Turbina a vapore stupefacente

Ora il "cuore" che dà vita alla maggior parte delle macchine create dall'uomo è il motore a combustione interna (ICE). Tuttavia, questo non è sempre stato il caso.

Dal passato al presente

Prima dell'era ICE, da molto tempo la pietra angolareil progresso tecnico era una turbina a vapore. Questo è il caso raro in cui le invenzioni dimostrano di avere un tale successo che continuano ad essere utilizzate nel nostro tempo, tuttavia, con una serie di miglioramenti. Si noti che le turbine a vapore e i classici motori a vapore (la stessa locomotiva a vapore) non devono essere confusi. Hanno un principio di funzionamento diverso e l'efficienza è incomparabile.

Turbina a vapore invenzione

Si ritiene che la prima volta una tale turbinasviluppato e incarnato in metallo Swede P. Laval. Nel lontano 1889, era necessario un motore efficiente per un separatore di latte in grado di generare una rotazione con una frequenza di almeno 100 giri al secondo. Il principio di funzionamento della turbina era piuttosto semplice: sulla superficie del cilindro fissata sull'asse, venivano posizionate le lame, in cui un getto di vapore surriscaldato veniva colpito da una caldaia vicina. L'energia potenziale del vapore è stata convertita in cinetica, portando il cilindro in rotazione. Laval ha determinato sperimentalmente che i risultati migliori possono essere raggiunti se il flusso di vapore fuoriesce attraverso gli ugelli a forma di cono, piuttosto che i tubi dritti.

Tuttavia, la turbina a vapore dell'ingleseC. A. Parsons. Lo ha sviluppato quasi in parallelo con Laval, ma non solo ha migliorato, ma ha anche intuito di collegarlo con un generatore elettrico (il prototipo del moderno sistema GD).

Nel 1894, creò una nave,Il motore è azionato da una turbina a vapore (la velocità massima è di circa 60 km / h). L'idea ebbe un tale successo che dopo il 1900 la maggior parte delle navi da guerra erano equipaggiate con motori simili.

Il nostro tempo

Naturalmente, dall'invenzione e il primoi modelli della turbina a vapore sono stati modernizzati e i difetti di progettazione sono stati eliminati. Il classico impianto a turbina a vapore comprende due componenti: uno statore stazionario con un blocco dell'ugello e un rotore rotante (cilindro) con le pale posizionate sul suo corpo. A seconda della direzione del movimento del getto di vapore, si distinguono due tipi di design del rotore: radiale e assiale. I primi rappresentano gli echi delle soluzioni originali: in essi il vettore di propagazione del vapore è perpendicolare all'asse del cilindro e le pale sono parallele ad esso. Nelle direzioni assiali di movimento, la coppia coincide con l'asse e la rotazione viene creata dall'orientamento speciale delle lame.

Uso più efficiente dell'energia a vaporeÈ possibile nelle turbine a vapore con diversi cilindri (a più corpi). Tuttavia, a causa della progettazione ingombrante e complicata, tali soluzioni vengono utilizzate laddove il loro uso sia economicamente giustificato. I cilindri degli alloggiamenti possono essere posizionati su un asse comune ed essere meccanicamente indipendenti. Il sistema di tenuta e i diaframmi impediscono il funzionamento anomalo dell'intera installazione (aspirazione di aria esterna, perdita di vapore, bypass di gradi, ecc.).

Sviluppo della tecnologia delle turbine a vapore

A bassa tensione di vapore e bassale turbine classiche non sono abbastanza efficienti. Sono stati sostituiti da una macchina a vite a vapore. Questo sviluppo russo è una naturale evoluzione del modello originale. All'interno del corpo sono rotori con pale a forma di elica. Il vapore in entrata riempie lo spazio tra i denti delle viti più vicine, si verifica una svolta e l'ulteriore alimentazione si interrompe. Inoltre nella cavità per il vapore, la porzione risultante si espande ed esegue lavori sulla rotazione del rotore a vite. Questo design consente di sfruttare completamente l'energia immagazzinata dal vapore.