Moderne Dampfmaschine. Moderne Dampfmaschinen Direktstrom-Dampfmaschinen

Am 12. April 1933 startete William Besler mit einem dampfbetriebenen Flugzeug vom Oakland Municipal Airfield in Kalifornien.
Die Zeitungen schrieben:

„Der Start war in jeder Hinsicht normal, bis auf den fehlenden Lärm. Tatsächlich schien es Beobachtern, als sich das Flugzeug bereits vom Boden gelöst hatte, noch nicht genügend Geschwindigkeit aufgenommen zu haben. Bei voller Leistung war das Geräusch nicht stärker wahrnehmbar als bei einem Gleitflugzeug. Nur das Pfeifen der Luft war zu hören. Bei Volldampf erzeugte der Propeller nur geringe Geräusche. Es war möglich, durch das Geräusch des Propellers das Geräusch der Flamme zu unterscheiden ...

Als das Flugzeug landete und die Feldgrenze überquerte, stoppte der Propeller und startete mit Hilfe des Rückwärtsschaltens und dem anschließenden kleinen Gasgeben langsam in die entgegengesetzte Richtung. Schon bei sehr langsamer Rückwärtsdrehung des Propellers wurde die Untersetzung merklich steiler. Unmittelbar nach dem Aufsetzen des Bodens gab der Pilot einen vollen Rückwärtsgang ein, der zusammen mit den Bremsen das Auto schnell zum Stehen brachte. Die kurze Reichweite machte sich in diesem Fall besonders bemerkbar, da das Wetter während des Tests ruhig war und die Landereichweite in der Regel mehrere hundert Meter erreichte."

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden fast jährlich Rekorde über die von Flugzeugen erreichte Höhe aufgestellt:

Die Stratosphäre versprach erhebliche Vorteile für das Fliegen: geringerer Luftwiderstand, konstanter Wind, fehlende Wolkendecke, Tarnung und Unzugänglichkeit für die Luftverteidigung. Aber wie hebt man auf eine Höhe von beispielsweise 20 Kilometern ab?

[Benzin] Motorleistung sinkt schneller als die Luftdichte.

Auf 7000 m Höhe reduziert sich die Motorleistung fast um das Dreifache. Um die Höheneigenschaften von Flugzeugen zu verbessern, wurde am Ende des imperialistischen Krieges zwischen 1924 und 1929 versucht, Kompressoren einzusetzen. Gebläse werden noch stärker in die Produktion eingeführt. Es wird jedoch immer schwieriger, die Leistung eines Verbrennungsmotors in Höhen über 10 km aufrechtzuerhalten.

Um die "Höhengrenze" zu erhöhen, wenden sich Konstrukteure aller Länder immer häufiger der Dampfmaschine zu, die als Höhenlok eine Reihe von Vorteilen hat. Einige Länder, wie beispielsweise Deutschland, haben diesen Weg und strategische Überlegungen vorangetrieben, nämlich die Notwendigkeit, im Falle eines größeren Krieges die Unabhängigkeit von importiertem Öl zu erreichen.

In den letzten Jahren wurden zahlreiche Versuche unternommen, eine Dampfmaschine in ein Flugzeug einzubauen. Das schnelle Wachstum der Luftfahrtindustrie am Vorabend der Krise und die Monopolpreise für ihre Produkte machten es möglich, mit der Durchführung experimenteller Arbeiten und angesammelter Erfindungen nicht zu übereilen. Diese Versuche, die während der Wirtschaftskrise von 1929-1933 ein besonderes Ausmaß annahmen. und die darauf folgende Depression - kein Zufallsphänomen für den Kapitalismus. In der Presse, vor allem in Amerika und Frankreich, wurden den großen Bedenken wegen ihrer Vereinbarungen, die Umsetzung neuer Erfindungen künstlich zu verzögern, oft Vorwürfe gemacht.

Es haben sich zwei Richtungen herauskristallisiert. Der eine wird in Amerika von Besler vertreten, der einen konventionellen Kolbenmotor in ein Flugzeug eingebaut hat, der andere ist auf die Verwendung einer Turbine als Flugtriebwerk zurückzuführen und wird hauptsächlich mit der Arbeit deutscher Konstrukteure in Verbindung gebracht.

Die Gebrüder Besler nahmen Dobles Kolbendampfmaschine für ein Auto als Grundlage und bauten sie in einen Travel-Air-Doppeldecker ein [Eine Beschreibung ihres Demonstrationsfluges findet sich am Anfang des Beitrags].
Video von diesem Flug:

Die Maschine ist mit einem Reversiermechanismus ausgestattet, mit dem Sie die Drehrichtung der Maschinenwelle nicht nur im Flug, sondern auch bei der Landung des Flugzeugs einfach und schnell ändern können. Der Motor treibt zusätzlich zum Propeller einen Lüfter über die Kupplung an, der Luft in den Brenner drückt. Zu Beginn verwenden sie einen kleinen Elektromotor.

Die Maschine entwickelte eine Leistung von 90 PS, aber unter den Bedingungen des bekannten Treibens des Kessels kann ihre Leistung auf 135 PS erhöht werden. mit.
Der Dampfdruck im Kessel beträgt 125 at. Die Dampftemperatur wurde bei ca. 400-430° gehalten. Um die Automatisierung des Kesselbetriebs zu maximieren, wurde ein Normalisator oder eine Vorrichtung verwendet, mit deren Hilfe Wasser mit einem bekannten Druck in den Überhitzer eingespritzt wurde, sobald die Dampftemperatur 400 ° überstieg. Der Kessel war mit Speisepumpe und Dampfantrieb sowie mit Abdampf beheizten primären und sekundären Speisewassererhitzern ausgestattet.

Im Flugzeug wurden zwei Kondensatoren installiert. Der leistungsstärkere wurde vom OX-5-Motorkühler umgestaltet und oben auf dem Rumpf installiert. Der weniger leistungsstarke wird aus dem Kondensator von Dobles Dampfwagen hergestellt und befindet sich unter dem Rumpf. Die Kapazität der Kondensatoren, so die Presse, reichte nicht aus, um eine Dampfmaschine ohne Entlüftung in die Atmosphäre mit Vollgas zu betreiben, "und entsprach in etwa 90 % der Reiseleistung". Versuche haben gezeigt, dass bei einem Verbrauch von 152 Litern Kraftstoff 38 Liter Wasser benötigt wurden.

Das Gesamtgewicht der Dampfanlage des Flugzeugs betrug 4,5 kg pro Liter. mit. Im Vergleich zum OX-5-Motor dieses Flugzeugs ergab dies ein zusätzliches Gewicht von 300 Pfund (136 kg). Es besteht kein Zweifel, dass das Gewicht der gesamten Anlage durch leichtere Motorteile und Kondensatoren deutlich reduziert werden konnte.
Als Brennstoff diente Gasöl. Die Presse behauptete, dass "zwischen dem Einschalten der Zündung und dem Starten mit voller Geschwindigkeit nicht mehr als 5 Minuten vergingen".

Eine andere Richtung in der Entwicklung eines Dampfkraftwerks für die Luftfahrt ist mit der Verwendung einer Dampfturbine als Triebwerk verbunden.
1932-1934. Informationen über eine Original-Dampfturbine für ein in Deutschland konstruiertes Flugzeug im Kraftwerk Klinganberg sind in die ausländische Presse eingedrungen. Sein Autor hieß der Chefingenieur dieser Anlage, Hütner.
Der Dampferzeuger und die Turbine wurden hier zusammen mit dem Kondensator zu einer rotierenden Einheit mit gemeinsamem Gehäuse zusammengefasst. Hütner: „Der Motor ist ein Kraftwerk, das sich dadurch auszeichnet, dass der rotierende Dampferzeuger mit der gegenläufigen Rotation von Turbine und Kondensator ein bau- und betriebstechnisches Ganzes bildet.“
Der Hauptteil der Turbine ist ein rotierender Kessel, der aus einer Reihe von V-förmigen Rohren gebildet wird, wobei ein Bogen dieser Rohre mit einem Speisewassersammler verbunden ist, der andere mit einem Dampfsammler. Der Kessel ist in Fig. 1 gezeigt. 143.

Die Rohre sind radial um die Achse angeordnet und rotieren mit einer Geschwindigkeit von 3000-5000 U/min. Das in die Rohre eintretende Wasser strömt unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in die linken Zweige der V-förmigen Rohre, deren rechtes Knie als Dampferzeuger wirkt. Der linke Rohrbogen hat Rippen, die durch die Flamme der Düsen erhitzt werden. Wasser, das an diesen Rippen vorbeiströmt, verwandelt sich in Dampf, und unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften, die aus der Rotation des Kessels resultieren, tritt ein Anstieg des Dampfdrucks auf. Der Druck wird automatisch reguliert. Der Dichteunterschied in beiden Rohrzweigen (Dampf und Wasser) ergibt einen variablen Niveauunterschied, der eine Funktion der Zentrifugalkraft und damit der Rotationsgeschwindigkeit ist. Ein Diagramm einer solchen Einheit ist in Abb. 144.

Charakteristisch für die Kesselkonstruktion ist die Anordnung der Rohre, bei der bei der Rotation ein Unterdruck in der Brennkammer entsteht und der Kessel somit als Sauggebläse wirkt. So, so Hütner, "bestimmt die Rotation des Kessels gleichzeitig seine Energiezufuhr, die Bewegung der heißen Gase und die Bewegung des Kühlwassers".

Es dauert nur 30 Sekunden, um die Turbine zu starten. Hütner erhoffte sich einen Kesselwirkungsgrad von 88 % und einen Turbinenwirkungsgrad von 80 %. Die Turbine und der Kessel benötigen Startmotoren zum Starten.

1934 blitzte in der Presse eine Nachricht über die Entwicklung eines Projekts für ein großes Flugzeug in Deutschland auf, das mit einer Turbine mit rotierendem Kessel ausgestattet war. Zwei Jahre später behauptete die französische Presse, ein Spezialflugzeug sei von der Militärabteilung in Deutschland unter strengster Geheimhaltung gebaut worden. Dafür wurde ein Dampfkraftwerk des Hüthner-Systems mit einem Fassungsvermögen von 2500 Litern konzipiert. mit. Die Länge des Flugzeugs beträgt 22 m, die Spannweite beträgt 32 m, das Fluggewicht (ungefähr) beträgt 14 t, die absolute Höhe des Flugzeugs beträgt 14.000 m, die Fluggeschwindigkeit in einer Höhe von 10.000 m beträgt 420 km / h, der Aufstieg auf eine Höhe von 10 km dauert 30 Minuten.
Gut möglich, dass diese Presseberichte stark übertrieben sind, aber es besteht kein Zweifel, dass die deutschen Designer an diesem Problem arbeiten und der bevorstehende Krieg hier unerwartete Überraschungen bringen kann.

Was ist der Vorteil einer Turbine gegenüber einem Verbrennungsmotor?
1. Das Fehlen einer Hin- und Herbewegung bei hohen Drehzahlen ermöglicht es, die Turbine relativ kompakt und kleiner als moderne leistungsstarke Flugzeugtriebwerke zu bauen.
2. Ein wichtiger Vorteil ist auch der relativ leise Betrieb der Dampfmaschine, der sowohl aus militärischer Sicht als auch aus Sicht der Möglichkeit der Flugzeugentlastung durch Schallschutzeinrichtungen von Passagierflugzeugen wichtig ist.
3. Eine Dampfturbine kann im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, die nahezu überlastungsfrei sind, bei konstanter Drehzahl kurzzeitig bis zu 100 % überlastet werden. Dieser Vorteil der Turbine ermöglicht es, den Startlauf des Flugzeugs zu verkürzen und seinen Aufstieg in die Luft zu erleichtern.
4. Die Einfachheit der Konstruktion und das Fehlen einer großen Anzahl von beweglichen und funktionierenden Teilen sind ebenfalls ein wichtiger Vorteil der Turbine, die sie im Vergleich zu Verbrennungsmotoren zuverlässiger und langlebiger macht.
5. Wesentlich ist auch das Fehlen eines Magnetzünders an der Dampfanlage, dessen Betrieb durch Funkwellen beeinflusst werden kann.
6. Die Möglichkeit, Schweröl (Öl, Heizöl) zu verwenden, bietet neben wirtschaftlichen Vorteilen eine höhere Brandschutzsicherheit der Dampfmaschine. Außerdem ist es möglich, das Flugzeug zu beheizen.
7. Der Hauptvorteil der Dampfmaschine besteht darin, dass sie ihre Nennleistung beibehält, während sie in die Höhe steigt.

Einer der Einwände gegen eine Dampfmaschine kommt hauptsächlich aus der Aerodynamik und hängt mit der Größe und Kühlleistung des Kondensators zusammen. Tatsächlich hat ein Dampfkondensator eine Oberfläche, die 5-6 mal größer ist als der Wasserkühler eines Verbrennungsmotors.
Um den Widerstand eines solchen Kondensators zu reduzieren, kamen die Konstrukteure daher dazu, den Kondensator in Form einer durchgehenden Reihe von Rohren direkt auf der Oberfläche der Flügel zu platzieren, die genau der Kontur und dem Profil der Flügel. Dadurch wird nicht nur eine erhebliche Steifigkeit verliehen, sondern auch das Risiko einer Vereisung des Flugzeugs verringert.

Natürlich gibt es eine Reihe weiterer technischer Schwierigkeiten beim Betrieb einer Turbine in einem Flugzeug.
- Das Verhalten der Düse in großen Höhen ist unbekannt.
- Um die schnelle Last der Turbine zu ändern, was eine der Bedingungen für den Betrieb eines Flugtriebwerks ist, ist entweder eine Wasserversorgung oder ein Dampfsammler erforderlich.
- Auch die Entwicklung einer guten automatischen Einrichtung zur Regulierung der Turbine birgt bekannte Schwierigkeiten.
- Auch die Kreiselwirkung einer schnell rotierenden Turbine auf ein Flugzeug ist unklar.

Dennoch lassen die erzielten Erfolge hoffen, dass das Dampfkraftwerk in naher Zukunft seinen Platz in der modernen Luftflotte, insbesondere in Verkehrsflugzeugen, aber auch in großen Luftschiffen finden wird. Der schwierigste Teil in diesem Bereich ist bereits getan und praktizierende Ingenieure werden in der Lage sein, endgültige Erfolge zu erzielen.

Foto, Video, viele Briefe:

Funktionsschema einer Rotationsdampfmaschine N. Tverskoy:

Testen Sie das Scrollen mit Druckluft (3,5 atm) einer Rotationsdampfmaschine.
Das Modell ist für 10 kW Leistung bei 1500 U/min bei einem Dampfdruck von 28-30 atm ausgelegt.

Ende des 19. Jahrhunderts gerieten die "Drehlokomotiven von N. Tverskoy" in Vergessenheit, weil sich die Kolbendampfmaschinen als einfacher und technologisch fortschrittlicher in der Produktion (für die damaligen Industrien) herausstellten und Dampfturbinen mehr Leistung lieferten.
Aber die Bemerkung über Turbinen trifft nur in Bezug auf ihr großes Gewicht und ihre Abmessungen zu. Tatsächlich übertreffen Mehrzylinder-Dampfturbinen mit einer Leistung von mehr als 1,5 bis 2 Tausend kW Rotationsdampfmaschinen in jeder Hinsicht, selbst bei den hohen Turbinenkosten. Und als zu Beginn des 20. Jahrhunderts Schiffskraftwerke und Kraftwerke von Kraftwerken eine Leistung von vielen zehntausend Kilowatt aufwiesen, konnten nur Turbinen solche Möglichkeiten bieten.

ABER - Turbinen haben noch einen weiteren Nachteil. Bei einer Skalierung ihrer massedimensionalen Parameter nach unten verschlechtern sich die Leistungsmerkmale von Dampfturbinen stark. Die spezifische Leistung nimmt deutlich ab, der Wirkungsgrad sinkt, während die hohen Herstellungskosten und die hohe Drehzahl der Hauptwelle (die Notwendigkeit eines Getriebes) bleiben. Aus diesem Grund ist es im Bereich von Kapazitäten unter 1 Tausend kW (1 MW) fast unmöglich, auch für viel Geld eine in allen Parametern effiziente Dampfturbine zu finden ...

Deshalb sind in diesem Leistungsbereich eine ganze Reihe exotischer und wenig bekannter Designs aufgetaucht. Aber meistens sind sie auch teuer und ineffektiv ... Schraubenturbinen, Tesla-Turbinen, Axialturbinen usw.
Aber aus irgendeinem Grund hat jeder die Dampf-"Rotormaschinen" vergessen. Inzwischen - diese Maschinen sind um ein Vielfaches billiger als alle Klingen- und Schraubmechanismen (ich sage dies mit Sachkenntnis, als jemand, der mit seinem eigenen Geld bereits mehr als ein Dutzend dieser Maschinen hergestellt hat). Gleichzeitig haben die Dampf-"Drehlokomotiven" von N. Tverskoy ein starkes Drehmoment bei der niedrigsten Geschwindigkeit und eine niedrige Hauptwellendrehzahl bei voller Geschwindigkeit von 800 bis 1500 U / min. Jene. solche Maschinen, auch für einen elektrischen Generator, sogar für einen Dampfwagen (Traktor, Traktor), benötigen kein Getriebe, keine Kupplung usw., sondern ihre Welle ist direkt mit einem Dynamo, Autorädern usw. verbunden.
In Form einer Rotationsdampfmaschine - dem System der "Rotationsmaschine von N. Tverskoy" - haben wir eine universelle Dampfmaschine, die perfekt Strom aus einem Festbrennstoffkessel in einem abgelegenen Forst- oder Taigadorf in einer Feldmühle erzeugt oder Strom in einem Kesselhaus in einer ländlichen Siedlung erzeugen oder aus Prozesswärme (Heißluft) in einem Ziegel- oder Zementwerk, in einer Gießerei usw. "spinnen". Alle diese Wärmequellen haben eine Leistung von weniger als 1 MW, daher nützen hier konventionelle Turbinen wenig. Auch andere Maschinen zur Wärmerückgewinnung durch Umwandlung des Drucks des erzeugten Dampfes in Betrieb sind in der allgemeinen technischen Praxis noch nicht bekannt. Diese Wärme wird also in keiner Weise genutzt - sie geht einfach dumm und unwiderruflich verloren.
Ich habe bereits eine "Dampfläufermaschine" zum Antrieb eines elektrischen Generators von 10 kW erstellt, wenn alles nach Plan läuft, wird es bald eine Maschine mit 25 und 40 kW geben. Genau das, was Sie brauchen, um einem ländlichen Anwesen, einem kleinen Bauernhof, einem Feldlager usw.
Rotationsmotoren sind im Prinzip gut nach oben skaliert, daher ist es durch das Aufstecken vieler Rotorabschnitte auf eine Welle einfach, die Leistung solcher Maschinen zu vervielfachen, indem einfach die Anzahl der Standard-Rotormodule, d.h. es ist durchaus möglich, Rotationsdampfmaschinen mit einer Leistung von 80-160-240-320 und mehr kW zu erstellen ...

Turmdampfmaschine 3. September 2016

Das sind die interessanten Motoren, die wir bereits mit Ihnen besprochen haben: hier, aber die altbekannten

Heute werden wir eine weitere ungewöhnliche Option besprechen. Anstelle des üblichen Zylinders hatte diese Dampfmaschine eine Kugel. Eine hohle Kugel, in der sich alles abspielte.

In der Kugel rotierte und oszillierte eine Scheibe, auf jeder Seite wurden die Viertel der Kugel hin und her "geschleudert". Wie Sie sehen, ist es ziemlich schwierig, es mit Worten zu erklären, daher die Animation:

Rote Pfeile - Zufuhr von Frischdampf, Blau - Abfuhr von verbrauchtem Dampf.

Die Wellen wurden in einem Winkel von 135 Grad zueinander platziert. Dampf durch das Loch im Viertel trat in die gegen die Scheibe gedrückte Ebene ein, expandierte (verrichtete nützliche Arbeit) und trat nach dem Drehen des Viertels durch dasselbe Loch aus. Die Viertel dienten somit als Dampfzufuhr- / -abfuhrventile. Die baumelnde Scheibe tat, was ein Kolben in einer herkömmlichen Dampfmaschine tut. Und es gab überhaupt keinen Kurbelmechanismus, sodass die Hin- und Herbewegung nicht in eine Drehbewegung umgewandelt werden musste.

Hauptknoten:

Während auf der einen Seite des Viertels ein Arbeitshub (Dampfexpansion) stattfand, wurde auf der anderen Seite ein Leerhub (Abdampfen) durchgeführt. Auf der anderen Seite der Scheibe passierte das gleiche mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad. Aufgrund der relativen Position der Viertel wurde der Scheibe Rotation und Vibration verliehen.

Tatsächlich handelte es sich um ein Kardangetriebe mit einer internen Energiequelle. Der grüne Kardanantrieb Kreuzantrieb macht die gleichen rotatorisch-oszillatorischen Bewegungen:

Die Rotation wurde auf zwei Wellen übertragen, die aus dem Motor herauskamen. Beiden konnte Energie entzogen werden, aber in der Praxis wurde, den Zahlen nach zu urteilen, einer für den Antrieb verwendet.

Wie die französische Zeitschrift "La Nature" von 1884 anmerkte, erlaubte der Kugelmotor höhere Drehzahlen als Kolbengegenstücke und eignete sich daher gut als Antrieb für einen elektrischen Generator.
Der Motor hatte niedrige Geräusch- und Vibrationspegel und war sehr kompakt. Ein Motor mit einem Innendurchmesser einer Kugel von 10 cm und einer Drehzahl von 500 U/min bei einem Dampfdruck von 3 atm erzeugte 1 PS bei 8,5 atm - 2,5 PS. Das größte Modell mit einem Durchmesser von 63 cm hatte eine Kapazität von 624 „Pferden“.

Aber. Der Kugelmotor war für das damalige technologische Niveau schwer herzustellen und erforderte einen hohen Dampfverbrauch, da Teile mit den erforderlichen Toleranzen nicht hergestellt werden konnten. Es wurde produziert und einige Zeit sogar als Generatorantrieb in der britischen Marine und auf der Great Eastern Railway (aufgebaut auf einem Dampfkessel und diente zur elektrischen Beleuchtung von Autos) betrieben. Aufgrund dieser Mängel hat es jedoch keine Wurzeln geschlagen.

PS Es sei darauf hingewiesen, dass der Erfinder des kugelförmigen Pferdes des Motors, Beauchamp Tower, der Ingenieurskunst nicht verloren ging.

Offenbar war er der erste, der den "Ölkeil" in Gleitlagern beobachtet und die Drücke darin gemessen hat. Jene. Der moderne Maschinenbau nutzt die Forschungen von Mr. Tower bis heute.

Quellen

Im Internet bin ich auf einen interessanten Artikel gestoßen.

"Der amerikanische Erfinder Robert Green hat eine völlig neue Technologie entwickelt, die kinetische Energie durch Umwandlung von Restenergie (wie andere Kraftstoffe) erzeugt. Die Dampfmaschinen von Green sind kolbenbetrieben und für eine Vielzahl von Anwendungen konzipiert."
Das ist es, nicht mehr und nicht weniger: eine völlig neue Technologie. Nun, natürlich begann ich zu schauen, versuchte zu verstehen. Es steht überall geschrieben Einer der einzigartigsten Vorteile dieses Motors ist die Möglichkeit, aus der Restenergie der Motoren Energie zu gewinnen. Genauer gesagt kann die restliche Abgasenergie des Motors in Energie umgewandelt werden, die zu den Pumpen und Kühlsystemen der Einheit geht. Also was ist damit, wie ich die Abgase verstehe, um Wasser zum Kochen zu bringen und dann den Dampf in Bewegung umzuwandeln. Wie notwendig und kostengünstig, denn ... obwohl dieser Motor, wie es so schön heißt, speziell aus einer minimalen Anzahl von Teilen konstruiert ist, kostet er aber trotzdem so viel und macht es Sinn, einen Garten einzuzäunen, umso grundlegender neu in dieser erfindung sehe ich nicht... Und es wurden bereits viele Mechanismen erfunden, um eine hin- und hergehende Bewegung in eine Rotationsbewegung umzuwandeln. Auf der Website des Autors wird das Zweizylindermodell grundsätzlich nicht teuer verkauft
nur $46.
Auf der Website des Autors gibt es ein Video mit Solarenergie, es gibt auch ein Foto von jemandem auf einem Boot mit diesem Motor.
Aber in beiden Fällen handelt es sich eindeutig nicht um Restwärme. Kurz gesagt bezweifle ich die Zuverlässigkeit eines solchen Motors: "Kugellager sind gleichzeitig Hohlkanäle, durch die den Zylindern Dampf zugeführt wird." Was ist Ihre Meinung, liebe Site-Nutzer?
Artikel auf Russisch

Im Laufe ihrer Geschichte hat die Dampfmaschine viele Variationen der Ausführung in Metall gehabt. Eine dieser Inkarnationen war die Rotationsdampfmaschine des Maschinenbauers N.N. Twerskoi. Diese Dampf-Rotationsmaschine (Dampfmaschine) wurde in verschiedenen Bereichen der Technik und des Verkehrs aktiv eingesetzt. In der russischen technischen Tradition des 19. Jahrhunderts wurde ein solcher Rotationsmotor als Rotationsmaschine bezeichnet. Der Motor zeichnete sich durch Langlebigkeit, Effizienz und hohes Drehmoment aus. Aber mit dem Aufkommen der Dampfturbinen geriet es in Vergessenheit. Unten finden Sie Archivmaterial, das vom Autor dieser Site erhoben wurde. Die Materialien sind recht umfangreich, daher wird hier vorerst nur ein Teil davon vorgestellt.

Testen Sie das Scrollen mit Druckluft (3,5 atm) einer Rotationsdampfmaschine.
Das Modell ist für 10 kW Leistung bei 1500 U/min bei einem Dampfdruck von 28-30 atm ausgelegt.

Am Ende des 19. Jahrhunderts gerieten Dampfmaschinen - "Drehlokomotiven von N. Tverskoy" - in Vergessenheit, weil sich die Kolbendampfmaschinen als einfacher und technologisch fortschrittlicher erwiesen (für die damaligen Industrien) und Dampfturbinen mehr Leistung lieferten.
Aber die Bemerkung zu Dampfturbinen gilt nur in ihrer großen Masse und Dimension. Tatsächlich übertreffen Mehrzylinder-Dampfturbinen mit einer Leistung von mehr als 1,5 bis 2 Tausend kW die Dampf-Rotationsmotoren in jeder Hinsicht, selbst bei den hohen Turbinenkosten. Und als zu Beginn des 20. Jahrhunderts Schiffskraftwerke und Kraftwerke von Kraftwerken eine Leistung von vielen zehntausend Kilowatt aufwiesen, konnten nur Turbinen solche Möglichkeiten bieten.

ABER - Dampfturbinen haben noch einen weiteren Nachteil. Wenn man ihre massedimensionalen Parameter nach unten skaliert, verschlechtern sich die Leistungsmerkmale von Dampfturbinen stark. Die Leistungsdichte nimmt deutlich ab, der Wirkungsgrad sinkt, während die hohen Herstellungskosten und die hohe Drehzahl der Hauptwelle (die Notwendigkeit eines Getriebes) bleiben. Aus diesem Grund ist es im Bereich von Kapazitäten unter 1,5 Tausend kW (1,5 MW) fast unmöglich, auch für viel Geld eine in allen Parametern effiziente Dampfturbine zu finden ...

Deshalb sind in diesem Leistungsbereich eine ganze Reihe exotischer und wenig bekannter Designs aufgetaucht. Aber häufiger sind sie auch teuer und wirkungslos ... Schraubenturbinen, Tesla-Turbinen, Axialturbinen usw.
Aber aus irgendeinem Grund vergaß jeder Dampf-"Rotormaschinen" - Rotationsdampfmaschinen. Und inzwischen - diese Dampfmaschinen sind um ein Vielfaches billiger als alle Klingen- und Schraubenmechanismen (ich sage dies mit Sachkenntnis, als jemand, der mit seinem eigenen Geld bereits mehr als ein Dutzend dieser Maschinen gebaut hat). Gleichzeitig haben die Dampfrotormaschinen von N. Tverskoy ein starkes Drehmoment bei der niedrigsten Drehzahl und eine durchschnittliche Drehzahl der Hauptwelle bei voller Drehzahl von 1000 bis 3000 U / min. Jene. solche Maschinen, sogar für einen elektrischen Generator, sogar für einen Dampfwagen (ein Auto - ein Lastwagen, ein Traktor, ein Traktor) - benötigen kein Getriebe, keine Kupplung usw., sondern werden direkt mit einem Dynamo mit ihrer Welle verbunden. Räder eines Dampfwagens usw.
In Form einer Rotationsdampfmaschine - dem System der "Rotationsmaschine von N. Tverskoy" - haben wir eine universelle Dampfmaschine, die perfekt Strom aus einem Festbrennstoffkessel in einem abgelegenen Forst- oder Taigadorf in einer Feldmühle erzeugt oder Strom in einem Kesselhaus in einer ländlichen Siedlung erzeugen oder aus Prozesswärme (Heißluft) in einem Ziegel- oder Zementwerk, in einer Gießerei usw.
Alle diese Wärmequellen haben nur eine Leistung von weniger als 1 MW, daher nützen hier konventionelle Turbinen wenig. Und die allgemeine technische Praxis kennt noch keine anderen Maschinen zur Wärmerückgewinnung, indem der Druck des gewonnenen Dampfes in Betrieb genommen wird. Diese Wärme wird also in keiner Weise genutzt - sie geht einfach dumm und unwiederbringlich verloren.
Ich habe bereits eine "Dampfrotormaschine" erstellt, um einen elektrischen Generator von 3,5 - 5 kW (je nach Druck im Dampf) anzutreiben, wenn alles nach Plan läuft, wird es bald eine Maschine von 25 und 40 kW geben. Genau das, was Sie brauchen, um einem ländlichen Anwesen, einem kleinen Bauernhof, einem Feldlager usw.
Rotationsmotoren sind im Prinzip gut nach oben skaliert, daher ist es durch das Aufstecken vieler Rotorabschnitte auf eine Welle einfach, die Leistung solcher Maschinen zu vervielfachen, indem einfach die Anzahl der Standard-Rotormodule erhöht wird. Das heißt, es ist durchaus möglich, Rotationsdampfmaschinen mit einer Leistung von 80-160-240-320 und mehr kW zu erstellen ...

Neben mittleren und größeren Dampfkraftwerken werden aber auch Dampfkraftanlagen mit kleinen Dampfkreiselmaschinen in kleinen Kraftwerken gefragt sein.
Zum Beispiel eine meiner Erfindungen - "Camping- und Touristenstromgenerator mit lokalem Festbrennstoff".
Unten ist ein Video, in dem ein vereinfachter Prototyp eines solchen Geräts getestet wird.
Doch schon dreht die kleine Dampfmaschine munter und energisch ihren Stromgenerator und produziert aus Holz und anderem Weidebrennstoff Strom.

Die Hauptrichtung der kommerziellen und technischen Anwendung von Rotationsdampfmaschinen (Rotationsdampfmaschinen) ist die Erzeugung von billigem Strom aus billigen festen Brennstoffen und brennbaren Abfällen. Jene. kleine Energie - verteilte Stromerzeugung auf Dampfkreiselmaschinen. Stellen Sie sich vor, wie eine Rotationsdampfmaschine perfekt in den Betrieb eines Sägewerks passt, irgendwo im russischen Norden oder in Sibirien (Fernost), wo es keine zentrale Stromversorgung gibt, Strom wird teuer von einem Dieselgenerator mit importiertem Dieselkraftstoff geliefert von weit weg. Aber das Sägewerk selbst produziert mindestens eine halbe Tonne Späne pro Tag - Sägemehl - Brammen, die nirgendwo hingehen ...

Solche Holzabfälle sind ein direkter Weg zum Kesselofen, der Kessel produziert Hochdruckdampf, der Dampf treibt die Rotationsdampfmaschine an und sie dreht den elektrischen Generator.

Auf die gleiche Weise können Sie Millionen Tonnen Ernteabfälle aus der Landwirtschaft usw. in unbegrenzter Menge verbrennen. Und es gibt auch billigen Torf, billige Kraftwerkskohle und so weiter. Der Autor der Website hat berechnet, dass die Brennstoffkosten bei der Stromerzeugung durch ein kleines Dampfkraftwerk (Dampfmaschine) mit einer Dampfdrehmaschine mit einer Leistung von 500 kW zwischen 0,8 und 1 liegen.

2 Rubel pro Kilowatt.

Eine weitere interessante Anwendung einer Rotationsdampfmaschine ist der Einbau einer solchen Dampfmaschine in ein Dampffahrzeug. Der LKW ist ein Traktor-Dampffahrzeug mit starkem Drehmoment und billigem Festbrennstoff - eine dringend benötigte Dampfmaschine in der Land- und Forstwirtschaft. Durch den Einsatz moderner Technologien und Materialien, sowie den Einsatz des "Organic Rankine Cycle" im thermodynamischen Kreislauf kann der effektive Wirkungsgrad mit billigem Festbrennstoff (oder billigem Flüssigbrennstoff, wie " Heizöl" oder Altmotoröl). Jene. LKW - Traktor mit Dampfmaschine

und mit einer Rotationsdampfmaschine mit einer Leistung von etwa 100 kW verbraucht sie etwa 25-28 kg Kraftwerkskohle pro 100 km (Kosten 5-6 Rubel pro kg) oder etwa 40-45 kg Holzhackschnitzel - Sägemehl (die Preis davon im Norden kostenlos) ...

Es gibt noch viele weitere interessante und vielversprechende Anwendungsgebiete der Kreiseldampfmaschine, aber der Umfang dieser Seite erlaubt es uns nicht, alle im Detail zu betrachten. Dadurch kann die Dampfmaschine in vielen Bereichen der modernen Technik und in vielen Bereichen der Volkswirtschaft noch immer einen sehr prominenten Platz einnehmen.

INBETRIEBNAHME EINES DAMPFKRAFTGENERATORS MIT DAMPFMOTOR

Mai -2018 Nach langwierigen Versuchen und Prototypen entstand ein kleiner Hochdruckkessel. Der Kessel wird mit einem Druck von 80 atm unter Druck gesetzt, so dass er den Betriebsdruck von 40-60 atm problemlos hält. Inbetriebnahme mit einem Prototyp einer Dampf-Axialkolbenmaschine meiner Bauart. Funktioniert super - schau dir das Video an. In 12-14 Minuten nach dem Anzünden auf Holz ist es bereit, Hochdruckdampf abzugeben.

Jetzt beginne ich, die Stückproduktion solcher Anlagen vorzubereiten - ein Hochdruckkessel, eine Dampfmaschine (Rotations- oder Axialkolben), ein Kondensator. Die Geräte arbeiten in einem geschlossenen Kreislauf mit einem Wasser-Dampf-Kondensat-Umsatz.

Die Nachfrage nach solchen Generatoren ist sehr groß, da 60 % des Territoriums Russlands keine zentrale Stromversorgung haben und mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Und der Preis für Dieselkraftstoff steigt ständig und hat bereits 41-42 Rubel pro Liter erreicht. Und selbst dort, wo es Strom gibt, erhöhen die Energiekonzerne die Tarife, und sie brauchen viel Geld, um neue Kapazitäten anzuschließen.