Техника - молодёжи 1959-08, страница 21

Прибор для обнаружения взаимосвязи между давлением и удельным объемом.

вертикали, а перемещения поршня — по горизонтали, мы получим линию 1 — 2. Каждая точка втой линии характеризует нам состояние рабочего тела, а сама линия — характер протекания процесса. Эта диаграмма делает процесс как бы видимым. Она позволяет увидеть и работу. Так как иа нашей диаграмме сила (давление) откладывается как высота, а путь поршня как основание, то площадка, расположенная под линией процесса 1—2, представит величину работы, полученной при расширении воздуха.

Чтобы превратить прибор в тепловой двигатель, надо расположить его между двумя источниками тепла с разной температурой. Это даст нам возможность провести прямой процесс расширения 1 — А — 2 выше обратного процесса сжатия 2 — В—1. Прямой и обратный процессы образуют круговой процесс, или цикл. Чем выше расположить процесс 1—А—2 и чем ниже—процесс 2—В—1, тем больше работы даст наш двигатель.

Эффективность работы теплового двигателя характеризуется отношением количества тепла, превращенного в работу за каждый цикл, ко всему подведенному теплу. Эта доля покажет иам величину коэффициента полезного действия (кпд).

Борьба за всемерное повышение кпд тепловых двигателей имеет громадное значение — ведь современная тепловая станция мощностью в 1 200 тыс. квт потребляет 10—12 железнодорожных составов угля в сутки. Повысить кпд можно путем увеличения разности температур между верхним и нижним источниками тепла Ti и Тг.

Чем выше Ti и чем ниже Тг, тем выгоднее двигатель.

В настоящее время на тепловых станциях широко распространены теплосиловые установки, работающие на водяном паре с начальным давлением 90 атмосфер и температурой 535 °С. Из прилагаемой таблицы видно, насколько повышается экономичность установок при

Профессор Иван Яковлевич КОНФЕДЕРАТОВ — воспитанник одного из старейших и славнейших вузов нашей страны — Томского технологического института. Он не сразу пришел в науку. Много лет после окончания института (в 1929 г.) И. Я. Конфедератов работал на водном транспорте и в промышленности. Только во время Великой Отечественной войны он стал заниматься научной деятельностью и защитил сперва кандидатскую, а затем и докторскую диссертацию.

И. Я. Конфедератов опубликовал много научных работ, главным образом по теплоэнергетике.

переходе к использованию пара более высокого давления и температуры.

Для того чтобы результаты приведенных подсчетов осуществить на практике, нужна большая исследовательская работа. Это очень сложная работа, так как за время своих преобразований в процессах термодинамического" цикла рабочее тело широко меняет свои свойства: из жидкости превращается в пар и даже приближается к состоянию газа.

На Р — v диаграмме для воды и во^ дяного пара, изображенной на последней странице обложки, отчетливо видны различные зоны состояния рабочего тела, разграниченные дугообразной пограничной кривой. Вершина этой кривой увенчана точкой особого состояния, называемого критическим. В этом состоянии рабочее тело имеет своеобразные свойства, характерные как для жидкого, так и для парообразного состояния.

стояния, показывающее характер связи между параметрами.

Второй способ — экспериментальный. Чертеж одной из таких установок показан на последней стр. обложки журнала.

Первый способ был предложен в 1873 году Ван дер Ваальсом, но его уравнения очень неточны. В нашей стране разработка уравнений состояния была начата в' 1935 году профессором М. П. Ву-каловичем и затем продолжена им совместно с И. И. Новиковым на основе научной гипотезы о возможности определения степени ассоциации (объединения) молекул по закону действующих масс для химических реакций. В 1940 году вышло первое издание таблиц термодинамических свойств водяного пара, в 1946 году — второе.

Второй способ привлекает многих уче-ных-исследователей. Сейчас широкие области температур и давлений охвачены исследователями свойств водяного пара.

В результате впервые составлены подробные таблицы и диаграммы свойств пара и воды при давлении до 1 000 атмосфер и температурах до 1000°С. По своей точности н полноте они являются единственными в мире. Они изданы на русском, английском, французском и немецком языках.

Эти таблицы помогают энергомаши-ностроителям создавать новые, мощные и высокоэкономичные агрегаты для тепловых электростанций, широкое строительство которых намечено в нынешней семилетке.

Самый выгодный цикл работы теплового двигателя — это цикл Карно. Кпд этого

. hszJj

цикла определяется формулой ~ .

h

откуда ясна выгодность всемерного повышения температуры Т\.

Повышая нагрев рабЪчего тела в прямом процесср с точки А до торки Б, мы повышаем кпд машины. То же в принципе можно сделать, снижая температуру в обратном процессе,—с точки В до точки Г.

Если при заданных постоянных температурах Т последовательно изменять значения давления Р и находить соответствующее им значение удельного объема V, то можно получить серию кривых (две из них — при температурах 450° и 200° — изображены в диаграмме Р — V на обложке).

Такое исследование может быть проведено двумя различными способами.

Первый — аналитический, при котором необходимо знать точное уравнение со

^ -Т₂

ОХЛАЖДЕНИЕ

^{1 f} !

\₄щ f\

- |mm . i