История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
изобретателей. Энгельс писал: "Паровая машина была первым действительно
интернациональным изобретением... Паровую машину ¦ изобрел француз Папин,
но в Германии... Немец Лейбниц... подсказал ему при этом основную идею:
применение цилиндра и поршня" '. Можно указать также, что эта идея,
вытекавшая из .практики устройства поршневых насосов, лежала и в основе
попыток построения теп-'лового двигателя голландским ученым Гюйгенсом
(1681 г.) и голландским аббатом Готфейлем (1678-1682 гг.), чторас-ширяет
число участников "первого действительно интернационального изобретения".
Большая заслуга Па-пена состоит в том, что, исследуя работу пара в .ной
подвижным поршнем, последовательность процессов термодинамического цикла
парового двигателя (в книге, изданной в 1698 г.).
V. Машина Папена не была в состоянии успешно работать, поскольку все
основные процессы парового двигателя (образование пара, получение работы
и конденсация пара) протекали в одном агрегате - цилиндре с поршнем.
Узловыми моментами последующей истории развития парового
Рис. 2-41. Схема комбинированной парогидравлической установки.
1 - паровой котел; 2 - вентиль; 3 - вытесни* тельная рабочая камера; 4 -
всасывающий клапан; 5 - нагнетательный клапан; 6 - водоприемный желоб; 7
-водяное колесо; 8 - водоподъемная труба; 9-нижний резервуар; !0 -
резервуар охлаждающей воды.
полости цилиндра, ограничеи-он -впервые правильно описал
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, 1955, стр. 81.
8*
115
дбйгатеЛй явились отделение от цилиндра сначала котла, а потом
конденсатора.
В установке Севери цилиндр был уже отделен от двигателя, но сам двигатель
был объединен с насосом, поверхность воды в котором служила как бы общим
поршнем для двигателя и насоса. Применение реального поршня позволило
сделать существенный шаг вперед в обособлении двигателя от орудия. Этот
шаг, характерный для второй фазы становления теплового двигателя, удобно
проследить на водоподъемной установке Ньюкомена- Коули. Эти изобретатели
также исходили из потребности откачивания воды из рудников, причем она
воспринималась ими в конкретной форме замены лошадей или водяного колеса,
применявшихся для приведения в действие рудничных насосов. Работа
сводилась к необходимости периодически поднимать длинную насосную штангу,
выходящую на поверхность земли; опускалась штанга под действием
собственного веса. Таким образом, периодичность работьг насоса простого
действия, установленного на дне шахты, хорошо согласовывалась с
периодичностью работы пара в полости двигателя.
При опускании насосной штанги п и груза т под де: ствием тяжести поршень
h (рис. 2-42) поднимался и в oi во'бождающееся под ним пространство через
открыты! кран k поступал пар из котла а, где давление лишь слей ка
превышало наружное (атмосферное) давление. При этом работа пара
аккумулировалась в атмосферном давлении. При достижении поршнем верхнего
положения кран k закрывался и кран о открывал доступ в полость цилиндра
холодной воде из резервуара g по трубке р. Хо-) лодная вода
конденсировала пар, в цилиндре образовывался вакуум, и атмосферное
давление возвращало акку-; мулированную в нем работу, двигая поршень вниз
и про-! изводя подъем насосной штанги.
Отделение двигателя от насоса давало возможность изменять соотношение
диаметров их поршней и получать высокое давление в насосе при низком
давлении в двигателе, а следовательно, поднимать воду с больших глубин
при низком давлении пара в котле- Так, одна из реальных установок,
построенных в Англии, поднимала воду на высоту 80 м, и, следовательно,
давление на поршень насоса должно было быть 8 кГ/см2. Поршень насоса имел
диаметр 9 дюймов, а поршень двигателя - 36 дюймов. Очевидно, отношение
площадей поршней насоса и двига-116
теля было 662:92-16, а поэтому и давление на поверхность поршня двигателя
должно было составлять всего 8:16 = 0,5 кГ/см2. Это давление на поршень
двигателя легко достигалось путем получения под поршнем вакуума при
вбрызгивании воды; рабочее давление было равно 1 кГ/см2 (давление
атмосферы) минус 0,5 кГ/см2 (давле-
Рис. 2-42. Паровая водоподъемная установка Ньюкомена-Коули.
а - паровой котел; с - цилиндр; Л -поршень; к - паровпускной кран; о-
маховичок водовпускного крана; I - рукоятка управления впуском пара и
воды; g- резервуар охлаждающей воды; р- водоподводящая трубка; q - трубка
для спуска конденсата; I - балансир; / - рычажный предохранительный
клапан с грузом 6; т - груз аккумулирования; п - верхний конец насосной
штанги.
ние под поршнем, вакуум), т. е. потребные для подъема воды 0,5 кГ/см2.
Насосы описанной конструкции применялись почти в течение столетия, хотя,
отдавая работу прерывно, они являлись весьма ограниченными по
возможностям их использования. Однако они подготовили условия для
следующего шага в развитии теплоэнергетики - становления универсального
двигателя.
117
Возникновение Потребность в новой теЗЫяке в Лю-
потребности ее ф,0рме и в частности, в универ-
