טורבינת קיטור. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

טורבינת קיטור. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

טורבינת קיטור היא מנוע חום הממיר אנרגיית קיטור לעבודה מכנית.

במנגנון הלהבים של טורבינת קיטור, האנרגיה הפוטנציאלית של אדי מים דחוסים ומחוממים מומרת לאנרגיה קינטית, שבתורה מומרת לעבודה מכנית - סיבוב ציר הטורבינה. אדים מיחידת דוד הקיטור נכנסים דרך שבבי ההדרכה על הלהבים המעוקלים הקבועים סביב היקף הרוטור, ופועלים עליהם, מכניס את הרוטור לסיבוב.

טורבינת קיטור CHP

ביחד עם טורבינות הידראוליות, להמצאה והפצה של טורבינות קיטור הייתה חשיבות רבה לאנרגיה וחשמול. עקרון פעולתם היה דומה לאלו ההידראוליים, אולם ההבדל הוא שהטורבינה ההידראולית הונעה על ידי סילון מים, וטורבינת הקיטור הונעה על ידי סילון קיטור מחומם. באותו אופן שטורבינת המים ייצגה מילה חדשה בהיסטוריה של מנועי המים, מנוע הקיטור הדגים את האפשרויות החדשות של מנוע הקיטור.

מכונת הוואט הישנה, שחגגה מאה שנה להיווסדה ברבע השלישי של המאה ה-XNUMX, הייתה בעלת יעילות נמוכה, שכן התנועה הסיבובית התקבלה בה בצורה מורכבת ובלתי רציונלית. למעשה, כזכור, הקיטור לא הזיז לכאן את הגלגל המסתובב עצמו, אלא הפעיל לחץ על הבוכנה, מהבוכנה דרך המוט, מוט החיבור והארכובה, התנועה הועברה לציר הראשי. כתוצאה מהעברות ותמורות רבות, חלק עצום מהאנרגיה שהתקבלה משריפת הדלק, במלוא מובן המילה, עף החוצה לצינור ללא כל תועלת.

לא פעם ניסו ממציאים לתכנן מכונה פשוטה וחסכונית יותר - טורבינת קיטור, שבה סילון קיטור יסובב ישירות את האימפלר. חישוב פשוט הראה שהיא צריכה להיות בעלת יעילות גבוהה בכמה סדרי גודל מהמכונה של וואט. עם זאת, היו מכשולים רבים בדרך המחשבה ההנדסית. כדי שטורבינה באמת תהפוך למנוע יעיל ביותר, האימפלר היה צריך להסתובב במהירות גבוהה מאוד ולבצע מאות סיבובים בדקה. במשך זמן רב לא ניתן היה להשיג זאת, כי הם לא ידעו לתת את המהירות המתאימה לסילון הקיטור.

רק בשנת 1883 הצליח השבדי גוסטב לאבל להתגבר על קשיים רבים וליצור את טורבינת הקיטור העובדת הראשונה. כמה שנים קודם לכן השיגה לאבל פטנט על מפריד חלב. כדי להפעיל אותו, היה צורך בנהיגה במהירות גבוהה מאוד. אף אחד מהמנועים הקיימים אז לא עמד במשימה. לאבל היה משוכנע שרק טורבינת קיטור יכולה לתת לו את מהירות הסיבוב הדרושה. הוא החל לעבוד על העיצוב שלו ובסופו של דבר השיג את מבוקשו. טורבינת Laval הייתה גלגל קל, שעל להביו הושרה קיטור דרך מספר חרירים שהוגדרו בזווית חדה.

טורבינת קיטור Laval

בשנת 1889, לאבאל שיפר משמעותית את המצאתו על ידי הוספת מרחיבים חרוטיים לפיריים. זה הגדיל משמעותית את יעילות הטורבינה והפך אותה למנוע אוניברסלי. עקרון הפעולה של הטורבינה היה פשוט ביותר. אדים, שחוממו לטמפרטורה גבוהה, הגיעו מהדוד דרך צינור הקיטור אל החרירים ופרצו החוצה. בחרירים, הקיטור התרחב ללחץ אטמוספרי. עקב הגידול בנפח הנלווה להתרחבות זו, התקבלה עלייה משמעותית בקצב היציאה (בהתרחבות מ-5 ל-1 אטמוספירה הגיעה מהירות סילון הקיטור ל-770 מ'/שניה). כך, האנרגיה הכלולה בקיטור הועברה ללהבי הטורבינה.

מספר החרירים ולחץ הקיטור קבעו את כוחה של הטורבינה. כאשר קיטור הפליטה לא שוחרר ישירות לאוויר, אלא נשלח, כמו במנועי קיטור, למעבה והוזל בלחץ מופחת, הספק הטורבינה היה הגבוה ביותר. לפיכך, כאשר הקיטור התרחב מ-5 atm ל-1/10 atm, מהירות הסילון הגיעה לערך על-קולי.

למרות הפשטות הנראית לעין, טורבינת Laval הייתה פלא אמיתי של הנדסה. די לדמיין את העומסים שהאימפלר חווה בו כדי להבין כמה קשה היה לממציא להשיג פעולה בלתי פוסקת מצאצאיו. במהירויות עצומות של גלגל הטורבינה, אפילו תזוזה קלה במרכז הכובד גרמה לעומס חזק על הציר ולעומס יתר של המסבים. כדי להימנע מכך, לאבאל הגה את הרעיון לשים את הגלגל על ציר דק מאוד, שכאשר מסתובב, יכול להתכופף מעט. כשהיא לא התפתלה, היא עצמה הגיעה למצב מרכזי לחלוטין, שהוחזק אז בכל מהירות סיבוב. הודות לפתרון הגאוני הזה, ההשפעה ההרסנית על המיסבים הצטמצמה למינימום.

ברגע שהיא הופיעה, זכתה טורבינת Laval להכרה אוניברסלית. הוא היה הרבה יותר חסכוני ממנועי הקיטור הישנים, קל מאוד לתפעול, תפס מעט מקום והיה קל להתקנה ולחיבור. טורבינת Laval נתנה יתרונות גדולים במיוחד כשהיא מחוברת למכונות מהירות עם מסורים, מפרידים ומשאבות צנטריפוגליות. הוא שימש בהצלחה גם כהנע לגנרטור חשמלי, אך עם זאת, עבורו הייתה לו מהירות גבוהה מדי ולכן יכול היה לפעול רק דרך תיבת הילוכים (מערכת גלגלי שיניים שהורידה את מהירות הסיבוב בעת העברת התנועה מציר הטורבינה אל פיר הגנרטור).

בשנת 1884 קיבל המהנדס האנגלי פרסונס פטנט על טורבינת סילון רב-שלבית, אותה המציא במיוחד להנעת גנרטור חשמלי. ב-1885 הוא תכנן טורבינת סילון רב-שלבית, שלימים הפכה לשימוש נרחב בתחנות כוח תרמיות. היה לה את המכשיר הבא, שמזכיר מכשיר טורבינת סילון. על הציר המרכזי הותקנה שורה של גלגלים מסתובבים עם להבים. בין הגלגלים הללו היו חישוקים (דיסקים) קבועים עם להבים בעלי כיוון הפוך.

טורבינת קיטור
טורבינת פרסונס

קיטור בלחץ גבוה סופק לאחד מקצוות הטורבינה. הלחץ בקצה השני היה קטן (פחות מאטמוספרי). לכן ביקשו הקיטור לעבור דרך הטורבינה. ראשית, הוא פעל במרווחים בין השכמות של הכתר הראשון. להבים אלה כיוונו אותו ללהבים של הגלגל הנייד הראשון. קיטור עבר ביניהם, וגרם לגלגלים להסתובב. ואז הוא נכנס לכתר השני. להבי הכתר השני הפנו אדים בין להבי הגלגל הנייד השני, שגם הם נכנסו לסיבוב. מהגלגל הנייד השני זרמו אדים בין להבי הכתר השלישי וכו'. כל הלהבים קיבלו צורה כזו שהחתך של תעלות בין הלהבים ירד בכיוון זרימת הקיטור. הלהבים, כביכול, יצרו חרירים שהותקנו על הפיר, שמהם, מתרחבים, זרמו אדים החוצה. כאן נעשה שימוש גם בכוח פעיל וגם בכוח תגובתי. בסיבוב, כל הגלגלים סובבו את פיר הטורבינה. בחוץ, המכשיר היה סגור במארז חזק.

ב-1889 כבר שימשו כשלוש מאות מהטורבינות הללו לייצור חשמל, וב-1899 נבנתה באלברפלד תחנת הכוח הראשונה עם טורבינות הקיטור של פרסונס. בינתיים, פרסונס ניסה להרחיב את היקף המצאתו. ב-1894 הוא בנה כלי ניסוי "טורביניה" המונע על ידי טורבינת קיטור. במבחנים הוא הוכיח מהירות שיא של 60 קמ"ש. לאחר מכן, טורבינות קיטור החלו להיות מותקנות על ספינות מהירות רבות.

מחבר: Ryzhov K.V.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ תחנת מסלול מיר

▪ גנרטור

▪ חיבורי חלק

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

צמיג לרכב עם קישוריות 5G 19.03.2020

דגם הצמיגים החדש של Pirelli Cinturato P7 מיועד למכוניות פרימיום וכולל ביצועים משופרים ברטיבות, התנגדות משופרת להידרופלנינג והפחתה של 4 מטר במרחק בלימה מ-100 קמ"ש.

לדברי מהנדסי החברה האיטלקית, השימוש בטכנולוגיות חדשות ב-Cinturato P7 שיפר את הנוחות האקוסטית והחלקות בנהיגה, וכן הגדיל את חיי הצמיגים החדשים ב-6%. בנוסף, לצמיגים החדשים יש הפחתה של 12% בהתנגדות לגלגול ושיפור של 4% בצריכת הדלק (מחזור WLTP), וכתוצאה מכך הפחתת פליטת CO2.

Pirelli Cinturato P7 החדש הוא צמיג המכונית הראשון הכולל קישוריות 5G, אשר בסופו של דבר תאפשר חילופי מידע שנאסף על ידי הצמיגים כדי להזהיר נהגים מפני מצבי כביש מסוכנים כגון סיכון הידרופלנס.

בנוסף, ה-Cinturato P7 כולל טכנולוגיות Run Flat ו-Seal Inside המאפשרות להמשיך לנוע עם פנצ'ר צמיג, ויש גם גרסה של צמיג Elect במיוחד לרכבים חשמליים או היברידיות פלאג-אין.

Pirelli Cinturato P7 שוחרר כדי לחגוג 70 שנה לצמיג Pirelli Cinturato המפורסם.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מהפכה ירוקה באוקיינוסים: עליית פיטופלנקטון

▪ שפירית על שבב

▪ פלזמה עם מנגנון קירור מהיר במיוחד

▪ אסטרטגיית מימן צ'כית

▪ מפרט מעודכן עבור מחבר Lightning

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר התקני זרם שיורית. בחירת מאמרים

▪ מאמר סולוגוב ולדימיר אלכסנדרוביץ'. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר למה לשלט האוקיינוס השקט יש צורה כזו? תשובה מפורטת

▪ מאמר Hill thyme. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר ווסת כוח Triac. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר תיריסטור דו קוטבי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר