Паровая машина.
•
Первая
паровая машина построена в XVII
в.
Папела и предстовляла конус с поршнем, который поднимался действием пара, а
опускался давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же
принципе были построены в 1705 году вакуумные паровые машины Севери и Ньюкомена
для выкачивания воды из копей. Значительные усовершенствования в вакуумной
паровой машине были сделаны Джеймсом Уаттом в 1769 году. Дальнейшее
значительное усовершенствование парового двигателя (применение на рабочем ходу
пара высокого давления вместо вакуума) было сделано американцем Оливером
Эвансом в 1786 году и англичанином Ричардом Тревитиком в 1800 году.
•
В России первая
действующая паровая машина, не требовавшая вспомогательного гидравлического
привода, была построена в 1766 году по проекту русского изобретателя Ивана
Ивановича Ползунова, предложенного им в 1763 году. Машина Ползунова имела два
цилиндра с поршнями, работала непрерывно и все действия в ней проходили
автоматически. Но увидеть свое изобретение в работе И. И. Ползунову не
пришлось,— он умер 27 мая 1766 года, а его изобретение было пущено в
эксплуатацию летом.[1] Машина действовала на Барнаульском заводе в течение пары
месяцев (она перестала использоваться вследствие поломки), а через некоторое
время была демонтирована.
•
У
паровых машин очень важным свойством является то, что изотермическое расширение
и сжатие происходят при постоянном давлении, конкретно — при давлении
поступающего из котла пара. Поэтому теплообменник может иметь любой размер, а
перепад температур между рабочим телом и охладителем или нагревателем
составляют чуть ли не 1 градус. В результате тепловые потери могут быть сведены
к минимуму. Для сравнения, перепады температур между нагревателем или
охладителем и рабочим телом в стирлингах может достигать 100 °C.
•
Паровой двигатель,
выпускающий пар в атмосферу, будет иметь практический КПД (включая котёл) от 1
до 8 %, однако двигатель с конденсатором и расширением проточной части может
улучшитьКПД до 25 % и даже более. Тепловаяэлектростанция с пароперегревателем и
регенеративным водоподогревом может достичь КПД в 30—42 %. Парогазовые
установки с комбинированным циклом, в которыхэнергия топлива вначале
используетсядля привода газовой турбины, а затем для паровой турбины, могут
достигать КПД в 50—60 %. На ТЭЦ эффективность повышается за счёт
использованиячастично отработавшего пара для отопления и производственных нужд.
При этом используется до 90 % энергии топлива и только10 % рассеивается
бесполезно в атмосфере.
•
Такие
различия в эффективности происходятиз-за особенностей
термодинамическогоциклапаровых машин. Например, наибольшая отопительнаянагрузка
приходится на зимний период, поэтому КПД ТЭЦ зимой повышается.
•Одна
из причин снижения КПД в том, что средняя температура пара в конденсаторе
несколько выше, чем температура окружающей среды (образуется т. н.
температурный напор). Средний температурный напор может быть уменьшен за счёт
применения многоходовых конденсаторов. Повышает КПД также применение
экономайзеров, регенеративных воздухоподогревателей и других средств
оптимизации парового цикла.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.