A gőzhajtók kivonata
A gőzfejlesztés még mindig sok energiát nyújt, amire szükségünk van. Még a modern nukleáris reaktorok is csak a hőforrások, amelyek gőzbe fordítják a vizet az elektromos generátorokhoz csatlakoztatott turbinák forgatásához.
Az első gőzmotort az I-ben találtam meg. e. Görög mérnök Gero Alexandria. Az üreges golyót két csövön mozgathatóan rögzítették, amelyen keresztül egy kis kazánból származó gőzt tápláltunk. A gőz kitöltötte a labdát, és kilépett két csövön keresztül, amelyek az ellenkező oldalaikból indultak el. A feltörekvő pár fúvókája forgatta a labdát. Annak ellenére, hogy ez a készülék érdekes volt, abban az időben kiderült, hogy haszontalan.
Az első gőzmotort, amely gyakorlati alkalmazást találtak, 1698-ban az angol mérnök Thomas Saveri hozta létre. A gőzt lehűtöttük a kamrában a kondenzációig. A volumen hirtelen csökkenése következtében egy részleges vákuum keletkezett, amelyet a szénbányák vízének szivattyúzására használtak.
Az angol mérnök Thomas Newcomen által feltalált motorban kb. 1710 g, a gőz belsejében lévő gőz a dugattyút felhúzta. Ezután a henger lehűtött, hogy a gőzt kondenzálják, és a dugattyút az alsó helyzetbe helyezzük. Amikor a gőz kondenzálódott, a hengerben lévő nyomás leesett, és a légköri nyomás elegendő volt ahhoz, hogy a dugattyú leessen. Ezért Newcomen a motor paratmoszférikusnak nevezte. A bányászati szivattyúk működtetésére használták. Bár a motor hatékonysága magasabb volt, mint a Savery autóé, nagyon lassan és alacsony hatékonysággal működött. Ez azért van így, mert hűtés után a palackot újra fel kell melegíteni, hogy a gőz felhajtja a dugattyút, különben azonnal lecsapódik.
Ezt a problémát a skót mérnök James Watt megoldotta. A 1769-ben létrehozott motorban a gőzt egy külön kondenzációs kamrába küldték.
Mivel a palackot nem kellett felváltva felmelegíteni és lehűlni, a motor hővesztesége viszonylag kicsi volt. Ráadásul a Watt motorja gyorsabb volt, mivel több gőz érhetõ be a hengerbe, amint a dugattyú visszatért az eredeti helyzetébe. Ennek köszönhetően és a Watt által feltárt egyéb fejlesztéseknek köszönhetően a gőzgépen számos gyakorlati alkalmazás található.
A viktoriánus korszak támadása felé a hatalmas mozdonyok forradalmat tettek a szárazföldi közlekedési eszközökön. A gőzgépek energiaellátást is biztosítottak az újságok, szövés és mosógépek nyomtatásához a "gőz" mosókban. A gőzmozdonyokat szórakoztató parkokban használták fel, és a földművelők a gözt használják fel a földre. A tisztítók egy pár porszívóval dolgoztak, és a neves városi fodrász szalonokban még kefék voltak a fejbőr masszázsra gőzmozdonnyal.
Az első gőzmozdonyok többségében a hengerekben mozgó dugattyúk mozgó mozgást hoztak létre, amelyet mechanikus eszközökkel rotációs mozgássá alakíthattak át.
A Dion márkája volt az autóipar egyik alapítója Franciaországban. A fényképen egy háromkerekű, 1897-ben épített gőzhajtású autót működtet. A motor elölről van felszerelve, és a hátsó kerékhez vezet.
A gőzturbinák azonnal gőzfejlesztést váltanak forgó mozgássá. A XIX. Században néhány feltaláló gőzfejlesztővel próbálkozott, de csak 1884-ben Charles Parsons angol mérnök költséghatékony és hatékony tervezést hozott létre. Néhány évvel a találmányt követően a turbinákat hajókon és áramfejlesztőkön kezdték használni
A gőzmozdonyok és a turbinák energiát váltanak energiává. Ugyanakkor az üzemanyag elégetése során keletkező hő a víz forrázásához vezet, amelynek térfogata 1600-szorosára nő, és a gőznyomás mozgást generál. A kardántengelyes motorokban a gőz kitágul a hengerben, és megnyomja a dugattyút.
Egy kis húsú hajóra korábban telepített egy kéthengeres, nagy tömörítési arányú gőzgépet.
A gőzturbinákban a felszívódó gőz forgatja a rotorral ellátott rotorokat. Mindkét esetben a gőz hőenergiát generál
A gőzmozdonyok és a turbinák külső égésű motorokhoz tartoznak, mivel a fűtést a munkatéren kívül végzik, rendszerint az üzemanyag elégetésével. A gőz égetőolajjal vagy szénnel fűtött kazánokban készül. Az atomerőműveknél a hő nukleáris reakciókat eredményez.
Egyszerű gőzgépben a gőz nyomást gyakorol a henger egyik oldalára, ami mozog. De a legtöbb gőzgépben a dugattyú mindkét oldalát mechanikai energiához kapják. Először a gőz egy oldalt ütközik, és a dugattyút előre, majd a másik oldalra viszi vissza. Ezért az ilyen motorokat kettős működésű motoroknak nevezik.
A működési ciklus kezdődik gőzzel egyik oldalán a henger révén a bemeneti nyíláson, majd le van zárva, és a gőz kitágul és kitolja a dugattyút lefelé a hengerben gőzt ezután átvezetjük a másik oldalán a dugattyú, arra kényszerítve, hogy jöjjön vissza ugyanazon a párokat az első oldalon át vezetjük a kipufogó A gőz felváltva a dugattyú egyik oldalára kerül, a másik oldal automatikusan csatlakozik a kipufogócsonkhoz.
A legtöbb gőzgép esetében az egyes dugattyúk teljes munkaciklusát egyetlen D-szelep vezérli. Előre-hátra csúszik, biztosítva a szükséges csatlakozást a gőz be- és kipufogónyílásaihoz. Néhány nagy gőzgép különálló szelepekkel rendelkezik a dugattyú mindkét oldalán.
A reciprok mozgást forgó mozgássá alakítjuk át egy összekötő rúd és egy főtengely segítségével. A főtengely egy nehéz lendkerékhez csatlakoztatott kar, és a csatlakozórúd összeköti ezt a tengelyt a dugattyúval vagy annak szárával. Amikor a dugattyú előre-hátra mozog, a főtengely elfordul, és a lendkerék összehangolja a létrehozott forgási erőt.
A gőz hőmérséklete a henger belsejébe esik. Hasonló effektus figyelhető meg, aeroszolos doboz alkalmazásával a hajtóanyag-gáz kitágulásának köszönhetően az aeroszol spray-ből való hideg érzés van. Egyszerű kettős működésű gőzgép esetén a gőz kibővül, lehűti a henger azon részét, ahol friss gőzt vezetnek be.
A gőz erős terjeszkedésével a hűtő hatás nagy hőveszteséget okozhat a motorban. Ezeket a veszteségeket több tüzelőanyag elégetésével ellensúlyozhatja, ugyanakkor csökkenti a motor hatékonyságát. A hõmérséklet-változtatások csökkenthetõk, ha a hengerhez adagolt gõz nyomása korlátozza a tágulást. A motor teljesítménye azonban kisebb lesz.
Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy a gőzt először egy kis nagynyomású hengerre bontják. Ezután a kimerült gőz belép egy nagyobb, alacsony nyomású hengerbe, ahol további kitágulás történik. A két vagy több ilyen hengerrel rendelkező gőzmozdonyokat kombinált motoroknak vagy vegyületeknek nevezik.
A hármas terjeszkedésű motorok nagy, közepes és alacsony nyomású hengerek. Az ilyen motorokat széles körben használták a hajókon, és néhány német hajó fel volt szerelve olyan motorokkal, amelyek a negyedik bővítési szakaszban voltak.
Az egyenáramú motorok lehetővé teszik a hőveszteségek csökkentését a henger hőmérsékletének ingadozásainak hirtelen csökkenése miatt. A henger különböző részeihez szállított gőz kitágul és kiürül a kipufogónyílások köré. Ezért a henger viszonylag forró a szélein és középen hűvösebb, ahol érintkezik a kibővített gőzzel. A termikus veszteségek minimálisak, mivel a henger egy részét nem szabad nagy hőmérsékletváltozásnak alávetni.
A turbina fő működési eleme egy rotor, amely egy sor pengékkel van felszerelve. A test belsejében rögzített pengékkel van ellátva, irányítja a gőzáramlást. A nagynyomású gőz forgatja a rotorot.
A gőz a fúvókákon keresztül jut a turbina házába. Amikor a gőz felszabadul, a nyomás csökken, és kibővül. Ez a sebesség növekedéséhez vezet, ami többször is meghaladhatja a hang sebességét. Tehát a gőz kitágulásával és a nyomás csökkenésével 12 atm. akár 0,5 atm. körülbelül 1100 m / s sebességet ér el.
Nagy sebesség, nagy energia
Ha ilyen sebességgel mozog, akkor a gőz nagy energiával rendelkezik, de nem minden könnyen átkerül a turbina rotorlapátjaihoz. A maximális energiaátvitel érdekében a penge turbina olyan sebességgel forogjon, amely a gőz sebessége felénél van. De gyakran ezt nehéz elérni, és az energiaveszteségek nagyok lehetnek. A probléma megoldásának egyik módja, hogy több sor turbina lapátot telepítsen, hogy a nyomás fokozatosan csökkenjen mindegyiknél. Az ilyen turbinákat nyomás okozza. A pengék hossza fokozatosan növekszik a bemeneti és a kimeneti csatorna irányában, így a párt lehetőség szerint bővíteni fogják.
Bizonyos turbinákban a gőz egy sor pengével halad át további bővítés nélkül, a második és néha a harmadik sor felé. Az ilyen típusú turbinákat sebesség-összetételnek nevezzük.
Néhány gõzhajó esetében a turbinákat egy olyan villamos generátor meghajtójaként használják, amely egy propeller forgatására képes villanymotor teljesítményét hozza létre. Más hajókon a turbina a szivattyút egy sor reduktoron forgatja el, csökkentve a forgási sebességet a propeller gazdaságos működéséhez szükséges viszonylag kicsi értékre.
Nagy hajókon egy hosszú turbina rotor helyett két rövidebb rotor kapcsolódik egyetlen gőzforráshoz. Ez csökkenti a motor teljes hosszát. Az ilyen rotorokat keresztkötésnek nevezzük.
Az erőművek óriás turbinái meghajtóként szolgálnak az áramfejlesztők számára. 300 MW-ig (300.000 kW) lévő kapacitásoknál egy turbinaforgó egy generátorhoz használatos. Magas teljesítménynél két keresztösszetételű rotor kapcsolódik külön generátorokhoz.
Az erőművek generátorai váltakozó áramot termelnek. Ez az áram egy másodpercben sokszor megváltoztatja irányát.
Szerint a hagyománya a technológia, amely ma már az ipari szabvány idővel a legtöbb országban a nyugati és a kelet-európai villamosenergia-rendszer biztosítja a tápellátás, amelyben vállalta, 50 ciklus (ciklus nevezett két teljes irányváltások) a második. Ez a hálózati frekvencia hertzben (Hz) kifejezve, és ebben az esetben egyenlő 50 Hz-re. (1 Hz = 1 ciklus másodpercenként.)
Az előállított áram frekvenciája a turbinák és a generátorok forgási sebességétől függ. Az áram 50 Hz-es frekvencián történő előállításához a turbina fordulatszámának 3000 fordulat / percnek kell lennie, Észak-Amerikában a 60 Hz-es tápellátási hálózatok frekvenciáját 3600 fordulat / perc turbina fordulatszámmal biztosítja.
A webhely nagyon hasznos! Szünet, hallgató, itt van szórakozás: A dohányzás leginkább valójában az, ha füstölni kezd, és a szomszédok egy hostelen elfogyasztották a gombócokat. By the way, egy anekdota venni a chatanekdotov.ru