جامعة الخرطوم كلية الهندسة قسم الهندسة الميكانيكية تصميم وتصنيع نموذج لمضخة رياحية أفقية المحور إعداد : الشيماء حميدة مبارك صفوة صالح عوض عمر بحث مقدم كمتطلب جزئ لنيل درجة بكالوريوس الشرف في الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة الخرطوم إشراف بروفيسور: محمد هاشم صديق أغسطس 2015
التجريد. هذه الدراسة تتناول تصميم وتصنيع نموذج لمضخة تعمل بطاقة الرياح أستخدم النفق الهوائي كمصدر رئيسي إلمداد النموذج بالهواء لسرعات مختلفة.للحصول على النموذج تم إستخدام حقنة بيطرية لتكون مضخة ترددية وتوصيلها مع بقية أجزاء المنظومة. أجريت التجارب وتم الحصول على قراءات لمعدل التصريف عند السرعات المختلفة. 2
Abstract This project deals with designing and manufacturing of a model of pump which works by wind energy. We used the wind tunnel as a source of wind to provide air for the model with different speeds. To get the model we used Veterinary syringe as a reciprocating pump and connected it with the rest of parts. Experiments were conducted to get discharge rate readings at different speeds. 3
قائمة المحتويات. 1 مقدمة defined... Error! Bookmark not 1.1 أهميةالمياه 8.... الطاقة... defined Error! Bookmark not 2 2.1 مقدمة 10... الطاقة...11 2.1 المتجددة الطاقة الطاقة الشمسية... 11 المائية... 12 2.1.1 2.1.2 الكتلة 2.1.3 طاقة الحيوية...12 الطاقة طاقة الجوفية... 12 الرياح...12 2.1.4 2.1.5. إستخدامات طاقة الرياح... defined Error! Bookmark not 3 التوربينات 3.1 الرياحية 19... التوربينات أفقية المحور... 19 3.1.1 21... 3.1.2 التوربينات رأسية المحور المضخات...23 3.1 الرياحية تعريف...23 3.2.1 المضخة تطورالمضخات الرياحية...23 3.2.2 المضخات في الرياحية السودان...25 3.3.3. تصميم وتصنيع النموذج... defined Error! Bookmark not 4 4.1 الهدف... 28 وصف 4.2 المنظومة... 28 4.3 أجزاءالمنظومة 29... 4.3.1 توربين الهواء... 29 4
4.3.2 القرص الحداف... 29 4.3.3 ذراع التوصيل... 30 4.3.4 المضخ ة...31 4.3.5 قاعدة المنظومة... 32 4.3.6 الصمامات...32.5 االختبارات والنتائج defined... Error! Bookmark not 5.1 طرق وأجهزة القياس... 34 5.1.1 سرعة الرياح...34 5.1.2 معد ل التصريف... 35 5.1.3 السرعة الدورانية للعمود... 36 5.2 طريقة عمل المنظومة...37 5.3 القراءات... 38 5.4 النتائج... 39 6. الخالصة والتوصيات...45 6.1 الخالصة 45... 6.2 التوصيات 47... المراجع... 47 ملحق الصور... 48 5
قائمة االشكال : الشكل) 2.1 ( النسب المئوية إل ستهالك مصادر الطاقة... 10 الشكل )2.2( توزيع الرياح في العالم...13 الشكل )2.3( توزيع الرياح في السودان...14 الشكل )3.1( توربين أفقي المحور...19 الشكل )3.2( توربين ريحي رأسي المحور من نوع داريوس... 20 الشكل )3.3( توربين ريحي رأسي المحور من نوع سافنيوس... 21 23... الشكل )3.4( مضخة رياحية... الشكل )3.5( مضخة رياحية في منطقة سوبا...24 29 الشكل )4.1( القرص الحداف... الشكل )4.2( ذراع التوصيل...30 33 الشكل )5.1( المقياس ذو المروحة... الشكل )5.2( جهاز التاكوميتر... 35 قائمة المخططات : مخطط )5.1( تغي ر معدل التصريف مع طول الشوط عند سرعة ثابتة 6
)18 متر\ثانية(.... 39 مخطط ) 5.2 (و )5.3( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند الشوط ) 50 ملم( 40 مخطط ) 5.4 (و) 5.5 ( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند الشوط )65 ملم(.. 41 مخطط ) 5.6 (و) 5.7 ( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند الشوط )80 ملم(... 42 مخطط )5.8( تغير معدل التصريف مع سرعات الهواء )18 20, 19, متر\ثانية(... 43 7
الباب االول مقدمة 1.1 أهمية المياه : شك لت المياه في مسيرة اإلنسانية عامال مهما في ظهور الحضارات وتقد مها لما يشك له الماء من حالة استقطاب لألفراد وللجماعات م هدت 8
إلقامة المجتمع وإرساء أسسه وإيجاد اللبنة األولى لقيامه من خالل إقامة التجم عات السكانية بالقرب من الموارد المائي ة الطبيعية ولم تتوقف حاجة اإلنسان للمياه عند حدود اإلستخدام الشخصي بما يمثله من حجر الزاوية مع الهواء في بقاء الحياة وال عند أهمية االستقطاب والتجم ع بل تعد ته لتشمل كل مجاالت الحياة في النقل والزراعة والصناعة وتربية الحيوانات وغيرها وبقدر ما تشكله المياه من نقاط التقاء وتواصل بين المجتمعات والحضارات كانت هناك أيضا حواجز طبيعية حافظت على بناء الحضارة لمجتمعات عديدة من تأثير العوامل إن المياه تغطي أكثر من ثالثة أرباع الكرة األرضية إال أن الصالح منها لالستخدام يبقى ضئيال مع الحاجة إليه وألن المياه غير موزعة على حسب الحاجات فقد برزت أزمات ومشاكل عديدة في هذا الجانب وفي معظم أنحاء العالم ومنها الدول العربية. إن معظم الدول العربية ستعاني - مستقبال - من أزمة حادة في المياه وهذه هي الصورة الحقيقية التي تستدعي دعم كفاية الموارد المائية في تلبية متطلبات الموازنة مع عددالسكان اآلخذ باإلزدياد. [1] 9
الباب الثاني الطاقة 2.1 مقدمة: الطاقة هي احد المقومات الرئيسية للمجتمعات المتحضرة وتحتاج اليها كافة قطاعات المجتمع باالضافة للحاجة الماسة في تسير الحياة اليومية, يمكن تعريف الطاقة على بأنها قابلية انجاز تأثير ملموس )شغل( ويمكن تصنيفها إلى طاقات متجددة واخرى غير متجددة [2]. 10
نفط %33 فحم %22 غاز %18.8 طاقة حيوية %13.8 طاقة مائية %5.9 طاقة نووية %5.9 الشكل )2.1( النسب المئوية إلستهالك مصادر الطاقة 2.2 الطاقة : المتجددة نعني بها تلك الطاقة المولدة من الموارد الطبيعة وهي عديدة منها : 2.2.1 الطاقة الشمسية: 11
تستخدم في التسخين وفي االالت وتحويل ضوء الشمس الى طاقة كهربائية بواسطة الخاليا الشمسية 2.2.2 الطاقة المائية: تستخدم في توليد الكهرباء, يبلغ انتاجها من الطاقة خمس أضعاف األنتاج العالمي الكلي من الطاقة الكهربائية, تنتج طاقة كهربائية بكفاءة تصل إلى %90. 2.2.3 طاقة الكتلة الحيوية: تشمل كل انواع المواد المشتقة من النباتات التي يمكن استخدامها ألنتاج الطاقة مثل الخشب, النباتات, العشبية, المحاصيل. 2.2.4 الطاقة الجوفية: تعتبر األرض خزانا ضخما للحرارة وتقوم المياه الجوفية بنقل هذة الحرارة الى سطح األرض على شكل ينابيع ساخنة يتصاعد منها الماء الساخن أو البخار, يمكن األستفادة من هذه الحرارة للتسخين أو توليد الطاقة الكهربائية.[1] 2.2.5 طاقة الرياح: هي طاقة مستخرجة من الرياح بإستخدام توربينات الرياح إلنتاج الطاقة الكهربائية, و طواحين الهواء من أجل الطاقة الميكانيكية, و مضخات الرياح لضخ المياه, أو لدفع أشرعة السفن. بدأ االنسان منذ حوالى 2000 عام فى تسخير طاقة الرياح لمصلحته فتم إنشاء أول توربين ريحى فى فارس لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية. بعد ذلك تطور إستغالل طاقة الرياح فكانت ظهور طواحين الهواء لتوليد الطاقة الكهربائية من المراحل المتقدمة التى وصلتها 12
تعد طاقة الرياح بديل للوقود األحفوري فهي تتمتع بالكثير من المميزات التي تؤهلها ألن تكون مصدرا مثاليا للطاقة, حيث أنها متجددة ال تنضب و توجد على نطاق واسع, بجانب أنها طاقة نظيفة ال تخلف أي غازات ضارة أو نفايات خطيرة تلوث البيئة و تهدم التوازن األيكولوجي لألرض, وقد سخرها اإلنسان لخدمته منذ القدم.[3] 2.2.5.1 مصدر الرياح : المصدر األساسي لطاقة الرياح هى الشمس فحينما تسقط أشعة الشمس على االرض ترتفع درجات حرارة الهواء المجاورة لهذا السطح فتقل كثافتها وترتفع إلى أعلى فيتحرك الهواء ذو درجة الحرارة األقل )ذو الكثافة األعلى ) نحو هذة المنطقة ونتيجة لهذه الحركة تتولد الرياح. أي موقع على سطح االرض به رياح لكن تختلف في كمياتها.[3] 13
الشكل )2.2( توزيع الرياح في العالم 14
الشكل )2.3( توزيع الرياح في السودان 15
2.2.5.2 خصائص الرياح : القدرة الموجودة في الرياح تتناسب طرديا مع : المساحة المعرضة للرياح مكعب سرعة الرياح كثافة الهواء - - - القدرة المتاحة من الرياح: عبارة عن حاصل ضرب معدل السريان الكتلي في الطاقة الحركية للرياح. P available = 1 ρ. A. v3... معادلة )1(... 2 حيث: كثافة الهواء )كجم\متر 3 (. مساحة مقطع الريشة )متر 2 (. ρ A v سرعة الهواء )متر\ثانية( معامل القدرة : هو عبارة عن مقدار البعدي ناتج عن قسمة القدرة الخارجة من الدوار على القدرة المنتجة من الرياح. C p = P ( ρ.a.v3 2 ) معادلة 2(...) و يستخدم هذا المعامل للمقارنة بين الدوارات المختلفة. 16
نسبة السرعة الطرفي ة : عبارة عن مقدار ال بعدي ناتج من حاصل قسمة السرعة للريشة على سرعة الرياح.[ 1 ] حيث: معادلة رقم )3 (... λ = ω.r v حيث : λ نسبة السرعة الطرفي ة. ω سرعة دوران الريشة. r نصف قطر الريشة. 17
الباب الثالث إستخدامات طاقة الرياح 18
3.1 التوربينات الرياحية : التوربينات الرياحية هى التوربينات التى تستعمل فى تحويل طاقة الحركة الموجودة فى الرياح إلى طاقة ميكانيكية, يتكون التوربين الريحى من ريشة أو مجموعة ريش موصلة إلى عمود دو ار وسائل نقل وأجهزة تحكم وتوضع التوربينات فى الغالب على أبراج.ص نفت التوربينات على حسب محور دورانها إلى قسمين :- التوربينات 3.1.1 أفقية المحور:- هذا النوع محور الدوران فيه يوازى المستوى األ فقى لذا سميت بهذا االسم.وقد أستخدمت فى كل العالم لضخ الماء. تتكون من عدد من الريش يتراوح بين 38 ريش وهى أكثر ثباتا وأقل إهتزازا. 2 الى ريشة وبعضها لها ثالث تركب التوربينات االفقية على أبراج عالية لترفع الريش عن سطح االرض وذلك لتجن ب الدو امات و المخاطر التى تهدد األرواح عند الص يانة. توج ه التوربينات األ فقية بحيث تكون مواجهة إلتجاه حركة الرياح حتى تكون قادرة على الدوران. لهذا تزود بموجهات لتساعد على الدوران فى موازاة الرياح. 3.1.1.1 مميزات التوربينات أفقية المحور :.4 1- تبدأ الدوران بنفسها. 2- هادئة وفع الة عند سرعة رياح أقل منm/s 3- تقنيتها سهلة ومعروفة. 19
3.1.1.2 عيوب الت وربينات أفقي ة المحور: تحتاج لصندوق تروس لنقل القدرة مما يزيد من الفقد..1 2. صعوبة الص يانة. الشكل) 3.1 ( توربين أفقي المحور 20
3.1.2 الت وربينات رأسي ة المحور: محور دورانها رأسي وتوجد على ع دة أنواع وأكثرها شيوعا توربين داريوس و سافونيوس. -: مميزات 3.1.2.1 التوربينات رأسية المحور 1.ال تحتاج لموج ه لمواجهة الرياح.. سهلة الصيانة ألن المول د يرك ب على قاعدة التوربين. 2. يمكن أن ي ستفاد من القدرة مباشرة دون الحاجة إلى وسيط ناقل. 3 عيوب 3.1.2.2 التوربينات رأسية المحور :- 1. سرعة دورانها أقل من سرعة التوربين األفقي. 2. كفاءتها أقل.[4] الشكل) 3.2 ( توربين ريحي رأسي المحور من نوع داريوس-سافونيوس 21
الشكل )3.3( توربين ريحي رأسي المحور من نوع داريوس 22
3.2 المضخات الرياحية : 3.2.1 تعريف المضخة : هي نوع من االالت الهيدروليكية الي تعمل على نقل الطاقة من مصدر خارجي و تحويلها, وامداد تلك الطاقة الى طاقة داخلية في المائع لنقله من مكان الى اخر 3.2.2 تطور المضخات الرياحية : المضخات الرياحية الصغيرة عادة كانت تصنع من الخشب وتستخدم لري األراضي والرقع الزراعية, وكذلك في ضخ مياه البحر ألستخراج الملح في مناطق مثل فرنسا و اسبانيا. بعد ذلك شهدت المضخة تطورا ملحوظا فأصبحت تصنع من الحديد الصلب و انتشرت هذة التقنية بصورة واضحة في المناطق مثل جنوب أفريقيا, أستراليا حيث عملت على تطوير القرى واألرياف. بعد ظهور الوقود األحفوري )البترول( أصبحت هذة التقنيات ليست ذات جدوى مما أد ى إلى إهمال وترك المضخات الرياحية.[1] 23
الشكل )3.4( مضخة رياحية 24
3.2.3 المضخات الرياحية في السودان : دخلت المضخات الرياحية السودان أثناء االستعمار األنجليزي للبلد, وذكر أن أول مضخة تم تركيبعا في السودان كانت في الشمال في منطقة طوكر في فترة العشرينيات من القرن الماضي, وبعد ذلك انتشرت في مناطق الجزيرة, وكردفان وغيرها. تم تصنيع وتركيب المضخات في السودان قديما من مواد بدائية, وحديثا تم التصنيع في مناطق في الخرطوم )كيلو عشرة, سوبا( بمواصفات عالية. يالحظ من االستخدام الواسع لها في السودان الجدوى الفعلية للمضخة ومواكبتها لمتطلبات الرياح. [5] الشكل) 3.5 ( مضخة رياحية في منطقة سوبا 25
3.2.4 المضخة المستخدمة : لتركيب مضخة تعمل بطاقة الرياح من الضروري جعل خواص المضخة في تناسق يتماشى مع آلة الرياح, لذا كان اإلختيار األفضل و األكثر استخداما في المضخات الهوائية هو المضخات الترددية أو المكبسية. 3.2.4.1 النظري : القدرة التي أضيفت للمائع : معادلة...)4( H P w = ρ g Q حيث: Q معدل التصريف الكتلي. القدرة المطلوبة لتشغيل المضخة : معادلة...)5( ω BHP = T * حيث : T العزم الناتج من عمود الدوران. ω السرعة الزاوية لعمود الدوران. الكفاءة الكلية للمضخة : و هي عبارة عن النسبة بين القدرة الخارجة من المضخة و القدرة الداخلة إليها[ 1 ] η = P w معادلة 6(...) BHP 26
الباب الرابع تصميم وتصنيع النموذج 27
4.1 الهدف: الحصول على نموذج لمضخة من نوع اإلزاحة الموجبة تعمل على اإلستفادة من الطاقة الموجودة في الرياح)مصدر الرياح هو نفق هوائي ذو سرعات مختلفة( 4.2 وصف المنظومة : تتكون المنظومة من توربين رياحي يعمل على تحويل الطاقة الموجودة في الرياح الى حركة دورانية حيث يتصل التوربين بعمود دوران مثبت بقرص حداف ومن ثم يتم تحويل هذة الحركة الدورانية الى حركة خطية ترددية عن طريق ذراع التوصيل المتصل بالمضخة. يتحرك المكبس صعودا وهبوطا صانعا شوطي سحب وتفريغ, في شوط السحب يتحرك المكبس من النقطة الميتة السفلى الى النقطة الميتة العليا متسببا في ضغط فراغي داخل االسطوانة فيصبح الضغط في الوعاء )ضغط جوي( أعلى من الضغط في داخل األسطوانة فينفتح صمام السحب سامحا للماء باإلنسياب داخل األسطوانة في الجانب اآلخر يكون صمام التفريغ مغلقا في هذه المرحلة عندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة العليا ينتهي شوط السحب. في شوط التفريغ يتحرك المكبس هبوطا من النقطة الميتة العليا بإتجاه النقطة الميتة السفلى ضاغطا على الماء داخل االسطوانة صانعا بذلك ضغط أعلى من ضغط الوعاء )ضغط جوي( فينفتح صمام التفريغ وينغلق صمام السحب وبالتالي ينساب الماء إلى داخل األسطوانة, عندما يصل المكبس إلى النقطة الميتة السفلى يكون قد انتهى شوط التفريغ وهكذا تستمر العملية. 28
4.3 أجزاء المنظومة: 4.3.1 توربين الهواء : تم اختيار مروحة تهوية) 25 سم( مستخدمة مسبقا لتكون نموذج يحاكي توربين الهواء مثب ت بها عمود دوران تم وصله بعمود آخر لزيادة طوله مع قلوظة طرفه لتثبيت القرص الحداف. 4.3.2 القرص الحداف: تم إختيار مادة هذا القرص من التفلون وذلك لخفة وزنها وسهولة تصنيعها والتعديل عليها باالضافة لتوفرها. أستخدم هذا القرص كأداة لنقل الحركة وتحويلها من دورانية في المروحة الى خطية في المكبس. بعد إيجاد شكل أسطواني من التفلون تم خراطته لثالثة أقطار مختلفة )8, 6.5, 5 سم( ومن ثم ت م عمل ثقب بقطر )3 ملم( في كل منهم. 29
م 2 الشكل )4.1( القرص الحداف) 8,6.5,5 سم( 4.3.3 ذراع التوصيل: أستخدم ليربط بين القرص وهبوطا. والمكبس لتتم الحركة الخطية صعودا يتعرض ذراع التوصيل لقوتي الضغط والشد وبالتالي روعي في مادته مقومة تلك القوى صنع بطول) 16 سم( وسمك ( لم(. تم عمل ثقب من جهة واحدة لوضع مسمار لربطه مع القرص الحداف ومن الجهة االخرى تم لحامه مع قرص دائري ) 4 سم( 30
الشكل )4.2( ذراع التوصيل 4.3.4 المضخ ة: هي الجزء االساسي من المنظومة,إلختيار المضخة خيارات بسيطة منها : تم التفكير في أ- ضاغط مادة السيلكون : تم استبعاده لكبر حجمه مقارنة ببقية األجزاء ونسبة لقلة القدرة الداخلة )صغر مساحة الدوار( و لعدم قدرة المروحة على تحريك الضاغط لثقل وزنه. ب- حقنة بيطرية :أختيرت لتوفرها ولتناسب حجمها مع األجزاء األخرى, كما أنها ت غني عن تصنيع جزئين منفصلين هما المكبس واألسطوانة 31
4.3.5 قاعدة المنظومة: روعي في اختيار القاعدة تحملها لوزن اجزاء المنظومة وقلة التكلفة وخفة الوزن لذلك تم اختيار قاعدة من الخشب مستخدمة مسبقا تم تنظيفها وطالئها. 4.3.6 الصم امات: تم اختيار ص مام من النوع أحادي اإلتجاه)بلف رض اخ( وذلك لسماحه بمرور الماء في اتجاه واحد. تم تركيب ص مامين واحد في جانب ال سحب واآلخر في جانب التفريغ و وصل بينهما بمخ فضات وملحقات أخرى ليت م الر بط النهائي مع منظومة المضخة وتثبيتها على القاعدة. 32
الباب الخامس اإلختبارات والنتائج 33
5.1 طرق و أجهزة القياس: 5.1.1 سرعة الرياح: مقياس الرياح عبارة عن أداة تستخدم لقياس سرعة الهواء, له عد ة أنواع أستخدم منها المقياس ذو المروحة. يتم توجيه هذا المقياس في إتجاه الرياح و عند مرور الرياح على الريش تعمل على إدارتها و على إدارة العمود الموصل بها و الذي يدور في منتصف مجموعة من األسالك الكهربية حيث يتولد تيار كهربي يتم توصيله إلى دائرة إلكترونية تعطي قراءات لحظية لسرعة الرياح على الشاشة الرقمية.[ 1 ] الصورة )5.1( المقياس ذو المروحة 34
5.1.2 معد ل التصريف: تم قياس مع دل التصريف وفقا لطريقة القياس المطلقة التي يتم فيها تجميع السائل في مستودع معلوم السعة و قابل إلعادة التفريغ و بإستخدام ساعة إيقاف يمكن مراقبة و ضبط الزمن الال زم لملء المستودع أو الزمن الال زم لتغيير مستوى السائل من مستوى إبتدائيH1 إلى مستوى H2 بنهاية الفترة الزمنية, و من ثم حساب مع دل التصريف حسب العالقة : معد ل التصريف = حجم المستودع الفترة الزمنية تتميز هذه الطريقة في قياس معدل التصريف بدق ة قياسها و إعتمادية النتائج المتحصل عليها من القياس, و كذلك تتميز ببساطة و سهولة تصميم و تصنيع منظومة القياس, و لكن يعيبها أنها تأخذ وقت أكبر في القياس مقارنة مع الطرق األخرى. 35
5.1.3 السرعة الدورانية للعمود : تم قياس السرعة الدورانية باستخدام جهاز قياس سرعة الدوران )تاكوميتر( الذي يقوم بحساب عدد الدورات لك ل دقيقة, يتم تثبيت الصقة على محور الدوران و يتم توجيه شعاع الليزر على محور الدوران و عند دورانه تدور معه الالصقة و تقطع شعاع الليزر مع كل لفة و يتم عرض عدد اللفات على شاشة رقمي ة لجهاز التاكوميتر. الصورة )5.2( جهاز التاكوميتر 36
5.2 طريقة عمل المنظومة : تم تشغيل النفق الهوائي عند السرعة القصوى و حركت المنظومة بدون تحميل حتى ظهرت قراءة سرعة الهواء عند 20 متر \ الثانية, بعد ضمان ثبات سرعة الهواء تم قياس سرعة دوران المروحة بإستخدام التاكوميتر. 19 متر\ثانية(., 18 تم تكرار هذه العملية للسرعات األخرى ( تم تركيب باقي المنظومة و تم تشغيل النفق الهوائي عند السرعة القصوى, و ض بط طول الشوط على 8 سم عن طريق تركيب عجلة الحد اف بقطر )8 سم(, تم ت قراءة مع دل التصريف لهذه الحالة عند السمت )140 سم( عن طريق قياس حجم دورق مدرج بالملليترات و قياس الزمن الم ستغرق للوصول للحجم 0.5 لتر بإستخدام ساعة إيقاف. 5 سم( تم تغيير الشوط إلى) حالة كما سبق. 6.5 سم( و) و قيس معدل التصريف لكل 19 متر\ثانية(, تم تكرار كل العمليات السابقة للسرعات )18 37
5.3 القراءات : الجدول) 5.1 ( قيم معدل التصريف عند الشوط 0.05 سرعات متغيرة )18,20,19 متر\ثانية( متر و عند H (m) V (L) t (s) v (m/s) Q (L/s) 1.4 0.5 17 18 0.029412 1.4 0.5 18.8 19 0.026596 1.4 0.5 20 20 0.025 جدول )5.2( قيم معدل التصريف عند الشوط 0.065 متغيرة 18( 20, 19, متر\ثانية( متر و عند سرعات H (m) V (L) t (s) v (m/s) Q (L/s) 1.4 0.5 14 18 0.035714 1.4 0.5 14.8 19 0.033784 1.4 0.5 15 20 0.033333 38
جدول )5.3( قيم معدل التصريف عند الشوط 0.08 متغيرة 18( 20, 19, متر\ثانية( متر و عند سرعات H (m) V (L) t (s) v (m/s) Q (L/s) 1.4 0.5 17 18 0.029412 1.4 0.5 18 19 0.027778 1.4 0.5 19 20 0.026316 39
5.4 النتائج : 0.04 Q Vs. S @v = 18 m/s 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 S Vs. Q 0.01 0.005 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 مخطط )5.1( تغي ر معدل التصريف مع طول الشوط عند سرعة ثابتة )18 متر\ثانية( 40
0.03 0.029 0.028 0.027 0.026 0.025 Q Vs. v @S = 50mm 0.024 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 v Vs. Q (2) مخطط 5.2( ) Q Vs. v for S= 50mm 0.03 0.029 0.028 0.027 0.026 0.025 0.024 0.023 0.022 18 19 20 Q Vs. v مخطط 5.3( ) مخطط ) 5.2 (و )5.3( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند الشوط )50 ملم( 41
0.036 Q Vs. v @ S = 65mm 0.0355 0.035 0.0345 0.034 v Vs. Q (1) 0.0335 0.033 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 مخطط 5.4( ) Q Vs. v @S= 65 mm 0.036 0.0355 0.035 0.0345 0.034 0.0335 0.033 0.0325 0.032 18 19 20 Q Vs. v مخطط 5.5( ) مخطط ) 5.4 (و) 5.5 ( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند شوط )65 ملم( 42
Q Vs. v @S = 80mm 0.03 0.0295 0.029 0.0285 0.028 0.0275 0.027 0.0265 0.026 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 v Vs. Q (3) مخطط) 5.6 ) Q Vs. v @S = 80mm 0.03 0.029 0.028 0.027 0.026 0.025 0.024 18 19 20 v Vs. Q (3) مخطط )5.7( مخطط ) 5.6 (و) 5.7 ( تغير معدل التصريف مع سرعة الهواء عند الشوط )80 ملم( 43
مخطط )5.8 ) تغير معدل التصريف مع سرعات الهواء,20 متر\ثانية( 19, 18( 44
الباب السادس الخالصة و التوصيات 45
6.1 الخالصة : في تصميم هذا النموذج أ ست خدمت مواد بسيطة و متوفرة في األسواق المحلية و بدون تعقيدات في تكوين المضخة. ص م م النموذج و ص نع و أجريت عليه بعض اإلختبارات حيث تم الوصول عدد من النتائج و رصدت هذه النتائج في شكل جداول و مخططات. إلى من هذه النتائج تم اآلتي : الحصول على أعلى معد ل تصريف و هو 0.035714 لتر\ثانية عند سرعة 18 متر\ثانية و عند شوط 0.065 متر. التوصل ألن كلما زدنا سرعة الهواء قل التصريف أو ظ ل كما هو نسبة ألن هنالك حد أعلى للسرعة بعدها يقل معدل التصريف. - - 46
6.2 التوصيات : يمكن استخدام مكبس واحد ثنائي الفعل لزيادة معد ل السريان و استمراريته. تم تشغيل المنظومة بإستخدام مروحة تهوية صغيرة لذلك كان مع دل الس ريان ضعيفا و الكفاءة قليلة,يمكن استخدام مروحة ذات قطر أكبر لزيادة معد ل ال سريان و الكفاءة, و يمكن تصنيع ريش بزوايا توجيه متغيرة و الحصول على مخططات أداء أفضل. نسبة ألن العالم بحاجة إلستخدام الطاقات المتجددة في المستقبل - القريب- تتطلب الحاجة تطوير هذه المشاريع و اعتبارها نقطة إنطالق الستخدام الطاقات المتجددة كبديل للوقود األحفوري اآليل للزوال. 47
المراجع : [ 1 ]مصطفى صالح مصطفى أحمد عمر علي. اطروحة تصميم و تصنيع و إختبار مضخة ريحية أفقية.) 2010 (.,6 [ 2 ]منتدى العلوم الهندسية. )24 2012(. 10, تاريخ االسترداد 20 2015 من منتديات ستار تايمز: www.startimes.com\f.aspx?t=31557837 [ 3 ]شريف الدوم عبدهللا, عبد الرشيد أبوبكر عبدهللا. أطروحة إختبار أداء توربين ريحى رأسى المحور. )2002(.,7 [ 4 ]عنفة رياح. )2 2015(. 8, تاريخ االسترداد 20 ar.m.wikipedia.org/wiki /عنفة رياح 2015 من ويكيبيديا: [ 5 ]بشير مصطفى. أطروحة جدوى إستخدام الضخ الرياحي لري مزارع الجاتروفا في السودان.) 2012 (. [ 6 ]عداد الدوران. 23(.)2015,3 تاريخ االسترداد 2015,8 10 من ويكيبيديا: ar.m.wikipedia.org/wiki /عداد الدوران 48
ملحق الصور 49
50
51
52
53
54
55