Turbin wap. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Perpustakaan teknikal percuma

SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Turbin wap. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Komen artikel

Turbin stim ialah enjin haba yang menukar tenaga wap kepada kerja mekanikal.

Dalam radas bilah turbin stim, tenaga potensi wap air yang dimampatkan dan dipanaskan ditukar kepada tenaga kinetik, yang seterusnya ditukar kepada kerja mekanikal - putaran aci turbin. Stim dari unit dandang stim masuk melalui ram pemandu pada bilah melengkung yang dipasang di sekeliling lilitan pemutar, dan bertindak ke atasnya, menyebabkan pemutar berputar.

Turbin wap CHP

Bersama-sama dengan turbin hidraulik, ciptaan dan pengedaran turbin stim adalah sangat penting untuk tenaga dan elektrifikasi. Prinsip operasi mereka adalah serupa dengan yang hidraulik, dengan perbezaan, bagaimanapun, bahawa turbin hidraulik didorong oleh pancutan air, dan turbin stim oleh pancutan wap yang dipanaskan. Dengan cara yang sama bahawa turbin air mewakili perkataan baru dalam sejarah enjin air, enjin stim menunjukkan kemungkinan baru enjin stim.

Mesin Watt lama, yang menyambut ulang tahun keseratusnya pada suku ketiga abad ke-XNUMX, mempunyai kecekapan yang rendah, kerana pergerakan putaran diperoleh di dalamnya dengan cara yang kompleks dan tidak rasional. Sebenarnya, seperti yang kita ingat, wap tidak menggerakkan roda berputar itu sendiri di sini, tetapi memberi tekanan pada omboh, dari omboh melalui rod, rod penyambung dan engkol, pergerakan itu dihantar ke aci utama. Hasil daripada pelbagai pemindahan dan transformasi, sebahagian besar tenaga yang diterima daripada pembakaran bahan api, dalam erti kata penuh, terbang keluar ke dalam paip tanpa sebarang faedah.

Lebih daripada sekali, pencipta cuba mereka bentuk mesin yang lebih ringkas dan lebih menjimatkan - turbin stim, di mana pancutan stim akan terus memutarkan pendesak. Pengiraan mudah menunjukkan bahawa ia sepatutnya mempunyai kecekapan beberapa urutan magnitud lebih tinggi daripada mesin Watt. Walau bagaimanapun, terdapat banyak halangan dalam cara pemikiran kejuruteraan. Untuk membolehkan turbin benar-benar menjadi enjin yang sangat cekap, pendesak perlu berputar pada kelajuan yang sangat tinggi, membuat ratusan pusingan seminit. Untuk masa yang lama ini tidak dapat dicapai, kerana mereka tidak tahu bagaimana untuk memberikan kelajuan yang betul kepada jet stim.

Sehingga tahun 1883, Gustav Laval dari Sweden berjaya mengatasi banyak kesukaran dan mencipta turbin wap berfungsi pertama. Beberapa tahun sebelumnya, Laval telah memperoleh paten untuk pemisah susu. Untuk melaksanakannya, pemanduan berkelajuan tinggi diperlukan. Tiada satu pun daripada enjin sedia ada yang tidak memenuhi tugas itu. Laval yakin bahawa hanya turbin stim boleh memberinya kelajuan putaran yang diperlukan. Dia mula mengusahakan reka bentuknya dan akhirnya mencapai apa yang dia mahukan. Turbin Laval adalah roda ringan, pada bilahnya wap diaruhkan melalui beberapa muncung yang ditetapkan pada sudut akut.

Turbin wap
Turbin stim Laval

Pada tahun 1889, Laval telah meningkatkan dengan ketara ciptaannya dengan menambahkan pengembang kon pada muncung. Ini dengan ketara meningkatkan kecekapan turbin dan mengubahnya menjadi enjin universal. Prinsip operasi turbin adalah sangat mudah. Stim, dipanaskan pada suhu tinggi, datang dari dandang melalui paip stim ke muncung dan pecah. Dalam muncung, wap mengembang kepada tekanan atmosfera. Disebabkan oleh peningkatan dalam volum yang mengiringi pengembangan ini, peningkatan ketara dalam kadar aliran keluar telah diperolehi (apabila berkembang dari 5 ke 1 atmosfera, kelajuan jet stim mencapai 770 m/s). Oleh itu, tenaga yang terkandung dalam stim dipindahkan ke bilah turbin.

Bilangan muncung dan tekanan wap menentukan kuasa turbin. Apabila wap ekzos tidak dilepaskan terus ke udara, tetapi dihantar, seperti dalam enjin stim, ke pemeluwap dan dicairkan pada tekanan yang dikurangkan, kuasa turbin adalah yang tertinggi. Oleh itu, apabila stim mengembang dari 5 atm kepada 1/10 atm, halaju jet mencapai nilai supersonik.

Walaupun kelihatan sederhana, turbin Laval adalah keajaiban kejuruteraan yang sebenar. Cukup untuk membayangkan beban yang dialami oleh pendesak di dalamnya untuk memahami betapa sukarnya bagi pencipta untuk mencapai operasi tanpa gangguan daripada keturunannya. Pada kelajuan besar roda turbin, walaupun sedikit anjakan di pusat graviti menyebabkan beban yang kuat pada gandar dan beban lampau galas. Untuk mengelakkan ini, Laval datang dengan idea untuk meletakkan roda pada gandar yang sangat nipis, yang, apabila diputar, boleh bengkok sedikit. Apabila diputar, ia sendiri mencapai kedudukan tengah yang ketat, yang kemudiannya dipegang pada sebarang kelajuan putaran. Terima kasih kepada penyelesaian yang bijak ini, kesan merosakkan pada galas dikurangkan kepada minimum.

Sebaik sahaja ia muncul, turbin Laval memenangi pengiktirafan sejagat. Ia jauh lebih menjimatkan daripada enjin wap lama, sangat mudah dikendalikan, mengambil sedikit ruang, dan mudah dipasang dan disambungkan. Turbin Laval memberikan faedah yang sangat baik apabila ia disambungkan kepada mesin berkelajuan tinggi dengan gergaji, pemisah dan pam emparan. Ia juga berjaya digunakan sebagai pemacu untuk penjana elektrik, tetapi ia mempunyai kelajuan yang terlalu tinggi untuknya dan oleh itu hanya boleh bertindak melalui kotak gear (suatu sistem gear yang menurunkan kelajuan putaran apabila memindahkan pergerakan dari aci turbin ke aci penjana).

Pada tahun 1884, jurutera Inggeris Parsons menerima paten untuk turbin jet pelbagai peringkat, yang dia cipta khusus untuk memandu penjana elektrik. Pada tahun 1885, beliau telah mereka bentuk turbin jet berbilang peringkat, yang kemudiannya digunakan secara meluas dalam loji kuasa haba. Dia mempunyai peranti berikut, mengingatkan peranti turbin jet. Satu barisan roda berputar dengan bilah dipasang pada aci tengah. Di antara roda ini terdapat rim tetap (cakera) dengan bilah yang mempunyai arah yang bertentangan.

Turbin wap
Turbin Parsons

Stim di bawah tekanan tinggi dibekalkan ke salah satu hujung turbin. Tekanan di hujung yang lain adalah kecil (kurang daripada atmosfera). Oleh itu, wap berusaha untuk melalui turbin. Pertama, dia bertindak di celah antara tulang belikat mahkota pertama. Bilah ini menghalakannya ke bilah roda alih pertama. Stim melepasi antara mereka, menyebabkan roda berpusing. Kemudian dia memasuki mahkota kedua. Bilah mahkota kedua menghalakan wap antara bilah roda alih kedua, yang turut berpusing. Dari roda boleh alih kedua, wap mengalir di antara bilah mahkota ketiga, dan seterusnya. Semua bilah diberi bentuk sedemikian sehingga keratan rentas saluran antara bilah berkurangan ke arah aliran wap. Bilah, seolah-olah, membentuk muncung yang dipasang pada aci, dari mana, mengembang, wap mengalir keluar. Kedua-dua kuasa aktif dan reaktif digunakan di sini. Berputar, semua roda memutarkan aci turbin. Di luar, peranti itu dimasukkan ke dalam selongsong yang kuat.

Pada tahun 1889, kira-kira tiga ratus turbin ini telah digunakan untuk menjana elektrik, dan pada tahun 1899 stesen janakuasa pertama dengan turbin stim Parsons telah dibina di Elberfeld. Sementara itu, Parsons cuba meluaskan skop ciptaannya. Pada tahun 1894, beliau membina kapal eksperimen "Turbinia" yang digerakkan oleh turbin wap. Dalam ujian, ia menunjukkan kelajuan rekod 60 km / j. Selepas itu, turbin wap mula dipasang pada banyak kapal berkelajuan tinggi.

Pengarang: Ryzhov K.V.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita:

▪ Basikal

▪ pesawat turbojet

▪ Alat WD-40

Lihat artikel lain bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Teknologi baharu akan meningkatkan rangkaian kenderaan elektrik 16.03.2022

Para saintis di University of Central Florida telah membangunkan bahan komposit yang mengembangkan potensi bateri litium untuk kenderaan elektrik. Penulis memanggil penyelesaian mereka sebagai "saman kuasa" untuk bateri. Dengan teknologi ini, bateri dalam kenderaan elektrik akan kurang terdedah kepada kebakaran dan meningkatkan julat kereta sekurang-kurangnya 25%. Sebagai contoh, kereta elektrik dengan jarak 320 km akan dapat bergerak sejauh 80 km, tetapi beratnya tidak akan berubah.

Peranti hibrid adalah berdasarkan bahan generasi baharu dengan fungsi penyimpanan tenaga. Untuk membinanya, jurutera mencipta lapisan gentian karbon bercas positif dan negatif. Yang terakhir disusun dalam susunan berselang-seli - oleh itu, para saintis memasang komposit penyimpan tenaga yang tahan lama. Di samping itu, bahan baharu itu menerima jalur karbon graphene dengan beberapa jenis oksida logam. Selepas beberapa siri eksperimen, saintis menemui komposisi optimum dan mencipta "bateri supercapacitor".

Lembaran khas graphene yang dilekatkan pada lapisan gentian karbon memberikan peningkatan keupayaan untuk bahan menyimpan cas. Pada masa yang sama, oksida logam yang didepositkan pada elektrod yang dipasang meningkatkan voltan dan memberikan ketumpatan tenaga yang tinggi. Pada masa yang sama, kitaran hayat bateri siap tidak terjejas - sumber kitaran caj-nyahcas bateri mereka adalah 10 kali lebih lama daripada bateri komersial untuk kenderaan elektrik.

Antara kelebihan tambahan ciptaan itu, saintis telah mengenal pasti bukan toksik dan tidak mudah terbakar. Terima kasih kepada pembinaannya, yang menggunakan pelbagai lapisan gentian karbon, bahan tersebut mempunyai keliatan dan kekuatan yang diperlukan untuk menahan kemalangan kereta. Walaupun sekiranya berlaku kemalangan yang serius, bateri baru hanya akan berubah bentuk, tetapi tidak akan terbakar. Sistem ini juga berfungsi sebagai supercapacitor, jadi ia boleh meningkatkan kuasa kereta elektrik - sebagai contoh, ia akan mengambil masa hanya 0 saat untuk memecut dari 100 hingga 3 km / j.

Ciri-ciri bateri bertetulang baharu akan bergantung pada jenis reka bentuk asas. Walau bagaimanapun, saintis sudah menjanjikan julat tambahan 25% untuk kenderaan elektrik, serta pengurangan ketara dalam berat bateri. Kelajuan pengecasan kereta elektrik juga akan ditingkatkan.

Berita menarik lain:

▪ Alternatif kepada emas dalam kerepek

▪ Ditemui punca penyakit autoimun

▪ Kabel pengecasan Phoenix Contact 375 kW

▪ Penjana nombor rawak kuantum

▪ Multicopter - helikopter elektrik multi-rotor

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak: kawalan nada dan kelantangan. Pemilihan artikel

▪ pasal Duit setong. Ungkapan popular

▪ artikel Di negara manakah satu daripada lima orang cuba membunuh diri? Jawapan terperinci

▪ Pasal strawberry. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ artikel Balast elektronik universal dengan permulaan hangat untuk lampu pendarfluor T8. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Rahsia kecil lampu suluh boleh dicas semula. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web