История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
- Путь передачи механической работы
- Пар
Рис. 3-8. Схема промышленного предприятия доэлекгрического периода.
и приводит в действие воздуходувное устройство для снас жения сжатым
воздухом горнов и плавильных печей.
Представленная схема показывает техническое реше ние, остававшееся
наилучшим в течение длительного времени. Позднее, к 80-м годам XIX в.,
эта схема перестала удовлетворять потребности растущего производства и
была заменена новой (см. гл. 6).
3-2. РАЗВИТИЕ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ ПОСЛЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПЕРЕВОРОТА
Обшие тенденции Эволюция машинного произвоД-
развития ,rrv г _
теплоэнергетики ства в течение XIX в. проходила под
в XIX в. знаком постоянно усиливавшейся ка-
питалистической концентрации производства, сопровождавшейся технической
концентрацией. Последняя выражается прежде всего в укрупнении
производственных единиц машинного производства - заводов и фабрик. Отсюда
вюз-^ 160
млн.шт. 100
икают два основных требования, предъявляющихся к саповым фабрично-
заводским установкам: увеличение единичной мощности теплосиловых
установок и увеличение их экономичности. Эти два требования, выражавшие
главную тенденцию развития теплоэнергетики в течение XIX в., вызвали
существенное изменение единичной мощности и экономичности теплосиловых
установок. Единичная мощность теплосиловых установок возросла с 10-20 до
10000-
15 000 л. с. Экономический к. п. Д.1 вырос от среднего значения порядка
5% до 15%.
Приведенные изменения мощности и экономичности явились неизбежным
следствием быстрого роста энергопотреб-' ления в течение XIX в. Рост
установленной мощности паровых двигателей выразился громадным, числам: в
20 000 раз (с 6 000 л. с. в 1 800 г. до 120 000 000 л. с. в 1900 г.).
Такой рост был бы немыслим без увеличения единичной мощности машин,
возросшей
в среднем в 1 000 раз. Увеличение единичной мощности двигателей
сопровождалось ростом экономичности, поскольку крупные единицы, как
правило, экономичнее маломощных. Всемерное увеличение к. п- д. приобрело
исключительное значение, так как даже при повысившейся втрое
экономичности теплосиловых установок мировое потребление топлива к концу
XIX в. оценивалось уже суммой в 7 млрд. руб. золотом. Особое значение
имело повышение к' п. д. двигателей для транспортных установок. "Это
усло-вие (т. е. расход топлива-Авт.), - писал М. Хотинский, автор книги
"История машины, пароходов и паровозов", изданной в 1853 г.,-необычайно
важно в отношении вопро-са о пароходстве, одним из главных стеснений
которого было огромное количество угля, которым должно запасаться для
продолжительных плаваний через океан. Из-вестно, что пароходы, плавающие
через Атлантический
1 Экономический к. п. д. показывает отношение полезной работы Валу
теплового двигателя к теплу, внесенному в топки котлов, зы-*енных в
соответствующих единицах.
1 История энергетической техники. 161
Рис. 3-9. Рост числа автомобилей в мире.
Океан в Америку, потребляют в каждый рейс около 26 ООО пудов угля...".
Требования транспортных установок являлись весьма существенными
вследствие их преобладавшей доли в потреблении энергии, что хорошо видно
из рис. 1-6. Следует заметить, что в настоящее время в связи с громадным
ростом автомобильного транспорта (рис. 3-9) и авиации, доля транспорта в
энергобалансе остается высокой, составляя около 40% всей потребляемой
механической энергии.
Обе главные тенденции развития теплосиловых установок- увеличение
единичной мощности и повышение к. п. д. - проявлялись по-разному в двух
основных агрегатах теплосиловых установок XIX в.: паровых котлах и
паровых машинах. Поэтому целесообразно рассмотреть более подробно процесс
развития этих агрегатов.
г, В начальный период развития па-
Развитие паровых r г
котлов ровых котлов применялся пар атмос-
ферного давления, а поэтому забота о прочности незначительно отражалась
на процессе развития котельных конструкций. Котлы Ползунова, Ньюкомена и
ряда других изобретателей исходили из конструкции пищеварочных котлов,
откуда и возник термин "котел", со-
162
Рис. 3-10. Паровой котел .вагонного* типа (стрелками показан путь
топочных газов).
хранившийся до наших дней. Рост мощности пароатмосферных двигателей
вызвал к жизни первую поныне существующую и действующую тенденцию
котлостроения: увеличение паропроизводительности - количества пара,
производимого котлом в час, которое достигалось разным" путями.
Английский машиностроитель Д. Смитон устанавливал по два-три котла для
питания паром одного цилиндра своих насосных установок. В частности,
трехкотельная установка по проекту Смитона была в 1777 г. сооружена
Рис. 3-11. Прототип водотрубного котла.
-трубки; 2-колосники.
для откачивания воды из Кронштадтских морских доков. Другие конструкторы
стали увеличивать активную поверхность нагрева котлов, организуя
обмуровку таким образом, чтобы газы омывали не только дно, но и боковые
стенки котла. Уатт сконструировал "вагонный" котел, получивший свое
