Курс фізікі, ч. II
Памер: 223с.
Мінск 1958
Калі пара паступае ў правую частку цыліндра (такі выпадак паказан на рыс. 195), то яна штурхае поршань улева, а адпрацаваўшая пара выціскаецца і выходзіць праз вывадную трубу (на рысунку гэтая труба не паказана). Затым, наадварот, пара паступае ў левую частку цыліндра і штурхае поршань управа.
' Есць машыны, у якіх параразмеркаванне ажыццяўляецца не залатніком, a спецыяльнымі клапанамі.
193
Пры дапамозе штока Е, шатуна F і крывашыпа К зваротнапаступальны рух поршня ператвараецца ў вярчальны рух вала машыны і махавога кола. У сваю чаргу махавое кола праз перадаючы механізм Е і М перамяшчае залатнік, які па чарзе ўпускае пару то з правага, то з левага боку поршня.
Рыс. 195. Схема будовы паравой машыны.
Дыяграма работы машыны паказана на рыс. 196. Лінія 0—1 паказвае ўпуск пары пры пастаянным ціску; у пункце 1 — адсечка пары (спыненне доступу пары ў цыліндр). Затым ідзе расшырэнне па крывой 1 — 2. Перад пачаткам выпуску ціск пары ў цыліндры вымяраецца ардынатай пункта 2, а ў момант адкрывання выпускной трубы ён адразу спадае да ціску, паказанага на чарцяжы ардынатай пункта 3. Выпуск адбываецца пры пастаянным ціску (лінія 3 — 4). Упускам свежай пары ціск у пункце 4 павышаецца да пачатковага.
Велічыня ціску пры выпуску пары залежыць ад ціску ў тым асяроддзі, куды выпускаецца пара. Калі пара выпускаецца ў паветра, то гэты ціск, відавочна, будзе блізкім да ат.масфернага.
Рыс. 196. Дыяграма работы паравой машыны.
Чым ніжэйшы ціск пары пры выпуску, тым большую работу выконвае пара, перамяшчаючы поршань у цыліндры. Таму ў паравых машынах часта выпуск адпрацаваўшай пары адбываецца не ў паветра, аў кандэнсат а р. Кандэнсатарам называецца прыстасаванне, у якім адпрацаваўшая пара ахалоджваецца, ператвараецца ў ваду і адкачваецца насосам; з прычыны гэтага ў кандэнсатары падтрымліваецца паніжаны ціск.
У выпадку работы паравой машыны з кандэнсатарам выпуск
194
пары на дыяграме будзе абазначан лініяй ab, якая ляжыць ніжэй лініі 3 — 4 (рыс. 196). Заштрыхаваная плошча L паказвае велічыню карыснай работы, выкананай парай за адзін цыкл.
Плошча 0 — 1 — 2 — ab — 0 большая, чым плошча 0 — 1 — 2 — 3 — 4 — 0; значыць, машына, якая працуе з кандэнсацыяй пары, выканае больш карыснай работы, чым машына без кандэнсацыі (пры адной і той жа колькасці пары).
He толькі шляхам прымянення кандэнсатараў можна павысіць к. к. дз. машыны. 3 дыяграмы (рыс. 196) відаць, што павышэнне пачатковага ціску, г. зн. перамяшчэнне лініі 0 — 1 вышэй, таксама можа даць павелічэнне карыснай работы машыны. А паколькі для
Рыс. 197. Кітабойная база «Слава».
атрымання пары больш высокага ціску трэба затраціць параўнальна невялікую колькасць дадатковай энергіі, то прымяненне пары высокага ціску ў паравых машынах з’яўляецца больш выгадным.
Паравыя машыны захаваліся ў цяперашні час на старых электрастанцыях малой магутнасці. Дзенідзе іх яшчэ можна сустрэць на невялікіх фабрычназаводскіх прадпрыемствах. У сельскай і лясной гаспадарках, а таксама на торфараспрацоўках шырока прымяняецца асобы від паравых рухавікоў — лакамабілі. Асаблівасць лакамабіля заключаецца ў тым, што ў адной устаноўцы спалучаюцца паравы кацёл і паравая машына. На рыс. 197а паказан агульны выгляд перасовачнага лакамабіля. У лакамабілі выкарыстоўваюцца мясцовыя віды паліва: торф, адыходы лясной гаспадаркі, а ў стэпавых раёнах — салома.
Найбольшае распаўсюджванне паравая машына мае зараз на транспарце (паравоз, параход). Гэтаму многа садзейнічае прастата ў абыходжанні з ёй, магчымасць у шырокіх межах мяняць яе скорасць і досыць проста мяняць рух на працілеглы (даваць задні ход) і, што асабліва каштоўна, выкарыстоўваць любыя віды паліва.
195
Рыс. 197а. Знадворны выгляд аднаго з тыпаў лайамабіля.
Рыс. 198. Таварны паравоз серыі Л.
На рыс. 198 паказан адзін з самых магутных савецкіх таварных паравозаў серыі Л Варашылаўградскага завода імя Кастрычніцкай рэвалюцыі.
Каэфіцыент карыснага дзеяння лепшых сучасных паравых машын не вышэй 15%.
На рыс. 199 дадзена дыяграма расходу энергіі ў парасілавой устаноўцы. 3 гэтап дыя
грамы відаць, што большая частка энергіі паліва, каля 87%, траціцца, рассейваючыся ў навакольным асяроддзі, і толькі каля 13% выкарыстоўваецца для работы.
Павышэнне к. к.дз. цеплавых рухавікоў з’яўляецца і зараз вялікай тэхнічнай праблемай.
У сучасных паравых машынах павышэнне к. к. дз. дася
Рыс. 199. Дыяграма расходу энергіі ў парасілавоіі устаноўцы.
гаецца павышэннем ціску пары і яго шматразовым расшырэннем, пры якім пара паслядоўна пераходзіць
з аднаго цыліндра машьшы ў другі. Адпра
цаваўшая пара выпускаецца не ў атмасферу, а ў кандэнсатары, дзе
Рыс. 200. Схема будовы паравога катла з дымагарнымі трубкамі.
197
яна ператвараецца ў ваду, якая вяртаецца ў кацёл, або, нарэшце, выкарыстоўваецца для абагравальных мэтаў.
128. Паравыя катлы. Адной з асноўных частак парасілавой устаноўкі з’яўляецца кацёл. Кожны паравы кацёл складаецца з топкі для спальвання паліва, топкавай прасторы, барабана катла з вадзяной і паравой прасторай, герметычна закрытай. Кожны кацёл мае пэўную прадукцыйнасць, вымяраемую колькасцю вады, якую ён здольны выпарыць на працягу адной гадзіны пры пэўнай тэмпературы і ціску. Частка катла, якая ў час топкі прыходзіць у судакрананне з полымем, называецца паверхняйнагрэву.
Рыс. 201. Схема будовы вадатрубнага катла.
На рыс. 200 паказан дымагарны каііёл. У сярэдзіне гэтага катла змешчан рад трубак А, па якіх прадукты гарэння праходзяць у дымавую каробку В, адкуль пападаюць у дымавую трубу. Такія катлы ўстанаўііваюць на лакамабілях і на паравозах. ІІІматлікія дымагарныя трубкі даюць вялікую паверхню нагрэву, у выніку чаго ў іх добра выкарыстоўваецца энергія, якая атрымліваецца пры згаранні паліва. Вада ў гэтых катлах знаходзіцца паміж дымагарнымі трубкамі.
Можна зрабіць катлы інакш: па трубках пусціць ваду, а паміж трубкамі — полымя. Такія катлы называюцца вадатрубнымі.
На рыс. 201 паказан разрэз вадатрубнага катла. Асноўнымі часткамі яго з’яўляюцца топка Т, кіпяцільныя трубы А, барабан В, сухапарнік С і параперагравальнік Р.
У кіпяцільных трубах адбываецца працэс параўтварэння. Пара, якая ўтвараецца ў іх, паступае ў барабан В, дзе і збіраецца ў верхняй частцы над вадой. 3 бара
198
бана пара праз сухапарнік С праходзіць па злучальнай трубе ў параперагравальнік Р, дзе награваецца.
Паліва ў гэтым катле закідваецца праз дзверцы D, а паветра, неабходнае для гарэння паліва, падаецца праз другія дзверцы d у паддувала. Гарачыя газы падымаюцца ўверх і, абгінаючы спецыяльна ўстаноўленыя перагародкі, праходзяць шлях,
паказаны на рыс. 201 пункцірнымі лініямі
Топкавая камера
Фарсунка
Ад насоса (вада)
Да турбіны
— пара
?^ чДа дымасоса
Рыс. 203. Канічная насадка — сапло паравой турбіны і графік змянення ціску пары пры праходжанні праз сапло.
кацельнай тэхнікі з’явілася стварэнне
Рыс. 202. Схема праматочнага катла сістэмы праф. Рамзіна.
ілейшым
іленнем
галіне
А. К Р а м з і н ы м праматочных катлоў. У гэтых катлах награванне вады адбываецца ў доўгіх трубках, зробленых у выглядзе змеевікоў. Вада падаецца ў змеевікі катла насосам. Праходзячы праз змеевікі, вада цалкам выпараецца; пара, якая ўтварылася, пераграваецца да патрэбнай тэмпературы і, такім чынам, у гатовым выглядзе выходзіць са змеевікоў (рыс. 202).
129. Паравыя турбіны. Сярод цеплавых рухавікоў важнае месца займаюць паравыя турбіны. У адрозненне ад поршневых паравых рухавікоў у паравых турбінах выкарыстоўваецца не энергія пругкасці пары, а кінетычная энергія струменя выцякаючай пары.
Дапусцім, што ціск пары ў катле ровен pv Дадзім пары магчымасць свабодна выцякаць з катла праз якуюнебудзь адтуліну або праз насадку — сапло 0 (рыс. 203). ГІры выцячэнпі праз сапло ціск пары будзе спадаць і ў вусці сапла ён акажацца роўным некатораму ціску р2. Упачатку скорасць пары роўна нулю, пры выхадзе ж з сапла яна павялічваецца; пры гэтым ціск пары ў сапле спадае. Патэнцыяльная энергія пары пры спаданні яе ціску памяншаецца; адпаведна павялічваецца кінетычная энергія пары (па закону захавання і ператварэння энергіі). Выцякаючая з сапла пара пападае на лапаткі рабочага кола і прыводзіць яго ў вярчэнне.
Схема дзеяння аднаго з тыпаў турбін паказана на рыс. 204а. На вале А насаджан дыск В, па вобаду якога замацаваны лапаткі L.
199.
Супраць лапатак размяшчаюцца саплы С, у якія пара паступае з катла. У саплах пара расшыраецца і, выходзячы з іх вусцяў з вялікай скорасцю, пападае ў каналы, што ўтвараюцца лапаткамі, дзе траціць частку сваёй кінетычнай энергіі, якая ідзе на прывядзенне дыска В разам з валам у вярчальны рух. На рыс. 2046 паказана кола аднадыскавай турбіны Лаваля (без кожуха).
Рыс. 204а. Схема дзеяння паравой турбіны.
Рыс. 2046. Знадворны выгляд кола паравой турбіны.
Турбіны маюць рад пераваг перад паравымі машынамі. Папершае, турбіны атрымліваюцца пры пабудове больш кампактнымі, чым паравыя машыны той жа магутнасці. Падругое, вялікая скорасць вярчэння турбіны дазваляе на электрастанцыях злучаць турбіны з генератарамі току без усякай зубчастай перадачы, таму што генератары патрабуюць вялікіх абаротаў. Патрэцяе, у турбінах няма зваротнапаступальнага руху асобных частак, які прыходзілася б ператвараць у вярчальны рух, як гэта робіцца ў паравых машынах і на што расходуецца энергія. Нарэшце, перавагай турбіны з’яўляецца чыстата яе кандэнсата (вады, атрыманай ад ахалоджанай адпрацаваўшай пары), што мае вялікае значэнне пры жыўленні паравых катлоў.
Каэфіцыент карыснага дзеяння турбін значна вышэйшы за паравыя машыны. У турбінах вялікай магутнасці ён дасягае 25%.
Вялікія дасягненні мае савецкая тэхніка ў канструяванні і пабудове паравых турбін.
Ленінградскі металічны завод ужо ў 1930 г. пачаў выпускаць турбіны магутнасцю ў 25 і 50 тыс. квт з ціскам пары 28 і 29 am пры тэмпературы 375 і 400°С. У апошні час гэты завод будуе турбіны магутнасцю ў 100 тыс. квт і вышэй. На рыс. 205 паказан агульны выгляд адной з такіх магутных турбін.
200
Магутныя паравыя турбіны, якія выпускаюцца айчыннымі заводамі, жывяцца парай з ціскам 90 am і тэмпературай 500°С. На электрастанцыях з гэтымі турбінамі расход паліва меншы, чым з турбінамі, якія працуюць на пары пры 400°С і ціску ў 29 am.
КНІГІ ОНЛАЙН
