История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
заключалось в применении многоступеН^ чатой турбины. Более отчетливо
принцип многоступенчаты-^ турбин в качестве метода снижения числа
оборотов бы^ высказан в записке Турнера, рассмотренной в 1853 г- н
заседании Парижской академии наук. 0Ц
"Упругие жидкости, - писал Турнер,- (т. е. газы В 386 I
м
пары) приобретают громадные скорости даже при слабых давлениях. Чтобы
надлежащим способом использовать эти скорое(tm) па простых колесах,
аналогичных водяным турбинам, нужно было бы допустить чрезвычайно большие
скорости вращения и сделать очень маленькими площадки для прохода даже
большого количества пара. Можно избегнуть этих трудностей, заставляя газ
или пар терять свое давление или постепенно, или сразу отдельными,
частями и действовать несколько раз на лопатки паровых турбин,
размещенные соответствующим образом.
Если разность давлений велика (как это имеет место в паровой машине), то
станет ясно, что нужно иметь большое, число турбин для достаточного
уменьшения скорости рабочей жидкости.
Легкость и небольшие размеры движущихся частей позволяют притом допускать
скорости вращения, значительно большие по сравнению со скоростями
обыкновенных машин".
На схеме конструкции, предложенной Турниром (рис. 7-17), видна проточная
часть (пар идет сверху вниз) с четырьмя рядами сопел (К,
Н, /) и четырьмя рядами рабочих лопаток (*, С, E,F).
Кроме Турнера, многоступенчатый принцип ы'л предложен рядом ^бретателей
(Жирар,
"55 г., Перриго и Фар-¦°' 1864 г., Эдвардс,
Все ........
25"
и L
*1 в\ h h k |
Л k
1 с\ Q yv 0 k ||
7 //
* "1 H 6
I *1 j s E
г/Л k G
У F\ cs / F V)
Ж
3Z:
1^1- г- и многие другие), увеличивавшееся ко-
Рис. 7-17. Патентный чертеж многоступенчатой реактивной паровой турбины
Турнера.
К, G, И, !-неподвижные сопла; В, С, Е, В- подвижные лопатки, сидящие на
барабане турбины.
387
личество различных конструкций паровых турбин, раз. работанных в течение
второй половины XIX в., свиде-тельствует о возникновении и постепенном
обострении противоречия между тихоходной паровой машиной и растущим
парком быстроходных рабочих машин. Изобретателям был дан специальный
заказ на новый двигатель. Однако достаточную остроту (c)тот заказ приобрел
только в 80-х и 90-х годах XIX в. До этого применение паровых турбин
носило единичный характер. В 30-х годах XIX в в г. Сиракузах (США) было
построено несколько турбин для привода центробежных пил. Эти турбины
представляли собой модификацию "эолипила" Герона, и громадный удельный
расход пара в них компенсировался использованием в качестве горючего
отходов лесопильного производства. В 50-х годах в Англии для подобных же
целей была применена турбина Шиле кустарного изготовления.
В 1869 г. У. Горман получил патент на турбину, которая согласно указанию
У. Ренкина была применена в Глазго на лесопильне.
Подлинный стимул к развитию паровых турбин возник -с началом
электроэнергетики, хотя ряд принципиальных вопросов турбостроения был
поставлен и в частной форме разрешен еще ранее в трудах шведского
инженера Густава Патрика Лаваля, Лаваль был сторонником интенсификации
техники, в частности увеличения числа оборотов технических агрегатов;
большое число оборотов (6 000-7000 в минуту) было успешно использовано им
в конструкции первого сепаратора непрерывного действия, запатентованного
им в 1878 г. Для непосредственного привода своего сепаратора Лаваль в
1883 г. предложил сначала использование простейшей турбины в виде
героновского эолипила. Стремясь повысить к. п. д. турбины, Лаваль в 1889
г. изобрел расширяющееся сопло, носящее и поныне его имя и позволяющее
понизить давление пара ниже критического, сообщив ему при этом
сверхзвуковую скорость. Сопло Лаваля предоставило возможность повышать
начальное дав-ление пара, что увеличивает экономичность парового дви'
гателя.
Пойдя по пути освоения высоких скоростей, Лаваль осуществил активную
одновенечную турбину, срабатывавшую скоростную энергию пара на одном
рабочем колесе, которое вращалось с громадным числом оборотов (порядка 30
000 в минуту). В процессе конструирования такой туР' бины Лаваль должен
был решить ряд сложнейших пр°"
388
-^Ц
СЗ S ' "о " " I "
я oS^s*Is!
со з~*"?!^ = км
g .
[_'Ч'=-а&н"°.х
X О o ¦-' и
о s.iig.a^so. cKgggs
*" s 5*"воа
75 5?" °ёдс
"! sHirles
а.§'?5 S'S
Sif=: S it " г с(а
н И Л Я1 Я П Л1
о
-J cs II- СП Л >-Ч *-1
й-' .7 G О я Я О и >1
Uof-аа^ан
блем (рис. 7-18). Это проблемы: расширяющегося сопла-гибкого вала;
турбинного колеса - диска в форме тела рав' ного сопротивления
инерционным силам, возникающим при громадном числе оборотов; подшипников
гибкого вала, ,п0. лучивших шаровую опору; специальных материалов '(им
впервые применена была никелевая сталь для лопаток и дисков);
автоматического останова турбины при переходе за допускаемую предельную
скорость вращения (решенного им в виде "разрушителя вакуума"), наконец
проблема редуктора в виде механического зубчатого зацепления пары колес с
