كتاب آلات هيدروليكية

نبذة عن كتاب كتاب آلات هيدروليكية

يتفَّق هذا الكتاب لغوياً مع القاموس الهندسي الموَّحد السوداني، ويُعد الكتاب مرجعاً في مجاله حيث يمكن أن يستفيد منه الطالب والمهندس والباحث ويعتبر الكتاب مقتبساً من مذكرات مؤلفه في تدريسه لهذا المقرر لفترة لا تقل عن عشرون عاماً.
يهدف هذا الكتاب لتأكيد أهمية استخدام المضخات في عمليات الري، نقل البترول الخام وفي العديد من المنشآت الهندسية. كما يُهدف هذا الكتاب لتأكيد أهمية استخدام التوربينات لتوليد قدرة ميكانيكية يُستفاد منها في توليد قدرة كهربائية أو تشغيل منظومة مضخَّات أو غيرها من التطبيقات الهندسية.
يشتمل هذا الكتاب على خمسة عشر فصلاً. يستعرض الفصل الأول تعريفات أساسية لآلات الإزاحة الموجبة والآلات الديناميكية الدَّوارة، أنواع الآلات الهيدروليكية، مميزِّات أو محدَّدات الآلات الديناميكية الدّوارة على آلات الإزاحة الموجبة الترددية.
يتطرق الفصل الثاني للمضخات الترددية من حيث أنواعها وآلية تشغيلها، معامل تصريفها، مخططها البياني النظري بالأخذ في الاعتبار تأثير التسارع والاحتكاك، بالإضافة لتأثير استخدام أوعية الهواء في أداء المضخات. في نهاية هذا الفصل هنالك العديد من المسائل الإضافية في المضخات الترددية.
يتناول الفصل الثالث مضخات الطرد المركزي أو مضخات السريان نصف القطري. حيث يتضمن هذا الفصل التحليل النظري للمضخة للوصول إلى الشغل المبذول لكل وحدة وزن وعزم التدوير، السرعة المطلوبة لبداية الضخ، الكفاءات الهيدروليكية والميكانيكية والإجمالية، فقودات العجلة والغلاف الحلزوني والناشرة، السرعة النوعية ورقم النوع بالإضافة لأداء المضخَّة بتضمين خط المواسير. في نهاية هذا الفصل هنالك مجموعة معتبرة من المسائل في مضخات الطرد المركزي.
يتناول الفصل الرابع مضخات أو مروحيات السريان المحوري من وجهة نظر التحليل النظري واشتقاق المعادلات مشفوعاً ببعض الأمثلة المحلولة. في نهاية هذا الفصل هنالك العديد من المسائل التي باكتمال حلها يكتمل فهم وهضم هذا الفصل بصورة جيِّدة.
يناقش الفصل الخامس أداء مضخات الطرد المركزي من حيث تأثير التكهف على أداء المضخة، أنواع ريش عجلات مضخات الطرد المركزي، تهيئة وتحضير المضخَّة، خواصها بالإضافة لمنظومة المضخة كاملة بمواسير سحبها وتصريفها. يشتمل هذا الفصل أيضاً على العديد من الأمثلة المتنوعة والمسائل التي يُرجى حلها بواسطة القارئ.
يستعرض الفصل السادس تصنيف عام للآلات الهايدروليكية من حيث كونها ماكينات إزاحة موجبة أو ماكينات ديناميكية دوَّارة وفي نهاية الفصل هنالك تعريف مبسَّط للكفاءات الهايدروليكية، الإجمالية والميكانيكية.
أمَّا الفصل السابع فيشتمل على طيف واسع من الأمثلة المحلولة في التوربينة الدفعية أو توربينة عجلة بلتون وذلك حتى يتمكن الطالب من فهم وهضم المادة بسهولة ويسر، حيث تتضمَّن هذه الأمثلة كيفية إشتقاق المعادلات للوصول إلى الحلول النهائية للمسائل وتحديد بعض المتغيرات مثل قدرة خرج ودخل التوربينة، الكفاءة الهايدروليكية للماكينة، معدَّل السريان الحجمي، أقطار الأنفاث، قطر العجلة، السرعة النوعية البعدية واللابعدية للتوربين وعدد الماكينات التي يجب إستخدامها في المحطة.
يتناول الفصل الثامن طيف واسع من المسائل غير المحلولة في توربينة عجلة بلتون، وهي عبارة عن تدريبات للطلاب في حل المسائل بصورة منطقية ومرتَّبة إعتماداً على معطيات المسألة ومطلوباتها وإستناداً على الحلول النموذجية للأمثلة المعطاة في الفصل السابع من هذا الكتاب.
يشتمل الفصل التاسع على مدخل ودراسة نظرية للتوربينات الرد فعلية أو توربينة فرانسيس حيث يحتوي هذا الفصل على تعريفات أساسية لأجزاء توربين فرانسيس، إشتقاق المعادلات للوصول إلى حلول لقدرة خرج التوربين، الكفاءة الهايدروليكية، الكفاءة الإجمالية وغيرها بالإضافة لتأكيد أهمية استخدام أنابيب السحب في التوربينات.
أما الفصل العاشر فيشتمل على طيف واسع من الأمثلة المحلولة في توربينة السريان نصف القطري أو توربينة فرانسيس. يتم من خلال هذه الأمثلة تحديد سرعة دوران التوربين وقدرة خرج العمود وحساب زوايا الريشة عند مدخل ومخرج العجلة، تحديد سرعات وإتجاهات الماء الداخل إلى عجلة التوربين والخارج منها، توضيح أهمية أنبوب السحب، تحديد القدرة القصوى المتاحة من التوربينات وعددها، إشتقاق السرعة النوعية ووحدة القدرة ووحدة السرعة وحسابها، وأيضاً تحديد السرعة النوعية اللابعدية أو رقم النوع وكيفية حسابها.
يتناول الفصل الحادي عشر مجموعة كبيرة من المسائل غير المحلولة في التوربينات الرد فعلية، أو توربينة الضغط أو توربينة فرانسيس وهي عبارة عن تدريبات وتمارين للطلاب لتنمية وتطوير قدراتهم على حل مثل هذه المسائل التي تشبه إلى حدٍ كبير تلك الموجودة في الحياة العملية.
يستعرض الفصل الثاني عشر مدخل ودراسة نظرية للتوربين الدفَّاع وتوربين كابلان بإستخدام نظرية مُعدِّل عزم كمية الحركة.
أما الفصل الثالث عشر فيشتمل على أمثلة محلولة في التوربين الدفَّاع وتوربين كابلان بإستخدام نظرية كمية الحركة أو الزخم (momentum theorem) وذلك حتى يتمكن الطالب من إستيعاب مادة الكتاب بسهولة ويسر، حيث تتضمَّن هذه الأمثلة كيفية إشتقاق المعادلات للوصول إلى الحلول النهائية للمسائل وتحديد بعض المتغيرات مثل قدرة خرج ودخل التوربين، الكفاءة الهايدروليكية، زوايا الريشة للمدخل والمخرج عند الطرف وعند الصرة وعند متوسط نصف القطر، سرعة الدوران، مُعدِّل التصريف خلال التوربين، السرعة النوعية البعدية واللابعدية، قطر العجلة، صافي السمت المتاح للتوربين، كفاءة أنبوب السحب، نسبة السرعة ونسبة السريان وغيرها.
يتناول الفصل الرابع عشر مجموعة معتبرة من المسائل غير المحلولة في التوربين الدفَّاع وتوربين كابلان، وهي عبارة عن تدريبات للطلاب في حل المسائل بصورة منطقية ومرتَّبة إعتماداً على معطيات المسألة ومطلوباتها وإستناداً على الحلول النموذجية للأمثلة المعطاة في الفصل الثاني من هذا الكتاب.
أما الفصل الخامس عشر والأخير من هذا الكتاب فيشتمل على مدخل ودراسة نظرية للتوربين الدفَّاع وتوربين كابلان بإستخدام نظرية الجسيمَّات أو الجنيَّحات الهوائية. في نهاية هذا الفصل هنالك بعض الأمثلة والمسائل التي يُرجى متابعتها.
إنَّ الكاتب يأمل أن يُساهم هذا الجهد المتواضع في إثراء المكتبة الجامعية داخل السودان وخارجه في هذا المجال من المعرفة ويأمل من القارئ بضرورة إرسال تغذية راجعة إن كانت هنالك ثمة أخطاء حتى يستطيع الكاتب تصويبها في الطبعة التالية للكتاب.