История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
вывел уравнение, связывающее изменение удельного объема при
парообразовании с величиной скрытой теплоты. Это уравнение, намечавшееся
в работах Б. Клапейрона, получило название уравнения Клапейрона -
Клаузиуса.
Основываясь на результатах исследований Реньо и Гирна, немецкий ученый Г.
А. Цейнер разработал полную и систематическую теорию насыщенного водяного
пара с выводом всех необходимых формул и соотношений, а позднее - и
теорию перегретого пара. Им же были составлены обширные таблицы свойств
водяного пара, которые являлись общепринятыми до начала XX в. Во втором
издании своих "Основ механической теории тепла" Цейнер, исследуя работу
тяговых конусов паровозов и парового инжектора, разработал уравнение
истечения пара
Параллельно с изучением термодинамических свойств рабочих тел,
преимущественно водяного пара, все шире проводились исследования по
определению величины механической работы, получаемой в цилиндрах паровых
двигателей. Развивавшееся ранее в этой области эмпирическое направление с
повышением параметров пара оказывалось все фолее и более несостоятельным.
Первые труды по разработке теории паровых двигателей принадлежат
немецкому ученому Р. Клазиусу я английскому ученому В. Ренкнну, которые
разработали теоретический ^идеальный" цикл парового двигателя,
используемый и в настоящее вРемя как удобный эталон совершенства паровых
двигателей. Несколь* позднее, в своей теории паровой машины, Цейнер
развил труды ^енкииа, глубоко исследовав характер потерь, вызываемых
неполным Расширением пара и наличием вредного пространства.
Сложность процессов, происходящих в полостях цилиндров реаль-НВ1х паровых
двигателей, приводила к значительному разрыву между Данными теории и
результатами опытов. В связи с этим начало разви^ аться экспериментальное
направление в исследовании принципов рабо-у паровых двигателей. Начало
этому направлению положил Г. А. Гирн Франции, Ю. Кларк в Англии, Ишервуд
в США. Их работы прежде
13> к"
всего показали, что нельзя игнорировать, как это делали авторы теоре.
тических работ, наличие теплообмена между паром и стенками цилиндра.
Поэтому изучение процесса теплообмена и его зависимости от ря да факторов
стали основой экспериментальных исследований, позволив- \ ших сблизить
теорию с практикой и установивших влияние на эффеи-тивность работы
паровых двигателей ряда существенных факторов: перегрева пара, паровой
рубашки, многократного расширения пара, величины вредного пространства,
числа оборотов вала и скорости поршня, объема ресивера, качества
изоляции, отношения рабочих объемов цилиндров, типа парораспределительных
механизмов, величии предварений впуска и выпуска пара, величин наполнения
и степени сжатия и многих других практических факторов. Оценка этих
факторов на основе данных многочисленных опытов дала возможность
производить расчеты паровых двигателей с достаточной для практикй
степенью точности и благодаря этому значительно увеличить к.п.д.,
приблизить реальный цикл к теоретическому, эффективность индикаторной
работы к эффективности работы "идеального" цикла.
Развитие практической теплоэнергетики нашло свое отражение и в работах
ряда отечественных ученых. В 60-80-х годах XIX в. в России сложилась
школа теплотехников, а в технических учебных заведениях стал читаться
курс механической теории тепла, вышел ряд книг по теории тепловых
двигателей: А. В. Гадолина, И. А. Вышнеградского, Ф. Ф. Петрушевского.
Несколько глубоких исследований опубликовал в виде статей преподаватель
Морского корпуса И. ,П. Алымов, который одним из первых в отечественной
научной литературе дал обстоятельный анализ экономичности работы паровых
двигателей на основе механической теории тепла. Профессор Петербургского
университета М. Ф. Окатов разработал вывод аналитического выражения
второго закона термодинамики. Важные исследования второго закона
термодинамики были проведены профессором Киевского университета Н. Н.
Шиллером, предложившим оригинальную математическую трактовку этого
закона. В связи с возникновением "калорических" двигателей общий анализ
регенеративного цикла как метода приближения к теоретическому циклу Карно
осуществил И. А. Вышнеградскип. Впервые метод определения экономии при
комбинированном получении механической работы и тепла .(теоретические
основы эффективности теплофикации) был разработан И. А. Тиме.
В исследованиях свойств рабочих тел большое значение имели труды великого
ученого Д. И. Менделеева, который вывел общее уравнение состояния для
идеального газа. В 1861 г. Менделеев открыл явление критического
состояния вещества и определил температуру этого состояния, назвав ее
"абсолютной температурой кипения". Первое экспериментальное определение
критической температуры воды было выполнено в лаборатории Киевского
университета.
Теплотехническая практика, все шире вторгавшаяся в промышленность и
транспорт, способствовала возникновению обобщающих теоретических работ. К
