Юный техник 2000-11, страница 30

щить большую скорость. А вот делали тем же способом, что и с водой. Пропускали поток пара через сужающееся сопло. Для жидкосте- это верно. Их скорость легко достигала предела, обусловленного почти полным переходом потенциальной энергии в кинетическую. Но скорость пара росла лишь до некоторого значения. И ничто — ни повышение давления, ни температуры — ее существенно не увеличивало. Измерения показывали, что при этом в кинетическую энергию превращалась лишь ничтожная часть энергии. Турбинное же колесо — не что иное, как устрлм-ство. перехватывающее кинетическую энергию потока пэра. При таких условиях КПД турбины мог быть лишь очень низким. Чтобы справиться с задаче % необходимо было понять, что же происходит при истечении пара.

В отличие от воды, которая практически не сжимаема, пар при прохождении через сужающееся сопло, значительно увеличивает свою плотность. Образно можно сказать, что пар как бы имеет возможность выбирать: увеличивать ли ему свою кинетическую энергию или потенциальную. В сужающемся сопле он явно отдает предпочтение последнему. За счет этого темпы роста скорости убывают. Когда скорость потока достигает скорости звука, дальнейший ее рост прекращается.

II

Пар, покидающий устье сопла, в дальнейшем расширяется и тем самым дополнительно совершает механическую работу. Но движется он при этом в разные стороны. Как же уловить всю его энергию?

Выход из положения — позволить газу продолжать течение в условиях, когда плотность его может уменьшаться. Для этого вслед за сужением надо бы установить расширяющиеся раструб. Такие рассуждения и приводят нас к соплу Л аваля. Б нем скорость газа может в несколько раз превысить скорость звука. А его кинетическая энергия на 95 — 93% соответствует той части тепла, которая теоретически может перейти в работу (рис. 2).

А теперь небольшое отвлечение. В 1990 году издательство «Знание» выпустило книгу «Огонь в упряжке», авторы А. Моравский и М. Фаин. Ь нем говорится, что сопло такого типа было изобретено еще в 1848 году ван Ратеном (английский патент № 11800). Л авалю тогда было около трех лет. А свою турбину он создал лишь через сорок лег. Стало быть, сопло он изобрел хоть и самостоятельно, но заново. Однако надо учесть что за такой срок авторские права перестают действовать, а заключенная в патенте идея становится дос^тоянием всего человечества. Так что сопло назвала именем Лаваля молва человеческая.