Уникальные учебные работы для студентов


Реферат на тему паровая турбина по физике

Девятнадцатый век не зря называли веком пара. С изобретением паровой машины произошел настоящий переворот в промышленности, энергетике, транспорте.

Появилась возможность механизировать работы, ранее требовавшие слишком много человеческих рук. В море вышли огромные суда, способные двигаться против ветра и гарантировавшие своевременность доставки товаров. Расширение объемов промышленного производства поставило перед энергетикой задачу реферат на тему паровая турбина по физике повышения мощности двигателей. Однако первоначально вовсе не высокая мощность вызвала к жизни паровую турбину.

Гидравлическая турбина как устройство для реферат на тему паровая турбина по физике потенциальной энергии воды в кинетическую энергию вращающегося вала известна с глубокой древности. У паровой турбины история столь же долгая, ведь одна из первых конструкций известна под наименованием "турбины Герона" и датируется первым столетием до нашей эры.

Однако сразу заметим - вплоть до XIX века турбины, приводимые в движение паром, являлись скорее техническими курьезами, игрушками, чем реальными промышленно применимыми устройствами. И только с началом индустриальной революции в Европе, после широкого практического внедрения паровой машины Д. Уатта, изобретатели стали присматриваться к паровой турбине, так сказать, "вплотную".

Создание паровой турбины требовало глубокого знания физических свойств пара и законов его истечения. Изготовление ее стало возможным только при достаточно высоком уровне технологии работы с металлами, поскольку потребная точность изготовления отдельных частей и прочность элементов были существенно более высокими, чем в случае паровой машины.

Сколько стоит написать твою работу?

В отличие от паровой машины, совершающей работу за счет использования потенциальной энергии пара и, в частности, его упругости, паровая турбина использует кинетическую энергию струи пара, преобразуя ее во вращательную энергию вала.

Важнейшей особенностью водяного пара является высокая скорость истечения его из одной среды в другую даже при относительно небольшом перепаде давлений.

Техника первой половины XIX века не знала подшипников, способных длительно выдерживать такие скорости. Опираясь на собственный практический опыт, Д. Уатт считал столь высокие скорости движения элементов машины недостижимыми в принципе, и в ответ на предупреждение об угрозе, которую могла создать турбина изобретенной им паровой машине, ответил так: Впервые примитивные паровые турбины были использованы на лесопилках в восточной части США в 1883-1885 гг.

Пар подводился через ось и далее, расширяясь, направлялся по трубам в радиальном направлении. Каждая из труб заканчивалась изогнутым наконечником. Таким образом, реферат на тему паровая турбина по физике конструкции описываемое устройство являлось весьма близким к турбине Герона, обладало крайне низким. К тому же для нагрева пара использовалось, по тогдашним понятиям, бросовое топливо - отходы лесопильного производства. Впрочем, эти первые американские паровые турбины широкого распространения не реферат на тему паровая турбина по физике.

Их влияние на дальнейшую историю техники практически отсутствует. Чего нельзя сказать об изобретениях шведа французского происхождения де Лаваля, имя которого сегодня известно любому двигателисту. Карл-Густав-Патрик "основным" считалось все же имя Густав родился в 1845 г. Для того, чтобы избежать применения всякого рода мультипликаторов, де Лаваль предложил разместить барабан сепаратора на одном валу с простейшей турбиной реактивного типа.

Затем де Лаваль перешел к разработке одноступенчатой турбины активного типа, и уже в 1889 г. Вскоре после этого Густав сумел преодолеть и другие проблемы, возникавшие при изготовлении работоспособной активной турбины.

  • Детали ротора паровой турбины лопатки, диски , даже при нормальном числе оборотов турбины, подвергаются высоким напряжениям, которые вызываются центробежными силами;
  • Преимущества и недостатки различных видов турбин;
  • В развитии парового турбостроения можно отметить несколько этапов, которые сказались на конструктивном выполнении турбин, построенных в различные периоды времени;
  • Здесь пар расширяется, и потенциальная энергия, накопленная в котле, переходит в скоростную кинетическую энергию;
  • Нагретое масло, покидающее подшипник, после охлаждения вновь используется для смазки.

Так, он предложил применить гибкий вал, диск равного сопротивления и выработал способ закрепления лопаток в диске. На международной выставке в Чикаго, проходившей в 1893 г. Огромная скорость вращения являлась важным техническим достижением, но одновременно она стала и ахиллесовой пятой такой турбины, поскольку для практического применения она предполагала включение в состав силовой установки понижающего редуктора. В ту пору редукторы изготавливали, главным образом, одноступенчатыми, поэтому нередко диаметр большой шестерни в несколько раз превосходил размеры самой турбины.

Необходимость применения громоздких зубчатых понижающих передач помешала широкому внедрению турбин де Лаваля. Самая реферат на тему паровая турбина по физике одноступенчатая турбина мощностью 500 л. Интересной особенностью творчества Лаваля можно считать его "голый эмпиризм": Так, теорией гибкого вала впоследствии глубоко занимался чешский ученый А.

Стодола, он же систематизировал основные реферат на тему паровая турбина по физике расчета на прочность турбинных дисков равного сопротивления. Именно отсутствие хорошей теории не позволило де Лавалю добиться больших успехов, к тому же он был человеком увлекающимся и легко переключался с одной темы на другую.

Пренебрегая финансовой стороной дела, этот талантливый экспериментатор, не успев реализовать очередное изобретение, быстро охладевал к нему, увлекшись новой идеей. Иного рода человеком был англичанин Чарльз Парсонс, сын лорда Росса. Чарльз Алджернон Парсонс Чарльз Парсонс родился в 1854 г. Родом своей деятельности он избрал машиностроение и с 1976 г. Талант изобретательность конструктора в сочетании с финансовыми возможностями родителей позволили Парсонсу быстро встать во главе собственного дела.

Уже в 1883 г.

ПАРОВАЯ ТУРБИНА. ПАРОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Первую паровую многоступенчатую турбину реактивного типа Парсонс построил в 1884 г. Она предназначалась вовсе не для привода относительно маломощных сепараторов, а для работы совместно с электрическим генератором. Таким образом, уже с первого шага Парсонс правильно предугадал одну из наиболее перспективных областей применения паровых турбин, и в дальнейшем ему не пришлось разыскивать потребителей для своего изобретения.

С целью уравновешивания осевого усилия пар подавался к середине вала турбины, а затем протекал к ее концам. Первая паровая турбина Парсонса имела мощность всего 6 л. Основные затруднения представляла разработка рациональной конструкции лопаток и способов их крепления в диске, а также обеспечение уплотнений.

Уже в конструкции, датированной 1887 г. Такие турбины применялись реферат на тему паровая турбина по физике для привода электрических генераторов. Взаимоотношения между компаньонами в "Кларк, Чапмэн, Парсонс и Ко" оказались далеко не безоблачными, и Парсонс вынужден был уйти, оставив бывшим коллегам и часть авторских прав, формально принадлежавших фирме. В связи с этим он надолго отказался от реферат на тему паровая турбина по физике активных турбин защищенных патентом и перешел к разработке радиальных многоступенчатых турбин.

Совершенствуя этот тип, конструктор сумел добиться впечатляющих результатов. Начиная с 1894 г.

  1. Одной из наиболее "крутых" считалась установка в Витковицах, располагавшая двумя турбинами, одна из которых мощностью 30 МВт, а вторая - 18 МВт.
  2. Предельная мощность однопоточной конденсационной турбины Предельная мощность паровой турбины...
  3. У турбины, построенной для электростанции в Лангербрюгге, параметры пара были выбраны еще более высокими.
  4. Тогда Парсон радикально переделал судно, превратив его одновальную установку в трехвальную. История науки и техники знает много интересных изобретений, в которых человек стремился использовать энергию пара.

На своем заводе он опробовал самые различные материалы для лопаток турбин, но остановился на бронзе для насыщенного и умеренно перегретого пара, чистой меди для части высокого давления и никелевой бронзе для сильно перегретого реферат на тему паровая турбина по физике. Кроме реферат на тему паровая турбина по физике, проводились глубокие исследования по созданию рациональной конструкции регулятора подачи пара.

Для повышения точности Парсонс применил релейный принцип прерывистой подачи, позволяющий уменьшить трение. Благодаря работам Чарльза Парсонса и его сотрудников Англия оказалась впереди всей планеты: Но и на континенте передовые инженеры осознали важность новинки для целей энергетики. Немецкая гордость была задета. В первую очередь оказались недовольными промышленники, выпускавшие мощные паровые машины.

Однако результаты испытаний турбин, опубликованные в 1900 г. Вскоре одна из лучших в то время электротехнических фирм "Броун-Бовери" в Бадене неподалеку от Цюриха приобрела лицензию на производство турбин Парсонса. Далее предложения о покупке лицензий стали нарастать подобно снежному кому: Если в 1903 г. Турбины стали строить в Швейцарии, Франции, Австро-Венгрии. В компании "отцов-основателей" турбостроения появились имена француза О.

Рато и американца Ч. Но Парсонс вошел в историю техники как звезда первой величины: Морские котлотурбинные установки В конце XIX века сформировался новый класс военных кораблей - миноносцы на Западе им соответствует термин "дистроер" - разрушительглавным оружием которых стали прямоходные торпеды с мощным боевым зарядом, способным отправить на дно огромный броненосец.

  1. Первые 19 дисков умеренного диаметра выполнены за одно целое с валом турбины.
  2. История создания и совершенствования паровой турбины, как и всякого крупного изобретения, связана с именами многих людей.
  3. Эти явления снижают экономичность последних ступеней, а также оказывают неблагоприятное влияние на вибрационную прочность колеса. Методы крепления корпуса к фундаментной плите.
  4. Правый конец вала турбины при помощи муфты соединен с ротором генератора, один из подшипников которого расположен на корпусе выхлопного патрубка турбины. В этой машине струя пара приводила в движение колесо с лопатками, напоминающее колесо водяной мельницы.
  5. Вскоре одна из лучших в то время электротехнических фирм "Броун-Бовери" в Бадене неподалеку от Цюриха приобрела лицензию на производство турбин Парсонса. Уже в конструкции, датированной 1887 г.

При небольшом водоизмещении единственной защитой для миноносца являлась высокая скорость, поскольку никакое бронирование не могло уберечь его от фатального конца в случае прямого попадания крупнокалиберного снаряда.

Закономерным образом размеры миноносца росли, и на рубеже веков его водоизмещение достигло 350. Реферат на тему паровая турбина по физике возросла масса механизмов и топлива на борту корабля, поэтому для сохранения высоких боевых качеств миноносца возникла настоятельная потребность в более мощном двигателе с лучшими удельными характеристиками. И такой двигатель появился в виде судовой турбины. Парсонс построил небольшое турбинное судно, в сущности катер водоизмещением всего 44,5 т, но мощность его силовой установки достигла 2000 л.

Ее скорость составила всего 19,7 узла, а конструктор ожидал получить не менее 30. Причина заключалась в так называемом проскальзывании гребного винта, позднее названном "кавитацией".

  • Пар в турбину подводится по трубам 3 и далее через отверстия в дисках 1 и 2 направляется к центральной камере;
  • Диски разделены неподвижными промежуточными диафрагмами;
  • Затем де Лаваль перешел к разработке одноступенчатой турбины активного типа, и уже в 1889 г.

Из-за чрезмерной частоты вращения винтов скорость воды на засасывающей стороне лопастей настолько возрастала, что давление понижалось до критического и вода вскипала при нормальной температуре, превращаясь в пар.

В такой среде винт проскальзывал, терял упор, и его. В течение года на "Турбинии" сменили 9 винтов, реферат на тему паровая турбина по физике ее скорость так и не достигла запланированного значения. Тогда Парсон радикально переделал судно, превратив его одновальную установку в трехвальную. На каждый вал работали последовательно соединенные по пару турбины высокого, среднего и низкого давления.

Валы заканчивались тремя расположенными друг за другом гребными винтами. На первом же выходе обновленная "Турбиния" показала скорость 32,8 узла. С целью демонстрации преимуществ судовой турбины Парсонс решился на неординарный шаг, граничивший с хулиганством.

По его распоряжению перед началом морского парада, приуроченного ко дню 60-летия вступления на престол королевы Виктории, "Турбиния" несанкционированно промчалась перед строем английского флота, и ни один самый быстроходный британский миноносец не смог остановить наглеца.

Резонанс оказался весьма значительным - о скандальном происшествии написали газеты, проснулось даже английское Адмиралтейство. Для начало оно заказало два "дистроера" с четырехвальной КТУ мощностью по 11 500 л. Следующим шагом стали крейсера "Аметист" и "Топаз", совершенно однотипные, за исключением силовых установок. При водоизмещении 3050 т максимальная мощность котлотурбинной установки "Аметиста" составила 13 000 л. И, что очень важно, у "Аметиста" с увеличением скорости удельный расход топлива уменьшался, а у "Топаза" - имел минимум приблизительно при 14-узловой скорости.

По результатам испытаний англичане приняли радикальное решение: Практически одновременно началось внедрение паровых турбин в судостроение. Первые два турбинных лайнера были построены в Англии для Канады, а в 1906 г. По условиям контракта реферат на тему паровая турбина по физике течение четырех месяцев он должен был плавать с опломбированными корпусами турбин, что исключало их вскрытие не только для ремонта, но и для осмотра.

VK
OK
MR
GP