.

Вы здесь

Турбина способствует росту кораблей

Турбина способствует росту кораблей

27.06.2015 Автор: 5

Известно, что идея создания парового поршневого двигателя намного моложе, чем идея создания паровой турбины. Ведь принцип действия паровой турбины был известен еще Герону Александрийскому, который в I в. описал эолопиль, первый в мире прибор, вращаемый реактивной силой пара. Но лишь более чем через полтора тысячелетия, в 1884-1885 гг. независимо друг от друга два инженера - швед Густав Лаваль и англичанин Чарлз Парсонс - воплотили эту идею в жизнь. Сегодня КПД паровой турбины вырос по сравнению с КПД поршневой паровой машины в несколько раз, а мощность одного агрегата увеличилась в 100 раз.
Турбина представляет собой машину, преобразующую энергию сжатого водяного пара непосредственно в механическую энергию вращательного движения ее вала - ротора - без какой-либо передачи. У паровых поршневых машин такой передачей является механическая система: поршень - шток поршня - шатун - мотыль - вал (кривошипно-шатунный механизм).
Можно считать, что до широкого внедрения в судостроении паровой турбины почти сто лет на судах и военных кораблях господствовали поршневые машины. Это объясняется тем, что для постройки турбин требовался значительно более высокий класс точности работы машиностроителей.
В 1894 г. было построено широко известное турбинное судно водоизмещением 44,5 т с тремя паровыми турбинами Парсонса реактивного типа мощностью 2,1 тыс. л. с. с непосредственным приводом на гребные винты. После ряда переделок это трехвальное и девятивицтовое (!) судно (по три винта друг за другом на кгждом валу) развило фантастическую по тем временам скорость - 34,5 уз.
На при давлении пара 14,8 атм (пар был насыщенным) турбины расходовали 13,2 кг пара на 1 л. с. в час, что меньше, чем у аналогичной по мощности установки с поршневыми паровыми машинами того времени.
Но не была первым в мире судном с паровой турбиной. Еще в 1893 г. на оз. Мёллерн в Швеции Лаваль проводил эксперименты на лодке с паровой турбиной активного типа мощностью 15 л. с, вращавшейся с частотой 16 тыс. об/мин и приводившей в движение через редуктор гребной винт.
В 1899 г. в Англии были построены два восьмивинтовых (на четырех валах) эскадренных миноносца - и - водоизмещением 370 и 390 т с паровыми турбинами мощностью 12 тыс. л. с, сообщавшим им скорость до 37 уз. . Первый коммерческий речной пароход водоизмещением 700 т , имел типичную для того времени установку, состоявшую из трех турбин, действовавших каждая на свой вал при суммарной мощности около 3500 л. с. Скорость
парохода - около 20,5 уз.
В 1903 г. турбина была впервые применена на морском коммерческом судне - небольшом английском пароходе <<Куин>, совершавшем рейсы между Кале и Дувром. В том же году вступил в строй первый английский турбинный крейсер .
Вслед за целым рядом судов для Ла-Манша и Ирландского моря появляются в 1905 г. английские трансатлантические турбоходы , , и, наконец, в 1907 г. п . Последние два гиганта имели мощность прямодействующих (с непосредственным приводом гребного винта) турбинных установок по 70 тыс. л. с.
В 1910 г. Парсонс поместил на грузовом пароходе <<Веспа-сиан> турбозубчатую (турборедукторную) установку, что положило начало применению паровых турбин даже на относительно тихоходных судах. Использование редуктора позволило (что особенно важно) создать паротурбинные агрегаты сверхбольшой мощности с достаточно высокой экономичностью и довольно небольших габаритов.
Известно, что паротурбинная установка наибольшей мощности установлена на современном американском атомном авианосце водоизмещением 89,6 тыс. т. Она состоит из четырех главных турбозубчатых агрегатов мощностью по 75 тыс. 
А какой же мощности достигали судовые энергетические установки с паровыми поршневыми машинами? В 1903 г. в Германии был построен трансатлантический лайнер (впоследствии , затем и ) водоизмещением 26,5 тыс. т. На нем были установлены четыре четырехцилиндровые машины четырехкратного расширения, соединенные тандемом на каждом из двух гребных валов и развивающие суммарную мощность 44,6 тыс. л. с. Мощность всех четырех паровых машин лайнера более чем в 1,6 раза ниже, чем мощность одного турбозубчатого агрегата авианосца . Рекордсмен по мощности среди боевых кораблей с паровыми поршневыми машинами - французский броненосный крейсер водоизмещением 14,1 тыс. т (длина 157 м) постройки 1909 г. Его трехвальная установка развивала мощность 40 тыс. л. с.
Самое большое судно с паровыми поршневыми машинами - лайнер постройки 1922 г. (бывш. немецкий ) в 15 раз меньше но водоизмещению (43,2 тыс. т, длина 236,8 м), чем паротурбинный танкер .
Мощнейшим в мире наземным агрегатом подобного типа является турбогенератор мощностью 1 млн. 300 тыс. кВт, построенный в Швейцарии в 1982 г. для американской тепловой электростанции. Это в 20 раз больше мощности самой большой судовой турбины.

Boatportal.ru

logo