История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
резервуар 3, откуда она по желобу 4 поступает на водя-
Рис. 2-48. Схема воздуходувной установки Ползунова, 1765 г.
i-паровой цилиндр (второй такой жэ цилиндр скрыт за цилиндром /);. 2 - 2
и балансиры, передающие движение воздуходувным мехам'10 - J0; 4-полуба- •
лансир для привода паро-водораспределительного механизма 6-7; 5-
полубалан-С,1Р Для привода насосов 9 через рычаг 8; И - выход сжатого
воздуха; /5 - "воздушный ларь"- аккумулятор дутья.
ные колеса 5, которые через механизм 6-7 передают движение воздуходувным
мехам 8; канал 9 служит для отво--Да отработавшей на колесах водьи. В
установке Ползуно-ва (рис. 2-49,11) двигатель с двумя цилиндрами 1
приводит в движение воздуходувные мехи 2; воздух из аккумулятора 3 по
трубам 4 раздается по группе печей.
Помимо громадного упрощения установки, видного 113 приведенных схем,
Ползунов, отказавшись от промежуточного носителя энергии в виде поднятой
воды, более Чем вдвое увеличил экономичность установки.
Однако в феодальной крепостнической России не бы>-Л° экономической базы
для внедрения паровых двигате-
§ История энергетической техники. 129
лей. Поэтому пбсЛе героического труда Ползунйва стрб| тельство. паровых
машин в России не велось более че полстолетия.
J J Tg к 1 Ydb) В 5р щ 5 В 5 ё_б sk В $ 3 6 5 |Ё щ в ¦Гр 1 в
I L / r_ fcr 3 - 9 4 4 9
Рис. 2-49. Сравнительная схема проектов Шлаттера н Ползуиова.|
Дальнейшие попытки конструирования универсального двигателя были вызваны
промышленным переворотом в последней трети XVIII в. и описываются в
следующей главе.
Историческая Изучая конкретные тепловые дви-
обусловлениость гатели, строившиеся в XVIII в., мож-
конкретиых_ форм но задать себе ряд вопросов: почему
ранней первые тепловые двигатели были па-
теплоэнергетики г
ровыми, а не газовыми; насосными,
а не универсальными; поршневыми, а не роторными; паро-атмосфериыми, а не
двигателями избыточного давления? Проявлялась ли здесь воля изобретателей
или же были какие-то объективные условия, определявшие конкретные пути
становления теплоэнергетики?
Рассмотрим, какие объективные условия определяли пути становления
теплоэнергетики и как они влияли на конструктивные формы теплосиловых
установок.
1. Пиротехника как первичная форма теплоэнергетики-Изучение
исторических фактов показывает, что в процессе становления
теплоэнергетики имели место попытки осуществления как газовых двигателей
(Гюйгенс, Папен) так и паровых двигателей (Вустер, Севери, Ньюкомен
Папен, Ползунов). В результате этих попыток от газо вых двигателей
отказались, а паровые стали развиваться 130
Причины этого таковы. Во-первых, для успешной работы газовых двигателей
необходима более высокая начальная температура рабочего тела, чем для
паровых двигателей. Во-вторых, что было весьма существенно для начального
периода теплоэнергетики, водяной пар легко конденсируется при охлаждении
его водой. Это свойство водяного пара имело громадное значение, поскольку
оно легко позволяло получить вакуум в пароатмосферных двигателях. Еще
опыты Папена показали, что конденсировать газ _ путем охлаждения водой
невозможно. Таким образом, ' пар как рабочее тело тепловых двигателей
имел преимущества перед газами как для двигателей избыточного давления,
получаемого в паровых котлах без затраты механической энергии да сжатие,
так и для двигателей пароатмосферных (с вакуумом), где пар предоставлял
возможность легко получать вакуум посредством охлаждения водой без
затраты механической энергии на разрежение.
Следовательно, предпочтение пара, как рабочего тела явилось следствием не
личных вкусов, устремлений и идей изобретателей, а было продиктовано
конкретными условиями, среди которых главными являлись свойства водяного
пара.
2. Пароатмосферные двигатели - закономерный этан в развитии
теплоэнергетики. В течение целого столетия, совпадающего почти точно с
XVIII в., преобладающим тепловым двигателем являлся пароатмосферный
двигатель. Построение пароатмосферных двигателей в XVIII в-не следует
рассматривать как следствие недомыслия изобретателей той эпохи. Наоборот,
пароатмосферный двигатель возник и держался в энергетике целое столетие
только потому, что для своего времени он был наилучшим конкретным
решением задачи о тепловом двигателе. Еще в 1689 г. Д. Папен совершенно
правильно описал цикл яароатмосферного двигателя. Оставалось только
изыскать и совершенствовать конструктивные формы этого двигателя, что и
было сделано рядом изобретателей.
Почему же пароатмосферный двигатель был лучшим Решением задачи о тепловом
двигателе в XVIII в.?
Во-первых, потому, что пароатмосферный двигатель обеспечивал потребную
мощность. Практически получаемые рабочие усилия на поршне
пароатмосферного двига-теля составляли примерно 0,5 кГ/смг. Это значит,
что,
Р двигателе с диаметром поршня 0,5 м можно былр цолу-9* ' ,"1
*
чить рабочее усилие около I т, а с диаметром I м - око-.
ло 4 г. Это была поистине "мощная двигательная сила"' по сравнению с той,
