Prezentare pe tema turbinelor în fizică. Turbină cu abur

Primul predecesor al turbinelor moderne cu abur poate fi considerat un motor de jucărie, care a fost inventat încă din secolul al II-lea. inainte de. ANUNȚ savant alexandrin Heron. Primul predecesor al turbinelor moderne cu abur poate fi considerat un motor de jucărie, care a fost inventat încă din secolul al II-lea. inainte de. ANUNȚ savant alexandrin Heron.

În 1629, italianul Branca a creat un design pentru o roată cu lame. Trebuia să se rotească dacă un curent de abur lovea cu forță lamele roții. Acesta a fost primul proiect al unei turbine cu abur, care mai târziu a devenit cunoscută ca o turbină activă. În 1629, italianul Branca a creat un design pentru o roată cu lame. Trebuia să se rotească dacă un curent de abur lovea cu forță lamele roții. Acesta a fost primul proiect al unei turbine cu abur, care mai târziu a devenit cunoscută ca o turbină activă. Fluxul de abur din aceste turbine cu abur timpurie nu a fost concentrat și majoritatea energia sa a fost disipată în toate direcțiile, rezultând pierderi semnificative de energie. Fluxul de abur din aceste turbine cu abur timpurie nu a fost concentrat și o mare parte din energia sa a fost disipată în toate direcțiile, ducând la pierderi semnificative de energie.

O turbină cu abur constă dintr-o serie de discuri rotative montate pe o singură axă, numită rotor de turbină, și o serie de discuri staționare alternative montate pe o bază, numită stator. Discurile rotorului au palete la exterior; aceste palete sunt furnizate cu abur și rotește discurile. Discurile statorice au palete asemănătoare montate în unghiuri opuse, care servesc la redirecționarea fluxului de abur către următoarele discuri de rotor. O turbină cu abur constă dintr-o serie de discuri rotative montate pe o singură axă, numită rotor de turbină, și o serie de discuri staționare alternative montate pe o bază, numită stator. Discurile rotorului au palete la exterior; aceste palete sunt furnizate cu abur și rotește discurile. Discurile statorice au palete asemănătoare montate în unghiuri opuse, care servesc la redirecționarea fluxului de abur către următoarele discuri de rotor.

Tipuri de motoare cu abur. Turbinele cu abur, în mod oficial un tip de motor cu abur, sunt încă utilizate pe scară largă pentru a conduce generatoarele de electricitate. Aproximativ 86% din electricitatea mondială este generată cu ajutorul turbinelor cu abur. Turbinele cu abur, în mod oficial un tip de motor cu abur, sunt încă utilizate pe scară largă pentru a conduce generatoarele de electricitate. Aproximativ 86% din electricitatea mondială este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.

Energia ascunsă în combustibilii fosili precum cărbunele, petrolul sau gaz natural, nu poate fi obținut imediat sub formă de energie electrică. Combustibilul este mai întâi ars. Energia eliberată încălzește mai întâi apa și o transformă în abur. Aburul rotește turbina, care la rândul ei rotește un generator electric care produce curent. Energia ascunsă în combustibilii fosili precum cărbunele, petrolul sau gazul natural nu poate fi obținută imediat sub formă de electricitate. Combustibilul este mai întâi ars. Energia eliberată încălzește mai întâi apa și o transformă în abur. Aburul rotește turbina, care la rândul ei rotește un generator electric care produce curent.

Turbinele cu abur pentru nave La noi, turbinele cu abur sunt construite cu o putere ce variază de la câțiva kilowați la un kilowatt. Turbinele sunt folosite în centrale termice și pe nave. Turbinele cu gaz, în care se folosesc produse de ardere cu gaz în loc de abur, devin treptat mai utilizate pe scară largă. La noi se construiesc turbine cu abur cu puteri de la câțiva kilowați la kW. Turbinele sunt folosite în centrale termice și pe nave. Turbinele cu gaz, în care se folosesc produse de ardere cu gaz în loc de abur, devin treptat mai utilizate pe scară largă.

• Pregătit de Andreev Dmitry,
• elev din grupa 190 TM.
• Șeful L.A. Pleshcheva,
• profesor

• Shadrinsk 2015

un motor termic cu ardere externă care transformă energia aburului încălzit în lucru mecanic al mișcării alternative a pistonului și apoi în mișcarea de rotație a arborelui. În mai mult în sens larg motor cu abur - orice motor cu ardere externă care transformă energia aburului în lucru mecanic.

• un motor termic cu ardere externă care transformă energia aburului încălzit în lucru mecanic al mișcării alternative a pistonului și apoi în mișcarea de rotație a arborelui. Într-un sens mai larg, un motor cu abur este orice motor cu ardere externă care transformă energia aburului în lucru mecanic.

Nu degeaba secolul al XIX-lea a fost numit secolul aburului. Odată cu inventarea motorului cu abur, a avut loc o adevărată revoluție în industrie, energie și transport. A devenit posibilă mecanizarea lucrărilor care anterior necesitau prea multe mâini umane. Extinderea volumelor productie industriala a stabilit industriei energetice sarcina de a crește puterea motorului în toate modurile posibile. Cu toate acestea, inițial nu puterea mare a dat viață turbinei cu abur... Turbina hidraulică ca dispozitiv pentru transformarea energiei potențiale a apei în energia cinetică a unui arbore rotativ este cunoscută încă din cele mai vechi timpuri. Turbina cu abur are o istorie la fel de lungă, cu unul dintre primele modele cunoscut sub numele de turbina lui Heron și datând din secolul I î.Hr. Totuși, să observăm imediat că până în secolul al XIX-lea, turbinele conduse de abur erau mai probabil curiozități tehnice, jucării, decât dispozitive reale aplicabile industrial.

• Turbina hidraulică ca dispozitiv pentru transformarea energiei potențiale a apei în energia cinetică a unui arbore rotativ este cunoscută încă din cele mai vechi timpuri. Turbina cu abur are o istorie la fel de lungă, cu unul dintre primele modele cunoscut sub numele de turbina lui Heron și datând din secolul I î.Hr. Totuși, să observăm imediat că până în secolul al XIX-lea, turbinele conduse de abur erau mai probabil curiozități tehnice, jucării, decât dispozitive reale aplicabile industrial.

Și abia odată cu începutul revoluției industriale în Europa, după introducerea practică pe scară largă a motorului cu abur al lui D. Watt, inventatorii au început să privească mai atent turbina cu abur, ca să spunem așa, „îndeaproape”. Crearea unei turbine cu abur a necesitat cunoștințe aprofundate proprietăți fizice aburul şi legile expirării acestuia. Producția sa a devenit posibilă doar cu suficient nivel inalt tehnologie pentru lucrul cu metale, deoarece precizia de fabricație necesară a pieselor individuale și rezistența elementelor au fost semnificativ mai mari decât în ​​cazul unui motor cu abur. Cu toate acestea, timpul a trecut, tehnologia s-a îmbunătățit și ora aplicație practică turbina cu abur s-a spart. Turbinele cu abur primitive au fost folosite pentru prima dată în fabricile de cherestea din estul Statelor Unite în 1883-1885. pentru antrenarea ferăstrăilor circulare.

• Turbina cu abur Laval este o roată cu palete. Un jet de abur generat în cazan iese din conductă (duză), apasă pe palete și învârte roata. Experimentând cu diferite tuburi pentru alimentarea cu abur, designerul a ajuns la concluzia că acestea ar trebui să aibă o formă de con. Așa a apărut duza Laval, care este folosită și astăzi (brevet 1889). Acest descoperire importantă inventatorul a făcut-o mai degrabă intuitiv; a fost nevoie de încă câteva decenii pentru ca teoreticienii să demonstreze că o duză cu această formă particulară dă cel mai bun efect.

• A început să lucreze la turbine în 1881, iar trei ani mai târziu a primit un brevet pentru propriul său design: Parsons a conectat o turbină cu abur la un generator. energie electrica. Cu ajutorul unei turbine a devenit posibilă generarea de energie electrică, iar acest lucru a crescut imediat interesul publicului turbine cu abur. Ca urmare a 15 ani de cercetare, Parsons a creat cea mai avansată turbină cu reacție în mai multe etape la acel moment. A făcut mai multe invenții care au crescut eficiența acestui dispozitiv (a îmbunătățit designul garniturilor, metodele de atașare a lamelor la roată și sistemul de control al vitezei).

• A creat o teorie cuprinzătoare a turbomașinilor. A dezvoltat o turbină originală în mai multe etape, care a fost demonstrată cu succes la Expoziția Mondială desfășurată în capitala Franței în 1900. Pentru fiecare treaptă a turbinei, Rato a calculat căderea optimă de presiune, care a asigurat un nivel ridicat de presiune. coeficient global acțiune utilă mașini.

La mașina lui, viteza de rotație a turbinei a fost mai mică, iar energia aburului a fost folosită mai pe deplin. Prin urmare, turbinele Curtis erau mai mici și mai fiabile în design. Unul dintre principalele domenii de aplicare a turbinelor cu abur este sistemele de propulsie a navelor. Prima navă cu motor cu turbină cu abur, Turbinia, construită de Parsons în 1894, atingea viteze de până la 32 de noduri (aproximativ 59 km/h).

• La mașina lui, viteza de rotație a turbinei a fost mai mică, iar energia aburului a fost folosită mai pe deplin. Prin urmare, turbinele Curtis erau mai mici și mai fiabile în design. Unul dintre principalele domenii de aplicare a turbinelor cu abur este sistemele de propulsie a navelor. Prima navă cu motor cu turbină cu abur, Turbinia, construită de Parsons în 1894, atingea viteze de până la 32 de noduri (aproximativ 59 km/h).

Motorul cu abur american Doble a fost produs în cantități extrem de limitate: din 1923 până în 1932 s-au realizat doar 42 de exemplare. Exemplul din ilustrație este datat 1929. Mașini cu abur Brooks părăsind linia de asamblare la o fabrică din Stratford, Ontario, 1926. TURBINĂ CU ABUR Turbină cu abur– abur de apă în lucru mecanic.

• Turbină cu abur– motor primar cu abur cu mișcare de rotație a corpului de lucru - rotorul și un proces de lucru continuu; servește la transformarea energiei termice abur de apă în lucru mecanic.

• Secțiune longitudinală schematică a unei turbine active cu trei trepte de presiune: 1 - cameră inelară de abur proaspăt; 2 - duze prima etapă; 3 - lame de lucru prima etapă; 4 - duze treapta a doua; 5 - lamele de lucru ale etapei a doua; 6 - duze treapta a treia; 7 - lame de lucru treapta a treia.

• Secțiunea schematică a unei mici turbine cu jet: 1 - cameră inelară de abur proaspăt; 2 - piston de descărcare; 3 - racordare linie de abur; 4 - tambur rotor; 5, 8 - lame de lucru; 6, 9 - palete de ghidare; 7 - corp

• Turbină cu abur cu carcasă dublă (cu capacele îndepărtate): 1 - carcasă de înaltă presiune; 2 - sigiliu labirint; 3 - roata Curtis; 4 - rotor de înaltă presiune; 5 - cuplaj; 6 - rotor de joasă presiune; 7 - carcasă de joasă presiune.

Surse:

• Motoare cu aburi [ Resursa electronica] - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0 %D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0 (timp de acces 09.02.2015)

Subiectul Fizica

Clasa 8 o clasă

Lecție pe tema „Turbină cu abur. Turbina de gaz. Eficiența motorului termic. Probleme ecologice utilizarea motoarelor termice.

Manual de bază de A.V. Peryshkin Fizica 8; M.: Dropia

Scopul lecției:

Educational

asigura in timpul lectiei studiul structurii si principiului de functionare a unei turbine cu abur si jet;

să formuleze la elevi conceptul de eficiență a motorului termic și să ia în considerare modalități de creștere a acestuia;

dezvăluie rolul și semnificația TD în civilizația modernă

promovează capacitatea de a compara eficiența unui motor termic real și ideal;

arată rolul pozitiv și negativ al motoarelor termice în viața umană.

De dezvoltare

continuă să-și dezvolte capacitatea de analiză, de a evidenția principalul lucru din materialul studiat, de a compara, de a sistematiza și de a trage concluzii;

dezvoltarea orizontului elevilor și dobândirea de noi cunoștințe de științe naturale

Educational

continua formarea viziune științifică asupra lumiiși arată că cunoașterea se bazează pe fapte obținute din experiență, arată infinitul procesului de cunoaștere;

Tip de lecție: Combinate

Forme de lucru a elevilor: individuală și colectivă, observații.

Necesar Echipament tehnic: calculator, proiector

Structura și fluxul lecției

1. Etapa organizatorică.

* verificarea prezenței elevilor în clasă;

* reamintire a muncii TB la birou;

* atitudinea prietenoasă a profesorului și a elevilor;

* organizarea atentiei tuturor elevilor;

* mesajul temei și obiectivelor lecției.

2. Etapa de actualizare a cunoștințelor de bază:

Conversație frontală pe următoarele probleme:

1) Ce motor se numește motor cu ardere internă?

2) Care sunt principalele părți ale celui mai simplu motor cu ardere internă?

3) Ce fenomene fizice apar în timpul arderii unui amestec combustibil într-un motor cu ardere internă?

3. Etapa de învățare a noului material.

1. Stabilirea scopului lecției.

2. Studiul conceptelor de „turbină cu abur” turbina de gaz„, „Eficiența motorului termic”, impactul motoarelor termice asupra mediului

TURBINĂ CU ABUR

„În lecțiile anterioare am învățat despre motorul cu ardere internă. Astăzi ne vom familiariza cu un alt tip de motor în care se încălzi abur sau gaz temperatura ridicata rotește arborele motorului fără ajutorul unui piston, bielei și arborelui cotit"
(vezi slide 4 „Model de turbină cu abur”)

Comentarii la demo:

aburul care creează presiune asupra palelor turbinei îl face să se rotească împreună cu arborele pe care se află și să ridice o greutate atașată de filet

(vezi slide 5 „Turbină cu abur”)

Utilizare practică Acest proces este utilizat pe scară largă în industria energetică

(vezi diapozitivul 6 „Exploarea unei centrale termice”) .

Comentarii la diapozitiv.

Principiul de funcționare al centralei termice:

Turbină - generator - curent electric

Alte aplicații ale turbinelor cu abur:

TURBINA DE GAZ

Un exemplu de motor în care gazul încălzit la o temperatură ridicată rotește arborele motorului(vezi slide 7 „Motor cu reacție”) :

Comentarii:

Când turbina funcționează, rotorul compresor se rotește și aspiră aer duza de admisie . Aerul, care trece printr-o serie de palete de compresor, este comprimat, presiunea și temperatura acestuia crescând. Intră aer comprimat camere de ardere . În același timp, combustibilul lichid (kerosen, păcură) este injectat în el sub presiune ridicată printr-o duză. Când combustibilul arde, aerul se încălzește până la 1500-2200 0 C. Aerul se dilată și viteza lui crește. Aerul și produsele de ardere care se deplasează cu viteză mare sunt direcționate în turbina de gaz . Trecând din treaptă în treaptă, ei renunță la energia lor cinetică la paletele rotorului turbinei, în timp ce temperatura lor scade la 550 0 C. O parte din energia primită de turbină este cheltuită pentru rotirea compresorului, iar restul este folosită, de exemplu, pentru a roti elicea unui avion sau rotorul unui generator electric. Aerul evacuat împreună cu produsele de ardere la o presiune apropiată de cea atmosferică și la o viteză mai mare de 500 m/s este ejectat prin duza de evacuare în atmosferă.

Aplicații în aviație, energie etc.

Eficiența motorului termic:

Priviți diapozitivul 8 „Eficiența motoarelor termice”

determinarea randamentului Priviți diapozitivul 9 „Valorile de eficiență ale diferitelor motoare termice”-

vorbim despre tipurile de motoare și eficiența motorului

PROBLEME ECOLOGICE ALE UTILIZĂRII MAȘINILOR DE CĂLDURĂ

modalități de reducere efecte nocive asupra mediului:

urmăriți prelegerea interactivă „Problemele ecologice ale utilizării motoarelor termice”

Uitați-vă la diapozitivul 10 „Este interesant...”

Fapt interesant!

Arderea combustibilului este însoțită de eliberarea în atmosferă dioxid de carbon. Atmosfera Pământului conține în prezent aproximativ 2600 de miliarde de tone de dioxid de carbon (aproximativ 0,0033%). Înainte de perioada de dezvoltare rapidă a energiei și transportului, cantitatea de dioxid de carbon absorbită în timpul fotosintezei de către plante și dizolvată în ocean era egală cu cantitatea de gaz eliberată în timpul respirației și al descompunerii. În ultimele decenii, acest echilibru a fost tot mai perturbat. În prezent, din cauza arderii cărbunelui, petrolului și gazului, încă 20 de miliarde de tone de dioxid de carbon intră anual în atmosfera Pământului.

Priviți diapozitivul 11 ​​„Probleme de mediu”

„MOU Medie şcoală cuprinzătoare Nr. 1 cu studiu aprofundat al limbii engleze"

"MOU Școala Gimnazială Nr...."

Rezumat pe tema:

"Turbină cu abur"

Completat de: elev... clasa...

Verificat de: profesor de fizică...

3-Turbină cu abur

3-Clasificare

4-Pro și contra

5-Din istoria turbinei cu abur

6-Carl-Gustav-Patrick de Laval

8- Charles Algernon Parsons

10- Instalatii maritime de cazane si turbine

12-Triumful energiei turbinei cu abur

13-Anexă

15-Literatura

<
Turbină cu abur - un tip de motor cu abur în care un jet de abur care acționează asupra palelor rotorului îl face să se rotească. În prezent, turbinele cu abur sunt folosite împreună cu cazane pe combustibili fosili sau reactoare nucleare în centrale electrice și vase mari și nave. Turbinele cu abur au fost folosite ca motor principal în instalațiile industriale de cogenerare de mulți ani. Aburul generat în cazanul de abur se extinde și trece prin paletele turbinei sub presiune mare. Turbina se rotește și produce energie mecanică, care este folosită de un generator pentru a produce energie electrică.>

Puterea electrică a sistemului depinde de cât de mare este diferența de presiune a aburului la intrarea și ieșirea turbinei.

Pentru munca eficienta turbinei trebuie alimentat cu abur cu presiune ridicatași temperatură (42 bar/400°C sau 63 bar/480°C), (turbine sovietice de condensare K-800-240 putere nominală 800 MW, presiune inițială 240 bar, 540°C). Astfel de condiții impun cerințe sporite asupra echipamentelor cazanelor, ceea ce duce la o creștere progresivă a cheltuielilor de capital și a costurilor de întreținere.

Avantajul tehnologiei este capacitatea de a utiliza o gamă largă de combustibili în cazan, inclusiv cei solizi. Cu toate acestea, utilizarea fracțiunilor de petrol grele și a combustibilului solid reduce performanța de mediu a sistemului, care este determinată de compoziția produselor de ardere care părăsesc cazanul. În mod implicit, turbinele cu abur produc mult mai multă căldură decât electricitatea, ceea ce duce la costuri ridicate ale capacității instalate.

Clasificare

Sistemele de condensare sunt de fapt pentru producerea de energie electrică, toată energia este cheltuită pentru producerea de energie electrică, ieșirea de abur de la turbină la condensator este produs la cea mai scăzută presiune și temperatură posibile (aproximativ 0,03 bar, 30 ° C) pentru a crește temperatura. eficienţă. de regulă, au putere mare (în centrale termice până la 1200 MW, în centrale nucleare până la 1500 MW), utilizate numai în centrale electrice. Marcat K-800-240, unde

K - tip turbină (condens)

800 - putere nominală, MW

240 - presiunea aburului proaspăt, kgf/cm2

Cu contrapresiune, întreaga ieșire de abur este produsă cu presiune și temperatură ridicată determinate de necesitate, utilizate pentru furnizarea și producerea de căldură, puterea electrică este limitată de puterea termică a consumatorului de căldură. Marcat P-100-130/15, unde

P - tip turbină (cu contrapresiune)

15 - contrapresiunea, kgf/cm2

Încălzirea centralizată și cea industrială combină cele două tipuri anterioare: o parte din aburul este preluat pentru producție sau încălzire, iar o parte ajunge la condensator trecând printr-un ciclu complet; aceștia sunt utilizați în centrale termice și electrice combinate. Turbinele cu extractie de incalzire sunt marcate T-100/120-130, unde

T - tip turbină (cu extracție de încălzire)

100 - putere nominală, MW

120 - putere maximă, MW

130 - presiunea aburului proaspăt, kgf/cm2

Turbinele cu selecție de producție sunt marcate P-25/30-90/13, unde

P - tip turbină (cu selecție de producție)

25 - puterea nominală, MW

30 - putere maximă, MW

90 - presiunea aburului proaspăt, kgf/cm2

13 - presiunea nominală a aburului în extracția producției, kgf/cm2

pro

funcţionarea turbinelor cu abur este posibilă tipuri variate combustibili: gazosi, lichizi, solizi

putere mare a unității

libera alegere a lichidului de răcire

gamă largă de putere

resursă impresionantă de turbine cu abur

Minusuri

inerție mare a instalațiilor de abur (timpi lungi de pornire și oprire)

costul ridicat al turbinelor cu abur

volum redus de energie electrică produsă în raport cu volumul de energie termică

reparații costisitoare ale turbinelor cu abur

reducerea performanței de mediu în cazul utilizării de păcură grea și combustibili solizi

Din istoria turbinei cu abur

Nu degeaba secolul al XIX-lea a fost numit epoca aburului.Odată cu inventarea mașinii cu abur, a avut loc o adevărată revoluție în industrie, energie și transporturi. A devenit posibilă mecanizarea lucrărilor care anterior necesitau prea multe mâini umane. Căile ferate a extins dramatic posibilităţile de transport de mărfuri pe uscat. Nave uriașe au plecat la mare, capabile să se miște împotriva vântului și să garanteze livrarea la timp a mărfurilor. Extinderea volumelor de producție industrială a confruntat sectorul energetic cu sarcina de a crește puterea motorului în toate modurile posibile. Cu toate acestea, inițial nu puterea mare a dat viață turbinei cu abur...

Turbina hidraulică ca dispozitiv pentru transformarea energiei potențiale a apei în energia cinetică a unui arbore rotativ este cunoscută încă din cele mai vechi timpuri. Turbina cu abur are o istorie la fel de lungă, deoarece unul dintre primele modele este cunoscut sub numele de „turbina heroniană” și datează din secolul I î.Hr. Totuși, să observăm imediat că până în secolul al XIX-lea, turbinele conduse de abur erau mai probabil curiozități tehnice, jucării, decât dispozitive reale aplicabile industrial.

Și abia odată cu începutul revoluției industriale în Europa, după introducerea practică pe scară largă a motorului cu abur al lui D. Watt, inventatorii au început să privească mai atent turbina cu abur, ca să spunem așa, „îndeaproape”. Crearea unei turbine cu abur a necesitat o cunoaștere profundă a proprietăților fizice ale aburului și a legilor curgerii acestuia. Fabricarea sa a devenit posibilă numai cu un nivel suficient de ridicat de tehnologie pentru lucrul cu metale, deoarece precizia necesară în fabricarea pieselor individuale și rezistența elementelor au fost semnificativ mai mari decât în ​​cazul unui motor cu abur.

Spre deosebire de o mașină cu abur, care efectuează lucrul folosind energia potențială a aburului și, în special, elasticitatea acestuia, o turbină cu abur folosește energia cinetică a unui jet de abur, transformând-o în energie de rotație a arborelui. Cea mai importantă caracteristică a vaporilor de apă este viteza mare de curgere de la un mediu la altul, chiar și cu o cădere de presiune relativ mică. Astfel, la o presiune de 5 kgf/m2, jetul de abur care curge din vas în atmosferă are o viteză de aproximativ 450 m/s. În anii 50 ai secolului trecut s-a stabilit că pt utilizare eficientă energia cinetică a aburului, viteza periferică a palelor turbinei la periferie trebuie să fie de cel puțin jumătate din viteza jetului de suflare, prin urmare, cu o rază a palelor turbinei de 1 m, este necesar să se mențină o viteză de rotație de aproximativ 4300 rpm. . Tehnologia primei jumătăți a secolului al XIX-lea nu cunoștea rulmenți capabili să reziste mult timp la astfel de viteze. Pe baza propriei sale experiențe practice, D. Watt a crezut că viteze mari mișcări ale elementelor mașinii de neatins, în principiu, și ca răspuns la un avertisment cu privire la amenințarea pe care o turbină ar putea reprezenta pentru motorul cu abur inventat de el, el a răspuns: „Despre ce fel de competiție putem vorbi dacă, fără ajutorul lui Dumnezeu, este este imposibil să faci piesele de lucru să se miște cu o viteză de 1000 de picioare pe secundă?

Cu toate acestea, timpul a trecut, tehnologia s-a îmbunătățit și a sunat ora pentru utilizarea practică a turbinei cu abur. Turbinele cu abur primitive au fost folosite pentru prima dată în fabricile de cherestea din estul Statelor Unite în 1883-1885. pentru antrenarea ferăstrăilor circulare. Aburul era furnizat prin axă și apoi, extinzându-se, era direcționat prin conducte în direcția radială. Fiecare dintre țevi se termina cu un vârf curbat. Astfel, în design, dispozitivul descris era foarte aproape de turbina Heron, avea o eficiență extrem de scăzută, dar era mai potrivit pentru acționarea ferăstrăilor de mare viteză decât un motor cu abur cu mișcarea sa alternativă a pistonului. În plus, pentru încălzirea aburului, conform conceptelor de atunci, se folosea combustibil rezidual - deșeuri de gater.

Cu toate acestea, aceste prime turbine cu abur americane nu au fost utilizate pe scară largă. Influența lor asupra istorie mai departe Practic nu există tehnologie. Nu același lucru se poate spune despre invențiile suedezului de origine franceză, de Laval, al cărui nume este cunoscut oricărui specialist în motoare astăzi.

Carl Gustav Patrick de Laval

Strămoșii lui De Laval au fost hughenoți care au fost forțați să emigreze în Suedia la sfârșitul secolului al XVI-lea din cauza persecuției din patria lor. Carl Gustav Patrick („numele principal” era încă considerat Gustav) s-a născut în 1845 și a primit o educație excelentă, absolvind Institutul de Tehnologie și Universitatea din Uppsala. În 1872, de Laval a început să lucreze ca inginer chimist și metalurgic, dar în curând a devenit interesat de problema creării unui separator de lapte eficient. În 1878, a reușit să dezvolte o versiune de succes a designului separatorului, care a devenit larg răspândită; Gustav a folosit veniturile pentru a extinde lucrările la o turbină cu abur. Separatorul a fost cel care a dat impulsul pentru a începe lucrul la noul dispozitiv, deoarece avea nevoie de o acționare mecanică capabilă să ofere o viteză de rotație de cel puțin 6000 rpm.

Pentru a evita utilizarea oricărui fel de multiplicatori, de Laval a propus plasarea tamburului separator pe același arbore cu o turbină simplă de tip jet. În 1883, a fost obținut un brevet englez pentru acest design. De Laval a continuat apoi să dezvolte o turbină de tip activ cu o singură treaptă și deja în 1889 a primit un brevet pentru o duză de expansiune (și astăzi termenul „duză Laval” este de uz comun), ceea ce face posibilă reducerea presiunea aburului și crește viteza acesteia la supersonică. Curând după aceasta, Gustav a reușit să depășească alte probleme care au apărut în producția unei turbine active funcționale. Așadar, a propus folosirea unui arbore flexibil și a unui disc de rezistență egală și a dezvoltat o metodă de fixare a lamelor în disc.

Pe expoziție internațională la Chicago, desfășurată în 1893, a fost introdusă o mică turbină de Laval cu o putere de 5 CP. cu o viteza de rotatie de 30.000 rpm! Viteza enormă de rotație a fost o realizare tehnică importantă, dar în același timp a devenit călcâiul lui Ahile al unei astfel de turbine, deoarece pentru utilizare practică a necesitat includerea unui angrenaj reducător în centrala electrică. La acea vreme, cutiile de viteze erau fabricate în principal ca cutii de viteze cu o singură treaptă, astfel încât diametrul unui angrenaj mare era adesea de câteva ori mai mare decât dimensiunea turbinei în sine. Necesitatea utilizării unor angrenaje voluminoase reducătoare a împiedicat adoptarea pe scară largă a turbinelor de Laval. Cea mai mare turbină într-o singură treaptă cu o putere de 500 CP. avea un consum de abur de 6...7 kg/cp h.

O trăsătură interesantă a lucrării lui Laval poate fi considerată „empirismul său simplu”: a creat modele complet funcționale, a căror teorie a fost dezvoltată ulterior de alții. Astfel, teoria unui arbore flexibil a fost ulterior studiată în profunzime de omul de știință ceh A. Stodola, care a sistematizat și principalele probleme ale calculării rezistenței discurilor de turbină de rezistență egală. Lipsa unei teorii bune nu i-a permis lui de Laval să obțină un mare succes; în plus, era o persoană entuziastă și trecea ușor de la un subiect la altul. Neglijând latura financiară a problemei, acest experimentator talentat, neavând timp să pună în aplicare următoarea sa invenție, și-a pierdut rapid interesul pentru ea, fiind purtat de noua idee. Un alt tip de persoană a fost englezul Charles Parsons, fiul lui Lord Ross.