Nowoczesna maszyna parowa. Nowoczesne silniki parowe Maszyny parowe z przepływem bezpośrednim

12 kwietnia 1933 roku William Besler wystartował z lotniska Oakland Municipal Airfield w Kalifornii na parowym samolocie.
Gazety napisały:

„Start był normalny pod każdym względem, z wyjątkiem braku hałasu. W rzeczywistości, kiedy samolot już oderwał się od ziemi, obserwatorom wydawało się, że nie uzyskał jeszcze wystarczającej prędkości. Przy pełnej mocy hałas nie był bardziej zauważalny niż przy szybującym samolocie. Słychać było tylko świst powietrza. Podczas pracy na pełnej parze śmigło wydawało niewielki hałas. Poprzez hałas śmigła można było odróżnić odgłos płomienia ...

Gdy samolot wylądował i przekroczył granicę pola, śmigło zatrzymało się i ruszyło powoli w przeciwnym kierunku za pomocą tłumaczenia wstecznego i późniejszego małego otwarcia przepustnicy. Nawet przy bardzo powolnym biegu wstecznym śmigła redukcja stała się zauważalnie bardziej stroma. Bezpośrednio po dotknięciu ziemi pilot wrzucił pełny bieg wsteczny, który wraz z hamulcami szybko zatrzymał samochód. W tym przypadku szczególnie zauważalny był krótki zasięg, ponieważ podczas testu pogoda była spokojna i zwykle zasięg lądowania sięgał kilkuset stóp.

Na początku XX wieku niemal corocznie ustalano rekordy wysokości osiągniętej przez samoloty:

Stratosfera obiecała znaczne korzyści dla lotu: mniejszy opór powietrza, stałość wiatrów, brak zachmurzenia, niewidzialność i niedostępność dla obrony powietrznej. Ale jak wzbić się na wysokość np. 20 kilometrów?

Moc silnika [Benzyna] spada szybciej niż gęstość powietrza.

Na wysokości 7000 m moc silnika zmniejsza się prawie trzykrotnie. W celu poprawy właściwości samolotów na dużych wysokościach, pod koniec wojny imperialistycznej, w latach 1924-1929 podjęto próby użycia doładowania. dmuchawy są coraz częściej wprowadzane do produkcji. Jednak utrzymanie mocy silnika spalinowego na wysokości powyżej 10 km staje się coraz trudniejsze.

Próbując podnieść „granicę wysokości”, projektanci ze wszystkich krajów coraz częściej zwracają uwagę na silnik parowy, który jako silnik wysokogórski ma szereg zalet. Niektóre kraje, np. Niemcy, pchały tę drogę ze względów strategicznych, a mianowicie konieczności uniezależnienia się od importowanej ropy w przypadku poważnej wojny.

W ostatnich latach podejmowano liczne próby zainstalowania silnika parowego na samolocie. Gwałtowny rozwój przemysłu lotniczego w przededniu kryzysu i monopolistyczne ceny jego produktów pozwoliły nie spieszyć się z realizacją prac eksperymentalnych i nagromadzonych wynalazków. Te próby, które nabrały szczególnego wymiaru w czasie kryzysu gospodarczego 1929-1933. i następująca po nim depresja - nieprzypadkowe zjawisko dla kapitalizmu. W prasie, zwłaszcza w Ameryce i Francji, często zarzucano dużym korporacjom, że mają umowy, które sztucznie opóźniają wdrażanie nowych wynalazków.

Wyłoniły się dwa kierunki. Jeden jest reprezentowany w Ameryce przez Beslera, który zainstalował w samolocie konwencjonalny silnik tłokowy, podczas gdy drugi jest związany z wykorzystaniem turbiny jako silnika lotniczego i jest głównie kojarzony z pracą niemieckich projektantów.

Bracia Besler wzięli tłokowy silnik parowy Doble jako podstawę samochodu i zainstalowali go na dwupłatowcu Travel-Air [opis ich lotu pokazowego znajduje się na początku postu].
Film z tego lotu:

Maszyna wyposażona jest w mechanizm rewersyjny, za pomocą którego można łatwo i szybko zmienić kierunek obrotów wału maszyny nie tylko w locie, ale także podczas lądowania. Silnik oprócz śmigła napędza wentylator poprzez sprzęgło wtłaczając powietrze do palnika. Na początku używają małego silnika elektrycznego.

Maszyna rozwijała moc 90 KM, ale w warunkach znanego wymuszania kotła jego moc można zwiększyć do 135 KM. z.
Ciśnienie pary w kotle wynosi 125 at. Temperaturę pary utrzymywano na poziomie około 400-430 °. W celu maksymalizacji automatyzacji pracy kotła zastosowano normalizator lub urządzenie, za pomocą którego do przegrzewacza wprowadzano wodę pod znanym ciśnieniem, gdy tylko temperatura pary przekroczyła 400 ° C. Kocioł był wyposażony w pompę zasilającą i napęd parowy oraz w podgrzewacze wody zasilającej pierwotnej i wtórnej, ogrzewane parą odpadową.

W samolocie zainstalowano dwa kondensatory. Mocniejszy został przeprojektowany z chłodnicy silnika OX-5 i zainstalowany na kadłubie. Słabszy jest wykonany ze skraplacza parowozu Doble i znajduje się pod kadłubem. Wydajność skraplaczy, według prasy, nie była wystarczająca do pracy silnika parowego na pełnym gazie bez wypuszczania do atmosfery i odpowiadała w przybliżeniu 90% mocy przelotowej. Eksperymenty wykazały, że przy zużyciu 152 litrów paliwa potrzeba 38 litrów wody.

Całkowita waga parowozu samolotu wynosiła 4,5 kg na litr. z. W porównaniu z silnikiem OX-5 pracującym w tym samolocie dało to dodatkową wagę 300 funtów (136 kg). Nie ma wątpliwości, że ciężar całej instalacji można by znacznie zmniejszyć poprzez odciążenie części silnika i kondensatorów.
Paliwem był olej napędowy. Prasa twierdziła, że \u200b\u200b„od włączenia zapłonu do uruchomienia na pełnych obrotach minęło nie więcej niż 5 minut”.

Inny kierunek rozwoju elektrowni parowej dla lotnictwa wiąże się z wykorzystaniem turbiny parowej jako silnika.
W latach 1932-1934. Informacje o oryginalnej turbinie parowej do samolotu zaprojektowanego w Niemczech w elektrowni Klinganberg przedostały się do prasy zagranicznej. Jego autor nazywany był głównym inżynierem tej fabryki, Huetnerem.
Wytwornica pary i turbina wraz ze skraplaczem zostały tutaj połączone w jedną obrotową jednostkę o wspólnej obudowie. Hütner zauważa: „Silnik jest elektrownią, której cechą wyróżniającą jest to, że obracająca się wytwornica pary tworzy jedną jednostkę konstrukcyjną i operacyjną z przeciwbieżną turbiną i skraplaczem”.
Główną częścią turbiny jest obrotowy kocioł, utworzony z szeregu rur w kształcie litery V, z jedną odnogą tych rur połączoną z głowicą zasilającą, drugą z głowicą parową. Kocioł pokazano na RYS. 143.

Rury są rozmieszczone promieniowo wokół osi i obracają się z prędkością 3000-5000 obr / min. Woda wpływająca do rurek wpada pod działaniem siły odśrodkowej do lewych gałęzi rurek w kształcie litery V, których prawe kolano działa jak generator pary. Lewe kolanko rur posiada żebra, które są podgrzewane płomieniem z dysz. Woda, przechodząc przez te żebra, zamienia się w parę, a pod działaniem sił odśrodkowych powstających w wyniku obrotu kotła wzrasta ciśnienie pary. Ciśnienie jest regulowane automatycznie. Różnica gęstości w obu odgałęzieniach rur (para i woda) daje zmienną różnicę poziomów, która jest funkcją siły odśrodkowej, a tym samym prędkości obrotowej. Schemat takiej jednostki pokazano na ryc. 144.

Cechą konstrukcyjną kotła jest ułożenie rurek, w których podczas obracania się w komorze spalania powstaje podciśnienie, a tym samym kocioł pełni rolę swego rodzaju wentylatora wyciągowego. Zatem, zdaniem Hütnera, „obrót kotła determinuje jednocześnie jego zasilanie, ruch gorących gazów oraz ruch wody chłodzącej”.

Uruchomienie turbiny zajmuje tylko 30 sekund. Hüthner miał nadzieję na osiągnięcie sprawności kotła na poziomie 88% i sprawności turbiny na poziomie 80%. Do uruchomienia turbina i kocioł wymagają silników rozruchowych.

W 1934 r. W prasie pojawiła się wiadomość o opracowaniu w Niemczech projektu dużego samolotu wyposażonego w turbinę z obracającym się kotłem. Dwa lata później francuska prasa twierdziła, że \u200b\u200bspecjalny samolot został zbudowany przez departament wojskowy w Niemczech w warunkach wielkiej tajemnicy. Zaprojektowano dla niego elektrownię parową systemu Hüthner o pojemności 2500 litrów. z. Długość samolotu 22 m, rozpiętość skrzydeł 32 m, masa lotu (orientacyjna) 14 t, pułap bezwzględny samolotu 14 000 m, prędkość lotu na wysokości 10 000 m 420 km / h, wzniesienie na wysokość 10 km 30 min.
Bardzo możliwe, że te doniesienia prasowe są mocno przesadzone, ale nie ma wątpliwości, że nad tym problemem pracują niemieccy konstruktorzy, a zbliżająca się wojna może przynieść tu nieoczekiwane niespodzianki.

Jaka jest przewaga turbiny nad silnikiem spalinowym?
1. Brak ruchu posuwisto-zwrotnego przy dużych prędkościach obrotowych pozwala na wykonanie turbiny raczej zwartej i mniejszej niż współczesne potężne silniki lotnicze.
2. Istotną zaletą jest również stosunkowo cicha praca silnika parowego, co jest istotne zarówno z wojskowego punktu widzenia, jak iz punktu widzenia możliwości odciążenia samolotu za pomocą urządzeń wygłuszających na samolotach pasażerskich.
3. Turbina parowa, w przeciwieństwie do silników spalinowych, które prawie nie są przeciążone, może być przeciążana przez krótki czas do 100% przy stałej prędkości. Ta zaleta turbiny pozwala na skrócenie rozbiegu samolotu i ułatwienie jego wzniesienia się w powietrze.
4. Prostota konstrukcji i brak dużej liczby ruchomych i uruchamianych części są również ważną zaletą turbiny, dzięki czemu jest bardziej niezawodna i trwała w porównaniu z silnikami spalinowymi.
5. Brak iskry w elektrowni parowej, na działanie której mogą wpływać fale radiowe, jest również istotny.
6. Możliwość stosowania ciężkiego paliwa (olej, olej opałowy), oprócz zalet ekonomicznych, czyni maszynę parową bezpieczniejszą w warunkach pożarowych. Dodatkowo istnieje możliwość ogrzania samolotu.
7. Główną zaletą silnika parowego jest to, że podczas podnoszenia na wysokość utrzymuje swoją moc znamionową.

Jeden z zarzutów wobec silnika parowego wynika głównie z aerodynamiki i sprowadza się do rozmiaru i możliwości chłodzenia skraplacza. Rzeczywiście, skraplacz pary ma powierzchnię 5-6 razy większą niż chłodnica wody silnika spalinowego.
Dlatego też, starając się zmniejszyć opór takiego kondensatora, konstruktorzy doszli do umieszczenia kondensatora bezpośrednio na powierzchni skrzydeł w postaci ciągłego rzędu rurek, dokładnie dopasowując się do konturu i profilu skrzydła. Oprócz nadania znacznej sztywności zmniejszy to również ryzyko oblodzenia statku powietrznego.

Istnieje oczywiście szereg innych trudności technicznych związanych z obsługą turbiny w samolocie.
- Zachowanie dyszy na dużych wysokościach jest nieznane.
- Aby zmienić szybkie obciążenie turbiny, które jest jednym z warunków pracy silnika lotniczego, konieczne jest posiadanie albo wodociągu, albo kolektora parowego.
- Opracowanie dobrego automatycznego urządzenia do regulacji turbiny również stwarza znane trudności.
- Żyroskopowy wpływ szybko obracającej się turbiny na samolot jest również niejasny.

Niemniej jednak osiągnięte sukcesy dają powód do nadziei, że w niedalekiej przyszłości elektrownia parowa znajdzie swoje miejsce we współczesnej flocie powietrznej, zwłaszcza w samolotach transportu komercyjnego, a także w dużych statkach powietrznych. Najtrudniejsza część w tej dziedzinie została już wykonana, a praktykujący inżynierowie będą mogli osiągnąć ostateczny sukces.

zdjęcie, wideo, wiele listów:

Schemat działania obrotowego silnika parowego N.Tverskoy:

Test scrolling przy użyciu sprężonego powietrza (3,5 atm) obrotowego silnika parowego.
Model jest zaprojektowany na 10 kW mocy przy 1500 obr / min przy ciśnieniu pary 28-30 atm.

Pod koniec XIX wieku zapomniano o „obrotowych lokomotywach N. Twerskoja”, gdyż parowozy tłokowe okazały się prostsze i bardziej zaawansowane technologicznie w produkcji (dla ówczesnego przemysłu), a turbiny parowe dawały więcej mocy.
Ale uwaga dotycząca turbin dotyczy tylko ich dużej masy i wymiarów. Rzeczywiście, wielocylindrowe turbiny parowe o mocy ponad 1,5-2 tys. KW przewyższają obrotowe silniki parowe pod każdym względem, nawet jeśli są drogie. A na początku XX wieku, kiedy elektrownie okrętowe i bloki elektrowni zaczęły mieć moc rzędu kilkudziesięciu tysięcy kilowatów, tylko turbiny mogły dawać takie możliwości.

ALE - turbiny mają jeszcze jedną wadę. Przy zmniejszaniu ich parametrów masowo-wymiarowych charakterystyka pracy turbin parowych gwałtownie się pogarsza. Gęstość mocy znacznie spada, wydajność spada, przy utrzymaniu wysokich kosztów produkcji i dużej prędkości wału głównego (potrzeba przekładni). Dlatego - w obszarze mocy poniżej 1 tys. KW (1 MW) znalezienie turbiny parowej sprawnej we wszystkich parametrach jest prawie niemożliwe, nawet za duże pieniądze ...

Dlatego w tym zakresie mocy pojawiła się cała masa egzotycznych i mało znanych projektów. Ale częściej są też drogie i nieefektywne ... Turbiny śrubowe, turbiny Tesli, turbiny osiowe itp.
Ale z jakiegoś powodu wszyscy zapomnieli o parowych „maszynach wirnikowych”. A tymczasem - te maszyny są wielokrotnie tańsze niż jakiekolwiek mechanizmy łopatkowe i śrubowe (mówię to ze znajomością sprawy, jako osoba, która za własne pieniądze wykonała już kilkanaście takich maszyn). W tym samym czasie parowe "lokomotywy obrotowe" N. Twerskoja mają duży moment obrotowy przy najniższych obrotach, mają niską prędkość wału głównego przy pełnej prędkości od 800 do 1500 obr / min. Te. takie maszyny, nawet do generatora elektrycznego, nawet do samochodu parowego (traktor, traktor), nie będą wymagały skrzyni biegów, sprzęgła itp., ale będą ich wał bezpośrednio połączony z maszyną z dynamem, kołami samochodu itp.
Tak więc w postaci obrotowej maszyny parowej - układu "rotacyjnej maszyny N. Twerskoja" mamy uniwersalną maszynę parową, która doskonale będzie wytwarzała prąd z kotła na paliwo stałe w odległej wiosce leśnej lub tajgi, w młynie polowym lub wygeneruje prąd w kotłowni na wiejskiej osadzie lub „przędzenie” na odpadach ciepła technologicznego (gorącego powietrza) w cegielni lub cementowni, w odlewni itp. Wszystkie takie źródła ciepła mają moc mniejszą niż 1 MW, dlatego konwencjonalne turbiny są tutaj mało przydatne. A inne maszyny do odzyskiwania ciepła przez przekształcanie ciśnienia uzyskanej pary w działanie nie są jeszcze znane w ogólnej praktyce technicznej. Więc to ciepło nie jest w żaden sposób wykorzystywane - jest po prostu głupio i nieodwracalnie tracone.
Stworzyłem już „wirnik parowy” do napędzania generatora elektrycznego o mocy 10 kW, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to wkrótce pojawi się maszyna o mocy 25 i 40 kW. Dokładnie to, czego potrzebujesz, aby zapewnić tanią energię elektryczną z kotła na paliwo stałe lub przetworzyć odpady cieplne na wiejską posiadłość, małe gospodarstwo, obóz polowy itp.
Zasadniczo silniki obrotowe są dobrze wyskalowane w górę, dlatego montując wiele sekcji wirnika na jednym wale łatwo jest zwielokrotnić moc takich maszyn, po prostu zwiększając liczbę standardowych modułów wirnika, tj. całkiem możliwe jest stworzenie obrotowych maszyn parowych o mocy 80-160-240-320 i więcej kW ...

Wieża Steam Engine 3 września 2016 r

Oto, co z interesującymi silnikami, o których już z wami rozmawialiśmy: tutaj, ale dobrze znane

Dzisiaj omówimy kolejną nietypową opcję. Zamiast zwykłego cylindra ten silnik parowy miał kulę. Pusta kula, w której wszystko się wydarzyło.

Dysk obracał się i oscylował w kuli, z każdej strony której ćwiartki piłki były „rzucane” tam iz powrotem. Jak widać, raczej trudno to wyjaśnić słowami, więc animacja:

Czerwone strzałki - dopływ świeżej pary, niebieskie - spaliny.

Wały zostały umieszczone pod kątem 135 stopni względem siebie. Para przez otwór w ćwiartce wpadła do samolotu dociśnięta do dysku, rozszerzyła się (wykonując pożyteczną pracę) i po obróceniu ćwiartki wyszła przez ten sam otwór. W ten sposób ćwiartki służyły jako zawory doprowadzające / odprowadzające parę. Wiszący dysk zrobił to, co tłok w konwencjonalnym silniku parowym. W ogóle nie było mechanizmu korbowego, więc nie było potrzeby przekształcania ruchu posuwisto-zwrotnego w ruch obrotowy.

Główny węzeł:

O ile po jednej stronie ćwiartki występował skok roboczy (rozprężanie pary), to po drugiej stronie był na biegu jałowym (para odlotowa). Po drugiej stronie dysku to samo stało się z przesunięciem fazowym o 90 stopni. Ze względu na względne położenie ćwiartek tarcza miała rotację i oscylację.

W rzeczywistości była to transmisja kardana z wewnętrznym źródłem energii. Napęd krzyżowy z zielonym napędem kardana wykonuje te same ruchy obrotowo-oscylacyjne:

Obrót był przenoszony na dwa wałki wychodzące z silnika. Można było usunąć energię z obu, ale w praktyce, sądząc po liczbach, do napędu używano jednej.

Jak zauważył francuski magazyn „La Nature” z 1884 r., Silnik kulisty pozwalał na wyższe prędkości niż jego odpowiedniki tłokowe i dlatego dobrze nadawał się jako napęd generatora elektrycznego.
Silnik miał niski poziom hałasu i wibracji oraz był bardzo kompaktowy. Silnik o średnicy wewnętrznej kuli 10 cm i prędkości 500 obr / min przy ciśnieniu pary 3 atm dawał 1 KM przy 8,5 atm - 2,5 KM. Największy model o średnicy 63 cm miał pojemność 624 „koni”.

Ale. Silnik kulisty był trudny w wykonaniu jak na ówczesny poziom technologiczny i wymagał dużego zużycia pary ze względu na brak możliwości wykonania części o wymaganym poziomie tolerancji. Został wyprodukowany i przez pewien czas faktycznie działał jako napęd generatora w brytyjskiej marynarce wojennej i na Great Eastern Railway (zainstalowany na kotle parowym i służył do elektrycznego oświetlenia samochodów). Jednak z powodu tych niedociągnięć nie zapuścił korzeni.

P.S. Należy zauważyć, że wynalazca kulistego konia silnika, Beauchamp Tower, nie został stracony przez inżynierię.

Najwyraźniej jako pierwszy zaobserwował „klin olejowy” w łożyskach ślizgowych i zmierzył w nim ciśnienia. Te. Nowoczesna inżynieria mechaniczna do dziś wykorzystuje badania pana Towera.

źródła

W Internecie trafiłem na ciekawy artykuł.

"Amerykański wynalazca Robert Greene opracował całkowicie nową technologię, która generuje energię kinetyczną poprzez przetwarzanie energii resztkowej (podobnie jak inne paliwa). Silniki parowe firmy Green są napędzane tłokami i zaprojektowane do szerokiej gamy zastosowań."
To wszystko, ni mniej, ni więcej: zupełnie nowa technologia. Cóż, naturalnie zacząłem patrzeć, próbowałem zrozumieć. Jest napisane wszędzie jedną z najbardziej wyjątkowych zalet tego silnika jest możliwość generowania mocy z energii resztkowej silników. Mówiąc dokładniej, resztkowa energia spalin z silnika może zostać przekształcona w energię trafiającą do pomp i układów chłodzenia jednostki. A co z tego, jak rozumiem, z gazami spalinowymi, które doprowadzają wodę do wrzenia, a następnie zamieniają parę w ruch. Jakże konieczne i opłacalne, bo ... chociaż ten silnik, jak mówią, jest specjalnie zaprojektowany z minimalnej liczby części, ale nadal kosztuje tak dużo i czy ma sens w ogrodzeniu ogrodu, tym bardziej fundamentalnie nowy w tym wynalazku nie widzę ... Wynaleziono już wiele mechanizmów przekształcania ruchu posuwisto-zwrotnego w ruch obrotowy. Na stronie autora model dwucylindrowy sprzedawany jest w zasadzie niedrogo
tylko 46 USD.
Na stronie autora znajduje się film wykorzystujący energię słoneczną, jest też zdjęcie kogoś na łodzi korzystającej z tego silnika.
Ale w obu przypadkach nie jest to oczywiście ciepło resztkowe. Krótko mówiąc, wątpię w niezawodność takiego silnika: „Łożyska kulkowe są jednocześnie pustymi kanałami, przez które para jest dostarczana do cylindrów”. Jaka jest Twoja opinia, drodzy użytkownicy serwisu?
Artykuły w języku rosyjskim

W swojej historii silnik parowy miał wiele odmian metalu. Jednym z takich wcieleń był obrotowy silnik parowy inżyniera mechanika N.N. Twerskoj. Ten parowy silnik obrotowy (silnik parowy) był aktywnie wykorzystywany w różnych dziedzinach techniki i transportu. W rosyjskiej tradycji technicznej XIX wieku taki silnik rotacyjny nazywano maszyną rotacyjną. Silnik wyróżniał się wytrzymałością, wydajnością i wysokim momentem obrotowym. Ale wraz z pojawieniem się turbin parowych zapomniano o tym. Poniżej znajdują się materiały archiwalne zebrane przez autora tej strony. Materiały są dość obszerne, więc na razie prezentujemy tylko część z nich.

Test scrolling przy użyciu sprężonego powietrza (3,5 atm) obrotowego silnika parowego.
Model jest zaprojektowany na 10 kW mocy przy 1500 obr / min przy ciśnieniu pary 28-30 atm.

Pod koniec XIX wieku zapomniano o parowozach - „lokomotywach obrotowych N. Twerskoja”, ponieważ parowozowce tłokowe okazały się prostsze i bardziej zaawansowane technologicznie w produkcji (dla ówczesnego przemysłu), a turbiny parowe dawały więcej mocy.
Ale uwaga dotycząca turbin parowych jest ważna tylko w ich dużej masie i wymiarach. Rzeczywiście, wielocylindrowe turbiny parowe o mocy ponad 1,5-2 tys. KW przewyższają obrotowe silniki parowe pod każdym względem, nawet jeśli są drogie. A na początku XX wieku, kiedy elektrownie okrętowe i bloki elektrowni zaczęły mieć moc rzędu kilkudziesięciu tysięcy kilowatów, tylko turbiny mogły dawać takie możliwości.

ALE - turbiny parowe mają jeszcze jedną wadę. Przy obniżaniu ich parametrów wagi i rozmiaru, charakterystyka pracy turbin parowych gwałtownie się pogarsza. Gęstość mocy znacznie spada, wydajność spada, przy utrzymaniu wysokich kosztów produkcji i dużej prędkości wału głównego (potrzeba przekładni). Dlatego - w obszarze mocy poniżej 1,5 tys. KW (1,5 MW) znalezienie turbiny parowej sprawnej we wszystkich parametrach jest prawie niemożliwe, nawet za duże pieniądze ...

Dlatego w tym zakresie mocy pojawiła się cała masa egzotycznych i mało znanych projektów. Ale częściej są też drogie i nieefektywne ... Turbiny śrubowe, turbiny Tesli, turbiny osiowe itp.
Ale z jakiegoś powodu wszyscy zapomnieli o parowych „maszynach wirnikowych” - obrotowych silnikach parowych. Tymczasem te lokomotywy parowe są wielokrotnie tańsze niż jakiekolwiek mechanizmy łopatkowe i śrubowe (mówię to ze znajomością sprawy, jako osoba, która za własne pieniądze wykonała już kilkanaście takich maszyn). Jednocześnie parowe maszyny wirnikowe N. Twerskoja - mają duży moment obrotowy od najniższej prędkości, mają średnią prędkość wału głównego przy pełnej prędkości od 1000 do 3000 obr / min. Te. takie maszyny, nawet dla generatora elektrycznego, nawet dla wagonu parowego (samochód - ciężarówka, traktor, traktor) - nie będą wymagały skrzyni biegów, sprzęgła itp., ale będą bezpośrednio połączone z wałem prądnicą, kołami wagonu parowego itp.
Tak więc w postaci obrotowej maszyny parowej - układu "rotacyjnej maszyny N. Twerskoja" mamy uniwersalną maszynę parową, która doskonale będzie wytwarzała prąd z kotła na paliwo stałe w odległej wiosce leśnej lub tajgi, w młynie polowym lub wygeneruje prąd w kotłowni na wiejskiej osadzie lub „przędzenie” na stracie ciepła technologicznego (gorącego powietrza) w cegielni, cementowni, odlewni itp.
Wszystkie takie źródła ciepła mają moc poniżej 1 MW, dlatego konwencjonalne turbiny są tutaj mało przydatne. A ogólna praktyka techniczna nie zna jeszcze innych maszyn do odzysku ciepła poprzez zamianę ciśnienia uzyskanej pary na działanie. Więc to ciepło nie jest w żaden sposób wykorzystywane - jest po prostu głupio i nieodwracalnie tracone.
Stworzyłem już „wirnik parowy” do napędzania generatora elektrycznego o mocy 3,5 - 5 kW (w zależności od ciśnienia w parze), jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to wkrótce pojawi się maszyna o mocy 25 i 40 kW. Dokładnie to, czego potrzebujesz, aby zapewnić tanią energię elektryczną z kotła na paliwo stałe lub przetworzyć odpady cieplne na wiejską posiadłość, małe gospodarstwo, obóz polowy itp.
Zasadniczo silniki obrotowe są dobrze wyskalowane w górę, dlatego montując wiele sekcji wirnika na jednym wale, można łatwo zwiększyć moc takich maszyn, po prostu zwiększając liczbę standardowych modułów wirnika. Oznacza to, że całkiem możliwe jest stworzenie obrotowych maszyn parowych o mocy 80-160-240-320 kW i więcej ...

Ale oprócz średnich i stosunkowo dużych elektrowni parowych w małych elektrowniach pożądane będą systemy parowe z małymi parowymi silnikami wirnikowymi.
Na przykład jeden z moich wynalazków - "Campingowo-turystyczny generator elektryczny na lokalnym paliwie stałym".
Poniżej wideo pokazujące uproszczony prototyp takiego urządzenia.
Ale mały silnik parowy już wesoło i energicznie kręci swoim generatorem elektrycznym i, używając drewna i innych paliw kopalnych, wytwarza energię elektryczną.

Głównym kierunkiem komercyjnego i technicznego zastosowania obrotowych silników parowych (obrotowych silników parowych) jest wytwarzanie taniej energii elektrycznej z taniego paliwa stałego i palnych odpadów. Te. mała energia - rozproszone wytwarzanie energii w parowych silnikach obrotowych. Wyobraź sobie, jak rotacyjny silnik parowy idealnie wpasuje się w pracę tartaku-tartaku, gdzieś na północy Rosji lub na Syberii (Daleki Wschód), gdzie nie ma centralnego zasilania, prąd jest drogo dostarczany przez generator diesla na oleju napędowym importowanym z daleka. Ale sam tartak produkuje co najmniej pół tony wiórów dziennie - trociny - płyty, które nie mają dokąd pójść ...

Takie odpady drzewne są bezpośrednią drogą do paleniska kotła, kocioł wytwarza parę wysokociśnieniową, która napędza rotacyjną maszynę parową i obraca generator elektryczny.

W ten sam sposób możesz spalić miliony ton odpadów roślinnych z rolnictwa i tak dalej, o nieograniczonej objętości. Jest też tani torf, tani węgiel energetyczny i tak dalej. Autor serwisu obliczył, że koszt paliwa przy wytwarzaniu energii elektrycznej przez małą elektrownię parową (maszynę parową) z parowozem o mocy 500 kW wyniesie od 0,8 do 1,

2 ruble za kilowat.

Innym ciekawym zastosowaniem obrotowej maszyny parowej jest instalacja takiej maszyny parowej na pojeździe parowym. Ciężarówka to ciągnikowa maszyna parowa o dużym momencie obrotowym i tanim paliwie stałym - bardzo przydatna maszyna parowa w rolnictwie i leśnictwie. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii i materiałów oraz zastosowaniu „Organicznego Cyklu Rankine'a” w cyklu termodynamicznym, efektywność efektywną można zwiększyć do 26-28% stosując tanie paliwo stałe (lub niedrogie paliwo ciekłe, np. „Olej opałowy” czy zużyty olej silnikowy). Te. ciężarówka - ciągnik z silnikiem parowym

i obrotowy parowóz o mocy około 100 kW, zużyje około 25-28 kg węgla energetycznego na 100 km (koszt 5-6 rubli za kg) lub około 40-45 kg zrębków (których cena na północy jest bezpłatna) ...

Jest znacznie więcej interesujących i obiecujących obszarów zastosowań obrotowego silnika parowego, ale rozmiar tej strony nie pozwala na szczegółowe rozważenie ich wszystkich. W rezultacie parowóz może nadal zajmować bardzo ważne miejsce w wielu dziedzinach nowoczesnej techniki oraz w wielu sektorach gospodarki narodowej.

URUCHOMIENIE GENERATORA MOCY PAROWEJ Z SILNIKIEM PAROWYM

Maj -2018 Po długich eksperymentach i prototypach wykonano mały kocioł wysokociśnieniowy. Kocioł jest pod ciśnieniem 80 atm, dzięki czemu bez problemu utrzyma ciśnienie robocze 40-60 atm. Uruchomiony z eksperymentalnym modelem parowego osiowo-tłokowego silnika mojego projektu. Działa świetnie - obejrzyj wideo. W ciągu 12-14 minut od zapłonu na drewnie jest gotowa do wytwarzania pary pod wysokim ciśnieniem.

Teraz zaczynam się przygotowywać do jednostkowej produkcji takich instalacji - kocioł wysokociśnieniowy, silnik parowy (tłokowy obrotowy lub osiowy), skraplacz. Bloki będą pracować w obiegu zamkniętym z obrotem woda-para-kondensat.

Zapotrzebowanie na takie generatory jest bardzo duże, ponieważ 60% terytorium Rosji nie ma centralnego zasilania i jest zasilane generatorem oleju napędowego. A cena oleju napędowego cały czas rośnie i osiągnęła już 41-42 rubli za litr. A nawet tam, gdzie jest energia elektryczna, firmy energetyczne podnoszą taryfy i potrzebują dużo pieniędzy, aby podłączyć nowe moce.