Úžasná parní turbína

Nyní je "srdce", které dává život většině strojů vytvořených člověkem spalovací motor (ICE). To však nebylo vždycky pravda.

Z minulosti do současnosti

Před obdobím ICE byla parní turbína dlouhou dobu základním technologickým pokrokem. Jedná se o vzácný případ, kdy se vynálezy ukázaly být tak úspěšné, že se stále používají v našich dnech, avšak s řadou vylepšení. Mějte na paměti, že parní turbíny a klasické parní lokomotivy (stejná parní lokomotiva) by neměly být zaměňovány. Mají jiný pracovní princip a účinnost je nesrovnatelná.

Parní turbína. Vynález

Předpokládá se, že poprvé byla taková turbína vyvinuta a ztělesněna v kovovém švédském P. Lavalu. Ve vzdáleném 1889 bylo potřeba účinného motoru pro odlučovač mléka schopný generovat rotaci s frekvencí nejméně 100 otáček za sekundu. Princip fungování turbíny byl poměrně jednoduchý: na povrchu válce upevněného na ose byly umístěny lopatky, do kterých byl z nedalekého kotelu zasažen proud přehřáté páry. Potenciální energie dvojice byla přeměněna na kinetiku a vedla válce do rotace. Laval experimentálně zjistil, že nejlepší výsledky lze dosáhnout, když proud pary uniká skrze kuželovité trysky, spíše než rovnými trubkami.

Nicméně parní turbína Angličana C. A. Parsons je slavnější. On vyvinul to téměř paralelně s Laval, ale ne jen zlepšoval, ale také hádal se připojit s elektrickým generátorem (prototyp moderního GD systému).

V roce 1894 vytvořil loď poháněnou motorem s parní turbínou (maximální rychlost asi 60 km / h). Myšlenka byla tak úspěšná, že po roce 1900 byla většina válečných lodí vybavena podobnými motory.

Náš čas

Samozřejmě, od vynálezu a prvních modelů byla parní turbína modernizována a konstrukční vady byly odstraněny. Klasická parní turbína obsahuje dvě složky: stacionární stator s blokem trysek a rotující rotor (válec) s lopatkami umístěnými na těle. V závislosti na směru pohybu parního trysky se vyznačují dva typy rotoru - radiální a axiální. První představují ozvěny původních řešení: v nich je vektor distribuce par kolmý k ose válce a lopatky jsou rovnoběžné s ním. V axiálním směru pohybu se dvojice shoduje s osou a rotace je vytvořena speciální orientací lopatek.

Efektivnější využití parní energie je možné v parních turbínách s několika válci (více těles). Vzhledem k těžkopádnému a komplikovanému návrhu jsou však tato řešení používána tam, kde je jejich použití ekonomicky opodstatněné. Válce skříní mohou být umístěny jak na společné ose, tak i mechanicky nezávislé. Těsnicí systém a membrány zabraňují abnormálnímu provozu celé instalace (přívod vnějšího vzduchu, únik par, obcházení stupňů apod.).

Vývoj technologie parních turbín

Při nízkých úrovních tlaku par a nízké síle nejsou klasické turbíny dostatečně účinné. Byly nahrazeny strojem s parním šroubem. Tento ruský vývoj je přirozeným vývojem původního modelu. Uvnitř těla jsou rotory se šroubovitými lopatkami. Vstupní pára zaplňuje prostor mezi zuby nejbližších šroubů, dojde k otáčení a další zdroj se zastaví. Dále v dutině pro páru se výsledná část rozšiřuje a pracuje na rotaci šroubového rotoru. Tento návrh umožňuje plnější využití energie skladované párou.