Техника - молодёжи 1939-03, страница 31

ЛП1Ш, ОХСЧО I/,» ос»со количества «01AVM, поп члетсе весьма громоздкий Это ооъясннется тем, что а таких агрегатах действуют поршневые компрессоры высокого давлсннн. которые «нвчительио Солее громоздки, чем турбокомпрессоры работающие па центробежном принципе и применяющиеся при низком давлении

Таким образом, ыы приходим * задаче найти какой-, ибо другой способ сжижения воздуха чтобы обойтись без «их высоких давлений Но можно ли, пользуясь только пмзннми давлениями. вести процесс сжижения воздуха с таким большим Ко-эфицненгом полеэиого действия, чтобы дешево покрывать потери при охлаждении?

Прежде а «его иужно ответить на во-про: при каких условиях такой процесс вообще возможен. Ясно, что если мы хотим работать при давлеиних. скажем, в 3—6 атмосфер, мы домжны добиться возможнее ти получать весь холод. до

— 19Ч за счет механической работы га-зз, так как пользоваться вцутреи ieft рабо той для охлаждения можно только от гатя, сжатого предварительно до высохого дапжння Един raei нам машина, в которой можно теоретически получить такую низкую температуру —это турбнив.

Турбина вм ft целый ряд преимуществ перед поршневой машиной. Отпадает за трудненне со смсик й подшипники, иа ко торых вращается ротор, можно аымсстн при помощи длинной тонкой оси н дер жать при комнатной температуре, в то аре ич как турблиа будет ирощатьси в холод ном воздухе.

Эта идея сама по себе не нова — первы» ее высказал в 1898 г английский физик Pe.icfl Но с тех пор прошло 40 лет, а

- рбины нее еще не получили большого рлепро транення для получения холода. Попы гк I применят!, нх предпрннимилнеь фирмами Лннде в Германии и Клода по Франции проектировались турбодетеидеры и у мае. Но оказалось, что коэфнцнент полезного действия всех типов турбин, с^

Нопав т\-рбнна для получения жидкого воздуха отличается компактностью Диаметр ее ротора рв-асн <ето 8 сантиметрам. Вел г рЛнни /шемг не-

cxoffckfl ни tol jwmmob.

которыми utiuumju* эксперименты. очень

язок (Ы)«) С темам иивким коэфицнем-том цел hi го действия при • нзком давль

нии нельзя рассчитывать па получение холода, «оста точного для дешевого ежи» е инк воздуха.

Пришлось поставить следующий вопрос: Почему турбины имеют такой ииакиА ко эфшшемт полезного действии? Не (збежно ля это вытекает to того, что онн работают прн низких температурах. HJ и »то просто недостаток конструкции результат неправильного расчета машины?

До евх пор этот вопрос четко не ста волея, и для получения холода применялся наиболее распростран.-иный тин активное паровой турбины. Активная турбина i ред ставляет собой не что иное, как сопло, из которого выходит газ, К ряд лопатох, в которые этот газ ударяется Кннетнчс кая -анергия ударяющего я лопатки газа н пре ьрашлет а в энергию врдшения.

Как получить наилучший коэфицнент полезного действия турб| ны? К исследованию этого вопроса мы подошли чисто тео решчески, не входи вначале н конструктивные детали Мы стремились те ретичс скн выяснить, от квких физических фак торой зависят потерн в турбине.

Обычно все расчеты турбин произведи ли'сь применительно к работе с паром Некоторые потерн, зависящие от плотности газа, о условиях паровой турбниы бы лн настолько малы, что их не принимали во внимание. Но, как покязали наши теоретические исследования, именно эти потери в холодильных турбинах становятся особенно значительными так как воздух прн низких температурах становится настолько плотным, что по некоторым физическим свойствам больше напоминает жидкость, чем пер. Особенно увеличиваются потери, вызнанные беспорядочный движением газа под влкпинем центробеж-ны сил.

Выяснив это, мы поставили себе задачу: нельзя ли эти. приносящие вред центробежны силы использовать с выгодой как это делается в водяных турбинах.

Так мы пришли к мысли о том что с газом прн тихой температуре нужно обращаться не кок с паром, л скорее как с водой н строить турбодс-тендер ие по образцу паровой турбины, в по образцу поляной Прн этом, конечно, нельзя уп ехать из виду что газ все же остается газом с целым рядом свойств, присущих сжимаемой среде Поэтому мы задались целью построить турбину мощность кот рой складывалась бы нз двух чв стей 1) активного действия струн и 2) испа ьзомиия «си тробежной силы. Одно это да ло бы удеоенле мощности турбины прн тех же ее р зм pax *

Эти теоретические соображения ужно бы ю проверить ив практике. В нашем институте была построена турбина, которая сочетает в себе принципы .^акТМ^В||оП турбины н водя „ - ³⁷¹¹ турбина получ! лась очень маленькой. Ег ротор имеет всего 8 сяитииетрпв в диаметр „ _И1._СИ. _пр,£

^2и1 граммов Вся турйЦй, ее

н^."^{К,,ОЛЬКО} ""«граммов, но чеpei „ее прох днт около МО нувнчесжнх ме ров возд>

Й ..... ««"

'" тыс оборотов в mhkvts мелеяькис размеры «о-

тем" что* .^Р" " обьясняютея тем, что «оалу» „р„ ,,_HJK|(X

т миературах имеет Оилы- . »-i»tu< ,,

Заработал» наша аксиернь 'нгальмаа т ,ц

бниа 1С сразу Как всегда бывает в mi „ . доиетельских работах трудно, тн пришли не оттуда, откуда нх ждали Первая серь, е.iiiaи грудлосп заключалась п ti*. <ц₄ нельзя было добиться устойчив, тн ди -жсиии турбины м уиичтожи ть пиброцш А sto очень нажни, так каж при 6с. ыл и числе оборотов скорость движения нар , ного края ротора юстнгдет ifOO метро» а секунду, что приближаете* к скорости D-" лета дроби при выстреле на охотничье! i ружья Между тем во избежание «йоте) „ холода» аах»р между ротором н кож>хои приходится делать очень меленьким 10 !5 миллиметра) Прн таком маленьком л» зоре и больших скоростях венкая нбр ими турбины очень опасна

Разрешая ату проб см) ми натолки лнсь на ряд явлений объяснение которых ис только иемнолпло с j эать .чняр-шенко устойчивым движение ротора на шей турбины но. возможно повлияет на создан! е более устойчивого движения и я крупных быстроходных турбинах Это ип ж т повлечь за собой уменьшение зазоров н допусков, а следовательно н noau шеине кофиииеитв полезного действие турбин.

Испытания построенной в институте турбины показали, что наши теоретические предпосылки полиостью подтвердились к гфнцнент полезного j Ист г и я нашей турбины оказался выше 80%, несмотря па се маленькие размеры Надо скелет, что е больших турбинах коэфицнент поле чгого действии всегда больше чем в малых, потому что в них отношение поверхности к объему установки меньше А так как количество переработанного газа пропорционально объему, а потерн —поверхио стн, то, следовательно, в таких турбинах меньше н потерь

Новая установка, работающая при низ кнх давлениях обладает многими пре' ниуществами- она отличается безопасностью н большой надежностью, дяет возможность употреблять турбокомпрессоры м обходиться без предварительного очнще ния воздуха от примеси углекислоты и влаги. Известно, что регенераторы при низких давлениях не требуют очистки по,* духо от примесей углекислоты и водяных парой Этн примеси осаждаются в pcrew раторах когда воздух входит но иыдутв-ются обратно выходящим потоком что значительно упрощает и облегчает уста новку.

Новая установке дяст волм -жкость е щестпить Солее экономичный способ поду чения жидкого воздуха. Эта установка в восемь-девять раз легче н чиачиттльно дешевле, чем обычная ' Нлша экспериментальная установка ив ходи гея уже 9 месяцев в опытной »кспл^Г| aramiii и бесперебойно m бжает институт жидким воздухом Она начинает «нжать воздух через" 1&— го минут после «пуска в то время как обычно процесс «ижеивя начинается через нгсколько часов

Итех. «оная турбина лагт нам 6о«е< экономичный способ получения жидкого воздуха Тем :ямым вн. решаем одну •> основных проблем связапных с получением кислорода нз валуха В донное время ни спгтут уже работает над другими задача ми разрешение которых может яеть можиость получать более дешевый КИСЛО род В основу этих рвбот мы кладе* те преимуществе которые приносят с гоося моввя созданная нами rypfrma

'/7ерерл0отвияг»я сгсно ртмма до* ям* ^и* зассяпиии прелнян} «л Люаемич "^л Союза ССР от 2J де*лйг« ¹

30