Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое паровой двигатель для детей

Что такое паровой двигатель для детей

Самые интересные паровые машины
всех времен

Фото с сайтов theoldmotor.com, content.cdlib.org, oac.cdlib.org, amadeus-project.com, machine-history.com, steamcar.net, pickmix.co.uk

Это сейчас мы спорим, есть ли будущее у электромобилей — а ведь всего лишь сто лет назад они считались самым перспективным транспортом . Но помимо «электричек» и машин с ДВС, человечество уже несколько веков знает паровые двигатели. «Мотор» вспоминает самые известные паровые автомобильные проекты.

Одну из первых паровых машин еще в I веке до нашей эры изобрел греческий инженер Герон Александрийский. Он сконструировал шар, который вращался вокруг своей оси под действием выходящего из него пара. Со временем проистекающие в паровых машинах процессы стали понятнее изобретателям. Серьезный прорыв в применении энергии пара в начале XVIII века совершил британец Томас Ньюкомен – он сконструировал машину с цилиндром и поршнем в нем, который двигался под паровым давлением. Сам пар создавался в отдельно стоящем котле. Однако у двигателя Ньюкомена были серьезные недостатки: внушительные размеры и большое потребление угля. Поэтому о его использовании на транспортных средствах не могло быть и речи: устройство применялось только для откачивания грунтовых вод.

Слева — паровая машина Ньюкомена, справа — усовершенствованная паровая машина Уатта.

Усовершенствованием машины Ньюкомена занялся шотландец Джеймс Уатт. В 1760-х годах он выяснил, что для сокращения потребления угля необходимо постоянно поддерживать в цилиндре высокую температуру, а также приладил к машине конденсатор, где собирался отработанный пар, который впоследствии превращался в воду и при помощи помпы вновь направлялся в котел.

Именно Уатт мог стать создателем первого в истории транспортного средства на паровой тяге, но шотландец посчитал это инженерное ноу-хау слишком опасным. Кроме того, он получил патент на свое изобретение, что фактически остановило в Великобритании развитие самой идеи передвижных паровых машин. Из-за оставшихся за конструктором авторских прав на свое изобретение другие инженеры не могли использовать его при разработке самоходных повозок на протяжении почти трех десятилетий. Однако изобретатели в других странах от мыслей по созданию паровых экипажей отказываться не собирались.

– Паровая телега Кюньо –

Создателем первого движущегося транспортного средства на паровой тяге считается французский военный инженер Николя-Жозеф Кюньо. В 1769 году изобретатель создал трехколесную повозку – «малую телегу Кюньо», которую также называли «Фардье». По задумке автора, чудаковатое транспортное средство должно было использоваться для перевозки артиллерийских снарядов и пушек.

При конструировании своей самодвижущейся телеги Кюньо, естественно, столкнулся с рядом трудностей. В частности, штоки поршней парового двигателя двигались параллельно плоскости поворота колеса, из-за чего весь паровой механизм было решено расположить прямо на ведущем колесе. Наличие столь тяжелого элемента – вес двигателя с топливом превышал тонну – привело к тому, что с паромобилем с трудом могли управляться два человека!

Еще одним недостатком малой телеги Кюньо оказался безумно низкий запас хода. Самоходная повозка могла проехать без дозаправки лишь около километра, что соответствовало четверти часа пути, после чего экипажу приходилось останавливаться для пополнения запасов воды и разведения под котлом костра для увеличения давления. Весь процесс занимал примерно столько же, сколько и поездка, а максимальная скорость паромобиля составляла всего-навсего 4-4,5 километра в час.

Несмотря на эти недостатки, высшим военным чинам Франции того времени телега понравилась. По всей видимости, из-за своей внушительной грузоподъемности: «Фардье» могла перевозить около двух тонн груза. В результате Кюньо получил премию в 20 тысяч франков и поддержку в разработке усовершенствованной модели.

В 1770 году изобретатель представил свою телегу «второго поколения». Она также была трехколесной, а котел и двигатель по-прежнему крепились на переднем колесе. Тем не менее, максимальную скорость своего детища Кюньо смог довести до 5-7 километров в час. Но главной инновацией стала собственная топка под котлом, благодаря которой машину не нужно было останавливать каждые 15 минут для разжигания на дороге костра.

Правда, во время презентации большой телеги Кюньо произошло ДТП: у паромобиля заклинило переднее колесо и он протаранил стену ближайшего дома. В результате краш-теста удалось выяснить, что конструкция повозки обладает приличным запасом прочности, так как из-за удара пострадал только котел.

Работы над машиной были прекращены, но по другой причине: покровительствующие Кюньо военные чиновники сами попали в немилость властей, из-за чего фавориты военачальников, естественно, лишились финансовой поддержки. К счастью, телега французского изобретателя сохранилась до наших дней. были электромобили . Крупнейшим игроком на этом рынке считалась фирма Detroit Electric.

Предсерийный прототип модели, оснащенной всеми ноу-хау Доблов, получил название Doble-Detroit и был представлен в 1917 году на автосалоне в Нью-Йорке. Естественно, машина с огромным запасом хода, которой для движения требовалось лишь немного керосина и 90 литров воды, не могла не вызвать фурор, и за три месяца после премьеры братья собрали почти пять с половиной тысяч предварительных заказов! Однако начало Первой мировой войны оставило Доблов без железа, из-за чего выпуск Doble-Detroit был отложен.

Помимо этого, между братьями Абнером и Джоном возник конфликт. Джон считал, что получает незаслуженно мало внимания, так как практически во всех публикациях в прессе гениальным конструктором их совместного паромобиля назывался Абнер, а о Джоне говорилось лишь вскользь. В результате братья поссорились, а в феврале 1921 года Джон скоропостижно скончался в возрасте 28 лет от рака лимфатических узлов.

После кончины Джона, Абнера в его начинаниях решили поддержать двое других братьев – Билл и Уорен. С их помощью была учреждена компания Doble Steam Motors, в недрах которой родился новый проект – автомобиль Model E. На этой модели использовался доработанный парогенератор и новый четырехцилиндровый мотор: два цилиндра высокого давления получали пар первыми, а два цилиндра низкого давления забирали из пара оставшуюся энергию и отправляли его в конденсатор.

Зимой 1924 Доблы привезли свое новое детище в Нью-Йорк и провели испытания модели на глазах специалистов. Всю ночь автомобиль простоял в холодном гараже, после чего провел еще около часа на морозном воздухе на улице. Но при активации зажигания двигатель сразу же завелся, а рабочее давление в бойлере было достигнуто всего за 23 секунды! Максимальная скорость Model E составляла 160 километров в час, а до 120 километров в час автомобиль разгонялся за невероятные 10 секунд!

К сожалению, сложные технические решения, лучшие компоненты (например электрика от Bosch) и роскошная отделка (кожа, дерево, слоновая кость) поднимали стоимость автомобиля до баснословных для того времени 18 тысяч долларов. Такие машины могли позволить себе только очень богатые люди, поэтому один из величайших паромобилей в истории человечества был выпущен тиражом всего в 50 экземпляров, после чего в 1931 году компания Doble Steam Motors закрылась.

– Скорость на пару –

Если братья Доблы сосредоточились на гражданских паровых автомобилях, то были и те, кто стремился к созданию рекордных машин на кипящей воде. Например, братья Стенли, которые начали строить паромобили задолго до Доблов.

Их болид под название Stanley Rocket был готов к скоростным заездам в 1906 году. Для пилотирования экстремальной техники был выбран гонщик Фред Марриотт, а для установления рекордного показателя – флоридский пляж Ормонд, расположенный недалеко от Дайтона-бич.

С первого же раза «Ракете» братьев Стенли с Марриоттом за рулем удалось разогнаться до 205,4 километра в час – на тот момент быстрее не ездил еще никто! Год спустя конструкторы и бесстрашный пилот решили преодолеть на паромобиле рубеж в 300 километров в час. Для этого давление пара, подаваемого из котла в двигатель, было увеличено с 70 до 90 бар. Развив более 240 километров в час, машина подскочила на кочке, перевернулась и развалилась на части. Фред получил серьезные травмы, но, тем не менее, пообещал продолжить гоняться. Однако братья Стэнли после этой неудачи отказались от экспериментов со скоростью из-за их опасности, а для Марриотта в гонках места больше не нашлось.

Читать еще:  Что предпочтительнее дизельный двигатель или бензиновый двигатель

На самом деле, рекорд Марриотта был побит Бобом Барбером на автомобиле Barber-Nichols еще 19 августа 1985 года. Машину на соляном озере в Бонневиле удалось разогнать до 234,33 километра в час, но этот показатель остался без внимания FIA, поэтому достижение Stenley Rocket официально продержалось непревзойденным более века.

Развитие бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания позволило продержаться рекорду братьев Стэнли и Фрэда Марриота более ста лет. Следующий рекорд скорости был установлен относительно недавно – лишь 26 августа 2009 года на автомобиле Inspiration. Болид, похожий на истребитель, приводился в движение двумя турбинами, которые вращались благодаря пару, подаваемому под давлением в 40 бар из двенадцати высокоэффективных бойлеров.

Мощность силовой установки Inspiration на выходе составляла около 360 лошадиных сил – этого хватило автомобилю под управлением Чарльза Барнетта Третьего для того, чтобы развить скорость в 225,6 километра в час на американской авиабазе «Эдвардс» в Калифорнии.

Паровые автомобили, конечно, не могли пройти мимо России. Первой работающей на угле и воде отечественной моделью в 1830 году мог бы стать «Быстрокат» Казимира Янкевича. Никаких технических новшеств, как, например, у Хэнкока или Роупера, и уж тем более Доблов, в этой модели не было. Тем не менее, Янкевич серьезно задумывался о снижении центра масс своей разработки – для того, чтобы улучшить ее устойчивость. Для достижения поставленной задачи конструктор предполагал разместить заднюю ось не под корпусом транспортного средства, а пустить ее прямо через кузов. Известна также и расчетная «максималка» «Быстроката» – 30 верст в час (около 32 километров в час). Жаль только, что ни один ходовой прототип этой машины так и не был построен.

Паровые машины разрабатывались в России и для использования в сельском хозяйстве. В частности, крестьянин с очевидным инженерным даром – Федор Блинов – в 1879 году получил патент «на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дорогам». Позже эта разработка превратилась в гусеничный паровой трактор, который Блинов научил еще и поворачивать из-за разницы в крутящем моменте на каждой из гусениц. На родине изобретателя его детище не оценили – Блинов лишь получил небольшую денежную премию. Зато изобретением заинтересовались немцы, однако сам Блинов не захотел, чтобы его машина выпускалась иностранцами.

Первым в России серийное производство паромобилей запустил московский завод «Дукс», который также занимался выпуском велосипедов, омнибусов и прочего колесного транспорта. Паровые машины предприятия пользовались популярностью и были отмечены несколькими наградами. В частности, в 1902 году на конкурсе в Михайловском манеже в Санкт-Петербурге «Локомобиль» «Дукса» стал лучшим по удобству и изяществу и занял второе место по управляемости.

«Автомобили совершенно не шумят, чего до сих пор нельзя сказать про бензиновые. Даже электромобили, приводимые в движение электричеством, этой силой будущего, шумят (скорее, жужжат) более, чем паромобили «Дукс». Весь его механизм настолько прост и компактен, что помещается под сиденьем и не требует для своего размещения никаких выступающих частей, как, например, нос у бензомобилей, не имеет перемены передач, электрических батарей, магнето, легко ломающихся свечей, одним словом, всего того, что бывает причиной большинства поломок и хлопот у бензиновых автомобилей», – писал в начале прошлого века журнал «Автомобиль».

И все же бурное развитие традиционных ДВС заставило инженеров надолго забыть о паровых машинах. Лишь в суровые послевоенные годы инженеры Юрий Шебалин и Николай Коротоношко вынужденно вернулись к идее паровых двигателей. Ими были разработаны грузовики НАМИ-012 и НАМИ-018, у которых помимо угля для нагревания воды в котле могли использоваться дрова или даже торф.

Первый прототип – моноприводный тягач НАМИ-012 – появился в 1949 году. Автомобиль построили на базе грузовика ЯАЗ-200, который выпускался в Ярославле. В отличие от донора, паромобиль получил дополнительный отсек между кабиной и грузовой платформой, в котором расположились котел и 100-сильный паровой двигатель. Аналогичная конструкция была и у НАМИ-018, а его отличием от «двенадцатой» модели стало наличие полного привода.

Еще одной конструктивной особенностью грузовиков НАМИ стал механизм подачи дров в горелку. Они под тяжестью собственного веса самостоятельно опускались из хранилища на колосниковую решетку, под которую подавался воздух (автоматически или вручную), регулирующий интенсивность горения. Запаса хода при заправке их дровами с размером полена 50х10х10 сантиметров и влажностью до 35 процентов хватало максимум на 100 километров езды по обычным дорогам. Негусто, зато просто – такие машины можно было бы использовать, например, на лесозаготовках.

К сожалению, руководство страны решило свернуть проект НАМИ. Причем сами грузовики тоже были уничтожены – до наших дней дошли только лишь редкие фотографии и чертежи.

Паровой ренессанс

Автор: Ольга Иоффе
Техсовет №10 (41) от 22 октября 2006, в рубрике: Энергетика

Мир возвращается к старому доброму пару. В процессе поиска новых видов энергии и попыток решения мировых экологических проблем выяснилось, что громоздкий, шумный, чумазый, неэффективный паровой привод еще не сказал своего последнего слова. Новые материалы и технологии позволяют создавать малогабаритные паровые машины, существенно повысить их КПД. Поиски идут в нескольких направлениях.

Экономика и экология

Самое актуальное – использовать паровой привод механизмов. К примеру, на предприятии котельная при изменении потребления сбрасывает неиспользованный пар в атмосферу. В то же время его можно применять для работы питательных насосов, вентиляторов, дымососов. Рассказывает Сергей Перминов, директор ООО «ЭЛТА» (Екатеринбург, (343) 378­78­68): «Использование паровой турбины малой мощности в качестве привода насоса, вентилятора или прямососа в котельной очень перспективно с точки зрения экономии электроэнергии. Если частотный привод искажает сеть, в ней появляется гармоническая составляющая, что приводит к потерям в электропотреблении, то паровой привод использует энергию «дармового» пара, которая обычно «вылетает в трубу». Утилизационная турбина направляет отработавший пар на технологические нужды и теплоснабжение.

Сегодняшний уровень наших конструкторских разработок и технологий позволяет изготовлять паровые турбины малых габаритов (ПТМ) под любые конкретные параметры эксплуатации. С экономической точки зрения замена частотного привода на паровой дает большой эффект: по нашим расчетам (с учетом расхода пара) – порядка 38­40 коп. на кВт, не считая экономии на самом оборудовании (рис. 1). Именно поэтому, как только на предприятии начинают заниматься энергоаудитом, искать пути экономии ресурсов или возможности закрыть дефицит электроэнергии, усиливается интерес к паровой энергии.

Кроме того, учитывая состояние российского электрохозяйства, установка двух небольших паровых турбин в каждой котельной в качестве резервного привода сетевого насоса и генератора позволила бы избежать тяжелых последствий аварийных ситуаций».

Специалисты отмечают еще один существенный плюс паровой машины – экологический. На выходе парогенератора – обычный дым, остаточный пар, который можно использовать для сушки, систем ГВС и отопления, и зола, тоже пригодная как удобрение. Все как у обычной деревенской печи. В газогенераторной установке еще остаются т.н. подсмольные воды, фенолы, спирты, ацетоны и др. Кроме того, паровая техника по простоте обслуживания не сравнится ни с какой другой.

Мощь и скорость

Потенциально автомобильные паровые двигатели (ПД) – двигатели внешнего сгорания – вырабатывают меньше вредных окисей азота, чем стандартные современные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), поскольку максимальные температуры и давление в них ниже. Даже несмотря на то что ПД, как и другие, сжигают обычное горючее, их технология позволяет эффективнее контролировать выделение и выбросы двуокиси углерода. Именно поэтому конструкторы автомобильных корпораций, решая проблему сокращения вредных выбросов, вновь обращаются к пару. На заре XX в. паромобили успешно конкурировали с электромобилями и автомобилями и даже били мировые рекорды скорости. Сошли они с арены потому, что потребляли в 2­3 раза больше топлива, чем машины с ДВС. По той же причине на железной дороге на смену паровозам пришли тепловозы и электровозы. Недавно корпорация Volkswagen объявила о том, что новый революционный паровой двигатель будет установлен на автомобиле Skoda Fabia. Это трехцилиндровый однолитровый двигатель Ezee, потребляющий дизельное топливо, не дающий вредных выбросов. На его создание потребовалось 6 лет и около $55 млн. Маленькая роторная версия этого двигателя разработана для установки на гибридных автомобилях.

Читать еще:  Шевроле лачетти после аварии не заводится двигатель

В этом же направлении работает BMW: в новой разработке баварских инженеров используется принцип обычного парового двигателя для переработки горячих выхлопных газов в энергию. Это должно увеличить крутящий момент на 20 Нм, а мощность двигателя – на 15­20% при такой же, а то и более высокой экономичности.

Группа английских энтузиастов «Британский паровой автомобильный вызов» строит болид «Вдохновение» (Inspiration), чтобы побить на нем рекорд скорости для автомобилей с паровым приводом. Для этого создан принципиально новый паровой двигатель, способный развивать мощность 225 кВт (300 л.с. на валу) при 12000 об/мин. Топливом для болида выбран сжиженный пропан. Четыре парогенератора будут поставлять паровой машине около 10 кг пара в минуту.

В России проблемами использования пара занимаются в Московском авиационном институте (МАИ). Здесь разработан паровой двигатель, в котором рабочее тело – аммиачный пар. КПД такого двигателя на 24% выше, чем у традиционной паровой машины (ПМ), удельный вес вместе с парообразователем – не более 1,2 кг/л.с., т.е. такой же, как и у карбюраторных автомобильных моторов, а удельный расход топлива всего 1,6 кг/л.с., что ниже, чем у дизельного мотора. Расчеты автора изобретения показывают, что по сравнению и с традиционной ПМ, и с ДВС, при той же мощности, он компактнее на 40­60%, имеет более высокий КПД (порядка 43,5% экономический и около 85% механический), расходует меньше соляра, чем, скажем, дизель. Даже на моторном масле, которого новый двигатель требует значительно меньше обычного, можно получить многомиллионную экономию. Такой двигатель можно использовать не только для транспортных средств, а также как стационарный для привода электрогенераторов различной мощности.

ТехЭкспертиза

Владимир Казанцев, директор НПО «Инверсия» (Екатеринбург, (343) 261­14­31, www.inversiya.com):

– С развитием малого и среднего бизнеса растет спрос на источники пара небольшой мощности: закупать пар у крупных котельных – очень дорого. При этом потребитель платит не только за собственно пар, но и за невозврат конденсата, за утечки на дырявых паропроводах и т.д. Парогенераторы с небольшой производительностью от 5 кг пара до 2 т пара, давлением от 0,7 атм до 40 атм все больше используются в стройиндустрии, при выпуске пенополистирола, упаковочных изделий и материалов, в пищевой промышленности, при сушке пиломатериалов и т.д. У каждого заказчика свои особенности производства, и парогенератор должен иметь определенные характеристики (производительность, давление, вид топлива и т.д.). Наша компания, например, выпускает примерно 3­4 десятка модификаций.

Сегодня существенно растет интерес и к паровым электростанциям. Хотя все знают невысокий КПД паровоза, однако далеко не всегда этот показатель критичен. Например, в деревообработке скапливается очень много отходов, которые надо сжигать, в то же время там нужно и тепло для сушилок, и электроэнергия для пилорам. Паровая электростанция дает возможность, сжигая отходы в обычных паровых котлах с небольшим давлением и невысокой температурой, получать электроэнергию и тепло, причем существенно дешевле, чем от централизованной системы или автономной дизельной станции. Производство электроэнергии при помощи пара – стабильнее и дешевле. И, что особенно важно для лесной уральской глубинки, – не нужна высокая квалификация обслуживающего персонала.

В отличие от генераторных электростанций, у которых двигатель требует серьезного ремонта через год­два эксплуатации, паровые турбины работают десятилетиями. Конечно, на низких параметрах пара достичь высокого КПД машины невозможно, но часто это и не интересует наших заказчиков, т.к. используются отходы в качестве топлива. В настоящее время изготовлена паровая электростанция мощностью 5 кВт и разрабатывается на 30 кВт (в перспективе до 100 кВт).

Паровые турбины малой мощности

Самым эффективным и экономически оправданным на сегодняшний день можно назвать создание распределенной энергетической системы на базе уже существующих котельных путем перевода их в режим мини­ТЭЦ с использованием паротурбинных энергетических установок. Но вместе с тем данные установки могут найти широкое применение и в отдаленных поселках при создании станций, использующих местные виды топлив, вместо существующих дизельных электростанций (ДЭС). Дополнительные преимущества, такие как когенерация тепла, повышение надежности, отсутствие сетевых издержек, уже сейчас делают распределенную генерацию выгодной во многих применениях. Справедливая рыночная оценка всех преимуществ – ключевой фактор для определения перспективности таких проектов.

Технология комбинированного производства энергии и тепла с использованием противодавленческих паровых турбин зарекомендовала себя как наиболее эффективная с точки зрения энергосбережения. В таком комплексе пар на технологический процесс направляется через турбину, а работа, совершаемая в ней паром, используется для привода электрического генератора, насосов, вентиляторов и других устройств. Это позволяет значительно снизить затраты электроэнергии на привод устройств и повысить КПД использования пара. Самое существенное преимущество паротурбинного привода – высокий ресурс.

Внутренний КПД турбины «ПТМ» достигает 70%, а малая собственная длина позволяет поместить ее в действующей установке на существующем фундаменте взамен электропривода (или вместе с ним). Конструктивные и технологические особенности турбины ПТМ (отсутствие редуктора и системы маслоснабжения) повышают надежность работы, снижают уровень шума, обеспечивают пожаробезопасность. Такую турбину можно устанавливать и эффективно эксплуатировать в помещении существующей котельной в непосредственной близости с котлом. Время работы турбомашины до вывода из эксплуатации – не менее 40 лет. Средний срок окупаемости – 2 — ­3 года.

Паровая машина

Hammer
Завхоз

На форуме с 05.10.2005, cообщений 4270, возраст 43
Жуковский

Задел меня Хонда за живое в теме про фрезерный станок.

Вот здесь много самодельных паровых двигателей с чертежами и объяснениями:

Вот примеры оттуда:

Czech

На форуме с 18.05.2006, cообщений 457
Большая Пысса М.о.

Hammer
Завхоз

На форуме с 05.10.2005, cообщений 4270, возраст 43
Жуковский

Вообще, отличная тема для моделистов! Делается за один вечер на коленке, посмотрите ссылки, там вообще коленвалы из медных проволочек гнут!

Modjahed

На форуме с 19.07.2006, cообщений 30
Откуда: Кузбасс

мдя.
начали с дешек(ДВС) и электросамокатов, перешли на реактивную тягу и кончили паровозами.
реально. вперди только ядерная энергия.

Hammer
Завхоз

На форуме с 05.10.2005, cообщений 4270, возраст 43
Жуковский

Modjahed

На форуме с 19.07.2006, cообщений 30
Откуда: Кузбасс

Дык. респект тебе за это дело!

YACHES
Партизан

На форуме с 22.06.2006, cообщений 104
Москва СЗАО

Hammer
Завхоз

На форуме с 05.10.2005, cообщений 4270, возраст 43
Жуковский

Пишут, как изготовить цилиндр и поршень:

Цитата:
After drilling the bore, if a reamer isn’t available, you can «hone out» the hole with a piece of sandpaper attached to a wooden dowel. spin the dowel in a power drill using a bit of oil. To make a piston that is «sized» to the correct diameter, you can get a piece of steel or brass stock (about 4″ long) and «turn it down» by holding a file against it, while it is spinning in a power drill. keep checking to see if it will slide in the bore. when it does, you’re finished.

Дословно переводить не буду, но смысл в следущем.

Если нет подходящей развертки цилиндр можно заполировать нулевкой с каплей масла, намотанной на деревянную палочку зажатую в дрель!

Поршень из стали или бронзы (они там вообще кусок болта отпиливали в нескольких конструкциях ) зажимается в дрель и на оборотах обрабатывается напильником.

Современная малогабаритная паровая машина

Впервые инфа об этом движке появилась на сайтах научных новинок мира лет 15 назад. Прикольный внешний вид, но… А что, собственно, революционого? Принцип преобразования движения поршней во вращательное, эквивалентен стандартному плунжерному гидромотору, в котором несколько поршней вызывают проворот диска со скошенным торцом. А примененный для парораспределения вращающийся золотник, тоже широко используется в пневматике, и конструктивно уступает классическому коробчатому золотнику паровых машин. В этом герметичность падает по мере износа, а в коробчатом — нет.
Какие еще плюсы у этой системы остаются? Кусок гибкого троса ограничивает реальную мощность этого привода на уровне десятков ватт, или долей грамма на метр, если по крутящему моменту брать.

Читать еще:  Эксплуатация дизельных двигателей при низких температурах

А что касается моторчиков — «утилизаторов» остаточного тепла, остающегося в выхлопе, охлаждающей жидкости и прочих «продуктов жизнедеятельности» более мощных тепловых машин, то тут Стирлинг вне конкуренции. С.к. способен работать на температурных перепадах меньше 100 градусов.
Ну и заявка на инновационную компактность — тоже под вопросом. Паровая машинка классической схемы и равного рабочего объема, будет иметь примерно те же габариты, что и гриновская.

Есть очень интересные паровые двигатели, которые можно ставить на автомобили и они имеют высокий КПД. Эти паровые машины развивают весьма высокую мощность двигателя на дешевом топливе: торф, уголь, дрова-пеллеты. Такой паровой двигатель можно установить на автомобиль – и у вас будет свой паровой авто на дровах. А можно получать дешевую электроэнергию.

В последние годы в моделировании выделилось новое направление. Его идеологом стал аниматор И-Вей Хуан , которому очевидно понравилась идея оживлять мультяшных персонажей без помощи компьютерной графики. Вся изюминка заключается в том, что в своих «игрушках» он использует не аккумуляторные батареи, а миниатюрные паровые двигатели, которые делает своими руками. Свое вдохновение И-Вей черпает в направлении научной фантастики носящем название «стимпанк», или «паропанк» . «Стимпанк» это развившаяся начале дявяностых альтернатива «киберпанку», характеризующемуся тотальной компьютеризацией.

В свою очередь в основе стимпанка лежит история викторианской Англии с её огромными громыхающими и ухающими машинами, копотью и мощью. Стимпанковые мотивы появляются в самых разнообразных произведениях современного искусства и в том, что они пришли в моделирование, нет ничего удивительного. Теперь персонажи мультфильмов обретут новую жизнь, пускай и в игрушечном масштабе. Первую «игрушку» И-Вей собрал в 2005м году. С тех пор он собирает своими руками в среднем по одному механизму в месяц. Большая часть этого времени уходит на то, чтобы придать оснащенным громоздкими баками и паровыми котлами моделям изящность. Вот где, как нельзя кстати, пришелся его аниматорский талант.

Лишним подтверждением которого стали сразу несколько призовых мест на фестивале «RoboGames-2006». Каким бы это кощунством не показалось для русской души, работают детища И-Вея на спирту. И хотя это не единственный вариант, именно такое топливо он считает оптимальным для своих роботов. В зависимости от модели время их работы колеблется в диапазоне от пяти минут до получаса.

Впрочем, от аккумуляторов он еще полностью не отказался, правда их энергия расходуется исключительно на организацию системы радиоуправления. Вот только вряд ли его игрушки в скором времени появятся на прилавках магазинов, ведь их содержание подразумевает особые требования к технике безопасности, которые должны быть адекватны механизмам, работающим на спирту и под достаточно высоким давлением.

КПД парового двигателя

Дрова – прошлый век. Интерсно, эта ветка находится в разделе моделизм, а обсуждаются уникальные конструкции для реального использования. Мне кажется паромобиль на этом принципе очень интересен. На даче например ставится уазик-буханка, внутри у нее термоизолированный бак с паром в 250 градусов, на крыше трубки под стеклом, соединенные с этим баком греются солнцем. В течении недели стоит просто на солнце, в выходные приехал и можешь проехать километром 10. Что думаете, насколько сравнимо со вариантом солнечные батареи + аккумулятор?

Основанная в 1890 году в городе Гамбурге как морская инжиниринговая компания, Spilling выстраивала свой бизнес всегда на инновационной базе и, в настоящее время является мировым брэндом по производству и поставке модульных агрегатов, единичной мощностью 100 – 5000 кВт для эффективного использования в децентрализованных системах энергоснабжения. Наиболее уникальным продуктом этой фирмы являются паровые двигатели.

Паровые двигатели Spilling единственные в своем роде агрегаты в мире!

Паровой двигатель сочетает в себе преимущества термодинамических характеристик поршневой паровой машины и с конструктивных особенностей современных дизельных двигателей. Его уникальная конструкция обеспечивает высокую надежность при использовании качестве привода электрического генератора также и при переменной электрической нагрузке и изменении расхода пара.

Преимущество данного источника энергии для компактных локальных энергосистем по сравнению с вариантом с паровой турбиной заключается в простоте эксплуатации и дешевизне парового двигателя. Это делает его идеальным для использования на паровых котельных малой и средней мощности, в том числе:

  • Электростанции, производящие электроэнергию из биотоплива, мощность от 2 МВт в пересчете на топливо
  • Агрегаты для использования отработаного пара с расходом от 2,5 т/ч
  • Установки для сжигания отходов.

Паровой двигатель Spilling является оптимальным в сочетании с паровыми котлами насыщенного пара, а также парогенераторами среднего давления. При этом модульный принцип конструкции поршневого двигателя обеспечивает гибкость при модернизации котельной для широкого диапазона требований заказчика.

Это особенно актуально при реконструкции паровых котельных с целью повышения ее экономичности и производства собственной электроэнергии.

В энергетических установках малой и средней мощности, которые очень часто называют мини-ТЭЦ, SPILLING как двигатель для привода электрогенератора или технологического оборудования по сравнению с паровой турбиной при соизмеримых мощностях и параметрах пара характеризуется следующими положительными качествами:

  • широким динамическим диапазоном регулирования мощности ;
  • практической нечувствительностью к качеству пара ;
  • возможностью прямого привода электрогенератора или технологического оборудования без промежуточных механических передач;
  • высокой эксплуатационной надежностью и потребностью в наличии минимально необходимой технической инфраструктуры для обслуживания;
  • системой смазки, исключающей попадание масла в пар.

Паровой двигатель SPILLING поставляется с электрогенератором как готовый к работе блок, включая автоматическую панель системы управления с программной логикой и панелью оператора.

Технические данные паровых двигателей

Команда энтузиастов, именующая себя British Steam Car Challenge, в которую входят гонщики, энтузиасты, и просто любители, уже который год строит автомобиль Вдохновение, чтобы побить рекорд скорости для автомобилей с паровым двигателем. Рекорд скорости для паровых автомобилей держится с 1906 года. Тогда в США гонщик Фред Марриот достиг скорости 205,44 километра в час на паровом автомобиле, построенном братьями Стэнли.

Теперь же, возможно, рекорд будет побит, поскольку автомобиль проходит последнюю программу динамических испытаний, запланированную на конец марта 2009 года, на территории Министерства обороны возле Chichester, Западного Суссекса. Это будет последнее тестирование автомобиля в Великобритании перед транспортировкой его в США, для попытки установления мирового рекорда скорости наземного автомобиля с паровым двигателем.

В свое время перед главным конструктором команды Глайнном Боушером стояла сложная задача, ведь добиться от парового двигателя высокой мощности при малых размерах и весе установки непросто. Планировалось, что паровая установка Боушера будет развивать до 300 лошадиных сил на валу при оборотах турбины 12 тысяч в минуту, и к тому же поместится в узкий и низкий кузов Вдохновения. Длина его, кстати, составляет 5.25 метра; ширина — 1.7 метра; высота — 1.1 метра.

В качестве топлива служит сжиженный пропан. Четыре парогенератора расположены за спиной водителя. В каждом парогенератор по 28 тонких горизонтальных трубок из жаропрочной нержавеющей стали. Именно они занимают основной объём внутри автомобиля, и поставляют паровой машине около 10 килограммов пара в минуту. Давление и температура пара составляют около 40 атмосфер и свыше 380 градусов Цельсия. Каждым парогенератором можно управлять отдельно, что повышает надёжность системы. Пар направляется через четыре сопла на двухступенчатую паровую турбину, которая через понижающую передачу вращает задние колёса машины. Диаметр турбины — 33 сантиметра.

Инженеры рассчитывают, что автомобиль сможет разогнаться до 320 километров в час, но если принять во внимание и низкий коэффициент обтекаемости кузова — всего 0.2, то скорость может быть и выше.

Главное и очень ценное на сегодня преимущество паровых машин — это низкое содержание диоксида углерода и оксидов азота в выхлопе паровых машин, особенно, если они используют газ, как Inspiration.

Британские энтузиасты надеются, что смогут не только побить рекорд скорости для автомобилей с паровым двигателем, но и привлекут внимание общества к экологической чистоте паровых автомобилей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector