|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Turbin hidro. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Turbin ialah enjin berputar dengan proses kerja berterusan dan pergerakan putaran badan kerja (rotor), menukar tenaga kinetik dan/atau tenaga dalaman bendalir kerja (wap, gas, air) kepada kerja mekanikal. Pancutan bendalir kerja bertindak pada bilah yang dipasang di sekeliling lilitan pemutar dan menggerakkannya. Ia digunakan sebagai pemacu penjana elektrik di loji kuasa terma, nuklear dan hidro, sebagai sebahagian daripada pemacu dalam pengangkutan laut, darat dan udara, serta transmisi hidrodinamik, pam hidraulik.
Dalam sejarah manusia, enjin air sentiasa memainkan peranan yang istimewa. Selama berabad-abad, pelbagai mesin air telah menjadi sumber tenaga utama dalam pengeluaran. Kemudian pembangunan enjin terma (dan kemudiannya elektrik) sangat mengecilkan skop penggunaannya. Walau bagaimanapun, di mana sahaja terdapat sumber hidro yang murah (aliran deras, air terjun atau sungai deras), enjin air boleh menjadi lebih baik daripada semua yang lain, kerana ia sangat mudah dalam reka bentuk, tidak memerlukan bahan api dan mempunyai daya yang agak tinggi. kecekapan. Selepas turbin air kecekapan yang sangat tinggi dicipta pada separuh pertama abad ke-XNUMX, kuasa hidro mengalami sejenis kelahiran semula. Dengan permulaan elektrifikasi, pembinaan stesen janakuasa hidroelektrik bermula di seluruh dunia, di mana penjana elektrik menerima pemacunya daripada turbin hidraulik berkuasa pelbagai reka bentuk. Dan hari ini, hidroturbin menyumbang sebahagian besar daripada pengeluaran elektrik dunia. Oleh itu, peranti hebat ini adalah salah satu ciptaan yang paling hebat. Turbin air dibangunkan dari roda air, dan sebelum bercakap tentang perantinya, beberapa perkataan harus dikatakan tentang roda air. Seperti yang telah dinyatakan, roda air pertama mula digunakan pada zaman dahulu. Mengikut reka bentuk, mereka dibahagikan kepada lubang bawah (atau kuah) dan lubang atas (atau pukal). Roda bawah adalah jenis enjin air yang paling mudah. Mereka tidak memerlukan pembinaan terusan atau empangan untuk diri mereka sendiri, tetapi pada masa yang sama mereka mempunyai kecekapan yang paling rendah, kerana kerja mereka berdasarkan prinsip yang agak merugikan. Prinsip ini ialah air yang mengalir di bawah roda mengenai bilah, menyebabkan ia berputar. Oleh itu, hanya daya tekanan air digunakan dalam roda menuang. Dari sudut pandangan tenaga, roda pengisian lebih rasional, di mana berat air yang jatuh juga digunakan.
Peranti roda pengisian juga sangat mudah. Satu barisan baldi dilekatkan pada rim roda atau dram yang besar. Air dari bahagian atas longkang dituangkan ke dalam senduk atas. Baldi yang berisi air menjadi lebih berat, jatuh dan menarik seluruh rim bersamanya. Roda mula berputar. Baldi seterusnya menggantikan roda penurun. Dia juga dipenuhi dengan air yang terus mengalir dan mula tenggelam. Di tempatnya datang yang ketiga, kemudian yang keempat, dan seterusnya. Apabila baldi itu sampai ke bahagian bawah rim, air mencurah keluar daripadanya. Ceteris paribus, kuasa roda menusuk atas lebih tinggi daripada roda menusuk bawah, tetapi roda ini mempunyai dimensi yang besar dan kelajuan putaran yang rendah. Di samping itu, untuk operasi yang cekap mereka, adalah perlu untuk mencipta titisan air yang ketara, iaitu, untuk membina terusan, empangan dan struktur mahal lain.
Mana-mana roda air dipasang pada aci yang berputar bersama roda, dan daripadanya putaran dihantar lebih jauh ke mesin yang ingin mereka lakukan. Pada zaman dahulu dan Zaman Pertengahan, enjin sedemikian digunakan secara meluas dalam pelbagai industri, di mana ia digunakan dalam tukul gerak, belos blower, pam, mesin tenun dan mekanisme lain. Nampaknya sepanjang sejarah kewujudan roda air berabad-abad lamanya, mekanik telah mempelajari segala-galanya tentang mereka. Dan apa yang boleh menjadi baru dalam pembinaan lama ini? Walau bagaimanapun, ternyata ia mungkin. Pada tahun 1750, Segner Hungary, yang bekerja di Universiti Göttingen, mengemukakan idea yang sama sekali baru untuk enjin air, yang, bersama-sama dengan tekanan dan berat, juga menggunakan daya tindak balas yang dicipta oleh aliran air.
Air datang dari atas ke dalam bekas yang disambungkan ke gandar, di bahagian bawahnya terdapat tiub berbentuk salib dengan hujung bengkok ke satu sisi. Air mengalir keluar melalui mereka, dan daya tindak balas yang terhasil bertindak dalam keempat-empat tiub dalam arah yang sama, menetapkan keseluruhan roda dalam putaran. Ini adalah penemuan yang sangat bijak, yang, bagaimanapun, tidak menerima apa-apa aplikasi praktikal dalam bentuk ini, tetapi membangkitkan minat paling meriah beberapa ahli matematik dan jurutera. Ahli matematik Jerman yang hebat, Euler adalah salah seorang yang pertama menjawab kebaharuan ini, menumpukan beberapa karyanya untuk mengkaji roda Segner. Pertama sekali, Euler menunjukkan kelemahan dalam reka bentuk Segner, sambil menyatakan bahawa kecekapan rendah roda adalah hasil daripada kehilangan tenaga yang tidak rasional. Beliau selanjutnya menulis bahawa kerugian ini boleh dikurangkan dengan ketara jika idea enjin baharu dilaksanakan dengan lebih lengkap. Kerugian yang ketara berlaku, pertama sekali, apabila air memasuki roda akibat perubahan mendadak dalam arah dan kelajuan aliran air (tenaga dibelanjakan di sini untuk kesan). Tetapi mereka boleh dikurangkan jika air dibawa ke roda ke arah putaran pada kelajuan putaran ini. Terdapat juga kerugian di pintu keluar, kerana sebahagian daripada tenaga terbawa-bawa dengan halaju keluar air. Sebaik-baiknya, air harus memberikan roda kelajuan penuhnya. Untuk melakukan ini, Euler mencadangkan untuk menggantikan tiub alur keluar mendatar dengan tiub lengkung dari atas ke bawah. Kemudian tidak ada lagi keperluan untuk membuat lubang untuk melepaskan air dari sisi, kerana mungkin hanya membiarkan hujung bawah tiub tertutup terbuka. Euler meramalkan bahawa pada masa hadapan mesin hidraulik jenis baru ini (sebenarnya, ia adalah turbin hidraulik, tetapi nama itu sendiri belum digunakan) akan mempunyai dua bahagian: ram pemandu tetap, di mana air akan mengalir ke bahagian bawah berputar. roda, yang merupakan badan kerja mesin. Di sebalik kenyataan yang dibuat, Euler sangat menghargai ciptaan Segner dan dengan tepat menunjukkan bahawa dia membuka laluan baharu untuk pembangunan enjin hidraulik, yang ditakdirkan untuk masa depan yang hebat. Walau bagaimanapun, kedua-dua roda Segner dan kerja Euler agak mendahului masa mereka. Selama tujuh puluh tahun berikutnya, tiada siapa yang cuba memperbaiki roda Segner sesuai dengan kenyataan Euler. Minat terhadap mereka pada suku pertama abad ke-70 dihidupkan semula oleh karya ahli matematik Perancis Poncelet, yang mencadangkan jenis roda menuang yang direka bentuk baru. Kecekapan roda Poncelet mencapai XNUMX%, yang sama sekali tidak dapat dicapai untuk jenis enjin air yang lain.
Rahsia kejayaan adalah bahawa bilah roda diberi bentuk separuh bulatan khas, supaya air yang dibekalkan memasukinya ke arah kelengkungan mereka, melepasi beberapa jarak ke atas bilah, dan kemudian, turun, keluar. Di bawah keadaan sedemikian, kesan air pada bilah di pintu masuk, di mana sebahagian besar tenaga jet air biasanya hilang, telah dihapuskan sepenuhnya. Ciptaan Poncelet merupakan satu langkah penting ke arah turbin air. Agar laluan ini disiapkan hingga ke penghujung, elemen kedua turbin, yang diterangkan oleh Euler, telah hilang - ram pemandu. Buat pertama kalinya, Profesor Burden menggunakan ram pemandu pada roda air pada tahun 1827. Dia adalah orang pertama yang memanggil keretanya sebagai turbin (dari bahasa Latin turbo - putaran pantas), selepas itu definisi ini mula digunakan. Pada tahun 1832, turbin hidraulik praktikal pertama dicipta oleh jurutera Perancis Fourneuron.
Turbinnya terdiri daripada dua roda sepusat yang terletak bertentangan antara satu sama lain: K dalaman, pegun, yang merupakan ram pemandu, dan satu luaran dengan bilah melengkung a, iaitu roda turbin yang berfungsi. Air memasuki turbin dari atas melalui paip yang melilit aci turbin dan jatuh pada baling pemandu. Bilah-bilah ini memaksa air untuk bergerak di sepanjang garis melengkung, akibatnya ia mengalir ke arah mendatar ke dalam bilah roda turbin, tanpa hentaman, di sepanjang lilitan dalamannya, memberikan yang terakhir semua tenaganya, dan kemudian mengalir. sama rata sepanjang lilitan dalamannya. Air yang baru masuk dan air buangan tidak pernah bercampur antara satu sama lain. Roda turbin disambungkan dengan kuat ke aci menegak D, yang melaluinya pergerakan itu dihantar. Kecekapan turbin Furneuron mencapai 80%. Reka bentuk yang diciptanya adalah sangat penting untuk sejarah pembinaan turbin seterusnya. Berita ciptaan yang menakjubkan ini dengan cepat tersebar ke seluruh Eropah. Pakar-jurutera dari banyak negara selama beberapa tahun datang ke tempat terpencil di Black Forest untuk memeriksa turbin Furneuron yang berfungsi di sana sebagai pemandangan yang hebat. Tidak lama kemudian turbin sedang dibina di seluruh dunia. Peralihan kepada turbin adalah perubahan revolusioner dalam sejarah enjin hidraulik. Apakah kelebihan mereka berbanding kincir air lama? Dalam penerangan ringkas mengenai turbin Furneuron di atas, sukar untuk melihat roda Segner. Sementara itu, ia berdasarkan prinsip yang sama menggunakan gerakan jet pancutan air (sebab itu turbin jenis ini kemudiannya dipanggil jet). Cuma Furneuron mempertimbangkan dengan teliti semua kenyataan Euler dan menggunakan pengalamannya sendiri sebagai jurutera hidraulik. Turbin Furneuron berbeza daripada roda air dalam beberapa perkara utama. Dalam roda air, air masuk dan keluar di tempat yang sama. Oleh kerana itu, kedua-dua kelajuan dan arah pergerakan air dalam bilah roda adalah berbeza pada titik masa yang berbeza - roda, seolah-olah, membelanjakan sejumlah besar kuasa bergunanya untuk sentiasa mengatasi rintangan jet. Dalam turbin Furneuron, air dari radas pemandu memasuki satu tepi bilah roda, melepasi bilah dan mengalir turun dari sisi yang lain. Akibatnya, air dalam turbin tidak berhenti, tidak mengubah arah alirannya ke arah yang bertentangan, dan mengalir secara berterusan dari salur masuk ke tepi alur keluar. Pada setiap titik bilah, kelajuannya adalah sama dalam arah dan hanya berbeza dari segi magnitud. Akibatnya, kelajuan putaran turbin secara teorinya hanya bergantung pada kelajuan air, dan oleh itu turbin boleh berputar beberapa puluh kali lebih cepat daripada roda air konvensional. Satu lagi perbezaan yang menguntungkan antara turbin ialah air secara serentak melalui semua bilah roda, dan dalam roda air - hanya melalui beberapa. Akibatnya, tenaga jet air digunakan dalam turbin dengan lebih lengkap daripada roda air, dan dimensinya pada kuasa yang sama adalah beberapa kali lebih kecil. Pada tahun-tahun berikutnya, beberapa jenis hidroturbin utama telah dibangunkan. Tanpa pergi ke butiran di sini, kami perhatikan bahawa semua turbin abad ke-XNUMX boleh dibahagikan kepada dua jenis utama: jet dan jet. Turbin jet, seperti yang telah disebutkan, adalah roda Segner yang lebih baik. Dia mempunyai roda turbin yang dipasang pada aci, dengan bilah melengkung khas.
Roda ini terkandung dalam dirinya sendiri atau dikelilingi oleh ram pemandu. Yang terakhir ialah roda tetap dengan ram pemandu. Air mengalir turun melalui radas pemandu dan roda turbin, dengan bilah yang pertama menghalakan air ke bilah yang kedua. Apabila dituangkan, air menekan pada bilah dan memutar roda. Dari aci, putaran dihantar lebih jauh ke beberapa peranti (contohnya, penjana elektrik). Turbin jet ternyata sangat mudah di mana tekanan air rendah, tetapi ada kemungkinan untuk membuat penurunan 10-15 m. Mereka menjadi sangat meluas pada abad ke-XNUMX. Turbin jet adalah satu lagi jenis turbin biasa. Peranti asas mereka ialah pancutan air di bawah tekanan kuat mengenai bilah roda dan ini menjadikannya berputar. Persamaan turbin jet dengan roda bawah sangat hebat. Prototaip turbin tersebut muncul pada Zaman Pertengahan, seperti yang boleh disimpulkan daripada beberapa imej pada masa itu. Pada tahun 1884, jurutera Amerika Pelton telah meningkatkan dengan ketara turbin jet dengan mencipta reka bentuk pendesak baharu. Dalam roda ini, bilah licin turbin jet lama digantikan dengan yang istimewa yang dicipta olehnya, mempunyai bentuk dua sudu yang disambungkan bersama. Oleh itu, bilah ternyata tidak rata, tetapi cekung, dengan rusuk tajam di tengah. Dengan susunan bilah sedemikian, kerja air hampir sepenuhnya ke putaran roda, dan hanya sebahagian kecil daripadanya terbuang sia-sia.
Air ke turbin Pelton datang melalui paip yang datang dari empangan atau air terjun. Di mana terdapat banyak air, paip itu dibuat tebal, dan di mana kurang air, ia lebih nipis. Di hujung paip terdapat hujung, atau muncung, dari mana air keluar dalam aliran yang kuat. Jet itu terkena bilah roda berbentuk sudu, tepi tajam bilah memotongnya separuh, air menolak bilah ke hadapan, dan roda turbin mula berputar. Air sisa mengalir ke dalam paip keluar. Sebuah roda dengan bilah dan muncung ditutup dari atas dengan selongsong yang diperbuat daripada besi tuang atau besi. Dengan tekanan yang kuat, roda Pelton berputar pada kelajuan yang hebat, menghasilkan sehingga 1000 pusingan seminit. Ia adalah mudah di mana ia mungkin untuk mencipta tekanan air yang kuat. Kecekapan turbin Pelton adalah sangat tinggi dan menghampiri 85%, itulah sebabnya ia digunakan secara meluas. Selepas sistem untuk menghantar arus elektrik pada jarak jauh dibangunkan pada tahun 80-an abad ke-XNUMX dan menjadi mungkin untuk menumpukan pengeluaran elektrik pada "kilang elektrik" - loji kuasa, era baru bermula dalam sejarah pembinaan turbin. Bersempena dengan penjana elektrik, turbin menjadi alat berkuasa yang digunakan manusia untuk memberikan kuasa besar yang tersembunyi di dalam sungai dan air terjun. Pengarang: Ryzhov K.V.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Payung terjun untuk seluruh pesawat ▪ Penderia fotoelektrik berbentuk U bagi siri BUP daripada Autonics ▪ Bit adalah sayuran yang paling berbahaya ▪ China mula membina rangkaian 6G
▪ bahagian tapak Bekalan kuasa. Pemilihan artikel ▪ artikel Kemalasan perniagaan. Bodoh perniagaan. Ungkapan popular ▪ artikel Siapakah orang pertama yang mengelilingi dunia? Jawapan terperinci ▪ Artikel cemara Eropah. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ artikel Peniru Lagu Burung. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ Pasal Timun Ajaib. Fokus rahsia
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini