Дзіўная паравая турбіна

Цяпер «сэрцам», які дае жыццё большасці створаных чалавекам машын, з'яўляецца рухавік унутранага згарання (ДВС). Аднак так было не заўсёды.

Ад мінулага да сучаснасці

Да эры ДВС доўгі час краевугольным каменем тэхнічнага прагрэсу была паравая турбіна. Гэта той рэдкі выпадак, калі вынаходкі аказваюцца настолькі ўдалымі, што працягваюць выкарыстоўвацца і ў наш час, праўда, з шэрагам удасканаленняў. Адзначым, што не варта блытаць паравыя турбіны і класічныя машыны, якія працуюць на пару (той жа паравоз). У іх выдатны прынцып працы, а ККД непараўнальна.

Паравая турбіна. вынаходства

Лічыцца, што ўпершыню падобную турбіну распрацаваў і ўвасобіў у метале швед П. Лаваль. У далёкім 1889 году паўстала неабходнасць у эфектыўным рухавіку для малочнага сепаратара, здольным ствараць кручэнне з частатой не менш за 100 абаротаў у секунду. Прынцып працы турбіны быў даволі просты: на паверхні замацаванага на восі цыліндру размяшчаліся лапаткі, у якія ударала бруя перагрэтага пару з змешчанага побач катла. Патэнцыйная энергія пара ператваралася ў кінэтычную, прыводзячы цыліндр ў кручэнне. Лаваль дасведчаным шляхам вызначыў, што найлепшых вынікаў атрымоўваецца дамагчыся, калі паток пара будзе вырывацца праз конусападобныя асадкі, а не прамыя трубкі.

Аднак больш вядомая паравая турбіна ангельца Ч. А. Парсонса. Ён распрацаваў яе практычна паралельна з Лавалем, але не толькі ўдасканаліў, але і здагадаўся злучыць з электрычным генератарам (правобраз сучаснай сістэмы Г-Д).

У 1894 годзе ён стварыў карабель, які прыводзіцца ў рух рухавіком на аснове паравой турбіны (максімальная хуткасць каля 60 км / г). Ідэя апынулася настолькі паспяховай, што пасля 1900 года большасць ваенных караблёў былі абсталяваны падобнымі маторамі.

наш час

Зразумела, з моманту вынаходкі і першых мадэляў паравая турбіна была мадэрнізаваная, а недахопы канструкцыі ліквідаваны. Класічная Паратурбінныя ўстаноўкі ўключае ў сябе дзве складовыя часткі: нерухомы статар з блокам соплаў і верціцца ротар (цыліндр) з размешчанымі на яго корпусе лапаткамі. У залежнасці ад кірунку руху струмені пары, адрозніваюць дзве разнавіднасці канструкцыі ротара - радыяльныя і аксіяльна. Першыя ўяўляюць сабой адгалоскі першапачатковых рашэнняў: у іх вектар распаўсюджвання пара перпендыкулярны восі цыліндру, а лапаткі раўналежныя ёй. У аксіяльны ж кірунак руху пара супадае з воссю, а кручэнне ствараецца дзякуючы асаблівай арыентацыі лапатак.

Больш эфектыўна выкарыстоўваць энергію пара магчыма ў паравых турбінах з некалькімі цыліндрамі (многокорпусные). Аднак з-за грувасткасці і ўскладнення канструкцыі падобныя рашэнні прымяняюцца там, дзе іх выкарыстанне эканамічна апраўдана. Цыліндры карпусоў могуць размяшчацца як на агульнай восі, так і быць механічна незалежнымі. Сістэма ўшчыльненняў і дыяфрагмаў прадухіляе ненармальную працу ўсёй ўстаноўкі (плот вонкавага паветра, ўцечка пара, абыход ступеняў і інш.).

Развіццё тэхналогіі паравых турбін

Пры малых узроўнях ціску пара і нізкіх магутнасцях класічныя турбіны недастаткова эфектыўныя. Ім на змену прыйшла паравая вінтавая машына. Гэтая расійская распрацоўка ўяўляе сабой натуральную эвалюцыю першапачатковай мадэлі. Усярэдзіне корпуса размяшчаюцца ротары з шрубападобна лопасцямі. Які паступае пар запаўняе прастору паміж зуб'ямі бліжэйшых вінтоў, адбываецца абарот і далейшая падача спыняецца. Далей у паражніны для пара атрыманая порцыя пашыраецца і здзяйсняе працу па кручэнні шрубавага ротара. Такая канструкцыя дазваляе больш поўна выкарыстоўваць назапашаную парай энергію.