬
ً
‫خليط‬ ‫أو‬ ‫سائل‬
. ‫ا‬ً‫كيميائي‬‫بعضها‬ ‫مع‬ ‫التتفاعل‬ ‫ن‬
‫تغت‬ ‫ه‬
‫نظام‬
‫رفع‬ ‫مثل‬ ، ‫أخرى‬ ‫حالة‬ ‫إل‬ ‫حالة‬ ‫من‬
‫(المرجل‬ ‫النظام‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
‫حالة‬ ‫ف‬ ‫النظام‬ ‫تواجد‬ ‫حالة‬ ‫وف‬ . )‫مثال‬
‫ثرموديناميك‬ ‫توازن‬
‫عن‬ ‫الحالة‬ ‫تلك‬‫تغت‬ ‫فيمكن‬
‫طريق‬
‫أحد‬ ‫تغيت‬
‫الحالة‬ ‫دوال‬
‫تغيت‬ ‫مثل‬ ، ‫منها‬ ‫أوعدة‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬
‫تغيت‬ ‫أو‬
‫الضغط‬
‫والحجم‬
‫ها‬‫وغت‬ ‫وت‬‫واألنت‬
.
‫اسة‬‫ر‬‫ولد‬
‫بعض‬ ‫نشأت‬ ‫هنا‬ ‫من‬ . ‫األخرى‬ ‫العوامل‬ ‫تغت‬ ‫ومالحظة‬ ‫ثابتا‬ ‫ات‬‫المتغت‬ ‫تلك‬ ‫أحد‬ ‫بجعل‬ ‫فهمها‬ ‫أنفسنا‬ ‫عىل‬ ‫نسهل‬ ‫العمليات‬
‫لتط‬ ‫ا‬‫ر‬‫نظ‬ ‫خاصة‬ ‫بصفة‬ ‫تهمنا‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬
‫عمل‬ ‫اسة‬‫ر‬‫د‬ ‫ف‬ ‫وخصوصا‬ ، ‫العملية‬ ‫بيقاتها‬
‫كات‬
‫ر‬‫المح‬
‫الطاقة‬ ‫وتحويل‬
‫صور‬ ‫إل‬
‫مختلفة‬
.

8. 8
‫أنواع‬ ‫عدة‬ ‫إل‬ ‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫تنقسم‬
:
1
-
‫الضغط‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
(isobaric) :
‫ا‬ ‫ذلك‬ ‫عىل‬ ‫مثال‬ .‫ثابت‬ ‫ضغط‬ ‫تحت‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
‫لتفاعالت‬
‫الجوي‬ ‫الضغط‬ ‫تحت‬ ‫تتم‬ ‫فه‬ ، ‫ات‬‫المختت‬ ‫ف‬ ‫ها‬‫نجري‬ ‫الت‬ ‫الكيميائية‬
dP = 0
.
2
-
‫الحجم‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
(isochoric):
‫ثابت‬ ‫حجم‬ ‫تحت‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
dV = 0
.
3
-
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
(isothermal) :
‫تحت‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
‫خاللها‬ ‫نحافظ‬ ‫أي‬ ، ‫ثابتة‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ثبات‬ ‫عىل‬
dT = 0
.
4
-
‫كظومة‬‫عملية‬
(adiabatic):
‫نمنع‬ ‫أي‬ . ‫به‬ ‫المحيط‬ ‫الوسط‬ ‫عن‬ ‫اريا‬‫ر‬‫ح‬ ‫المعزول‬ ‫النظام‬ ‫ف‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
‫تبادل‬ ‫أي‬ ‫العملية‬ ‫تلك‬ ‫خالل‬
‫المحيط‬ ‫والوسط‬ ‫النظام‬ ‫بي‬ ‫ارة‬‫ر‬‫للح‬
= 0
Q
.
‫هذه‬
‫الحالة‬
‫غت‬
‫موجودة‬
‫فعال‬
‫ولكن‬
‫عندما‬
‫يحدث‬
‫اء‬‫ر‬‫االج‬
‫ا‬ ً‫يع‬‫ش‬
‫ال‬
‫يوجد‬
‫وقت‬
‫كاف‬
‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫للتبادل‬
‫بي‬
‫الغاز‬
‫والمحيط‬
‫عت‬
‫النظام‬ ‫حدود‬
‫وكمثال‬
‫عىل‬
‫ذلك‬
‫هو‬
‫عملية‬
‫االنضغاط‬
‫ف‬ ‫والتمدد‬
‫محرك‬
‫اق‬‫االحت‬
‫الداخىل‬
‫الت‬
‫يمكن‬
‫اعتبارها‬
‫ا‬ً‫تقريب‬
‫عملية‬
‫ادياباتية‬
،
‫فق‬
‫خالل‬
‫ة‬‫الفت‬
‫ة‬‫القصت‬ ‫الزمنية‬
‫الت‬
‫تتم‬
‫فيها‬
‫هذه‬
‫العمليات‬
‫يمكن‬
‫إهمال‬
‫التبادل‬
‫اري‬‫ر‬‫الح‬
‫بي‬
‫الغاز‬
‫والمحيط‬
‫بسبب‬
‫المحرك‬ ‫شعة‬
‫العالية‬
5
-
‫اإل‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
‫وبية‬‫نت‬
(isentropic):
‫ع‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
‫ند‬
‫وت‬‫أنت‬
‫ثابت‬
= 0
dS
.
‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫عملية‬
. ‫العملية‬ ‫ف‬ ‫أحتكاك‬ ‫ال‬ ‫أي‬ ‫والمحيط‬ ‫النظام‬ ‫بي‬ ‫ومادة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫فقدان‬ ‫بدون‬ ‫تتم‬ ‫مثالية‬
6
-
‫اإلنثالت‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
(isenthalpic):
‫عند‬ ‫تتم‬ ‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫وه‬
‫محت‬
‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫وى‬
‫ثابت‬
.
7
-
‫عملية‬
‫دائرية‬ ( ‫مغلقة‬
)
cyclic process
:
‫ه‬
‫العملية‬
‫الت‬
‫يمر‬
‫فيها‬
‫النظام‬
‫بعدد‬
‫من‬
‫ات‬‫التغت‬
، )‫(العمليات‬
‫ثم‬
‫يعود‬
ً
‫ا‬‫أخت‬
‫ال‬
‫حالته‬
‫اإلبتدائية‬
‫أخرى‬ ‫مرة‬
‫وبالنسبة‬
‫للعملية‬
‫المغلقة‬
‫فإن‬
(dE = 0, dH = 0)
‫حيث‬
dH
‫ف‬‫تغت‬
‫و‬ ‫األنثالت‬
dE
. ‫الداخلية‬ ‫الطاقة‬ ‫ف‬ ‫تغت‬

9. 9
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكية‬ ‫الدورة‬
Thermodynamic Cycle
:
‫تتطابق‬ ‫بحيث‬ ) ‫اءات‬‫ر‬‫إج‬ ( ‫تحوالت‬ ‫بعدة‬ ‫النظام‬ ‫مرور‬ ‫ه‬
. ‫ها‬‫وغت‬ ‫البخاري‬ ‫التوربي‬ ‫تصف‬ ‫الت‬ ‫انكن‬‫ر‬ ‫دورة‬ ‫أو‬ ‫الغازي‬ ‫التوربي‬ ‫تصف‬ ‫الت‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬ ‫مثل‬ . ‫اءات‬‫ر‬‫اإلج‬ ‫ونهاية‬ ‫بداية‬
‫الدو‬ ‫تستخدم‬
‫اضات‬‫االفت‬ ‫بعض‬ ‫مبدئيا‬ ‫لها‬ ‫تحدد‬ ‫وعادة‬ ، ‫حقيق‬ ‫جهاز‬ ‫لتمثيل‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكية‬ ‫رة‬
.
‫تبسيط‬ ‫ويساعد‬
‫العملية‬ ‫ست‬ ‫ف‬ ‫التحكم‬ ‫بالتال‬ ‫فتسهل‬ ، ‫والتحكم‬ ‫الضبط‬ ‫مشاكل‬ ‫تقليل‬ ‫عىل‬ ‫اضات‬‫االفت‬
.
‫مبي‬ ‫هو‬ ‫كما‬‫المثال‬ ‫سبيل‬ ‫وعىل‬
‫أن‬ ‫نجد‬ ، ) ‫أدناه‬ ( ‫الشكل‬ ‫ف‬
‫الغازي‬ ‫التوربي‬
‫بواسطة‬ ‫تمثيلهما‬ ‫يمكن‬
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬
.
، ‫احل‬‫ر‬‫م‬ ‫عدة‬ ‫من‬ ‫المحرك‬ ‫ويتكون‬
‫قد‬ ‫الشغل‬ ‫مادة‬ ‫وسط‬ ‫عىل‬ ‫ها‬‫نجري‬ ‫مرحلة‬ ‫كل‬‫أن‬ ‫من‬ ‫الرغم‬ ‫وعىل‬ . ‫مثالية‬ ‫ترموديناميكية‬ ‫كعملية‬‫حدة‬ ‫عىل‬ ‫منها‬ ‫كل‬‫وتمثل‬
‫وا‬ . ‫الحقيق‬ ‫سلوكها‬ ‫إل‬ ‫بالفعل‬ ‫تقربنا‬ ‫مثالية‬ ‫كعمليات‬‫تمثيلها‬ ‫ولكن‬ ‫األمر‬ ‫حقيقة‬ ‫ف‬ ‫معقدة‬ ‫تكون‬
‫بالغاز‬ ‫يتعلق‬ ‫آخر‬ ‫اض‬‫فت‬
‫الدورة‬ ‫آداء‬ ‫ف‬ ‫المثالية‬ ‫من‬ ‫نوعا‬ ‫أيضا‬ ‫هذا‬‫فيعتت‬ ، ‫ارته‬‫ر‬‫ح‬ ‫من‬ ‫جزءا‬ ‫فقدانه‬ ‫رغم‬ ‫المدخل‬ ‫إل‬ ‫نعيده‬ ‫قد‬ ‫الذي‬ ‫العادم‬
.
‫والفرق‬
. ‫ا‬‫كبت‬‫يكون‬ ‫قد‬ ‫حقيقية‬ ‫ودورة‬ ‫مثالية‬ ‫دورة‬ ‫بي‬
‫مثالية‬ ‫بعملية‬ ‫ممثلة‬ ‫حقيقية‬ ‫ألنظمة‬ ‫أمثلة‬
:
‫والحجم‬ ‫الضغط‬ ‫مخطط‬
PV diagram
‫و‬ ،
‫وت‬‫واإلنت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫مخطط‬
TS diagram
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬
‫لعمليات‬ ‫كنماذج‬،
‫حقيقية‬
‫الغازي‬ ‫للتوربي‬
.

10. 10
‫العكوس‬ ‫اء‬‫ر‬‫الج‬
Reversible Process
:
‫المثال‬ ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬‫هو‬
ideal
‫التسبب‬ ‫دون‬ ‫حدوثه‬ ‫بعد‬ ‫اتجاهه‬ ‫عكس‬ ‫يمكن‬ ‫الذي‬
. ‫والمحيط‬ ‫النظام‬ ‫بي‬ ‫أحتكاك‬ ‫ال‬ ‫أي‬ . ‫المحيط‬‫و‬ ‫النظام‬ ‫حالة‬ ‫عىل‬‫تغت‬ ‫إحداث‬ ‫ف‬
‫عكسها‬ ‫يمكن‬ ‫مثالية‬ ‫دورية‬ ‫عملية‬ ‫تسىم‬
‫وبيا‬‫االنت‬ ‫يبق‬ ‫وغالبا‬ .‫عكسية‬ ‫دورة‬ ‫االحتكاك‬ ‫بسبب‬ ‫للطاقة‬ ‫فقد‬ ‫بدون‬
‫أي‬ ، ‫العملية‬ ‫تلك‬ ‫خالل‬ ‫ثابتا‬
0
dS =
‫عىل‬ ‫ومثال‬
‫ف‬ ‫األديابات‬ ‫والتمدد‬ ‫االنضغاط‬ ‫عملية‬ ‫العملية‬ ‫تلك‬
‫كارنو‬‫دورة‬
.
‫م‬ ‫عمليات‬ ‫عدة‬ ‫من‬ ‫كارنو‬‫دورة‬ ‫تتكون‬
‫والتمدد‬ ‫االنضغاط‬ ‫ن‬
‫دورة‬ ‫عليها‬ ‫عمىل‬ ‫مثال‬ ، ‫وبيا‬‫اإلنت‬ ‫ثبات‬ ‫عند‬ ‫جميعها‬ ‫تحدث‬ ‫متتالية‬
‫د‬ ‫اق‬‫احت‬ ‫محرك‬
‫اخىل‬
‫مثالية‬ ‫كارنو‬‫دورة‬ ‫أن‬ ‫مالحظة‬ ‫مع‬
‫العملية‬ ‫ات‬‫ر‬‫الدو‬ ‫كفاءة‬‫إليها‬ ‫تصل‬ ‫وال‬
.
‫الالعكوس‬ ‫اء‬‫ر‬‫الج‬
Irreversible Process
:
‫عىل‬ ‫تغيت‬ ‫دون‬ ‫حدوثه‬ ‫بعد‬ ‫اتجاهه‬ ‫عكس‬ ‫يستحيل‬ ‫الذي‬ ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬ ‫هو‬
‫حالة‬
‫االبتدا‬ ‫حالته‬ ‫إل‬ ‫خالله‬ ‫يعود‬ ‫أن‬ ‫للنظام‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫الذي‬ ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬ ( . ‫المحيط‬‫و‬ ‫النظام‬
. ) ‫طاقة‬ ‫بفقدان‬ ‫إال‬ ‫ئية‬
‫العكوسة‬ ‫تحوالت‬ ‫الواقع‬ ‫ف‬ ‫ه‬
ً
‫تلقائيا‬ ‫الطبيعة‬ ‫ف‬ ‫تجري‬ ‫الت‬ ) ‫العمليات‬ ( ‫التحوالت‬ ‫جميع‬ ‫إن‬
‫اتجاه‬ ‫وفق‬ ‫حدوثها‬ ‫إن‬ ‫إذ‬ ،
‫كمية‬‫كانت‬‫مهما‬ ‫البارد‬ ‫الجسم‬ ‫إل‬ ‫الحار‬ ‫الجسم‬ ‫من‬
ً
‫دائما‬ ‫يتم‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫فانتقال‬ ، ‫المعاكس‬ ‫االتجاه‬ ‫ف‬ ‫حدوثها‬ ‫عىل‬ ‫مفضل‬ ‫ما‬
‫ال‬
‫ضغط‬ ‫ذي‬ ‫وعاء‬ ‫إل‬ ‫عال‬ ‫ضغط‬ ‫ذي‬ ‫وعاء‬ ‫من‬‫الغاز‬ ‫ر‬
‫وينتش‬ ،‫الحار‬ ‫الجسم‬ ‫يحويه‬ ‫بما‬ ‫مقارنة‬ ‫البارد‬ ‫الجسم‬ ‫ها‬‫يحوي‬ ‫الت‬ ‫طاقة‬
‫الحقيقية‬ ‫التحوالت‬ ‫وأبرز‬ . ‫شغل‬ ‫بأداء‬ ‫إال‬ ‫الحالتي‬ ‫كلتا‬‫ف‬ ‫العكس‬ ‫يحدث‬ ‫وال‬ ، ‫الوعاءين‬ ‫من‬ ‫كل‬‫حجم‬ ‫كان‬‫مهما‬ ‫منخفض‬
‫ف‬ ‫كما‬‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫إل‬ ‫الميكانيكية‬ ‫الطاقة‬ ‫تحويل‬
‫وبكفاءة‬ ‫ببساطة‬ ‫التحول‬ ‫هذا‬ ‫ويتم‬ ، ‫مثال‬ ‫االحتكاك‬ ‫حالة‬
100%
‫أي‬ ‫العكس‬ ‫أما‬ ،
‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫هذا‬ ‫ومع‬ ، ‫ذلك‬‫وغت‬ ‫كات‬
‫ر‬‫ومح‬ ‫ترتيبات‬ ‫إل‬ ‫وتحتاج‬ ، ‫أصعب‬ ‫فالمسألة‬ ‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إل‬ ‫ية‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫تحويل‬
‫الكفاءة‬ ‫تبلغ‬ ‫أن‬
100%
.
‫ف‬
‫موديناميك‬‫الت‬
‫يستبدل‬ ‫أو‬ ‫بينهما‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫تستبدل‬ ‫فإما‬ ، ‫المحيط‬ ‫والوسط‬ ‫النظام‬ ‫بي‬ ‫للتفاعل‬ ‫إمكانيتان‬ ‫توجد‬
‫شغل‬
.
. ‫المحيط‬ ‫الوسط‬ ‫وبيا‬‫وإنت‬ ‫النظام‬ ‫وبيا‬‫إنت‬ ‫أيضا‬ ‫يتغت‬ ‫بينهما‬ )‫(طاقة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫تبادل‬ ‫وعند‬

11. 11
‫ال‬ ‫كفاءة‬
‫وبية‬ ‫ر‬
‫نت‬
‫الثابتة‬
Isentropic efficiency
:
‫تستخدم‬
‫وبية‬‫اإلنت‬
‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫ميكانيكية‬ ‫آلة‬ ‫كفاءة‬‫لحساب‬ ‫الثابتة‬
.
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫يمكن‬ ‫ال‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكا‬ ‫لقواني‬ ‫وطبقا‬
‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫آخر‬ ‫نوع‬ ‫إل‬ ‫بالكامل‬ ‫تتحول‬ ‫أن‬
(
‫أو‬ ‫الكهرباء‬ ‫مثل‬
‫كية‬
‫حر‬ ‫طاقة‬
)
‫أن‬ ‫أي‬ ،
:
‫ال‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫طاقة‬
=
‫كة‬
‫حر‬ ‫إل‬ ‫تحول‬ ‫طاقة‬ ‫جزء‬
+
‫كة‬
‫حر‬ ‫إل‬ ‫يتحول‬ ‫لم‬ ‫طاقة‬ ‫جزء‬
‫المثالية‬ ‫اآللة‬ ‫كفاءة‬ ‫من‬ ‫أقل‬ ‫دائما‬ ‫تكون‬ ‫ارة‬‫ر‬‫بالح‬ ‫تعمل‬ ‫ميكانيكية‬ ‫آلة‬ ‫وكفاءة‬
.
‫بغرض‬ ‫الثابتة‬ ‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫كفاءة‬ ‫وتستخدم‬
‫واقعية‬ ‫آلة‬ ‫بكفاءة‬ ‫العملية‬ ‫تلك‬ ‫مقارنة‬
.

12. 12
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
،
‫عامة‬ ‫فكرة‬
Gas Turbine , General
‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫محرك‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
Heat engine
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫يحول‬ ‫محرك‬ ‫أنه‬ ‫أي‬ ،
Heat energy
‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬
Mechanical energy
‫الوقود‬ ‫حرق‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫إنتاج‬ ‫يتم‬ ‫ما‬ ‫عادة‬ .
Fuel
‫الهواء‬ ‫ن‬
‫أوكسجي‬ ‫مع‬
Oxygen of the air
‫الطاقة‬ ‫المحرك‬ ‫بها‬ ‫يحول‬ ‫ي‬
‫الت‬ ‫الطريقة‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫هذه‬ .
‫الكيميائية‬
Chemical energy
‫ومع‬ . ‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫ذلك‬ ‫بعد‬ ‫ثم‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫أوال‬ ، ‫للوقود‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫كات‬
‫ر‬‫المح‬ ‫من‬ ‫األخرى‬ ‫األنواع‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫وكذلك‬ ، ‫الغازية‬ ‫التوربينات‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ، ‫ذلك‬
‫فقط‬ ‫جزء‬ ‫تحويل‬ ‫يمكن‬ ،
‫المتبقية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫ٳنتقال‬ ‫سيتم‬ ‫حيث‬ . ‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ )‫(المتحررة‬ ‫المنبعثة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬
‫الجوي‬ ‫الغالف‬ ‫إىل‬
Atmosphere
.
‫الطاقة‬ ‫تحويل‬ ‫كفاءة‬ ‫تساوي‬
Efficiency of the energy conversion
‫الداخلة‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫جزءا‬
Input energy
‫مفيدة‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫المتحولة‬
Useful Output energy
‫تحويل‬ ‫يتم‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ .
(
25
-
40
%
. ‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫الداخلة‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ )
‫و‬
( ‫ٳنتقال‬ ‫سيتم‬
60
-
75
%
‫الغالف‬ ‫إىل‬ ‫المتبقية‬ )
‫العادم‬‫(خسائر‬ ‫ضائعة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫شكل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫الجوي‬
Waste heat (exhaust losses
‫بالت‬ ‫الكفاءة‬ .
‫تساوي‬ ‫ي‬
‫اىل‬
25
-
40
%
.
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫داد‬‫ٳست‬ ‫مرجل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫المثال‬ ‫سبيل‬ ‫عىل‬ ، )‫(المفقودة‬ ‫الضائعة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫من‬ ‫جزء‬ ‫داد‬‫ٳست‬ ‫يمكن‬
‫المفقودة‬
Waste heat recovery boiler
. ‫الكفاءة‬ ‫زيادة‬ ‫إىل‬ ‫المقابل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ،

13. 13
‫المفتوحة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
‫المفتوحة‬
Open Gas Turbine Cycle
‫المحيط‬ ‫الهواء‬ ‫ٳمتصاص‬ ‫يتم‬ ،
Ambient air
‫ضاغط‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫وضغطه‬
Compressor
‫اق‬‫حت‬‫ٳ‬
‫ال‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫تسخينه‬ ‫ثم‬ ،
Combustion
chamber
‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ر‬
‫عت‬ ‫ا‬‫أخت‬ ‫تمدده‬ ‫ثم‬ ‫الوقود‬ ‫وحرق‬ ‫حقن‬ ‫طريق‬ ‫عن‬
Turbine
‫الغالف‬ ‫إىل‬ ‫اجعا‬‫ر‬
. ‫الجوي‬
‫مائع‬
‫وسط‬ ‫أو‬
‫التشغيل‬
Operating medium
‫الهواء‬ ‫هو‬ ‫المفتوحة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫لدورة‬
. ‫اق‬‫حت‬‫ٳ‬
‫وال‬ ‫الهواء‬ ‫ات‬‫ز‬‫غا‬ ‫من‬ ‫ج‬ ‫ومزي‬
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬
‫المغلقة‬
‫المغلقة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
Closed Gas Turbine Cycle
)‫(المحصور‬ ‫الغاز‬ ‫يمر‬ ،
Enclosed
gas
،
(
‫مائع‬
‫ال‬
‫تشغيل‬
: ‫بالدورة‬ ‫المستخدم‬
، ‫هواء‬
، ‫ن‬
‫وجي‬‫نيت‬
‫نيون‬‫أو‬ ، ‫ن‬
‫هيدروجي‬ ، ‫أرجون‬ ، ‫هيليوم‬
‫وما‬
‫ذلك‬ ‫إىل‬
‫اق‬‫االحت‬ ‫غرفة‬ ‫داخل‬ ‫بالوقود‬ ‫يختلط‬ ‫ال‬
)
.
‫تتم‬ . ‫المفتوحة‬ ‫الدورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫كما‬ ‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫نفس‬ ‫ر‬
‫عت‬ ،
‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫(المبادل‬ ‫اق‬‫حت‬‫ٳ‬
‫ال‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫عملية‬
Heat exchanger
)
‫ي‬ ‫ر‬
‫خارج‬ ‫مصدر‬ ‫يقوم‬ ‫حيث‬
‫الهواء‬ ‫ن‬
‫بتسخي‬
‫يتمد‬ ‫أن‬ ‫قبل‬
‫إىل‬ ‫إعادتها‬ ‫قبل‬ ‫الساخنة‬ ‫ات‬‫ز‬‫الغا‬ ‫يد‬ ‫ر‬
‫تت‬ ‫يجب‬ ‫ذلك‬ ‫بعد‬ . ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ر‬
‫عت‬ ‫الغاز‬ ‫د‬
. ‫الضاغط‬
‫متكرر‬ ‫بشكل‬ ‫الغاز‬ ‫نفس‬ ‫بتدوير‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫هذا‬ ‫يقوم‬
.
‫أ‬
‫ستخدام‬
‫مائع‬
‫يجعل‬ ‫الهواء‬ ‫غت‬ ‫وسط‬ /
‫تعقي‬ ‫ر‬
‫أكت‬ ‫النظام‬
‫د‬
‫وتكلفة‬ ‫ا‬
.
‫و‬
‫يتسبب‬ ‫قد‬
‫ذلك‬
‫إصالحها‬ ‫يصعب‬ ‫مشاكل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
.
‫ولكن‬
‫مع‬ ‫بالمقارنة‬
‫التوربينات‬
‫أعىل‬ ‫كفاءة‬‫لديها‬ ‫المغلقة‬ ‫الدورة‬ ‫ذات‬ ‫الغازية‬ ‫التوربينات‬ ‫فإن‬ ، ‫المفتوحة‬ ‫الدورة‬ ‫ذات‬ ‫الغازية‬
.

14. 14
‫مخطط‬
‫المغلقة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬
‫البسيطة‬
closed cycle gas turbine
Simple

15. 15
‫مخطط‬
‫المفتوحة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬
open cycle gas turbine

16. 16
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكية‬ ‫الدورة‬
thermodynamic cycle
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫عمل‬ ‫تصف‬ ‫ي‬
‫الت‬
‫دورة‬ ‫ي‬
‫ه‬
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬
Brayton cycle
( ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫جورج‬ ‫ي‬
‫األمريك‬ ‫المهندس‬ ‫عها‬‫مخت‬ ‫أسم‬ ‫إىل‬ ‫نسبة‬
1830
-
1892
‫ر‬
‫تعتت‬ ‫ي‬
‫وه‬ . )
‫جول‬ ‫دورة‬ ‫أحيانا‬ ‫وتسىم‬ . ‫النفاث‬ ‫المحرك‬ ‫عمل‬ ‫مبدأ‬
Joule cycle
‫الغالب‬ ‫إن‬ .
‫التوربينات‬ ‫من‬ ‫العظىم‬ ‫ية‬
‫المفتوح‬ ‫البسيط‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫دورة‬ ‫عىل‬ ‫تشتغل‬ ‫الصناعية‬
‫الجوي‬ ‫للغالف‬
Atmosphere
‫دورة‬ ‫تستعمل‬ ‫وال‬
. ‫تحتاجه‬ ‫الذي‬ ‫الكبت‬ ‫والحجم‬ ‫لتعقيدها‬ ‫ا‬‫ر‬‫نظ‬ ‫المغلقة‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬ ) ‫عمليات‬ ( ‫اءات‬‫ر‬‫إج‬
‫المثالية‬
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ ‫األربعة‬ ‫العمليات‬
‫المثالية‬
: ‫ي‬
‫ه‬
1
-
( ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬
1 – 2
‫الضاغط‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ويتم‬ ‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫اإلنت‬ ‫بثبوت‬ ‫إنضغاط‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ )
isentropic compression (in compressor)
.
2
-
( ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬
2 – 3
‫اق‬‫اإلحت‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ويتم‬ ‫الضغط‬ ‫بثبوت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫إضافة‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ )
const. pressure heat-addition (in combustion chamber)
.
3
-
( ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬
3 – 4
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ويتم‬ ‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫اإلنت‬ ‫بثبوت‬ ‫تمدد‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ )
isentropic expansion (in turbine)
.
4
-
( ‫اء‬‫ر‬‫اإلج‬
4 – 1
‫الضغط‬ ‫بثبوت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫طرح‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ )
const. pressure heat rejection (exhaust)
.

17. 17
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫مخطط‬
-
‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫األنت‬
T-S Diagram
‫الضغط‬ ‫مخطط‬
-
‫الحجم‬
P-V Diagram
: ‫المثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ ‫ي‬
‫موديناميك‬ ‫ر‬
‫الث‬ ‫الوصف‬
: ‫مالحظة‬
‫اق‬‫اإلحت‬ ‫إستبدال‬ ‫ويتم‬ ، ‫ي‬
‫مثاىل‬‫كغاز‬‫يترصف‬ ‫وأنه‬ ، ‫الهواء‬‫هو‬ ‫التشغيل‬ ‫مائع‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫نقل‬ ‫بعملية‬
‫عكوسية‬ ‫أي‬ ‫للعكس‬ ‫قابلة‬ ‫العمليات‬ ‫وجميع‬ ،
Reversible
.
P
P2
P1
2 3
4
1
QR
QA
dQ=0
v 1
2
3
4
QR
QA
T3
T
s
T2

18. 18
‫تعاريف‬
:
-
‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬
isentropic
‫ثابت‬ ‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫أنت‬ ‫عند‬ ‫تتم‬ ‫ي‬
‫الت‬ ‫العملية‬ ‫ي‬
‫ه‬
(
ds = 0
)
‫أي‬
‫عملية‬
‫ال‬ ‫أي‬ ‫والمحيط‬ ‫النظام‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫ومادة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫فقدان‬ ‫بدون‬ ‫تتم‬ ‫مثالية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬
‫أ‬
‫العملية‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫حتكاك‬
.
-
‫كظومة‬‫عملية‬
adiabatic
‫الوسط‬ ‫عن‬ ‫اريا‬‫ر‬‫ح‬ ‫المعزول‬ ‫النظام‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫تتم‬ ‫ي‬
‫الت‬ ‫العملية‬ ‫ي‬
‫ه‬
‫أي‬ . ‫به‬ ‫المحيط‬
‫المحيط‬ ‫والوسط‬ ‫النظام‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫ارة‬‫ر‬‫للح‬ ‫تبادل‬ ‫أي‬ ‫العملية‬ ‫تلك‬ ‫خالل‬ ‫يتم‬ ‫ال‬
(
dQ = 0
. )
‫من‬ ‫الدورة‬ ‫تتكون‬
‫أربعة‬
) ‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫واألنت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ومخطط‬ ‫والحجم‬ ‫الضغط‬ ‫(مخطط‬ ‫عمليات‬
:
1
-
( ‫العملية‬
1 - 2
‫كظومة‬‫ضغط‬ ‫عملية‬ ، ‫بالكبس‬ ‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫متساوية‬ )
‫الضاغط‬ ‫بواسطة‬ ‫تتم‬
،
)
0
, dv<
0
, dp>
0
dQ=
,
0
dS =
(
،
‫من‬ ‫الضغط‬ ‫يرتفع‬
1
P
‫إىل‬
2
P
‫من‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫تفع‬‫فت‬ ،
1
T
‫إىل‬
2
T
‫و‬ ،
‫يقل‬
‫من‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫الحجم‬
1
V
‫إىل‬
2
V
‫ثابتة‬ ‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫ي‬
‫وتبق‬ ،
‫عىل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬ .
= ‫الضاغط‬
C
W
.
2
-
( ‫العملية‬
3
-
2
، ‫الضغط‬ ‫متساوية‬ )
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫إضافة‬
A
Q
‫األ‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫تتم‬
‫اق‬‫حت‬
‫الوقود‬ ‫اق‬‫أحت‬ ‫طريق‬ ‫عن‬
،
)
0
, dv>
0
, dQ>
0
dp=
,
0
>
S
d
(
‫من‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ترتفع‬ ، ‫ثابتا‬ ‫الضغط‬ ‫يبق‬ ،
2
T
‫إىل‬
3
T
،
‫من‬ ‫الحجم‬ ‫يتمدد‬
2
V
‫إىل‬
3
V
‫من‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫اإلنت‬ ‫ويزداد‬ ،
2
S
‫إىل‬
3
S
3
-
( ‫العملية‬
3 - 4
‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫متساوية‬ ‫عملية‬ ‫خالل‬ ‫تمدد‬ )
،
‫عملية‬
‫تمدد‬
‫بواسطة‬ ‫تتم‬ ‫كظومة‬
‫ن‬
‫التوربي‬
،
)
0
, dv>
0
, dQ=
0
dp<
,
0
dS =
(
،
‫من‬ ‫الضغط‬ ‫ينخفض‬
3
P
‫إىل‬
4
P
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫وتنخفض‬ ،

19. 19
‫من‬
3
T
‫إىل‬
4
T
‫ويتمدد‬ ،
‫من‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫الحجم‬
3
V
‫إىل‬
4
V
‫ثابتة‬ ‫تبق‬ ‫النوعية‬ ‫وبية‬‫اإلنت‬ ،
.
‫المنجز‬ ‫الشغل‬
= ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫قبل‬ ‫من‬
T
W
.
4
-
( ‫العملية‬
1
-
4
)
، ‫الضغط‬ ‫متساوية‬
‫طرح‬
‫ال‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬
R
Q
‫الباقية‬
‫تتم‬
‫د‬ ‫ر‬
‫مت‬ ‫مع‬ ‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫تبادل‬ ‫بواسطة‬
،
)
0
, dv<
0
, dQ<
0
dp=
,
0
dS <
(
، ‫ثابتا‬ ‫الضغط‬ ‫يبق‬ ،
‫من‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫فتنخفض‬
4
T
‫إىل‬
1
T
،
‫من‬ ‫الحجم‬ ‫ويقل‬
4
V
‫إىل‬
1
V
‫من‬ ‫النوعية‬ ‫وبية‬‫اإلنت‬ ‫وتنخفض‬ ،
4
S
‫إىل‬
1
S
‫ال‬ ‫تعطينا‬
( ‫المنحنيات‬ ‫داخل‬ ‫المحصورة‬ ‫مساحة‬
4
-
3
-
2
-
1
‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬ ‫الشغل‬ )
net
W
. ‫الدورة‬ ‫من‬ ‫الناتج‬
: ‫الدورة‬ ‫أداء‬ ‫توضح‬ ‫ي‬
‫الت‬ ‫المعادالت‬ ‫ي‬
‫يىل‬ ‫فيما‬
WC = ṁ Cp (T2 – T1) ‫الضاغط‬ ‫شغل‬
QA = ṁ Cp (T3 – T2) ‫المضافة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
WT = ṁp Cpp (T3 – T4) ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫شغل‬
QR = ṁ Cp (T4 – T1) ‫المطروحة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
Wnet = WT – WC ‫الشغل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫صاف‬
Qnet = QA – QR ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫صاف‬
Qnet = Wnet ‫الشغل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫صاف‬ = ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫صاف‬
th = Wnet / QA ‫النظرية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬

20. 20
‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ ‫النظرية‬ ‫الكفاءة‬ ‫معادلة‬
: ‫أيضا‬ ‫تكون‬ ‫المثالية‬
 th = 1- (QR/QH) = 1 - [ (T4 – T1) / (T3 – T2)]
 th = 1 – ( T1/T2)= 1 – ( T4/T3)
‫ال‬ ‫من‬ ‫يتضح‬
‫م‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫درجت‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫النسبة‬ ‫عىل‬ ‫ا‬‫كبت‬‫اعتمادا‬ ‫تعتمد‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫ان‬ ‫أعاله‬ ‫عادلة‬
1
T
‫و‬
2
T
‫تتعدى‬ ‫ال‬ ‫اآلالت‬ ‫معظم‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫الكفاءة‬ ‫فإن‬ ‫المطلقة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجات‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫هنا‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجات‬ ‫ألن‬ ‫ا‬‫ر‬‫ونظ‬ ،
(
50
%
)
.
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجات‬ ‫حساب‬ ‫ويمكن‬
2
T
‫و‬
4
T
: ‫ي‬
‫يىل‬ ‫كما‬
‫أن‬ ‫وبما‬
‫الضغط‬ ‫نسبة‬
p
r
(
pressure ratio
)
‫ي‬
‫اإلبتداب‬ ‫الضغط‬ ‫إىل‬ ‫ي‬
‫النهاب‬ ‫الضغط‬ ‫نسبة‬ ‫ي‬
‫ه‬
‫أن‬ ‫أي‬ ،
4
/ P
3
= P
1
/ P
2
= P
p
r
‫تكون‬ ‫لذلك‬
‫الكفاءة‬
: ‫فقط‬ ‫نظريا‬ ‫أيضا‬
 th = 1− (rp) 1−k / k
where :  or k = 1.4 ( ‫للهواء‬ ‫النوعية‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫نسبة‬ Specific heat ratio for air )

21. 21
‫إزداد‬ ‫كلما‬‫غط‬‫الض‬ ‫بة‬‫نس‬ ‫ادت‬‫ز‬ ‫كلما‬‫أنه‬ ‫ن‬
‫تبي‬ ‫أعاله‬ ‫المعادلة‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫تزداد‬ ‫وبذلك‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫اف‬‫الص‬ ‫غل‬‫الش‬
‫الضغط‬ ‫نسبة‬ ‫بزيادة‬
.
( ‫اإلنثالبية‬ ‫بأحتساب‬ ‫النظرية‬ ‫الكفاءة‬ ‫معادلة‬ ‫عن‬ ‫التعبت‬ ‫ويمكن‬
Enthalpy
: )
)
2
h
–
3
h
/
1
h
–
4
h
(
–
1
=
th

‫ويتم‬
‫اج‬‫ر‬‫إستخ‬
‫مولر‬ ‫مخطط‬ ‫من‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الدورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫العامل‬ ‫للهواء‬ ‫اإلنثالبية‬ ‫قيم‬
(
Enthalpy-Entropy Diagram For Dry Air
. )
‫الفعلية‬ ‫الغاز‬ ‫ن‬
‫توربي‬ ‫دورة‬
Actual Gas-turbine Cycle
:
‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬ ‫العمليات‬ ‫ألن‬ ‫المثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬ ‫عن‬ ‫تختلف‬ ) ‫الحقيقية‬ ( ‫الفعلية‬ ‫الغاز‬ ‫ن‬
‫توربي‬ ‫دورة‬
. ‫ثابتة‬ ‫غت‬ ‫وبية‬‫واألنت‬ ‫عكوسية‬ ‫ال‬ ‫تكون‬
: ‫للدورة‬ ‫الفعلية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫تكون‬
)
'
2
h
–
'
3
h
/
1
h
–
'
4
h
(
–
1
=
ac


22. 22
Ideal and real Brayton cycle. T-S
Diagram
‫ويمكن‬
‫اج‬‫ر‬‫إستخ‬
‫مولر‬ ‫مخطط‬ ‫من‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الدورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫العامل‬ ‫للهواء‬ ‫اإلنثالبية‬ ‫قيم‬
(
Enthalpy-Entropy Diagram For Dry Air
. )
‫إختالف‬ ‫وثمة‬
‫خالل‬ ‫الضغط‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫هبوط‬ ‫هناك‬ ‫أن‬ ‫هو‬ ‫مثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫ودورة‬ ‫الفعلية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫آخر‬
. ‫ي‬
‫التواىل‬ ‫عىل‬ ‫والعادم‬ ‫اق‬‫األحت‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫تحدث‬ ‫ي‬
‫الت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫وطرح‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫إضافة‬ ‫ي‬
‫عمليت‬
‫كما‬) ‫الوقود‬ ‫إستهالك‬ ‫معدل‬ ( ‫الوقود‬ ‫رصفيات‬ ‫بداللة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫للتوربي‬ ‫الحقيقية‬ ‫الكفاءة‬ ‫حساب‬ ‫يمكن‬
‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
: ‫التالية‬ ‫المعادلة‬
hv
F
f
ṁ
/
Ẇ
=
ac


23. 23
: ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫للتوربي‬ ‫والحقيقية‬ ‫المثالية‬ ‫الدورة‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫مقارنة‬
‫المثالية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬
‫الحقيقية‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫دورة‬
‫التشغيل‬ ‫مائع‬
working
fluid
‫هواء‬
air
‫ي‬
‫مثاىل‬ ‫كغاز‬
perfect ( ideal) gas
‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
( ‫قياسية‬ ‫ظروف‬
°
C
25
bar ,
1
)
‫ات‬‫ز‬‫(غا‬ ‫والهواء‬ ‫الوقود‬ ‫ج‬ ‫مزي‬
)‫اق‬‫األحت‬ ‫نواتج‬
‫الدورة‬
‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬
‫مغلقة‬
‫مفتوحة‬
‫العمليات‬
‫موديناميكية‬ ‫ر‬
‫الت‬
‫وبية‬‫األنت‬ ‫ومتساوية‬ ‫كظومة‬
= 0
dQ
،
dS = 0
‫والمادة‬ ‫للطاقة‬ ‫فقدان‬ ‫ال‬ ‫أي‬
‫عكوسية‬ ‫وال‬ ‫كظومة‬‫غت‬
‫إضافة‬ ‫عملية‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
) ‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫مبادل‬ ( ‫ي‬ ‫ر‬
‫خارج‬ ‫مصدر‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫تتم‬
‫اق‬‫اإلحت‬ ‫غرفة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫تتم‬
‫طرح‬ ‫عملية‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
‫ويؤدي‬ ) ‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫مبادل‬ ( ‫ي‬ ‫ر‬
‫خارج‬ ‫مصدر‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫تتم‬
. ‫اإلبتدائية‬ ‫ظروفه‬ ‫إىل‬ ‫التشغيل‬ ‫مائع‬ ‫جاع‬‫إست‬ ‫إىل‬
‫إىل‬ ‫الساخنة‬ ‫ات‬‫ز‬‫الغا‬ ‫طرح‬ ‫يتم‬
‫العادم‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫الجو‬
‫الكفاءة‬
‫عالية‬
‫واطئة‬

24. 24
: ‫المعادالت‬ ‫رموز‬ ‫توضيح‬ ‫جدول‬
‫الرمز‬
‫ن‬
‫المعت‬
‫الوحدة‬
C
W
‫الضاغطة‬ ‫شغل‬
Compressor work
KJ/Kg
ṁ
‫للهواء‬ ‫ي‬
‫الكتىل‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬
Air mass flow rate
Kg/s
Cp
‫ثابت‬ ‫ضغط‬ ‫تحت‬ ‫للهواء‬ ‫النوعية‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
Specific heat at constant
=
1.005
pressure for air =
KJ/Kg.K
ρ
Density
‫ن‬
‫بي‬ ‫النوعية‬ ‫الغاز‬ ‫كثافة‬‫اوح‬‫تت‬
0.6 – 0.7
Kg/m³
T
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬
Temperature
C°
A
Q
‫المضافة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
heat
Added
KJ/Kg
T
W
‫ن‬
‫التوربي‬ ‫شغل‬
Work done by the turbine
KJ/Kg
R
Q
‫المطروحة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
Rejected (exhaust heat )
KJ/Kg
net
W
‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬ ‫الشغل‬
Net work
KJ/Kg
th

‫النظرية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
Theoretical thermal efficiency
%
ac

‫الحقيقية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
Actual thermal efficiency
%
Ẇ
) ‫القدرة‬ ( ‫الحمل‬
Load (Power )
MW
f
ṁ
‫للوقود‬ ‫ي‬
‫الكتىل‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬
Fuel mass flow rate
Kg/s
hv
F
‫للوقود‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫القيمة‬
Fuel heating value
KJ/Kg
P
‫الهواء‬ ‫ضغط‬
Pressure
Air
bar
V
‫الهواء‬ ‫حجم‬
Volume of air
3
m
p
r
‫للهواء‬ ‫األنضغاط‬ ‫نسبة‬
Pressure ratio
 or k
= ‫للهواء‬ ‫النوعية‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫نسبة‬
1.4
Specific heat ratio for air
(
‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫اإلنت‬ ‫ثبات‬ ‫معامل‬
Isentrope ratio
)
H
) ‫للهواء‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المحتوى‬ ( ‫األنثالبية‬
Specific enthalpy for air
KJ/Kg
net
Q
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫صاف‬
Net heat
KJ/Kg
p
ṁ
‫اق‬‫اإلحت‬ ‫لنواتج‬ ‫ي‬
‫الكتىل‬ ‫التدفق‬ ‫معدل‬
Product mass flow rate
Kg/s
P
CP
‫ثابت‬ ‫ضغط‬ ‫تحت‬ ‫اق‬‫اإلحت‬ ‫لنواتج‬ ‫النوعية‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
Specific heat capacity of product
KJ/Kg.K
K = C° + 273.15 ) ‫كلفن‬( ‫المطلقة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬

25. 25
‫مخ‬
‫وفيه‬ ‫الجاف‬ ‫للهواء‬‫موللر‬ ‫طط‬
‫اإل‬ ‫قيم‬
‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫واإلنت‬ ‫ي‬ ‫ر‬
‫نثالت‬
Dry Air
Mollier Diagram for

26. 26
‫(الضغط‬ ‫مخطط‬
–
‫ي‬ ‫ر‬
‫وب‬‫(اإلنت‬ ‫مخطط‬‫و‬ )‫الحجم‬
–
)‫الغازي‬ ‫ن‬
‫(التوربي‬ ‫ايتون‬‫ر‬‫ب‬ ‫لدورة‬ )‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬
‫اإلحتراق‬ ‫غرفة‬ ‫عبر‬ ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬
Pressure drop across combustion
chamber
‫المدخل‬ ‫عبر‬ ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬
Pressure drop across the inlet
‫المحرج‬ ‫عبر‬ ‫الضغط‬ ‫إنخفاض‬
Pressure drop across the
outlet
‫التوربين‬ ‫كفاءة‬
Turbine efficiency
‫الضاغط‬ ‫كفاءة‬
Compressor efficiency
‫بار‬
bar
‫عملية‬ ‫دورة‬
Practical cycle
‫نظرية‬ ‫دورة‬
Theoretical cycle

27. 27
‫الكهرباء‬ ‫توليد‬ ‫محطة‬ ‫وكفاءة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫حساب‬
Calculation of heat rate & efficiency of the power plant
‫الكفاءة‬
Efficiency
‫نسبة‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫الكفاءة‬
‫الشغل‬
work
( ‫المنجز‬ ‫المفيد‬
Output
‫إىل‬ )
‫الطاقة‬
‫ار‬‫ر‬‫الح‬
‫ي‬
‫ة‬
heat
energy
( ‫المجهزة‬
Input
)
.
Efficiency = Output / Input
Output = Input – Losses
Efficiency = (Input - Losses) / Input
Efficiency = (100 - Losses) / 100
‫االحتكاك‬ ‫أن‬ ‫ي‬
‫يعن‬ ‫هذا‬
friction
‫و‬
‫الخسائر‬
Losses
‫به‬ ‫تقوم‬ ‫الذي‬ ‫الشغل‬ ‫من‬ ‫طرح‬
ُ
‫ت‬ ‫األخرى‬
‫الدور‬
‫ة‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الديناميكية‬
thermodynamic cycle
.

28. 28
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
Heat rate
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫مقدار‬ ‫هو‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
heat energy
‫ي‬
‫الكهربائ‬ ‫المولد‬ ‫يستخدمها‬ ‫ي‬
‫الن‬
(
‫الكهرباء‬ ‫توليد‬ ‫محطة‬
)
‫ساعة‬ ‫واط‬ ‫كيلو‬‫لتوليد‬
)
kWh
(
( . ‫الكهرباء‬ ‫من‬
‫أي‬
‫المطلوبة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
‫لتوليد‬
1
)‫ساعة‬ ‫واط‬‫كيلو‬
.
Heat rate (HR) = Input / Output
‫ي‬
‫ف‬
‫ال‬
‫محط‬
‫الغازية‬ ‫ات‬
‫ل‬
‫توليد‬
‫كهربائية‬‫طاقة‬ ‫المخرجات‬ ‫تكون‬ ، ‫الكهرباء‬
)
KWh
(
‫وتكون‬
‫ية‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫الح‬ ‫الوقود‬ ‫طاقة‬ ‫المدخالت‬
)
Kcal
(
.
Output = electric energy or Power generation (KWh) .
Input = heat energy of fuel (Kcal) .

29. 29
( ‫تحويل‬ ‫كهربائية‬‫توليد‬ ‫وحدة‬ ‫ي‬
‫ف‬ ‫تم‬ ‫أذا‬
100%
‫الوقود‬ ‫ي‬
‫ف‬ ‫الموجودة‬ ‫الكيمياوية‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ )
‫ماوي‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ي‬ ‫مدة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ح‬‫مو‬‫م‬‫م‬‫ل‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ل‬ ‫اري‬‫ر‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ح‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ل‬‫ا‬ ‫مدل‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ع‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ل‬‫ا‬ ‫ن‬ ‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬ ‫مة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ي‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ئ‬‫ما‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ب‬‫مر‬‫م‬‫م‬‫ه‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ك‬ ‫مة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ق‬‫ما‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ط‬ ‫إىل‬ ‫مدة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ح‬‫مو‬‫م‬‫م‬‫ل‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ل‬ ‫مز‬‫م‬‫م‬‫ه‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ج‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ل‬‫ا‬
(
860 Kcal /KWh
)
.
1 KWh electricity = 860 Kcal heat
‫للوحدة‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المعدل‬ ‫إن‬
Heat Rate (HR)
‫جد‬ ‫مهم‬ ‫ر‬
‫مؤش‬
‫ا‬
‫الوحدة‬ ‫كفاءة‬ ‫لتقييم‬
‫الحدود‬ ‫ضمن‬ ‫التوليدية‬ ‫الوحدة‬ ‫تشغيل‬ ‫محطة‬ ‫أية‬ ‫ومسىع‬ ‫هدف‬ ‫يكون‬ ‫أن‬ ‫يجب‬ ‫لذا‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫للمحطة‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المعدل‬ ‫تحسي‬ ‫أن‬ ‫إىل‬ ‫ة‬ ‫إضا‬ ، ‫اإلمكان‬ ‫قدر‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫للمعدل‬ ‫التصميمية‬
. ‫الوحدات‬ ‫تشغيل‬ ‫من‬ ‫الناجم‬ ‫التلوث‬ ‫تقليل‬ ‫عىل‬ ‫يساعد‬
‫تقليل‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
‫يؤدي‬
‫إىل‬
‫تقليل‬
‫أ‬
‫الوقود‬ ‫ر‬
‫وتوفي‬ ‫الوقود‬ ‫ستهالك‬

30. 30
‫عمليات‬
‫الطاقة‬ ‫تحول‬
‫الكهرباء‬ ‫توليد‬ ‫أثناء‬
‫انجازه‬ ‫يتم‬ ‫كهربائية‬‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫للمحطة‬‫المجهز‬ ‫الوقود‬ ‫ي‬
‫ف‬ ‫الموجودة‬ ‫الكيمياوية‬ ‫الطاقة‬ ‫تحويل‬
‫عمليات‬ ‫مع‬‫م‬‫ب‬‫أر‬ ‫خالل‬
: ‫رئيسية‬
1
-
‫الكيمياوية‬ ‫الطاقة‬
(Chemical Energy)
‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫تتحول‬ ‫الوقود‬ ‫ي‬
‫ف‬
‫ارية‬‫ر‬‫ح‬
(
(Thermal Energy
‫باإل‬
. ‫اق‬‫حت‬
2
-
( ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬
(Thermal Energy
‫كية‬
‫حر‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫تتحول‬
(Kinetic Energy)
‫بواسطة‬
‫ات‬‫ز‬‫غا‬ ‫وشعة‬ ‫كة‬
‫حر‬
. ‫اق‬‫اإلحت‬
3
-
‫كية‬
‫الحر‬ ‫الطاقة‬
(Kinetic Energy)
‫ميكانيكية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫تتحول‬
(Mechanical
Energy)
‫ان‬‫ر‬‫دو‬ ‫ي‬
‫ف‬ ‫تتمثل‬
‫محور‬
‫التوربي‬
.
4
-
‫الميكانيكية‬ ‫الطاقة‬ ‫ا‬‫أخت‬
(Mechanical Energy)
‫كهربائية‬ ‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫تتحول‬
(Electrical Energy)
‫بالمولدة‬
.

31. 31
‫أن‬ ‫حيأ‬ ، ‫ة‬ ‫الئة‬‫أو‬ ‫المحيأ‬ ‫إىل‬ ‫تفقد‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫س‬‫ق‬ ‫ن‬ ‫أعاله‬ ‫العمليات‬ ‫من‬ ‫عملية‬ ‫كل‬ ‫ي‬
‫ف‬
‫المد‬ ‫إىل‬ ‫تفقد‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫وق‬ ‫اقه‬‫أحت‬ ‫يتم‬ ‫ال‬ ‫الوقود‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ق‬
‫الجو‬ ‫إىل‬ ‫ثم‬ ‫خنة‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫ت‬ ‫وت‬ ‫تولد‬ ‫والميكانيكية‬ ‫كية‬
‫الحر‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫وق‬ ‫للتوربي‬ ‫يد‬‫التت‬ ‫مياه‬ ‫إىل‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫وق‬
‫وأخت‬ ‫التوربي‬ ‫بر‬ ‫مادم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ص‬‫والت‬ ‫االحتكاك‬ ‫ماب‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ب‬ ‫الكهرباء‬ ‫من‬ ‫بدال‬
‫ا‬
‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ق‬ ‫ن‬
‫ي‬
‫ف‬ ‫تفقد‬ ‫الكهربائية‬
‫و‬ ‫المولدات‬
‫تربأ‬ ‫ي‬
‫الن‬ ‫الكهربائية‬ ‫والمعدات‬ ‫الرئيسية‬ ‫المحوالت‬
‫المحطة‬
. ‫المساعدة‬ ‫األجهزة‬ ‫تشغيل‬ ‫ي‬
‫وف‬ ‫النقل‬ ‫بشبكة‬
‫لذلك‬
‫ماب‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ب‬ ‫متفقد‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫مم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫ق‬ ‫ن‬ ‫كهربائية‬‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫الوقود‬ ‫تحويل‬ ‫عند‬ ‫الواقع‬ ‫ي‬
‫ف‬
‫مه‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ن‬‫ع‬ ‫التعئت‬ ‫يتم‬ ‫مذه‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ه‬ ‫ماءة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ف‬‫الك‬ ‫مدم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ع‬ ، ‫ماء‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ب‬‫الكهر‬ ‫مد‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ي‬‫تول‬ ‫ماء‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ن‬‫أث‬ ‫مة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ي‬‫مار‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ج‬‫ال‬ ‫مات‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ي‬‫العمل‬ ‫ماءة‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ف‬‫ك‬ ‫مدم‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ع‬
‫الحقيق‬ ‫مية‬ ‫ال‬ ‫إىل‬‫مت‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫ش‬‫ي‬ ‫الذي‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫مار‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫بح‬
‫وحدة‬ ‫إلنتاج‬ ‫الوقود‬ ‫من‬ ‫المطلوبة‬ ‫ية‬
‫واحدة‬ ‫كهربائية‬
(KW.H)
. ‫الطاقة‬ ‫تحويل‬ ‫كفاءة‬‫عن‬ ‫تعت‬ ‫ي‬
‫وه‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
Thermal Efficiency
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫تشمل‬ ‫كونها‬ ‫الطاقة‬ ‫كفاءة‬ ‫عن‬ ‫تختلف‬
Heat
‫كمدخالت‬
(
Input
)
‫والقدرة‬
Power
‫كمخرجات‬
(
Output
)

32. 32
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫بي‬ ‫العالقة‬
(
HR
)
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫والكفاءة‬
(
th

)
: ‫ي‬
‫ه‬
860 × 100
th = --------------
HR
: ‫مثال‬
= ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫كان‬‫أذا‬
3000 Kcal/KWh
860
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫ن‬
=
100
×
--------------
=
28.66 %
3000

33. 33
‫تعاريف‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫القيمة‬
Heat value
:
(
‫الطاقة‬ ‫سم‬ ‫ب‬‫أيضا‬‫إليها‬‫يشار‬
energy
‫القيمة‬‫أو‬
‫الورية‬ ‫ال‬
calorific value
)
‫أنها‬ ‫عىل‬
‫كمية‬
‫لية‬ ‫ال‬ ‫الطاقة‬
‫المنبعثة‬
‫ارة‬‫ر‬‫كح‬
heat
‫للمادة‬ ‫يحدث‬‫عندما‬
‫(الوقود‬
fuel
)
‫إ‬
‫اق‬‫حت‬
combustion
‫باأل‬ ‫كامل‬
‫و‬
‫كسجي‬
oxygen
‫الظروف‬ ‫تحت‬
‫القياسية‬
(
1 bar , 25 °C
)
standard conditions
.
‫طاقة‬ ‫وحدة‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫وحدتها‬ ‫تكون‬
‫(كيلو‬
‫جول‬
KJ
‫كالوري‬‫كيلو‬ ،
Kcal
‫بريطانية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫وحدة‬ ،
Btu
)
‫المادة‬ ‫من‬ ‫وحدة‬ ‫ل‬ ‫ل‬
‫(كيلو‬
‫ام‬‫ر‬‫غ‬
Kg
‫مكعب‬ ‫مت‬ ،
3
m
‫باوند‬ ،
Ib
)
‫الوقود‬ ‫طاقة‬ ‫ة‬ ‫لكثا‬ ‫مقياس‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫القيمة‬
energy density
(
‫المخز‬ ‫الطاقة‬ ‫كمية‬
‫و‬
‫نة‬
energy stored
)‫حجم‬ ‫وحدة‬ ‫ل‬ ‫ل‬
‫رصفيات‬
‫أو‬
‫أ‬
‫الوقود‬ ‫تتهالك‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫ت‬‫س‬
Fuel consumption
:
‫ي‬
‫ه‬
‫م‬‫ي‬‫كم‬
‫ة‬
‫ي‬
‫ف‬ ‫مة‬‫ك‬‫متهل‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫م‬‫س‬‫الم‬ ‫الوقود‬
. ‫التوليدية‬ ‫الوحدة‬
‫القياس‬ ‫وحدة‬
‫مكعب‬ ‫(مت‬
m³
‫ام‬‫ر‬‫غ‬ ‫كيلو‬‫أو‬
Kg
)
.

34. 34
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫والكفاءة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬ ‫حساب‬ ‫معادالت‬

( ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
Kcal/KWh
( ‫للوقود‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ = )
Kcal
)
‫الكهربائية‬ ‫الطاقة‬
( ‫المتولدة‬
KWh
)
HR (Kcal/KWh) = Heat energy (Kcal) / Power generation (KWh)

‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬
Heat energy
(
Kcal
( ‫للوقود‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫القيمة‬ = )
3
Kcal/m
× )
( ‫الوقود‬ ‫يات‬ ‫رص‬
3
m
)
Heat Energy (Kcal) = Heat value (Kcal/m3) х Fuel consumption (m3)

( ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
100%
‫الطاقة‬ = )
( ‫المتولدة‬ ‫الكهربائية‬
KWh
× )
100
( ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬
Kcal
)
Thermal efficiency (100%) = Power generation (KWh) × 100 / Heat energy (Kcal)
‫و‬
: ‫أن‬ ‫حيأ‬
1KWh = 860 Kcal

( ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
100%
= )
860
(
Kcal/KWh
× )
100
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫معدل‬
(
Kcal/KWh
)
Thermal efficiency (100%) = 860 (Kcal/KWh) × 100 / HR (Kcal/KWh)

35. 35
‫الوحدات‬ ‫تحويالت‬
1Kcal = 4 Btu
1Kcal = 4.1868 KJ
1KWh = 860 Kcal
1Kcal = 0.001163 KWh
1bar = 100 kpa
1bar = 1 atm
KJ/Kg = 0.238846 Kcal/Kg
Btu/Ib = 2.326 KJ/Kg
Btu/Ib = 0.5556 Kcal/Kg

36. 36
Natural Gas Conversion of Units :
1 Kcal = 4.184 KJ
KJ = 0.239 Kcal
1Kcal = 0.001163 KWh
1KWh = 860 Kcal = 3412 BTU
1MWh = 3600000 KJ
1 BTU = 0.000293071 KWh = 1.05506 KJ = 0.252164 Kcal
1 kilogram (Kg) = 1.406 cubic meters (m3
) or = 1.351 (m3
) or = 1.216 (m3
)
1 (m3
) = 0.74 – 0.83 (Kg)
1 m³ natural gas = 7580 Kcal = 8.816 KWh = 31736 KJ
1 m3
of natural gas = 35.315 cubic feet
1 Kcal = 3.9656 BTU
1SCF = 0.028317 m3
Kcal/m3
= (BTU/SCF) × 8.9
Kcal/m3
= (KJ/Kg) × 0.17
Kcal/KW = (KJ/KW) × 4.184
Kcal/KWh = (KJ/KWh) × 4.184

37. 37
Kcal/Kg = (KJ/Kg) × 4.184
1 (Kg/sec) = 1.351 (m3
/sec) for Natural Gas
1 (m3
/h) = 0.20 (Kg/sec) for Petrol , Gasoline
1(m3
/min) = 720 (Kg/min) for Petrol , Gasoline
- Petroleum: 1 litre = 0.79 kilogram.
- Gas, diesel, light fuel oil: 1 litre = 0.84 kilogram.
- Heavy fuel oil: 1 litre = 0,96 kilogram.
- Lubricants: 1 litre = 0.88 kilogram.

38. 38
‫أداء‬ ‫ن‬
‫تحسي‬
‫و‬
‫وحدات‬ ‫كفاءة‬
‫ن‬
‫التوربي‬
‫الغازي‬
Improvement of the Thermal Efficiency and Performance of Gas Turbine Units
‫اسات‬‫ر‬‫والد‬ ‫منخفضة‬ ‫إنتاج‬ ‫وتكلفة‬ ‫األداء‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫عالية‬ ‫وثوقية‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫تعن‬ ‫الغازية‬ ‫الوحدات‬ ‫وأداء‬ ‫كفاءة‬ ‫ن‬
‫تحسي‬ ‫إن‬
‫أقتصاديات‬ ‫مجال‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫مستمرة‬ ‫والبحوث‬
‫توليد‬ ‫محطات‬ ‫أداء‬ ‫ن‬
‫تحسي‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫التلوث‬ ‫ومعالجة‬ ‫الطاقة‬
‫من‬ ‫ر‬
‫اكي‬ ‫بطرح‬ ‫ن‬
‫تتمي‬ ‫ي‬
‫والن‬ ‫الغازية‬ ‫المحطات‬ ‫وخاصة‬ ‫الكهربائية‬ ‫الطاقة‬
60%
. ‫المحيط‬ ‫اىل‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫من‬
‫تتجاوز‬ ‫ال‬ ‫األستخدام‬ ‫عند‬ ‫كفاءتها‬‫إن‬ ‫حيث‬ ‫فعالة‬ ‫ليست‬ ‫البسيطة‬ ‫الدورة‬ ‫ذات‬ ‫الغازية‬ ‫الكهرباء‬ ‫محطات‬ ‫إن‬
(
35℅
‫لسب‬ ‫وذلك‬ )
: ‫هما‬ ‫و‬ ‫ن‬
‫رئيسيي‬ ‫ن‬
‫بي‬
1
-
‫المطلوب‬ ‫المقدار‬ ‫إىل‬ ‫الهواء‬ ‫ضغط‬ ‫لغرض‬ ‫الضاغط‬ ‫لتدوير‬ ‫تستخدم‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫طاقة‬ ‫ي‬
‫ر‬
‫ثلن‬ ‫من‬ ‫ر‬
‫أكي‬
. ‫كهربائية‬‫طاقة‬ ‫إىل‬ ‫تتحول‬ ‫ي‬
‫الن‬ ‫ي‬
‫ه‬ ‫المتبقية‬ ‫انية‬‫ر‬‫الدو‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬‫األخر‬ ‫والثلث‬ ، ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫خالل‬ ‫انه‬‫ر‬‫لدو‬
2
-
‫الساخنة‬ ‫اق‬‫االحي‬ ‫ات‬‫ز‬‫غا‬ ‫إن‬
(
‫و‬
‫درجة‬ ‫تصل‬ ‫ي‬
‫الن‬
‫حدود‬ ‫إىل‬ ‫ارتها‬‫ر‬‫ح‬
550 °C
‫ن‬
‫التوربي‬ ‫من‬ ‫خروجها‬ ‫عند‬ )
‫ت‬ ‫فإنها‬ ‫المدخنة‬ ‫إىل‬
‫المحيط‬ ‫إىل‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫ة‬‫كبي‬‫كمية‬‫فقدان‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫يعن‬ ‫وهذا‬ ‫ي‬
‫الخارج‬ ‫الجو‬ ‫إىل‬ ‫طرح‬
. ‫منها‬ ‫األستفادة‬ ‫دون‬ ‫ي‬
‫الخارج‬
‫ا‬ ‫ن‬
‫تسخي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫بأستخدامها‬ ‫منها‬ ‫األستفادة‬ ‫و‬ ‫الضائعة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫هذه‬ ‫داد‬‫إسي‬ ‫يمكن‬
‫المضغوط‬ ‫لهواء‬
‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫المستخدم‬ ‫الوقود‬ ‫أستهالك‬ ‫كمية‬ ‫من‬ ‫التقليل‬ ‫ي‬
‫بالتاىل‬ ‫و‬ ‫اق‬‫االحي‬ ‫غرفة‬ ‫دخولها‬ ‫قبل‬ ‫و‬ ‫الضاغط‬ ‫من‬
. ‫الوحدة‬ ‫تشغيل‬

39. 39
‫الغازية‬ ‫للتوربينات‬ ‫واألداء‬ ‫الكفاءة‬ ‫ات‬ ‫ر‬
‫مؤش‬
1
-
‫إ‬
‫ن‬
‫ال‬
‫كفاءة‬
‫ل‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫الغازية‬ ‫الكهرباء‬ ‫محطات‬
Gas Turbine Power Plants
‫تعتمد‬
‫أ‬
‫ا‬‫كبي‬‫عتمادا‬
‫الغازية‬ ‫الوحدة‬ ‫خالل‬ ‫العامل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫عىل‬
(
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫ي‬
‫درجن‬ ‫ن‬
‫بي‬ ‫النسبة‬
1
T
‫و‬
2
T
)
: ‫ي‬
‫يىل‬ ‫كما‬‫و‬
-
‫الضاغط‬ ‫إىل‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫تكون‬ ‫عندما‬ ‫تقل‬ ‫الكفاءة‬
(
1
T
)
. ‫نسبيا‬ ‫عالية‬
-
‫اق‬‫األحي‬ ‫غرفة‬ ‫إىل‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫تكون‬ ‫عندما‬ ‫تقل‬ ‫الكفاءة‬
(
2
T
)
‫منخفضة‬
. ‫نسبيا‬
‫الدنيا‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ضبط‬ ‫يتم‬
(
1
T
)
minimum temperature
‫عند‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫خالل‬ ‫من‬
‫مدخل‬
‫الدورة‬
.
( ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ضبط‬ ‫ويتم‬
T2
‫للضاغط‬ ‫الضغط‬ ‫نسبة‬ ‫تحديد‬ ‫خالل‬ ‫من‬ )
pressure
ratio
‫ي‬
‫النهائ‬ ‫الضغط‬ ‫(نسبة‬
2
P
‫ي‬
‫اإلبتدائ‬ ‫الضغط‬ ‫إىل‬
1
P
)
‫حيث‬ ،
‫الضغط‬ ‫نسبة‬ ‫ادت‬‫ز‬ ‫كلما‬
‫كلما‬
‫أ‬
‫زداد‬
‫الضغط‬ ‫نسبة‬ ‫بزيادة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫تزداد‬ ‫وبذلك‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬ ‫الشغل‬
.
2
-
‫القصوى‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬
maximum temperature
‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
3
T
‫بسبب‬ ‫محدودة‬
‫المعدنية‬ ‫الظروف‬
metallurgical
‫من‬ ‫أعىل‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجات‬ ‫تحمل‬ ‫يمكنها‬ ‫ال‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ريش‬ ‫ألن‬
(
1027 °C
)
.
‫يمكن‬
‫عىل‬ ‫الحصول‬
( ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
1327 °C
)
‫ب‬
‫أ‬
‫ستخدام‬
‫ريش‬
‫الخزفية‬ ‫ن‬
‫التوربي‬
ceramic
turbine blades
.
‫لذلك‬
‫كفاءة‬‫لتحديد‬ ‫األساسية‬‫األمور‬ ‫من‬ ‫قة‬‫المحي‬ ‫ات‬‫ز‬‫الغا‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫عىل‬ ‫السيطرة‬‫تعتي‬
‫الوحدة‬
.
‫و‬
‫عىل‬ ‫القصوى‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫تعتمد‬
:
-
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الدورة‬ ‫تصميم‬ ‫أسلوب‬
.
-
‫األ‬ ‫العمر‬
‫ن‬
‫للتوربي‬ ‫نريده‬ ‫الذي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫اض‬‫في‬
.
‫ا‬‫ر‬‫عم‬ ‫توقعنا‬ ‫كلما‬ ‫القصوى‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫ادت‬‫ز‬ ‫كلما‬ ‫انه‬ ‫حيث‬
. ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫لريش‬ ‫اقرص‬

40. 40
3
-
‫طريق‬ ‫عن‬ ‫الغازية‬ ‫المحطات‬ ‫أداء‬ ‫ن‬
‫تحسي‬ ‫يمكن‬
‫مجال‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫المحطة‬ ‫لكادر‬ ‫المنتظم‬ ‫الدوري‬ ‫التدريب‬
‫والتشغيل‬ ‫الصيانة‬
Operation and Maintenance
.
: ‫الغازية‬ ‫المحطات‬ ‫أداء‬ ‫ن‬
‫لتحسي‬ ‫المهمة‬ ‫والتقنية‬ ‫اإلقتصادية‬ ‫األساليب‬ ‫ي‬
‫يل‬ ‫فيما‬
1
-
‫الهواء‬ ‫كثافة‬ ‫زيادة‬ ‫إىل‬ ‫يؤدي‬ ‫مما‬ ‫الضاغط‬ ‫دخوله‬ ‫قبل‬ ‫الهواء‬ ‫يد‬‫تي‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫الضاغط‬ ‫كفاءة‬ ‫زيادة‬
‫للهواء‬ ‫ي‬
‫الكتىل‬ ‫الجريان‬ ‫معدل‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫يزداد‬ ‫وبدوره‬
Mass Flow Rate
‫اإلنضغاط‬ ‫ونسبة‬
Pressure
Ratio
. ) ‫المنتجة‬ ‫الطاقة‬ ( ‫الخارجة‬ ‫القدرة‬ ‫تزداد‬ ‫النهائية‬ ‫وبالنتيجة‬ ‫للضاغط‬
‫الضاغط‬ ‫إىل‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫يد‬‫تي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫المستخدمة‬ ‫العملية‬ ‫الطرق‬ ‫من‬
‫التضبيب‬ ‫طريقة‬ ‫ي‬
‫ه‬
Fogging
‫ي‬‫التبخي‬ ‫يد‬‫التي‬ ‫أو‬
Evaporating Cooling
‫حيث‬ .
‫ادت‬‫ز‬ ‫كلما‬‫تنخفض‬ ‫المنتجة‬ ‫الطاقة‬ ‫ان‬
‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫تقليل‬ ‫عىل‬ ‫يعتمد‬ ‫النظام‬ ‫هذا‬ ‫فان‬ ‫لذلك‬ . ‫صحيح‬ ‫والعكس‬ ‫الصيف‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫كما‬‫الجو‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
( ‫البارد‬ ‫الماء‬ ‫من‬ ‫كمية‬‫ضخ‬ ‫بواسطة‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬
11°C
‫بعد‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫تيار‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ) ‫مئوية‬ ‫درجة‬
‫تنقية‬
)‫ة‬‫(فلي‬
‫در‬ ‫تخفيض‬ ‫يتم‬ ‫وبذلك‬ . ‫الهواء‬
‫زيادة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ذلك‬ ‫ويساعد‬ ، ‫الضاغط‬ ‫اىل‬ ‫دخوله‬ ‫قبل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫جة‬
‫ي‬
‫حواىل‬ ‫اىل‬ ‫تصل‬ ‫الطاقة‬ ‫توليد‬ ‫عملية‬ ‫وأداء‬ ‫كفاءة‬ ‫ن‬
‫وتحسي‬
(
20 - %10
%
)
.
‫التضبيب‬ ‫وفوهات‬ ‫ي‬
‫عاىل‬ ‫ضغط‬ ‫ومضخة‬ ‫الماء‬ ‫معالجة‬ ‫وحدة‬ ‫من‬ ‫باألساس‬ ‫تتكون‬ ‫التضبيب‬ ‫منظومة‬ ‫إن‬
Fogging Nozzles
‫الرطوبة‬ ‫مزيالت‬ ‫تثبيت‬ ‫يتم‬ ‫ما‬ ‫وعادة‬
Moisture Eliminators
‫مرحلة‬ ‫قبل‬
‫الضاغط‬ ‫ريش‬ ‫إىل‬ ‫الرطوبة‬ ‫إنتقال‬ ‫إمكانية‬ ‫من‬ ‫للحد‬ ‫الضاغط‬
Compressor Blades
‫بسببها‬ ‫ينتج‬ ‫والذي‬
: ‫ي‬
‫يىل‬ ‫ما‬ ‫عىل‬ ‫تعتمد‬ ‫التضبيب‬ ‫منظومة‬ ‫أداء‬ ‫إن‬ . ‫جسيمة‬ ‫ار‬ ‫ن‬
‫أض‬
-
. ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫بالتوربي‬ ‫المحيط‬ ‫للجو‬ ‫النسبية‬ ‫الرطوبة‬ ‫ات‬‫تغي‬

41. 41
-
‫الم‬ ‫الماء‬ ‫معالجة‬ ‫عملية‬ ‫كفاءة‬
‫والمعادن‬ ‫األمالح‬ ‫من‬ ‫تماما‬ ‫ي‬
‫خاىل‬ ‫ي‬
‫نق‬ ‫الماء‬ ‫يكون‬ ‫أن‬ ‫يجب‬ ‫حيث‬ ‫ستخدم‬
‫الذائبة‬
Demineralised Water
‫التعرية‬ ‫مخاطر‬ ‫لتجنب‬ ‫وذلك‬
Erosion
‫األوىل‬ ‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫ريش‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
. ‫للضاغط‬
-
‫التذري‬ ‫عملية‬ ‫كفاءة‬
‫الكاملة‬ ‫غي‬ ‫التذرية‬ ‫أن‬ ‫حيث‬ ، ‫للضاغط‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫تيار‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫المضغوط‬ ‫للماء‬ ‫ة‬
‫التآكل‬ ‫مشاكل‬ ‫عنها‬ ‫ينتج‬
Corrosion
‫الضاغط‬ ‫ريش‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
‫ويمكن‬ ‫وصيانتها‬ ‫تشغيلها‬ ‫آلية‬ ‫وسهولة‬ ‫بساطة‬ ‫إىل‬ ‫إضافة‬ ‫منخفضة‬ ‫التضبيب‬ ‫لتقنية‬ ‫أسمالية‬‫ر‬‫ال‬ ‫الكلفة‬
‫ي‬
‫أساس‬ ‫تغيي‬ ‫دون‬ ‫الغازية‬ ‫الوحدة‬ ‫إىل‬ ‫إضافتها‬
. ‫للمحطة‬ ‫ي‬
‫األصىل‬ ‫ي‬
‫األساس‬ ‫النظام‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
‫القدرة‬ ‫عالقة‬ ‫ادناه‬ ‫الشكل‬ ‫ن‬
‫يبي‬
Power
‫الهواء‬ ‫وكمية‬
Air Flow
‫و‬
‫معدل‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
Heat Rate
‫درجة‬ ‫مع‬
‫الجو‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬
Ambient Temperature
:

42. 42
2
-
‫ي‬
‫ن‬
‫بين‬ ‫د‬‫مي‬ ‫وجود‬ ‫مع‬ ‫ن‬
‫بمرحلتي‬ ‫الهواء‬ ‫ضغط‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫الضاغط‬ ‫لتدوير‬ ‫المطلوب‬ ‫الشغل‬ ‫تقليل‬
Intercooler
‫للهواء‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫الحجم‬ ‫سيقل‬ ‫يد‬‫بالتي‬ ‫حيث‬ ‫بينهما‬
Specific Volume
‫سيقل‬ ‫وبدوره‬
‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫زيادة‬ ‫أي‬ ‫اق‬‫اإلحي‬ ‫لعملية‬ ‫المطلوبة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫كمية‬‫داد‬‫ن‬
‫سي‬ ‫بالمقابل‬ ‫ولكن‬ . ‫للضاغط‬ ‫المطلوب‬ ‫الشغل‬
‫للت‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫تذكرف‬ ‫ة‬‫كبي‬ ‫زيادة‬ ‫تحقيق‬ ‫يتم‬ ‫لن‬ ‫ي‬
‫وبالتاىل‬ ‫الوقود‬ ‫إستهالك‬
‫ألن‬ ‫وذلك‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫وربي‬
‫اق‬‫اإلحي‬ ‫غرفة‬ ‫إىل‬ ‫الداخل‬ ‫الهواء‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬
4
T
‫ستتطلب‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬ ‫ي‬
‫الداخىل‬ ‫يد‬‫التي‬ ‫مع‬ ‫الضغط‬ ‫عملية‬ ‫بعد‬
‫ن‬
‫التوربي‬ ‫لدخول‬ ‫المطلوبة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫درجة‬ ‫إىل‬ ‫للوصول‬ ‫إضافية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫طاقة‬ ‫إنتقال‬
5
T
.
‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬ ‫يد‬ ‫ر‬
‫التب‬ ‫عملية‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
intercooling
:
1
-
‫لل‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫الحجم‬
. ‫يقل‬ ‫هواء‬
2
-
. ‫يقل‬ ‫الضاغط‬ ‫عىل‬ ‫المنجز‬ ‫الشغل‬
3
-
. ‫تزداد‬ ‫ضافة‬‫الم‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬
4
-
‫الشغل‬
‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬
output
‫يزداد‬
5
-
. ‫يزداد‬ ‫الوقود‬ ‫أستهالك‬
6
-
. ‫قليال‬ ‫تزداد‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
Q
Q

43. 43
3
-
‫ي‬
‫عكس‬ ‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫مبادل‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫المضغوط‬ ‫الهواء‬ ‫ن‬
‫تسخي‬
Heat Exchanger Counter - Flow
‫اق‬‫االحي‬ ‫غرفة‬ ‫إىل‬ ‫الضاغطة‬ ‫من‬ ‫مروره‬ ‫أثناء‬
‫لعملية‬ ‫والالزمة‬ ‫المطلوبة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫سيقلل‬
‫للوقو‬ ‫ي‬
‫النوع‬ ‫األستهالك‬ ‫يقل‬ ‫ي‬
‫وبالتاىل‬ ) ‫اق‬ ‫ر‬
‫اإلحب‬ ‫غرفة‬ ‫إىل‬ ‫المضافة‬ ‫ارة‬‫ر‬‫الح‬ ‫تقليل‬ ( ‫اق‬ ‫ر‬
‫االحب‬
‫د‬
‫هذه‬ .
‫جاع‬‫األسي‬ ‫أو‬ ‫التجديد‬ ‫تسىم‬ ‫العملية‬
Regeneration
‫الم‬ ‫يسىم‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المبادل‬ ‫و‬
‫الم‬ ‫أو‬ ‫جع‬‫سي‬
‫جدد‬
Regenerator
‫طريق‬ ‫عن‬ ‫تتم‬ ‫الهواء‬ ‫ن‬
‫تسخي‬ ‫عملية‬ ‫و‬
‫إنتقال‬
‫ات‬‫ز‬‫غا‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫الموجودة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫كمية‬
‫الساخنة‬ ‫العادم‬
Exhaust Gases
‫بذلك‬ ‫و‬
‫الكفاءة‬ ‫زيادة‬ ‫ي‬
‫بالتاىل‬ ‫و‬ ‫اق‬ ‫ر‬
‫االحب‬ ‫غرفة‬ ‫كفاءة‬ ‫زيادة‬ ‫تتم‬
‫للوحدة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫إىل‬ ‫والمطروحة‬ ‫المضافة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫سيقلل‬ ‫اري‬‫ر‬‫الح‬ ‫المبادل‬ ‫إستخدام‬ ‫أن‬ .
. ‫للدورة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫يزيد‬ ‫ولكن‬ ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫عىل‬ ‫يؤثر‬ ‫وال‬ ‫الكمية‬ ‫بنفس‬ ‫الدورة‬ ‫ومن‬
‫التجديد‬ ‫عملية‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
‫(األس‬
)‫جاع‬ ‫ر‬
‫ب‬
Regeneration
:
1
-
‫الطاقة‬
‫ار‬‫ر‬‫الح‬
‫ي‬
‫تقل‬ ‫ضافة‬‫الم‬ ‫ة‬
. ‫الضاغط‬ ‫من‬ ‫المضغوط‬ ‫للهواء‬ ‫سبق‬‫الم‬ ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫بسب‬
2
-
‫يقل‬ ‫الوقود‬ ‫استهالك‬
.
3
-
‫تزداد‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬
.

44. 44
4
-
‫ادة‬‫ل‬‫المتو‬ ‫ادرة‬‫ق‬‫ال‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ة‬‫كبي‬‫اادة‬‫ي‬‫ز‬ ‫تحقيق‬ ‫يمكن‬
(
MW
)
‫عملية‬ ‫اء‬‫ر‬‫إج‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫اك‬‫ل‬‫وذ‬ ‫اازي‬‫غ‬‫ال‬ ‫ن‬
‫للتوربي‬
‫اري‬‫ر‬‫ح‬ ‫مبادل‬ ‫بينهما‬ ‫ن‬
‫توربيني‬ ‫الدورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫يستخدم‬ ‫حيث‬ ، ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫وإعادة‬ ‫ن‬
‫مرحلتي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫التمدد‬
‫ن‬
‫اخي‬‫ا‬‫س‬‫الت‬ ‫معيد‬ ‫اىم‬‫ا‬‫س‬‫ي‬
Reheater
‫ن‬
‫اخي‬‫ا‬‫ا‬‫س‬‫ت‬ ‫بإعادة‬ ‫يقوم‬ ) ‫قليلة‬ ‫بكميات‬ ‫فائض‬ ‫وهواء‬ ‫وقود‬ ‫إىل‬ ‫يحتاج‬ (
‫الخارجة‬ ‫المتمددة‬ ‫العادم‬ ‫ات‬‫ز‬‫غا‬
‫يتم‬ ‫العملية‬ ‫هذه‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ . ‫ي‬
‫ن‬
‫الثائ‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫إىل‬ ‫دخولها‬ ‫قبل‬ ‫األول‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫من‬
‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫زيادة‬
net
W
‫العادم‬ ‫ات‬‫ز‬‫غا‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫ودرجة‬
6
T
‫اوى‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ص‬‫الق‬ ‫اغيل‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ا‬‫ش‬‫الت‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬ ‫زيادة‬ ‫بدون‬
3
T
. ‫للدورة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫زيادة‬ ‫بدون‬ ‫ولكن‬
Q

45. 45
‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬ ‫عملية‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬
Reheater
:
1
-
‫الشغل‬ ‫ي‬
‫إجماىل‬ ‫يزداد‬
. ‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬
2
-
‫إدخال‬ ‫يتطلب‬
‫طاقة‬
‫ار‬‫ر‬‫ح‬
‫ي‬
‫إضافية‬ ‫ة‬
.
3
-
‫الكفاءة‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬
‫قد‬
‫ت‬
. ‫ال‬ ‫أو‬ ‫زداد‬
‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫معا‬ ‫جاع‬‫واإلسي‬ ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬ ‫ي‬
‫عملين‬ ‫بأستخدام‬
. ‫التوليدية‬ ‫للوحدة‬ ‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫داد‬‫ن‬
‫سي‬ ‫واحدة‬
Q
Q

46. 46
: ‫مالحظة‬
‫بأستخدام‬
‫ارية‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫داد‬‫ن‬
‫سي‬ ‫واحدة‬ ‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫معا‬ ‫جاع‬‫واإلسي‬ ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬ ‫ي‬
‫عملين‬
. ‫التوليدية‬ ‫للوحدة‬
5
-
‫بأستخدام‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫التوربي‬ ‫من‬ ‫الناتجة‬ ‫المتولدة‬ ‫القدرة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ ‫وزيادة‬ ‫جدا‬ ‫عالية‬ ‫ارية‬‫ر‬‫ح‬ ‫كفاءة‬‫تحقيق‬ ‫يمكن‬
‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬ ‫يد‬‫التي‬ ( ‫معا‬ ‫السابقة‬ ‫الثالثة‬ ‫العمليات‬
intercooling
‫و‬
‫جاع‬‫اإلسي‬
regeneration
‫إعادة‬ ‫و‬
‫ن‬
‫التسخي‬
reheating
‫واحدة‬ ‫دورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫ف‬ )
.
‫مخطط‬
‫ضغط‬ ‫مع‬ ‫غازي‬ ‫ن‬
‫توربي‬
compression
‫ن‬
‫مرحلتي‬ ‫عىل‬
،
‫يد‬‫تي‬ ‫مع‬
‫ي‬
‫ن‬
‫بين‬
‫وتمدد‬ ،
expansion
‫مع‬ ‫ن‬
‫مرحلتي‬ ‫عىل‬
‫وتجديد‬ ، ‫ن‬
‫تسخي‬ ‫إعادة‬
.

47. 47
‫يادة‬‫ز‬ ‫يمكن‬
‫اإلنتاج‬
‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫تقليل‬ ‫طريق‬ ‫عن‬ ‫للدورة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫الصاف‬
work input
‫طريق‬ ‫عن‬‫أو‬ /‫و‬ ‫الضاغط‬ ‫عىل‬
‫يادة‬‫ز‬
‫المنجز‬ ‫الشغل‬
work output
)‫كليهما‬‫(أو‬ ‫ن‬
‫بي‬‫ر‬‫التو‬ ‫من‬
.
‫ب‬ ‫حيث‬
‫أ‬
‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫متعدد‬ ‫الضغط‬ ‫ستخدام‬
multi-stage compression
‫من‬ ‫يقلل‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬ ‫يد‬‫التي‬ ‫مع‬
‫الشغل‬
‫عىل‬‫المنجز‬
‫ا‬
‫لضاغط‬
،
‫و‬
‫متساوية‬ ‫الضغط‬ ‫عملية‬ ‫تصبح‬ ، ‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫عدد‬ ‫يادة‬‫ز‬ ‫مع‬
‫ارة‬‫ر‬‫الح‬
isothermal
‫تقري‬
‫ب‬
‫ا‬
‫ويقل‬ ، ‫الضاغط‬ ‫مدخل‬ ‫ارة‬‫ر‬‫ح‬ ‫درجة‬‫عند‬
‫المطلوب‬ ‫الشغل‬
‫لعملية‬
‫الضغط‬
C
W
.
‫فإن‬ ، ‫وبالمثل‬
‫أ‬
‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫متعدد‬ ‫التمدد‬ ‫ستخدام‬
multi-stage expansion
‫تيب‬‫ر‬‫ت‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫(ف‬ ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫إعادة‬ ‫مع‬
‫من‬‫يد‬‫ن‬
‫سي‬ )‫بينات‬‫ر‬‫التو‬ ‫متعدد‬
‫الشغل‬
‫بينات‬‫ر‬‫التو‬ ‫تنتجه‬ ‫الذي‬
T
W
.
‫أثناء‬ ‫ممكن‬ ‫مستوى‬ ‫ن‬
‫أدئ‬ ‫عند‬ ‫المحدد‬ ‫الحجم‬ ‫عىل‬ ‫الحفاظ‬ ‫هو‬ ‫احل‬‫ر‬‫الم‬ ‫متعددة‬ ‫العملية‬ ‫من‬ ‫الهدف‬
‫التمدد‬ ‫أثناء‬ ‫ممكن‬ ‫مستوى‬ ‫أعىل‬ ‫وعىل‬ ‫الضغط‬
.
‫عند‬
‫أ‬
‫ر‬
‫أكي‬ ‫التجديد‬ ‫يصبح‬ ، ‫ن‬
‫التسخي‬ ‫وإعادة‬ ‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬ ‫يد‬‫التي‬ ‫ستخدام‬
‫فائدة‬
‫نظ‬
‫ر‬
‫للتجديد‬ ‫أكي‬ ‫إمكانية‬ ‫لوجود‬ ‫ا‬
.
‫نسبة‬ ‫تتحسن‬
‫الشغل‬
‫اجع‬‫ر‬‫ال‬
back work ratio
‫نتيجة‬ ‫الغازي‬ ‫ن‬
‫بي‬‫ر‬‫للتو‬
‫ل‬
‫يد‬‫لتي‬
‫ي‬
‫ن‬
‫البين‬
‫ن‬
‫التسخي‬ ‫وإعادة‬
‫و‬
‫لكن‬
‫هما‬
‫يقلال‬
‫ن‬
‫ب‬ ‫ن‬
‫مصحوبي‬‫كانا‬‫إذا‬ ‫إال‬ ‫ية‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫الح‬ ‫الكفاءة‬ ‫من‬
‫عملية‬
‫التجديد‬
.
‫اجع‬‫ر‬‫ال‬ ‫الشغل‬ ‫نسبة‬
=
‫الضاغط‬ ‫عىل‬‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫نسبة‬
C
W
‫ن‬
‫بي‬‫ر‬‫التو‬ ‫من‬‫المنجز‬ ‫الشغل‬ ‫إىل‬
T
W
.