قصة اختراع الاله البخاريه كاملة
يمكنكم اخوانى و اخواتى المعلمين و المعلمات ان تقصوا على طلابكم باختصار او بقليل من التفصيل هذي القصة فقد قصتها علينا معلمتنا و انا طالبه فالابتدائى و ما زلت اقدر جهود العماء و اتذكر تلك القصة الى الان
مع التحية
تطور الاله البخارية
مقدمه :-
منذ نهاية القرن الثامن عشر كان التقدم و التطور فالعلوم الطبيعية مصحوبا بتقدم سريع فالتكنولوجيا.
ويمكن تتبع العلاقه المتبادله بين تطور العلوم الطبيعية و التكنولوجيا على مدي تاريخ العصر الحديث كله.ففى النصف الثاني من القرن الثامن عشر و النصف الاول من القرن التاسع عشر ظهرت و تطورت الالات البخاريه و ظهر من الفيزياء علم جديد هو الديناميكا الحرارية.
وبسبب الاستعمال الواسع للالات البخاريه فو سائل النقل سميت هذي الفتره الزمنيه ب (( عصر البخار )) و فنهاية القرن التاسع عشر و بداية القرن العشرين ظهرت و تطورت الالات الكهربائيه و اخترع الكثير و الكثير من الاختراعات المدهشه و برز من الفيزياء علوم الفيزياء الكهربيه و كان الاستعمال الواسع للطاقة الكهربائيه سببا فتسميه هذي الفتره الزمنيه ب (( عصر الكهرباء )) و فالنصف الثاني من القرن العشرين استعملت الطاقة الذريه فالاغراض السلميه و بدا (( عصر الذره )) و فمطلع الستينات بدا غزو الفضاء و اعتبر النصف الثاني من القرن العشرين (( عصر الفضاء )) و الان و مع الطور المذهل فو سائل الاتصال و تبادل المعلومات ممكن اعتبار العصر الحالى (( عصر المعلوماتيه )) و لذا يتضح لنا مدي الدور الذي تلعبة الفيزياء فجميع المجالات.
وسبحان الله الذي علمنا ما لم نكن نعلمة و الحمد لله الذي فتح علينا بهذا العلم .
الاله البخارية
حداد ما هر المانى عام 1630م و طفل المانى يصبح اتجاة العالم الى الاله البخاريه على يديهما!!!
شيء لا يصدق و لكنها الحقيقة .
.
و القصة بكاملها هي : صنع الحداد فعام 1630م ابريقا رائعا له غطاء محكم لا يدخل من خلالة اي بعوضه او نمله و اكثر من صنع هذي الاباريق.
اشترت ام الطفل الالمانيه ذلك الابريق و جميع صباح تطبخ الشاى و الحليب به بعدها ان بخار الماء صار يدفع غطاء الابريق الى الاعلي فاذا ابعد عن النار هبط الغطاء،
واذا اقترب من النار ارتفع من جديد.
الطفل الصغير كان يفكر جميع يوم و هو ذاهب الى المدرسة بهذا البخار و الغطاء و الحركة و كبرت الفكرة لديه،
ولما صار شابا عزم على تجربه طرق الحديد و النحاس لصنع مراوح تدور بالبخار،
لقد نجح فصنع اول اله بخاريه قادره على سحب دلاء الماء من الانهار .
.
جاءكبيرة التجار الية طالبين منه صنع الات بخاريه و كان الشاب يسالهم: كم حصانا تستعملة لسحب الماء؟
ثم يصنع الاله بقدر الاحصنه و من هنا انبعثت فكرة (حصان بخارى ميكانيكي) .
.
وينجح (جول) و هو صديق لذاك الشاب فصنع الات بخاريه اخرى.
فمن يصدق ان حدادا و طفلا يغيران مجري تاريخ البشرية،
فمن الاله البخاريه صنعت الات النسيج 1720م و المراكب البخاريه 1750 و القطارات 1807م و المولدات التي تدير و تنتج الكهرباء 1880م.
حقا المهاره تؤدى الى مهاره و الابداع يولد ابداعا احدث .
.
فمهاره الحداد و لدت مهاره صنع الالات البخارية.
المحرك البخاري
المحرك البخارى اله تعمل بطاقة تمدد البخار.
ويستخدم البخار فدفع المكابس التي تدير عجلات القاطرات القوية،
او ممكن استخدامة فتدوير توربينات ضخمه تحرك مولدات كهربائية،
وعابرات محيطات عملاقة.
وتدار بالبخار كذلك المضخات الكبيرة،
ومعدات الحفر و نوعيات ثانية كثيرة من الالات القوية.
كان ابتكار المحرك البخارى فالقرن الثامن عشر ربما مكن من ظهور الصناعه الحديثة.
وحتي هذا الوقت كان الناس يعتمدون على قوه عضلاتهم او قوه الحيوان او قوه الرياح او قوه المياه.
ولكن محركا بخاريا واحدا يمكنة ان يقوم بعمل مئات الخيول.
ويستطيع المحرك ان يمد جميع الالات فمصنع ما بالقدره اللازمة.
وتستطيع القوه البخاريه ان تجر قطار شحن محملا بالبضائع الثقيلة،
مسافات طويله اثناء يوم واحد.
وقد و فرت البواخر البخاريه و سيله انتقال امنه و سريعة.
كيف تعمل محركات البخار
كيف يعمل المحرك البخارى البخار يشغل الاله بالدفع اولا على احد اوجة المكبس بعدها على الوجة الاخر.
ويوجة صمام منزلق البخار من و جة الى اخر.
وفى الشكل (الي اليسار) يدخل البخار من الجانب الايسر للاسطوانه و يدفع المكبس الى اليمين.
وحالما يتحرك المكبس يدير ذراعة الحذافه مقدار نص دورة.
وحين يصل المكبس للناحيه اليمني من الاسطوانه (فى الشكل اعلاه) يتحرك الصمام البيتق و يدفع البخار ليسرى خلف المكبس مره اخرى.
يوجة البخار المكبس على التحرك الى الجهه اليسرى.
وعندئذ يجذب ذراع المكبس الحذافه لتكمل دوره واحدة،
ويخرج البخار فالناحيه اليسري من الاسطوانه عبر مخرج العادم.
لا ينتج المحرك البخارى القدرة،
ولكنة يستعمل البخار لتحويل طاقة الحراره الناشئه عن احتراق الوقود الى حركة دورانيه او حركة الى الامام و الخلف،
لاداء شغل معين.
ولكل اله بخاريه فرن يحرق به الفحم الحجرى او الزيت او الخشب او اي و قود احدث لانتاج طاقة حرارية.
وفى محطات القدره الذريه يحل المفاعل محل الفرن،
وتنشا الحراره من انشطار الذرات.
انظر: المفاعل النووي.
ولكل اله بخاريه مرجل (غلاية) تتم داخلة احالة الماء الى بخار.
ويتمدد البخار او ياخذ حجما اكبر من حجم الماء عده مرات.
ويمكن استعمال طاقة التمدد هذي بطريقتين: 1- لدفع مكبس الى الامام و الخلف 2- لادارة توربين.
المحركات البخاريه المكبسية.
لها مكابس تتحرك للامام و للخلف فاسطوانات.
وهنالك انظمه عديده من الصمامات تسمح بدخول البخار الى الاسطوانة،
ودفع المكبس اولا فاتجاة بعدها فالاتجاة الاخر قبل تصريف البخار الى العادم.
وعاده ما تسمي هذي المحركات بالمحركات الترددية،
بسبب حركة مكابسها جيئه و ذهابا.
وتتطلب المطارق البخاريه التي تستعمل فدفع خوازيق الارض او فطرق المعادن كهذا النوع من الحركةبيد ان القاطره تتطلب حركة دورانيه لادارة عجلاتها.
ويتم الحصول على هذي الحركة بتوصيل المكابس الى عمود مرفقي.
وفي بعض المحركات البخاريه التردديه و تسمي المحركات المركبه ينساب البخار اثناء اربع اسطوانات و يقوم بتشغيل اربعه مكابس.
التوربينات البخارية.
تنتج التوربينات البخاريه حركة دورانية.
ولتوربين البخار عده مجموعات من العجلات ذات الريش المركبه على عمود طويل.
ويدخل البخار من ناحية،
فيدير العجلات ذات الريش خلال اندفاعة عليها.
وتستخدم التوربينات البخاريه فادارة المولدات الكهربائيه و رفاسات البواخر
المحركات البخاريه الاولى.
اعتمدت على قدره تكثف البخار الى سائل لا على قدرتة على التمدد.
فعندما يتكثف البخار الى سائل فان الاخير ياخذ حيزا اقل مما يحتاجة البخار.
ولو ان عملية التكثف هذي ربما حدثت فقاروره محكمه او اناء فانه ينتج تفريغا جزئيا او عملية شفط،
وكلاهما ينتج شغلا مفيدا.
وفى عام 1698م ابتكر الانجليزي توماس سافرى (1650 – 1715م) اول محرك بخارى عملي،
وكان له مضخه لسحب الماء من المناجم.
ولم تحتو مضخه سافرى على اجزاء متحركة،
الا صمامات تعمل باليد.
وعندما تدار الصمامات فانها تسمح للبخار بالدخول الى الاناء المحكم.
وكان يصب ماء بارد على جدران الاناء حتي يبرد؛
ومن بعدها يتكثف البخار.
عندئذ يفتح صمام حتي يتم شفط الماء اعلي الانبوبه بفعل تفريغ الهواء فالاناء.
وفى عام 1712م اخترع الحداد البريطاني توماس نيوكومن (1663 – 1729م) محركا بخاريا.
وكان لمحرك نيوكومن دعامة افقيه كبار متزنه فالوسط كالارجوحة.
وتعلق مكبس داخل اسطوانه من احدي نهايتى الدعامة.
وعندما يسمح للبخار بالاندفاع الى الاسطوانة،
فان البخار كان يدفع المكبس الى اعلي خافضا النهاية الثانية للدعامة.
عندئذ يرش رذاذ الماء البارد داخل الاسطوانه فيتكثف البخار و يسحب التفريغ المكبس الى اسفل مره اخرى،
وبذلك ترتفع النهاية الثانية للدعامة و التي ربطت بمكبس المضخه داخل البئر.
محرك و اط.
عندما بدا المهندس الاسكتلندى جيمس و اط (1736 – 1819) تجاربة عام 1763م كان محرك نيوكومن البخارى ذائع الانتشار.
وكان هذا حافزا لجيمس و اط على التفكير لانة كان يستهلك كميات هائله من البخار،
وكميات ثانية كبار من الوقود.
وقد راي و اط ان التسخين و التبريد المترددين اضاعا حراره زائدة.
عندئذ اخترع و اط محركا بخاريا بمكثف و اسطوانه منفصلين،
وبذا تظل الاسطوانه ساخنه على الدوام.
ووفر ذلك النظام ثلاثه ارباع تكلفه الوقود،
وذلك لفقدان كميه قليلة من البخار اثناء تكثفة بدخولة الاسطوانه الباردة.
سجل و اط اول براءه لاختراع المحرك البخارى فعام 1769م،
واستمر بعد هذا فاجراء تحسينات على الته.
ولعل من اروع التحسينات التي ادخلها استعمال مبدا الفعل المزدوج.
وفى المحركات التي تبني على ذلك المبدا فان البخار يستعمل اولا على ناحيه من المكبس بعدها على الناحيه الاخرى.
وتعلم و اط كذلك ان يغلق طريق البخار عندما تمتلئ الاسطوانه جزئيا،
وادي هذا الى تمدد البخار الموجود اصلا فالاسطوانه لتكمله مهمه المكبس.
ويعتقد كثير من الناس خطا ان و اط اخترع المحرك البخاري،
ولكنة قام فقط بادخال تحسينات على التصميمات السابقة التي ابتكرها نيوكومن و خفض تكلفه استعمال محركات البخار المكثفة،
وبذلك صار ممكنا استعمال هذي المحركات فاعمال ثانية غير الضخ.
المحركات البخاريه الحديثة.
كانت اهم التحسينات فالسنوات التي تلت نيوكومن و واط تطوير محركات قادره على استعمال بخار ذى ضغط عال.
وحتي هذا الوقت لم يختبر و اط محركة عند ضغط عال خوفا من الانفجار.
فلم يزد الضغط فمحركاتة عن الضغط الجوى او ما يوازي 100 كيلو باسكال.
- آلة وات
- تطور آلة البخارية
