Техника - молодёжи 1947-07, страница 27
Профессор А. ЩЕГЛЯЕВ *>»*- А- КАТКОВСКОГО и доцент. В. БЛЮДОВ Можно смело сказать, что техническая вооруженность страны, ее «индустриальный облик в значительной степени зависят от числа и мощности работающих в ней турбин. В самом деле! Турбина на земле—это мощные электростанции, питающие энергией промышленность, города, транспорт... Турбина в воздухе —это современная скоростная авиация. Турбина на море—-это могучий военный и гражданский флот. >■ Турбина. под землей — это наиболее совершенные методы бурения нефтяных скважин... Везде, где бы ни работала турбина, какую бы машину ни приводила она в движение, всегда обеспечены мощность, быстроходность и простота конструкции^— те именно качества, которые всегда прельщают инженеров. Турбина — двигатель сравнительно молодой. Лишь за последние 20—30 лет она получила такое широкое распространение, буквально с триумфом войдя во все отрасли техники. Естественно, что это победоносное шествие сопровождалось и непрерывным совершенствованием самой турбины. В наши дни она представляет собой образец высокосовершенной машины., в котором слиты воедино знания «и труд и ученых-теоретиков, и инженеров-экспериментаторов, <и специалистов-машиностроителей. И поэтому рождение каждой новой турбины — большой успех всей нашей науки, всей нашей промышленности. Наша страна имеет передовую турби-ностроительную промышленность. В хорошо оборудованных научно-исследовательских лабораториях заводов и институтов ведется- глубокая теоретическая- и экспериментальная работа. Наконец в лучших Технических вузах готовятся новые кадры инженеров-турбостроителей. Близится новый учебный год. Сотнй тысяч молодых людей, закончив школу^. впервые придут в аудитории и лаборатории вузов. Одни из них уже выбрали себе специальность, другие еще выбирают. В этой статье мы хотим вкратце познакомить молодого читателя, возможно еще стоящего перед таким выбором, и с самой» турбиной и с теми многочисленными проблемами, которые встают перед турбостроителями. Если направить струю пара, вытекающую из неподвижного сопла в криволинейный канал, то пар, протекая по каналу, изменит свое направление. Стенки канала испытают при этом усилие. В этом и состоит несложный принцип, заложенный в турбине. На вал турбины насажен диск, по ободу которого укреплены стальные лопатки. Промежуток между двумя соседними лопатками и представляет «собой криволинейный канал, по которому протекает пар. Поэтому, когда из сопел пар направляется на лопатки турбины, то каждая из них, являясь стенкой криволинейного канала, испытывает усилие. В сумме же усилия, возникающие на всех лопатках, создают так называемый вращающий момент, который заставляет вращаться диск. Если турбина имеет один диск, то скорость струи пара изменится один раз; такая турбина называется одноступенчатой. Коэфициент полезного действия всякой тепловой машины, в том числе и турбины, зависит от двух условий: от степени совершенства конструкции машины, от того, с какой температурой и каким давлением пар начинает свою работу в машине и с какими заканчивает. Чем больше начальное давление и начальная температура пара и чем ниже температура и давление пара, покидающего машину, тем больше тепловой энергии оставит пар в машине, а значит тем больше будет получено механической энергии при TOMi же расходе пара, тем выше будет коэфициент полезного действия машины. Однако повышение начальных параметров пара — давления и температуры—связано с преодолением больших конструктивных трудностей. Металл, из которого сделаны корпуса диска и лопатки турбины, при определенной температуре начинает терять свою прочность. Он начинает «ползти», то есть постепенно изменять свои размеры, что может вывести турбину из строя. Значит, повышение начальной температуры пара ограничено. Также и давление. С ростом его растет и напряжение в металле, что допустимо, но до определенного предела. Ясно, что на протяжении всей истории турбостроения его успехи были тесно связаны с успехами металлургии качественных сталей. И если, в 1910—1920 годах в паровых установках чаще всего применяли пар с давлением в 12— 1в атмосфер и температурой S20—35Q0. то к 1935 году широкое распространение получили установки, использующие пар давлением в 29 атмосфер и температурой 40О°С. Наконец в наши дни строятся турбины, где работает пар давлением в 90 атмосфер и с температурой 480—500° С. Так достижения металлургов помогли осуществить турбины с высоким коэфициентом полезного действия. Понижение конечных параметров пара, так же влияющее на экономичность машины, достигается установкой конденсаторов, где пар, соприкасаясь с холодными трубками, через которые про- 25 |
