Istoria tehnologiei este plină de exemple de unde provin inventatori tari diferite a lucrat independent la o soluție sarcină comună. Un exemplu izbitor astfel de cooperare internationala» - crearea unei turbine cu abur.
Primul pas important în dezvoltarea unui nou mijloace tehnice, care a înlocuit motorul cu abur, a fost realizat de inginerul suedez Carl Gustav Patrick Laval (1845-1913).
De origine a fost francez, dar strămoșii săi încă din secolul al XVI-lea. a părăsit Franța în Suedia pentru a scăpa de persecuția religioasă. Datorită minții sale ascuțite și abilităților remarcabile, Laval și-a susținut cu brio teza de doctorat imediat după ce a absolvit Universitatea din Uppsala în 1872. Primele sale invenții au fost îmbunătățiri ale tehnologiilor chimice și miniere. Pentru aceste invenții, inginerul a primit câteva zeci de brevete. În 1878, Laval a proiectat un separator de lapte (din Lat. separator - „separator”). Principiul de funcționare al dispozitivului este simplu. Recipientul de lapte trebuie să se rotească cu o viteză mai mare de 100 rpm. Forța centrifugă va împinge apa pe pereții recipientului, grăsimea mai ușoară se va aduna în centru, ca urmare, smântâna și laptele degresat (degresat) se vor separa. Dar cum să ajungi viteza dorita? În căutarea unui răspuns la această întrebare, omul de știință a inventat turbina cu abur. În 1889 a fost construită.
Turbina cu abur Laval este o roată cu palete. Un jet de abur generat în cazan iese din conductă (duză), apasă pe palete și învârte roata. Experimentând cu diferite tuburi pentru alimentarea cu abur, proiectantul a ajuns la concluzia că ar trebui să aibă formă de con. Așa a apărut duza Laval folosită până în prezent (brevet 1889). Aceasta este descoperire importantă inventatorul a făcut mai degrabă intuitiv; a fost nevoie de încă câteva decenii pentru ca teoreticienii să demonstreze că o duză cu această formă particulară dă cel mai bun efect.
Următorul pas în dezvoltarea turbinelor a fost făcut de inventatorul englez Charles Algernon Parsons (1854-1931).
Când Laval lucra deja la crearea unei turbine, Parsons încă studia la Universitatea Cambridge. El, așa cum se cuvine unui reprezentant al unei familii aristocratice (tatăl său Lord Ross a fost un astronom faimos și o persoană publică), a primit o educație versatilă. A început să se ocupe de turbine în 1881, iar trei ani mai târziu i s-a acordat un brevet pentru propriul său design, Parsons a conectat o turbină cu abur la un generator. energie electrica. Cu ajutorul turbinei, a devenit posibilă generarea de energie electrică, iar acest lucru a crescut imediat interesul publicului pentru turbinele cu abur.
Ca rezultat a 15 ani de cercetare, Parsons a creat cea mai avansată turbină cu reacție în mai multe etape la acel moment. A realizat mai multe invenții care au crescut eficiența acestui dispozitiv (a finalizat proiectarea garniturilor, metodele de fixare a lamelor în roată, sistemul de control al vitezei).
Curând după aceea, omul de știință francez Opost Rato (1863-1930), rezumand experiența pe care o avea deja, a creat o teorie cuprinzătoare a turbomașinilor.
El a dezvoltat o turbină originală în mai multe etape, care a fost demonstrată cu succes la Expoziția Mondială desfășurată în capitala Franței în 1900. Pentru fiecare treaptă a turbinei, Rato a calculat căderea optimă de presiune, care a asigurat un coeficient global ridicat. acțiune utilă mașini.
Din 1900, cunoscuta companie Westinghouse a început să producă turbine ale unui nou sistem de către inventatorul american Glenn Curtis (1879-1954). În mașina lui, viteza turbinei era mai mică, iar energia aburului era folosită mai pe deplin. Prin urmare, turbinele Curtis erau mai mici și mai fiabile în design.
Una dintre principalele aplicații ale turbinelor cu abur este propulsia navelor. Prima navă cu motor cu turbină cu abur, Turbinia, construită de Parsons în 1894, atingea viteze de până la 32 de noduri (aproximativ 59 km/h).
Din 1900, turbinele au început să fie instalate pe distrugătoare, iar după 1906, toate navele mari de război au fost echipate cu motoare cu turbină. În același an, 1906, au fost lansate două mari transatlantice de pasageri cu instalații de turbine, Lusitania și Mauritania.
W. Garret Skeife
W. Garrett Scaife, Trinity College, Dublin
Până la sfârșitul secolului trecut Revolutia industriala a ajuns la un punct de cotitură în dezvoltarea sa. Cu peste un secol și jumătate înainte, motoarele cu abur se îmbunătățiseră semnificativ - puteau funcționa cu orice tip de combustibil și puneau în mișcare o mare varietate de mecanisme. O mare influență asupra îmbunătățirii designului motoarelor cu abur a avut astfel realizare tehnică, ca invenția dinamului, care a făcut posibilă obținerea energiei electrice în cantitati mari. Pe măsură ce cererea umană de energie a crescut, la fel a crescut și dimensiunea motoarelor cu abur, până când dimensiunile lor au fost constrânse de limitările rezistenței mecanice. Pentru dezvoltare ulterioară industria necesară nouă cale obţinerea energiei mecanice.
Această metodă a apărut în 1884, când englezul Charles Algernon Parsons (1854-1931) a inventat primul potrivit pentru aplicatii industriale turbogenerator. Zece ani mai târziu, Parsons a început să studieze posibilitatea aplicării invenției sale la vehicule. Câțiva ani de muncă grea au dat roade: vaporul cu turbină „Turbinia” a atins o viteză de 35 de noduri - mai mult decât orice navă din Marina Regală. În comparație cu motoarele cu abur cu piston alternativ, turbinele sunt mai compacte și mai simple. Prin urmare, în timp, când puterea și eficiența turbinelor să crească semnificativ
de altfel, au înlocuit motoarele modelelor anterioare. În prezent, turbinele cu abur sunt utilizate în întreaga lume în centralele termice ca acționări ale generatoarelor. curent electric. În ceea ce privește utilizarea turbinelor cu abur ca motoare pentru navele de pasageri, dominația lor nedivizată a fost pusă capăt în prima jumătate a secolului nostru, când motoarele diesel au devenit larg răspândite. Turbina modernă cu abur a moștenit multe dintre caracteristicile primei mașini inventate de Parsons.
Principii reactive și active care stau la baza funcționării unei turbine cu abur. Prima dintre acestea a fost folosită în dispozitivul „eolipila” ( A), inventat de Heron din Alexandria: sfera în care se află aburul se rotește datorită acțiunii forțelor de reacție care apar atunci când aburul părăsește tuburile goale. În al doilea caz ( b) jetul de abur îndreptat către palete este deviat și din această cauză roata se rotește. palete turbinei ( cu) deviază și jetul de abur; in plus, trecand intre pale, aburul se extinde si accelereaza, iar fortele de reactie rezultate imping paletele.
Funcționarea unei turbine cu abur se bazează pe două principii de creare a unei forțe circumferențiale pe rotor, cunoscute din cele mai vechi timpuri - reactiv și activ. Înapoi în 130 î.Hr. Eroul Alexandriei a inventat un dispozitiv numit eolipil. Era o sferă goală umplută cu abur, cu două duze în formă de L situate pe laturi opuse și îndreptate spre laturi diferite. Aburul curgea din duze cu viteză mare și, datorită forțelor de reacție rezultate, sfera a început să se rotească.
Al doilea principiu se bazează pe conversia energiei potențiale a aburului în energie cinetică, care face o muncă utilă. Poate fi ilustrat prin exemplul mașinii lui Giovanni Branchi, construită în 1629. În această mașină, un jet de abur a pus în mișcare o roată cu palete, care amintește de o roată de moara de apă.
Turbina cu abur folosește ambele principii. Un jet de abur de înaltă presiune este direcționat pe palete curbate (asemănătoare cu paletele ventilatorului) montate pe un disc. Când curge în jurul lamelor, jetul este deviat, iar discul cu lamele începe să se rotească. Între pale, aburul se extinde și își accelerează mișcarea: ca urmare, energia de presiune a aburului este transformată în energie cinetică.
Primele turbine, ca si masina lui Branca, nu au putut dezvolta suficienta putere, pentru ca cazane cu abur nu au putut crea presiune ridicata. Primele motoare cu abur funcționale ale lui Thomas Savery, Thomas Newcomen și alții nu au avut nevoie de abur de înaltă presiune. Aburi presiune scăzută a deplasat aerul sub piston și a condensat, creând un vid. Piston în acțiune presiune atmosferică jos pentru a face o muncă utilă. Experiența în construirea și utilizarea cazanelor cu abur pentru aceste așa-numite motoare atmosferice i-a determinat treptat pe ingineri să proiecteze cazane capabile să genereze și să mențină presiuni mult mai mari decât presiunea atmosferică.
Odată cu apariția posibilității de a obține abur de înaltă presiune, inventatorii s-au îndreptat din nou către turbină. Au fost încercate diverse opțiuni de design. În 1815, inginerul Richard Trevithick a încercat să instaleze două duze pe janta unui motor de locomotivă cu abur și să treacă prin ele aburul dintr-un cazan. Planul lui Trevithick a eșuat. O fabrică de cherestea construită în 1837 de William Avery în Syracuse, New York, se baza pe un principiu similar. Numai în Anglia timp de 100 de ani, din 1784 până în 1884, au fost brevetate 200 de invenții, într-un fel sau altul referitoare la turbine, iar mai mult de jumătate dintre aceste invenții au fost înregistrate într-o perioadă de douăzeci de ani - din 1864 până în 1884.
Niciuna dintre aceste încercări nu a dus la o mașină utilizabilă industrial. În parte, aceste eșecuri s-au datorat necunoașterii legilor fizice care descriu expansiunea aburului. Densitatea aburului este mult mai mică decât densitatea apei, iar „elasticitatea” acestuia este mult mai mare, astfel încât viteza jetului de abur în turbinele cu abur este mult mai mare decât viteza apei în turbinele cu apă, pe care inventatorii au trebuit să o facă. a avea de-a face cu. S-a constatat că eficienţa turbina devine maximă când viteza paletelor este aproximativ egală cu jumătate din viteza aburului; prin urmare, primele turbine aveau viteze de rotație foarte mari.
Numar mare revoluțiile au fost cauza unui număr de efecte nedorite, printre care pericolul distrugerii pieselor rotative sub acțiunea forțe centrifuge. Viteza de rotație a turbinei putea fi redusă prin creșterea diametrului discului pe care erau atașate paletele. Cu toate acestea, acest lucru nu a fost posibil. Fluxul de abur în dispozitivele timpurii nu putea fi mare, ceea ce înseamnă că nici secțiunea transversală a ieșirii nu putea fi mare. Din acest motiv, primele turbine experimentale aveau un diametru mic și pale scurte.
O altă problemă legată de proprietățile aburului a fost și mai dificilă. Viteza aburului care trece prin duză se modifică proporțional cu raportul dintre presiunea de intrare și presiunea de ieșire. Valoare maximă viteza în duza convergentă se realizează, totuși, la un raport de presiune de aproximativ doi; o creștere suplimentară a căderii de presiune nu mai afectează creșterea vitezei jetului. Astfel, proiectanții nu au putut profita din plin de posibilitățile aburului de înaltă presiune: exista o limită a cantității de energie stocată de aburul de înaltă presiune care putea fi convertită în energie cinetică și transferată la palete. În 1889, inginerul suedez Carl Gustav de Laval a folosit o duză care se extinde la ieșire. O astfel de duză a făcut posibilă obținerea unor viteze mult mai mari ale aburului și, ca urmare, viteza rotorului din turbina Laval a crescut semnificativ.
Parsons a creat un design fundamental de turbină. Se distingea printr-o viteză de rotație mai mică și, în același timp, profita la maximum de energia aburului. Acest lucru s-a realizat datorită faptului că în turbina Parsons, aburul s-a extins treptat pe măsură ce trecea prin 15 trepte, fiecare dintre ele fiind o pereche de coroane de pale: una era fixă (cu palete de ghidare fixate pe carcasa turbinei), cealaltă. era mobil (cu palete de rotor).pe un disc montat pe un arbore rotativ). Lamele jantelor fixe și mobile au fost orientate în direcții opuse, adică. astfel încât dacă ambele coroane ar fi mobile, atunci aburul le-ar face să se rotească în direcții diferite.
Coroanele palelor turbinei erau inele de cupru cu palete fixate în fante la un unghi de 45°. Coroanele mobile erau fixate pe arbore, cele fixe constau din două jumătăți legate rigid de corp (jumătatea superioară a corpului a fost îndepărtată).
Alternând jantele mobile și fixe ale lamelor ( A) setați direcția de mișcare a aburului. Trecând între palele fixe, aburul s-a extins, a accelerat și a fost îndreptat către palele în mișcare. Și aici, aburul s-a extins, creând o forță care a împins lamele. Direcția de mișcare a aburului este afișată pe una dintre cele 15 perechi de coroane ( b).
Aburul direcționat către palele fixe s-a extins în canalele interlame, viteza acestuia a crescut și a fost deviat astfel încât a căzut pe palele mobile și le-a forțat să se rotească. În canalele interlame ale palelor mobile, aburul s-a extins și el, s-a creat un jet accelerat la ieșire, iar forța reactivă rezultată a împins palele.
Cu multe jante cu lame mobile și fixe, viteza mare de rotație a devenit inutilă. Pe fiecare dintre cele 30 de jante ale turbinei în mai multe trepte Parsons, aburul s-a extins ușor, pierzând o parte din energia sa cinetică. La fiecare etapă (pereche de coroane), presiunea a scăzut cu doar 10% și viteza maxima ca rezultat, aburul s-a dovedit a fi egal cu 1/5 din viteza jetului într-o turbină cu o etapă. Parsons credea că, cu căderi de presiune atât de mici, aburul poate fi considerat un lichid ușor compresibil, asemănător cu apa. Această presupunere i-a permis un grad înalt precizie pentru a face calcule ale vitezei aburului, eficienței. turbine și forme ale palelor. Ideea extinderii în trepte a aburului, care stă la baza designului turbinelor moderne, a fost doar una dintre multele idei originale întruchipate de Parsons.
Epoca motoarelor cu abur a fost de scurtă durată. Dar încă în Grecia antică se știa cum se folosește lichidul supraîncălzit în operațiuni militare. Cu câteva secole în urmă, strămoșii noștri au petrecut mult timp și efort pentru a cuceri aburul, acest subiect este și astăzi interesant.
Eolipilul stârcului
Istoria inventării turbinelor datează din cele mai vechi timpuri, dar oamenii puteau folosi aburul doar în folosul omenirii. sfârşitul XVII-lea secol. Chiar la începutul erei noastre, omul de știință grec Heron din Alexandria a arătat clar că aburul poate fi util. Invenția sa, numită după inventatorul „eolipilul lui Heron”, a fost o minge care se învârtea cu puterea unui jet de abur. Așa a apărut primul prototip al turbinei cu abur.
Balul lui Solomon
Mai mult, istoria invenției turbinelor nu s-a dezvoltat atât de rapid. Din păcate, majoritatea invențiilor grecilor antici au rămas uitate și nu s-au găsit aplicare ulterioară. Numai în începutul XVII secole, este descris ceva asemănător cu o mașină cu abur, deși foarte primitiv. Omul de știință-inventatorul francez Solomon de Caux descrie în scrierile sale o bilă metalică goală, cu două tuburi, dintre care unul servește la alimentarea cu apă, iar celălalt la scurgerea apei. Și dacă încălziți mingea, atunci apa prin tub va începe să se miște în sus.
Turbina Branca
La începutul anului 1629, inventatorul și mecanicul Giovanni Branchi a asamblat prima turbină cu abur. Principiul de funcționare se bazează pe conversia energiei potențiale a aburului în energie cinetică și pe efectuarea unui lucru util de către acesta. Esența invenției sale a fost că un jet de abur cu presiunea sa punea în mișcare o roată cu lame, ca roata unei mori de apă. Dar acest tip de turbine erau foarte limitate ca capacitate, deoarece era imposibil să se creeze o presiune mare a jetului. Astfel, istoria inventării turbinei cu abur ia o nouă rundă după o lungă pauză.
boom de abur
În 1825, inginerul-inventatorul Richard Treyvisick a încercat să instaleze două duze pe roata unei locomotive cu abur și să treacă prin ele abur de înaltă presiune. Lucrarea gaterului construit de mecanicul american W. Avery s-a bazat pe aceleasi principii. Mulți autori au dorit ca istoria invenției turbinei să le surprindă și numele. Numai în Anglia, peste 100 de invenții legate de turbinele cu abur sau de principiile funcționării acestora au primit brevete de peste 20 de ani.
Turbina în industrie
Timp de 5 ani, începând din 1884, independent unul de celălalt, suedezul Carl Gustav de Laval și irlandezul Charles Parsons au lucrat la crearea unei turbine cu abur adecvate industrial. Laval a inventat duza de expansiune, ceea ce a făcut posibilă creșterea semnificativă a vitezei aburului care iese și, ca urmare, a crescut și viteza de rotație a rotorului turbinei.
Dar datorită invenției lui Laval, s-a putut obține doar o putere de ieșire mică, de ordinul a 500 kW. Turbinele sale cu abur au fost utilizate pe scară largă inițial, dar în curând au fost înlocuite cu unități mai puternice de alte tipuri.
turbină cu reacție
Istoria invenției turbinelor cu abur include și invenția turbinei cu reacție în mai multe etape a lui Parsons. Diferența acestei invenții a fost viteza de rotație mai mică și utilizarea maximă a energiei aburului. Astfel de schimbări semnificative au fost realizate prin faptul că aburul s-a extins treptat, trecând prin 15 etape în sistemul de turbine. Astfel, lucrările omului de știință au găsit uz practicîn industrie. Se încheie astfel istoria inventării turbinelor, descriind pe scurt principalele figuri ale trecutului implicate în rezolvarea acestei probleme. problema importanta. De atunci, turbina Parsons a suferit o cantitate mare modificări și îmbunătățiri, dar cu toate acestea principiile de bază au rămas neschimbate.
Invenția turbinelor în Rusia
Istoria inventării turbinelor cu abur a fost scrisă și în Rusia. Cunoscut în cercurile profesionale, maestrul Altai Zalesov a lucrat la fabrica Suzunsky. Din 1803 până în 1813, de sub mâini i-a venit un numar mare de modele de turbine. El, ca practician cu o vastă experiență, a putut vedea deficiențele în proiectarea turbinelor cu abur, ceea ce a făcut posibilă efectuarea de modificări în etapele inițiale de proiectare. Colegul său a fost inventatorul Kuzminsky. A lucrat în domeniul construcțiilor navale și al ingineriei aeronautice și a ajuns la concluzia că nu este indicat să se folosească un motor cu abur de tip piston în construcțiile navale. Kuzminsky a inventat și testat o turbină marină reversibilă cu abur, de design propriu.
Ea avea o greutate mică de 15 kg pe cal putere. istoria Rusiei invenția turbinelor, descrisă pe scurt de Kuzminsky, este caracterizată ca o perioadă în care descoperirile interne au căzut în uitare. Fără îndoială, invenția turbinei cu abur a dat naștere nouă erăîn dezvoltarea industriei și a societății în ansamblu, a servit drept imbold pentru o serie de descoperiri și realizări în alte domenii ale științei. Invențiile acelor vremuri îndepărtate sunt folosite și astăzi, deși într-o stare semnificativ modificată. În ciuda faptului că știința a făcut pași mari înainte, se bazează în mare parte pe principii stabilite în trecutul îndepărtat.
Istoria inventării turbinelor cu abur
De mare importanță pentru energie și electrificare a fost inventarea și distribuția turbinelor cu abur. Principiul de funcționare a acestora era similar cu cele hidraulice, cu diferența însă că turbina hidraulică era antrenată de un jet de apă, iar turbina cu abur era antrenată de un jet de abur încălzit. În același mod în care turbina cu apă a reprezentat un cuvânt nou în istoria motoarelor cu apă, motorul cu abur a demonstrat noile posibilități ale motorului cu abur.
Vechea mașinărie a lui Watt, care și-a sărbătorit centenarul în al treilea sfert al secolului al XIX-lea, avea o eficiență scăzută, deoarece mișcare de rotație s-a dovedit într-un mod complicat și irațional. De fapt, după cum ne amintim, aburul nu mișca roata rotativă în sine aici, ci punea presiune pe piston, de la piston prin tijă, bielă și manivela, mișcarea era transmisă arborelui principal. Ca urmare a numeroaselor transferuri și transformări, o mare parte a energiei primite din arderea combustibilului, în sensul deplin al cuvântului, a zburat în țeavă fără niciun beneficiu. Nu o dată, inventatorii au încercat să proiecteze o mașină mai simplă și mai economică - o turbină cu abur, în care un jet de abur ar roti direct rotorul. Un calcul simplu a arătat că ar trebui să aibă o eficiență cu câteva ordine de mărime mai mare decât mașina lui Watt. Cu toate acestea, au existat multe obstacole în calea gândirii inginerești. Pentru ca o turbină să devină cu adevărat un motor foarte eficient, rotorul a trebuit să se rotească cu o viteză foarte mare, făcând sute de rotații pe minut. Multă vreme acest lucru nu s-a putut realiza, deoarece nu au știut să dea viteza potrivită jetului de abur.
Primul pas important în dezvoltarea unui nou instrument tehnic care a înlocuit motorul cu abur a fost făcut de inginerul suedez Carl Gustav Patrick Laval în 1889. Turbina cu abur Laval este o roată cu palete. Un jet de apă format în cazan iese din țeavă (duză), apasă pe lame și învârte roata. Experimentând cu diferite țevi de zi cu abur, designerul a ajuns la concluzia că ar trebui să aibă formă de con. Așa a apărut duza Laval, care a fost folosită până în vremea noastră.
Abia în 1883 suedezul Gustav Laval a reușit să depășească multe dificultăți și să creeze prima turbină cu abur funcțională. Cu câțiva ani mai devreme, Laval obținuse un brevet pentru un separator de lapte. Pentru a-l pune în acțiune, era nevoie de o unitate de viteză foarte mare. Niciunul dintre motoarele existente atunci nu a îndeplinit sarcina. Laval era convins că doar o turbină cu abur îi poate oferi viteza de rotație necesară. A început să lucreze la designul acestuia și în cele din urmă a realizat ceea ce și-a dorit. Turbina Laval era o roată ușoară, pe ale cărei pale, prin mai multe plasate sub unghi ascutit duzele abureau. În 1889, Laval și-a îmbunătățit semnificativ invenția prin adăugarea de expandoare conice la duze. Acest lucru a crescut semnificativ eficiența hidroturbinei și a transformat-o într-un motor universal.
Principiul de funcționare al turbinei era extrem de simplu. Abur încălzit la temperatura ridicata, a venit de la cazan prin conducta de abur la duze și a izbucnit. În duze, aburul sa extins la presiunea atmosferică. Datorită creșterii de volum care însoțește această expansiune, s-a obținut o creștere semnificativă a debitului de ieșire (la extinderea de la 5 la 1 atmosferă, viteza jetului de abur a ajuns la 770 m/s). Astfel, energia conținută în abur a fost transferată către paletele turbinei. Numărul de duze și presiunea aburului au determinat puterea turbinei. Când aburul de evacuare nu a fost eliberat direct în aer, ci a fost direcționat, ca în motoare cu aburi, în condensator și lichefiat sub presiune redusă, puterea turbinei a fost cea mai mare. Astfel, atunci când aburul se extinde de la 5 atmosfere la 1/10 dintr-o atmosferă, viteza jetului atinge o valoare supersonică.
În ciuda simplității sale aparente, turbina Laval a fost o adevărată minune a ingineriei. Este suficient să ne imaginăm sarcinile pe care le-a experimentat rotorul în ea pentru a înțelege cât de greu i-a fost inventatorului să realizeze funcționarea neîntreruptă de la urmașii săi. La viteze uriașe ale roții turbinei, chiar și o ușoară deplasare a centrului de greutate a provocat incarcatura grea la suprasarcina axului si rulmentului. Pentru a evita acest lucru, Laval a venit cu ideea de a pune roata pe o axă foarte subțire, care, atunci când este rotită, s-ar putea îndoi ușor. Când a fost desfăcută, ea însuși a ajuns într-o poziție strict centrală, care a fost apoi ținută cu orice viteză de rotație. Datorită acestei soluții ingenioase, efectul distructiv asupra rulmenților a fost redus la minimum.
De îndată ce a apărut, turbina Laval a câștigat recunoașterea universală. Era mult mai economic decât vechile motoare cu abur, foarte ușor de manevrat, ocupa puțin spațiu și era ușor de instalat și conectat. Turbina Laval a oferit beneficii deosebit de mari atunci când a fost conectată la mașini de mare viteză: ferăstraie, separatoare, pompe centrifuge. De asemenea, a fost folosit cu succes ca transmisie pentru un generator electric, dar cu toate acestea avea o viteză excesiv de mare pentru acesta și, prin urmare, nu putea acționa decât printr-o cutie de viteze (un sistem de viteze care reduce viteza de rotație la transferul mișcării de la arborele turbinei la arborele generatorului). turbină cu abur laval
În 1884, inginerul englez Parson a primit un brevet pentru o turbină cu reacție în mai multe etape, pe care a inventat-o special pentru a conduce un generator electric. În 1885, a proiectat o turbină cu reacție în mai multe etape, care mai târziu a devenit utilizată pe scară largă în centralele termice. Ea avea următorul dispozitiv, care amintește de un dispozitiv cu turbină cu reacție. Pe arborele central a fost montat un rând de roți rotative cu lame. Între aceste roți erau fixate jante (discuri) cu lame care aveau direcția opusă. abur sub presiune mare conectat la un capăt al turbinei. Presiunea la celălalt capăt era mică (mai mică decât cea atmosferică). Prin urmare, aburul a căutat să treacă prin turbină. În primul rând, a acționat în golurile dintre omoplații primei coroane. Aceste lame l-au îndreptat către lamele primei roți mobile. Între ele a trecut abur, făcând roțile să se rotească. Apoi a intrat în a doua coroană. Lamele celei de-a doua coroane direcționau aburul între lamele celei de-a doua roți mobile, care a intrat și ea în rotație. De la a doua roată mobilă, aburul curgea între lamele celei de-a treia coroane și așa mai departe. Toate paletele au primit o astfel de formă încât secțiunea transversală a canalelor interlame a scăzut în direcția fluxului de abur. Lamele, parcă, formau duze montate pe arbore, din care, extinzându-se, curgea abur. Aici au fost folosite atât puterea activă, cât și puterea reactivă. Rotindu-se, toate roțile au rotit arborele turbinei. Afară, dispozitivul era închis într-o carcasă rezistentă. În 1889, aproximativ trei sute dintre aceste turbine erau deja folosite pentru a produce energie electrică, iar în 1899 a fost construită prima centrală electrică cu turbine cu abur Parson la Elberfeld. Între timp, Parson a încercat să extindă domeniul de aplicare al invenției sale. În 1894, a construit un vas experimental „Turbinia” condus de o turbină cu abur. În teste, a demonstrat o viteză record de 60 km/h. După aceea, turbinele cu abur au început să fie instalate pe multe nave de mare viteză.
Secolul al XII-lea a fost marcat de apariția primului motor cu abur. Acesta a fost evenimentul când în industrie și tehnologie au apărut mașinile mecanizate, înlocuind treptat munca umană. Dezvoltarea industriei nu a stat pe loc. Întreaga istorie a dezvoltării sale este caracterizată de căutarea de soluții de către inventatorii diferitelor țări pentru o singură problemă - crearea unei turbine cu pori.
Se poate susține că istoria inventării turbinelor datează din secolul al XIX-lea, când omul de știință suedez Carl Patrick Laval a inventat separatorul de lapte. În căutarea unei soluții la problema creșterii vitezei în acest dispozitiv, Karl a inventat o turbină cu abur, care a fost proiectată în sfârşitul XIX-lea secol. Turbina arăta ca o roată cu pale, un jet de abur care ieșea din țeavă apăsat pe aceste pale și roata se învârtea. Omul de știință a selectat tuburi pentru furnizarea de abur de diferite dimensiuni și forme. perioadă lungă de timpși, ca urmare a unor experimente îndelungate, a ajuns la concluzia că tubul ar trebui să fie în formă de con. Acest dispozitiv este încă în uz astăzi și se numește duză Laval. În ciuda faptului că invenția lui Laval a fost un dispozitiv destul de simplu la prima vedere, a devenit o minune a ingineriei. Și după o anumită perioadă de timp, oamenii de știință - teoreticienii au demonstrat că inventarea turbinelor cu abur folosind duza Loval dă cel mai mare rezultat.
Mai mult, istoria inventării turbinelor avansează până la începutul secolului al XX-lea, când inventatorul francez Auguste Rato a proiectat o turbină cu abur în mai multe etape, în care s-au calculat căderile optime de presiune pentru fiecare dintre treptele turbinei.
La urma urmei, omul de știință american Glenn Curtis a dezvoltat o turbină care folosea perfect sistem nou, avea o dimensiune mică și un design fiabil. Aceste turbine au fost utilizate în proiectare sisteme de propulsie nave, acestea au fost instalate mai întâi pe distrugătoare, apoi pe nave de război și, în final, pe nave de pasageri.
Astfel, istoria invenției turbinelor dezvăluie mai multe moduri prin care oamenii de știință din secolul al XIX-lea au căutat un motor termic convenabil și economic. Unii inventatori s-au dezvoltat în care combustibilul ar arde în cilindru, astfel încât un astfel de motor s-ar potrivi bine în vehicule. A fost îmbunătățit de alți oameni de știință pentru a-și crește puterea și eficiența.
Până în prezent, istoria invenției turbinelor începe cu nume atât de mari precum Laval, Parsons și Curtis. Toți acești oameni de știință și inventatori au adus o contribuție uriașă la dezvoltarea industriei și a comunicațiilor de transport în întreaga lume. Toate realizările lor au fost de mare importanță pentru întreaga omenire. Iar cea mai importantă a fost răspândirea acestui tip de energie sub formă de electricitate. În prezent, invențiile acestor oameni de știință sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume în construcția de nave și centrale electrice.
