المتابعون

السبت، 4 ديسمبر 2021

هندسة الطاقة power engineering

 



هندسة الطاقة هى انظمة الطاقة المتعددة والتى تخدم المنشأت الصناعية والمناطق السكنية والمرافق حسب ادارة استخدامها وتختلف انظمة الطاقة وتصنيفها ::-

اولا ::-  الطاقة الكهربائية .

وهى الطاقة التى تنتج عن تشغيل المولدت التى تعمل بالحركة الميكانيكية  لتوليد وتخزين الطاقة الكهربائية فى محطات مخصصة لذلك وطرق اخرى لتوليد الطاقة الكهربائية بواسطة التوربينات التى يتم تركيبها  لتعمل بحركة الدوران بقوة دفع المياة فى السدود المائية  لتوليد الطاقة لشحن المولدات للكهرباء وتخزينها او توزيعها مباشرا بواسطة محطات  وشبكات

توزيع الكهرباء للمدن والمنشأت والطرق   وتنقسم عملية توليد الطاقة الى قسمين القسم الاول عن طريق السدود ومحطات توليد الكهرباء كما ذكرنا  وهو القسم الاكثر استخدام فى العالم  ويسمى بالمحطات المركزية  . والقسم الثانى  هو توليد الطاقة الكهربائية بواسطة الالواح الشمسية 

 والرياح وهى محطات لتجميع الطاقة الشمسية بواسطة الالواح البارايونية وصممت مثل المراه لتقوم بتجميع الضوء فى مركز البؤره الوسطية للالواح لتحويلها الى حرارة لتسخين المادة الهجينية  لتحويلها الى طاقة كهربائية من تخزينها وتوزيعها .وتسمى هذه المحطات الامركزية لانشائها خارج نطاق المدن وتشغل مساحة كبيره لتثبيت الالواح فيها وتوربينات التحويل للطاقة . ويعتمد انشاء هذه المحطات على الدراسات البيولوجية والجيولوجية والهندسية لتحديد اتجاهات اشاعة الشمس وتعمدها وقوه اشاعة الشمس العاليه والمنخفضة وسرعتها وطبيعة الارض التى تقام  عليها هذه المحطات وتتواجد فى الكثير من  الدول كا احدى طرق الحصول على الطاقة البديلة فى توزيع الطاقة للمنشأت والمنازل  والطرق وغيرها  . وتسمى  ونوع اخر من المحطات وتعمل بطاقة الرياح وتسمى بتوربينات الهواء وهى عباره عن

مراوح مصنوعه من الالومنيوم الخفيف او الفيبر او البلاستيك المقوى المثبته على الية دوران فى أعلى عمود التثبيت الهرمى وتتأثر المراوح بحركة الرياح والمعدل الطبيعى للرياح يكون من٩ الى ١٣ كيلومتر ساعة وتدور المراوح على قدر سرعة الرياح بمعدلها الطبيعى او سرعة زائدة لتقوم بتشغيل التوربينات بواسطة السيور المتصلة بألة المراوح وبكرة التوربينات لتوليد الطاقة المباشرة وتوزيعها على المنشات والطرق وغيرها  ويسمى هذا النطام بطاقة الرياح وهى منتشرة فى كثير من الدول لسهولة استخدامها وقلة التكلفة .

ثانيا ::-  الطاقة الحرارية  .

وهى طاقة تنتج عن عملية الاحتراق باستخدام انواع الوقود المختلفة مثل البنزين  والغاز والكيروسين  والفحم  الحجرى وفحم الخشب وحرق النفايات لتوليد طاقه حرارية لاستخدامها فى بعص المصانع والافران لتصهير المعادن والمخابز والمزاع والتدفئة من الطقس الشديد البرودة فى فصل الشتاء فى بعض الدول .

ثالثا :: - الطاقة الميكانيكية .

وهى طاقة تنتج من تشغيل المحركات التى تعمل بنظام الاحتراق الداخلى للوقود وينتج عنها حركة ميكانيكية تعمل على تمكين الاليات للسير على الطرق او حركة الدوران او الرفع او الحفر للمعدات الثقيلة وكذلك تشغيل الحركة الهيدروليكية  للرافعات والحفرات والسفن وغيرها .رابعا::- الطاقة المغنطيسية .

وتسمى طاقة الجذب وهى عباره عن جسم من الحديد المشبع بشحنة من طاقة كهربائية طاردة للطاقة العكسية للحديد وتقوم بجذبة حسب حجم الجسم المغنطيسى ومعادل الجسم المضاد المنجذب وتستخدم  الاجسام المشبعه بالطاقة المغنطيسية  فى شكل اقراص دائرية كبيرة الحجم والقطر فى بعض مصانع تشكيل الحديد المسخن فى الافران  لحذبة ورفعه عن الافران وذلك لتجنب بعض اضرار التصنيع .وأستخدامات اخرى للطاقة المغنطيسية فى بعض مصانع السيارات ومصانع الاجهزة الكهربائية .

خامسا ::- الطاقة النووية 

تعتمد محطات الطاقة النووية على المواد التفاعلية للجزيئات المركبة لحدوث التفاعل الكميائى واهمها ماده اليوناريوم وهى مادةفعالة فى عملية التخصيب والانشطار والتفاعل مع الماء الخفيف للتفاعل الكميائى لتوليد حركة هائلة لانتاج الكهرباء والتى ليس لها اضرار بيئية وتستخدم فى العديد من المنشأت الصناعية الكبرى والسفن التى تعمل بالطاقة النووية .ولها استخدمات متعددة .

ويعتمد استخدام الطاقة الكهربائية والحرارية والحركية والنووية على دراسة العوامل البيئية الهندسية فى الاساس حيث تتجه دول العالم حاليا لاستخدام الطاقة النظيفة الموفرة للجهد والمال والتى لاتؤثر بشكل كبير على تلوث الطبيعة والحد من الانبعاثات الكربونية الضارة الناتجة من المصانع وهندسة الطاقة هى عامل أساسى فى مجالات التصنيع وبناء على الدراسات الرياضية والكميائية والفزيائية وعلوم البيئة وذلك لانتاج طاقة متجددة واكثر كفائه للاستخدام  كاطاقة حديثة متطورة باقل التكاليف واقل الاضرار وزيادة الانتاج .

Energy engineering is the multiple energy systems that serve industrial facilities, residential areas and facilities according to the management of their use. Energy systems differ and their classification::-


 First: - Electricity.

 It is the energy that results from the operation of generators that operate by mechanical movement to generate and store electrical energy in stations designated for that and other methods of generating electrical energy by means of turbines that are installed to work in rotation by force of water in water dams to generate energy for charging generators for electricity, storing it or distributing it directly through stations and networks. Distribution of electricity to cities, facilities and roads. The process of generating power is divided into two parts. The first part is through dams and power stations, as we mentioned, which is the most widely used part in the world and is called central stations. The second section is the generation of electrical energy by solar panels and wind, which are stations to collect solar energy by means of baryonic panels and are designed like a mirror to collect light in the center of the central focus of the panels to convert it into heat to heat the hybrid material to convert it into electrical energy from storage and distribution. These central stations are called to be established outside the scope of Cities and occupy a large area to install panels and turbines for energy conversion. The establishment of these stations depends on biological, geological and engineering studies to determine the directions and intentional rays of the sun, the strength and speed of high and low sunlight, and the nature of the land on which these stations are built.

Another type of station is called wind energy and is called wind turbine, which is about fans made of light aluminum, fiber or reinforced plastic installed on a rotation mechanism at the top of the hierarchical installation column. Wind speed at its normal rate or excessive speed to operate the turbines by means of belts connected to the fan machine and the turbine reel to generate direct energy and distribute it to facilities, roads, etc. This system is called wind energy, which is widespread in many countries for its ease of use and low cost.


 Secondly:- Thermal energy.

 It is energy that results from the combustion process using different types of fuels such as gasoline, gas, kerosene, coal, wood charcoal and burning waste to generate thermal energy for use in some factories and furnaces for smelting metals, bakeries, farms and heating from very cold weather in the winter season in some countries.


 Third: - Mechanical energy.

 It is energy that results from the operation of engines that operate on the internal combustion system of fuel and results in a mechanical movement that enables the mechanisms to walk on the roads or the movement of rotation, lifting or digging for heavy equipment as well as operating the hydraulic movement of cranes, pits, ships and others

Fourth: The magnetic energy.

 It is called the energy of attraction, and it is a body of iron saturated with a charge of electrical energy that repels the opposite energy of iron and attracts according to the size of the magnetic body and the equivalent of the attracted antibody. For furnaces in order to avoid some manufacturing damages, and other uses of magnetic energy in some car factories and electrical appliance factories.


 Fifthly:- Nuclear energy

 Nuclear power plants depend on the reactive materials of the compound molecules for the chemical reaction to occur, the most important of which is uranium, which is an active substance in the process of enrichment, fission and interaction with light water for the chemical reaction to generate a huge movement to produce electricity, which has no environmental damage and is used in many major industrial facilities and ships that operate on nuclear energy. And it has multiple uses.

 The use of electrical, thermal, kinetic and nuclear energy depends on the study of engineering environmental factors in the main, as countries of the world are currently moving to use clean energy that saves effort and money, which does not significantly affect nature pollution and reduce harmful carbon emissions resulting from factories. Energy engineering is a key factor in the fields of manufacturing and based on the Mathematical, chemical, physical and environmental studies in order to produce renewable and more efficient energy for use as modern, advanced energy at the lowest costs, least damage, and increased production

.

 


تعريف النفط .( البترول)


يعرف البترول بأنة وقود أحفورى مثل الغاز الطبيعى والفحم وهى مواد تكونت من تراكمات وتفاعلات بقايا الكائنات المندثرة تحت الطبقات الارضية  واعماق البحار والمحيطات منذ ملايين السنين مثل البكتريا والحيونات والنباتات  والكائنات البحرية بفعل الضغط الحرارى لطبقات الارض واعماق البحار  وتحولها الى مواد كربونية  متراكمة  والتى نتج عنها مواد خام مثل البترول والغاز والفحم الحجرى  والفوسفات والمنجنيز  وغيرها الكثير من المواد السائلة والصلبة واهمها البترول  الذى يستخرج منة الكثير من المواد المستخدمة فى جميع المجالات الصناعية حاليا  . عملية التكرير::-


 تتم عملية التكرير للبترول  فى محطات التكرير المنتشرة فى بعض الدول المنتجة للبترول وتصديرة او استخدامة فى الصناعات الانتاجية . وتتنوع منتجات البترول بعد عملية التكرير  وهى منتجات كثيرة ذات اهمية صناعية  . وتشمل


١- غاز البيوثان .  وهى ماده هيدروكربونية عديمه اللون وسهلة التسيل كونها اخف فى الكثافة وهى غاز قابل للاشتعال  ويستخدم فى العديد من الصناعات والتدفئة فى الدول الباردة والمواقد الخفيفة الوزن وانظمة التبريد فى المصانع الانتاجية  وهو غاز سهل التطاير والتفاعل مع الهواء ويسبب اضرار صحية كثيرة نتيحة استنشاقة  ولذلك يجب الحذر فى استخدامة .


٢-زيت الوقود  والذى يتكون من بقايا التقطير اثناء عملية التكرير  ويستخدم فى المولدات البخارية فى محطات الطاقة وبعض المنشأت الصناعية وبعض السفن التى تعمل بالطاقة الحرارية وغيرها من الاستخدمات  . ويتم خلط زيت الوقود ببقايا المواد الاخرى البترولية لزيادة اللزوجة واستخدامها فى بعض المحركات ولانه اقل قدرة على الاشتعال المباشر مثل الكيروسين والبنزين والغاز  .


٣- الديزل : وهو من انواع الوقود الثقيلة  بطيئة الاشتعال ومكون من الهيدروكربونات وينتج عن تقطير البترول الخام وهو من المواد المتوسطة الكثافة  واللزوجة ونسبة المادة الكبريتية فى الديزل  ولا يتطلب قدر اعلى من التكرير حيث انه ينتج من بقايا البترول ويستخدم كا وقود للمحركات الكبيرة التى تعمل فى المعدات والاليات الثقيلة والسفن والافران وبعض الصناعات الاخرى  .


٤-الغاز الطبيعى المسال (  الميثان ) . ويتم تكريرة وتسيله حتى يسهل نقلة وتعبئتة  وتخزينة وهو اقل كثافة  بمعدل ٦٠٠  اقل تقريبا من الغاز الطبيعى  والذى يتم تسيلة بواسطة خزانات تبريد  الغاز الطبيعى تحت درجة من ١٦٠ الى  ٢٦٠درجة مئوية تقريبا  ويخزن فى خزانات مبطنة  لعزلة عن الحرارة وحتى يمكن استخدامة او تحويلة الى كثافة العاز الطبيعة  فى حالة خفض الحرارة  يعود الى حالتة الطبيعيه الغازية  ويستعمل  الغاز المسال فى العديد من الصناعات وكا وقود لبعض المحركات وغيرها .


٥- غاز البروبان : وهو مكون هيدروكربون عديم اللون خليط من الكربون والهيدروجين ( C3H8 ) ويسهل تسيلة وهو من مجموعة البارافين  وهى الايثان . الميثان ويستخرج من الغاز الطبيعى بواسطة عملية الفصل والترشيح وينتج كميات كبيرة منة نظرا لسهولة فصلةمن الغاز والبترول الخام والغازات الاخرى خلال عملية التكرير . ويستخدم فى صناعات متعددة .


٦- النفثا : ( التينر ) وهو مكون هيدروكربون السائل الاقل كثافة  وسريع التطاير فى الهواء وقابل للاشتعال ويستخدم فى عملية الاذابة وتخفيف اللزوجة لبعض المواد لاستخدامها .


٧-شمع الباراتين: وهو مكون عديم اللون يميل الى البياض الشفاف وهو من المكونات الصلبة الناتجة من الهيدروكربونات الصلبة والتى تتراوح من ١٠٠ الى ١٥٠  درجة مئوية ويتم استخراجة من ازالة الشمع البارافين المختلط بزيوت التشحيم ويستخدم فى صناعة المواد العازلة . الورق . والشمع وبعض صناعة العطور  وبعض الصناعات الدوائية .وغيرها .


٨- الشمع الجريزوفولتين :  وهو كلا من المواد البلاستيكية  الناتجة عن تكرير البترول واستخراج العناصر الاخرى   وينتج عنها شمع الجريزوفولتين  ويستخدم فى صناعة الورق والدهانات  وعمليات التبطين ( المعجون)  والمواد اللاصقة  وغيرها .


٩-الجازولين : ( البنزين )  وهو مكون هيدروكربونات سائلة خفيفة سريعة التطاير والاشتعال  ويستخدم كوقود اساسى لمحركات السيارات وكاعازل للزيوت والدهون والصبغات وهو من اكثر انواع الوقود استخداما  لسرعة تفاعلة فى عملية الاحتراق الداخلى للمحركات ويتفاعل مع الهواء والضغط الحرارى .


١٠-الكيروسين :  وهو الاكثر انتاجا من عملية فصل العناصر الاخرى عن بعضها المكونة للبترول بشكل عام  ويستخدم فى المحركات وبعض المصانع والتدفئة والمزارع  وغيرها .


١١-غاز البترول المسال  وهو ناتج من بعض المواد المختلطة البروبين . البروبان البيوتين والبيوتان وهو مادة سائلة هيدروكربونات  خفيف الكثافة سريع التطاير  ويستخدم فى الصناعات المضافة مع الايثلين والايثان فى التركيبات للمادة فى الصناعة .


١٢- النابالم  : ( البارود ) وهو خليط مصنع من مواد كربونية مع ملح الالمونيوم  والاحماض التراكمية مع الاحماض العضوية الاخرى التى تعتمد على تفاعل الجزيئات . ويستخدم لزيادة كثافة البنزين لاستخدامة كا قود دفع فى مضخات النار التى تستخدم فى الانصهار لبعض المعادن  وفى القنابل الحارقة .وغيرها .


١٣-هلام النفط (  الفازلين ) : وهى مادة هلامية شبة صلبة يميل لونها الى الابيض  وتستخدم فى الصناعات الدوائية  كامادة وقائية من بعض الامراض وغيرها من الاستخدامات الاخرى .


١٤- المازوت (  القار) : وهى مادة معروفة تستخدم فى رصف الطرق  بخلطها مع الحصوات الصغيرة الصخرية  والتى تقاوم درجات الهبوط والمازوت هى ماده سائلة ثقيلة  تتفاعل مع المواد الصلبة الاخرى  ويتم تسخينها لتكون سائلة يسهل استخدامهاوخلطها مع الحصوات لرصف الطرق وتتجمد فى درجة الحرارة العادية .


١٥- البيتومين : وهى ماده عالية الكثافة  واللزوجة والتجمد  فى درجة حرارة باردة  وتتكون من رواسب عملية التكرير  وتستخدم فى عمليات العزل المائى والخرسانى فى قطاع الانشائات  وكا وقود بطيئ الاشتعال  فى الافران او بعض الاستخدامات الاخرى .


البترول عموما هو ناتج للتغيرات البيولوجية والجيولوجية للارض والبحاروالمحيطات من ملايين السنين  ونتج عنها البترول والفحم الحجرى والاملاح  والزيوت والمنجنيز والفوسفات والمواد المعدنية الاخرى فى طبقات الارض المتعددة وتكون فى شكل سوائل او مواد صلبة متراكمة .


Definition of oil. (Petroleum)


 Petroleum is known as fossil fuels such as natural gas and coal, and they are materials formed from the accumulations and interactions of the remains of organisms that were buried under the earth’s layers and the depths of the seas and oceans millions of years ago, such as bacteria, animals, plants, and marine organisms due to the thermal pressure of the layers of the earth and the depths of the seas, and their transformation into accumulated carbon materials, which resulted in raw materials such as Oil, gas, coal, phosphate, manganese, and many other liquid and solid materials, the most important of which is petroleum, from which many materials used in all industrial fields are currently extracted. refining process:


 The petroleum refining process takes place in the refining stations scattered in some oil-producing countries, and it is either exported or used in production industries. Petroleum products vary after the refining process, and they are many products of industrial importance. Which


 1- Butane gas. It is a colorless hydrocarbon and easy to liquefy because it is lighter in density. It is a flammable gas. It is used in many industries, heating in cold countries, light weight stoves, and cooling systems in production factories. It is a gas that is easy to volatilize and interact with the air and causes many health damages as a result of inhalation. Therefore, caution should be used in its use.


2- Fuel oil, which consists of the residues of distillation during the refining process, and is used in steam generators in power stations, some industrial facilities, some ships that operate on thermal energy, and other uses. The fuel oil is mixed with the remnants of other petroleum materials to increase the viscosity and use it in some engines and because it is less capable of direct ignition, such as kerosene, gasoline and gas.


 3- Diesel: It is one of the heavy fuels with slow ignition and consists of hydrocarbons. It results from the distillation of crude oil. It is of medium density, viscosity and sulfur content in diesel. It does not require a higher amount of refining, as it is produced from oil residues and is used as fuel for large engines that operate in diesel engines. Heavy equipment and machinery, ships, furnaces and some other industries.


 4- Liquefied natural gas (methane). It is refined and liquefied in order to facilitate transportation, packaging and storage, and it is less dense at a rate of approximately 600 less than natural gas, which is liquefied by cooling tanks of natural gas below a degree of approximately 160 to 260 degrees Celsius and stored in lined tanks to isolate from heat and so that it can be used or converted to the density of natural gas In the case of reducing the temperature, it returns to its natural gaseous state, and liquefied gas is used in many industries and as a fuel for some engines and others.


5- Propane gas: It is a colorless hydrocarbon component, a mixture of carbon and hydrogen (C3H8) and easily liquefied, and it is from the paraffin group, which is ethane. Methane is extracted from natural gas through the process of separation and filtration and produces large quantities of it due to the ease of separation from gas, crude oil and other gases during the refining process. It is used in multiple industries.


 6- Naphtha: It is a liquid hydrocarbon component that is less dense, rapidly volatile in the air and flammable, and is used in the process of dissolving and reducing the viscosity of some materials for use.


 7- Paraffin wax: It is a colorless component that tends to transparent white, and it is one of the solid components resulting from solid hydrocarbons, which range from 100 to 150 degrees Celsius and is extracted from removing paraffin wax mixed with lubricating oils and used in the manufacture of insulating materials. paper. candles, some perfume industries, some pharmaceutical industries, and others.


 8- Microcrystalline wax: It is both plastic materials resulting from petroleum refining and extraction of other elements. It produces microcrystalline wax, and it is used in the manufacture of paper, paints, lining operations (paste), adhesives, and others.


9-Gasoline: (Gasoline) is a component of light, volatile and flammable liquid hydrocarbons. It is used as a basic fuel for car engines and as an insulator for oils, fats and dyes. It is one of the most widely used types of fuel due to its rapid reaction in the internal combustion process of engines, and it interacts with air and thermal pressure.


 10- Kerosene: It is the most productive from the process of separating the other components from each other that make up petroleum in general, and it is used in engines, some factories, heating, farms, and others.


 11- Liquefied petroleum gas, which is a product of some propane mixed materials. Propane butane and butane is a liquid hydrocarbon of light density and fast volatility and is used in additive industries with ethylene and ethane in the formulations of the material in industry.


12- Napalm: It is a mixture made of carbon materials with aluminum salt and cumulative acids with other organic acids that depend on the interaction of molecules. It is used to increase the density of gasoline to be used as a propellant in fire pumps that are used in the fusion of some metals and in incendiary bombs. And others.


 13- Petroleum jelly (Vaseline): It is a semi-solid gelatinous substance that tends to white in color and is used in the pharmaceutical industries as a protective material against some diseases and other uses.


 14- Gasoline (bitumen): It is a well-known material used in paving roads by mixing it with small rocky pebbles that resist the degrees of subsidence.


 15- Bitumen: It is a substance of high density, viscosity, and freezing at a cold temperature. It consists of refining process residues. It is used in water and concrete insulation processes in the construction sector, and as a slow-burning fuel in furnaces or some other uses.


Petroleum in general is the result of the biological and geological changes of the land, seas and oceans of millions of years, resulting in petroleum, coal, salts, oils, manganese, phosphates and other mineral materials in the various layers of the earth and they are in the form of liquids or accumulated solids.




ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

تعريف الطاقة النووية ( الطاقة الذرية ) Definition of Nuclear Energy (Atomic Energy)

 الطاقة النووية هى احدى مصادر الطاقة الهامة  وتشتمل على عدة انواع واستخدمات   منها ١، طاقة توليد الكهرباء . ٢، الطاقه الحرارية  وترتكز على ع...