История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
одном валу с турбиной. Наконец, эффе(r)-тивность степени расширения зависит
не только от давления конца расширения, но и от давления начала
расширения, где высокое давление сопровождается высокими температурами.
Если в поршневом двигателе рабочий ход с высокой температурой газа
чередуется с ходом выхлопа или продувки, охлаждающими стенки цилиндра, то
в газовой турбине горячие газы действуют непрерывно и это требует от
металла особо жароупорных качеств; снижение Же температуры начала
расширения уничтожает эффект глУ' бокого расширения.
Все эти трудности могли быть преодолены только в пр0' цеесе длительной
работы сначала отдельных лиц, а позД' нее крупных творческих коллективов.
408
К числу совершенно преждевременных попыток создать
газовую турбину следует отнести работу англичанина Джона Барбера,
получившего еще в 1791 г. патент на практичен ски неосуществимую газовую
турбину.
Первая 'попытка реализации газовой турбины была еде-, лана инженер-
механиком русского флота П. Д. Кузьминским, спроектировавшим и
построившим в 1897 г. небольшую радиальную газопаровую турбину с
постоянным давлением сгорания. Камера сгорания турбины Кузьминского (рис.
7-29), которую он наименовал "газопарород", охлаждалась спиральными
змеевиками, по которым подводилась вода, нагревавшаяся к моменту
поступления в камеру до состояния, близкого к испарению. В конической
полости камеры сгорания осуществлялся факел за счет горения нефти,
подаваемой под давлением нефтяной форсункой. Смесь из продуктов сгорания
нефти и водяного пара поступала по цилиндрическим каналам в верхнюю часть
"газопаророда", откуда она при давлении 10 ата, поддерживаемом работой
компрессора, поступала на лопатки газовой турбины. Смерть изобретателя в
1900 г. не позволила ему привести свое изобретение к законченному виду и
преодолеть трудности, среди которых основным, как он указывал, было
отсутствие жароупорных сплавов.
Газовая турбина начинала привлекать к себе внимание. Целых коллективов
инженеров; в середине XX в. были обнаружены чертежи газопарогенератора,
на который в 1909 г. была выдана привилегия Петербургскому металлическому
заводу.
За границей еще в 1872 г. германский патент на газовую Урбину получил
немецкий инженер Штольц, который в 1900-1904 гг. делал попытки ее
реализации, но оставил х вследствие весьма низкого к. п. д..
Не превышал 3-4% к. п. д. газовой турбины быстрого °Рания мощностью 25 л.
с., которая была построена
409
Рис. 7-29. Газопарород (камера сгорания турбины) А. Д. Кузьминского.
6 1906 г. французскими ИйЖбйерами Арман го и Лемалелс I низкий к. п. д.
установки был следствием низкого к. п. д' компрессора (50-60%).
Газовая турбина быстрого сгорания была изобретена в 1906 г. во Франции
инж. В. В. Караводиным. Осуществленная в 1908 г. (2,4 л. с., 10 000
об/мин), она показала к. п. д., едва превышавший 3%.
Много труда на разработку газовой турбины положил в Германии проф. В.
Шюле, стоявший на позиции комбинирования на одном валу паровой и газовой
турбин, от которого он ожидал экономического к. п. д. порядка 30%.
В Германии же в течение ряда лет над проблемой газовой турбины работал
инж. Гольцварт, достигший экономического эффекта, сопоставимого с
эффектом паросиловых установок. В период 1914-1920 гг. по его проектам
было построено несколько газовых турбин мощностью до 2 000 л. с., к. п.
д. которых достигал величины 13-14%.
Указанные попытки, как и ряд других такого же рода, знаменовали сойой
подготовительный период, и только начиная с 30-х годов XX в. появилась
реальная возможность сооружения экономичных газовых турбин. В круг работ
этого подготовительного периода входили: разработка и
анализ наивыгоднейших циклов газовых турбин, экспериментальное
исследование свойств рабочих тел в достаточно широком диапазоне
температур и давлений, повышение к. п. д. компрессорных установок и
освоение технологии Ц производства жароупорных сталей. . Л
7-7. РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Нами рассмотрены исторические факты развития теплоэнергетики во второй
половине XIX в. В отдельных случаях рассмотрение вторгалось в XX в. Это
объясняется тем, что с конца XIX в. начинает быстро формироваться новая,
комплексная энергетика, заключающаяся в возникновении и быстром развитии
электроэнергетики. Проведение жесткой грани между "доэлектрическим" и
"электрическим" периода^1 развития энергетики невозможно. Поэтому выше
были рассмотрены за- у водские и транспортные применения паровых турбин и
двигателей вну- ¦ треннего сгорания, продолжающиеся и в XX в., но почти
не были рас' ¦ смотрены начавшиеся в XIX в, применения этих двигателей
для приво- ¦ да электрических генераторов. (tm)
Последующие главы покажут сильнейшее влияние электрификаШД на развитие
теплосиловых установок. Это влияние проявилось и в оО-ласти теоретических
основ теплоэнергетики - технической термолина мике, науке о
распространении теплоты, теоретических основах РасЧет и проектирования
