Движуха

Тема... интересна и в 21 в. "Определение влияния двухфазного потока на характеристики сегнерова колеса" - продолжается. Гидропаровые турбины работают, по сути, с отходами пара более мощных установок. Позволяя повысить эффективность "углеродного следа".

Про "сегнерово колесо" и ругань Эйлера по этому поводу - рассказать отдельно. И вообще оно водяное. Но "сумма идей" меня привлекает.

Тот же "шар Герона", но оснащённый соплами Лаваля. Вода кипит не в шарике, а в выходной части сопла. Которое стоит на движущейся части, как у древнего грека. Не "дует" на лопатки, а "плюётся" капельками в никуда.

Знаю турбину из Калуги 21 в., которая на воде в 115°С, давлении 0.25 МПа и расходе воды 0.5 кг/сек даёт 10 кВт.

***

Излагаю, рисую. Формулирую фиксируемые идеи. И следствия. Куча железяк - исчезает или упрощается. Температуры и давления - просто мелочи. От давления воды - почти не зависит. Но температуру в струе нужно держать точно. При недогреве в 20°С половина воды остаётся капельками.

-- Кто возьмётся? Ага. Записываю. Заходи завтра. Прикинем - что и как ты будешь делать. Иметь собственный план работ.

Для точности: речь идёт о классе конструкций - "гидропаровые". Не только линейка одинаковых машин разных номиналов, а ряд конструктивно разных машин. С чего начнём? - А вот что этому пареньку больше глянется. Как его дофаминовые нейроны сработают.

Та-ак. Теперь можно бы потолковать про паросиловые циклы с адиабатическим парообразованием. Но, думаю, пока хватит. Ребята про адиабату не учили, Гей-Люсака не знают, а Менделеев с Клайпероном своё уравнение пока не придумали.

-- Кроме турбин - лопаточных, сопловых, дисковых - есть и ещё кое-чего. Чего пар крутить может. Коловратные машины.

***

"Коловратные машины" - русскоязычный термин 19 в. Слово некошерное? Другое название - "паровые роторные двигатели".

Первая действующая машина - Н.Н.Тверской в 1880-х годах. Не имеет ни одной детали с возвратно-поступательным движением, идеально уравновешена.

Были два экземпляра. Их перетаскивали с места на места: паровые катера, динамо-машины, подводная лодка (со сжатым аммиаком). Использовалась в качестве насоса ("достаточно просто вынуть одну пробку..."). Одна стояла на императорском "Штандарте", мощность - 4 л.с. Отзывы везде положительные.

Да, один из моих родственников служил на "Штандарте". Но электриком, а не механиком, в чуть другие десятилетия, и мы с ним обсуждали другие темы.

При мощности больше 2 МВт паровые многоцилиндровые турбины выигрывают у паровых роторных двигателей. Но при уменьшении турбин падает удельная мощность, КПД. А дороговизна изготовления и высокие обороты - остаются.

Машина Тверского имеет мощный крутящий момент с самых малых оборотов, рабочая частота - 1-3 тыс.об/мин. Можно вал напрямую соединить с динамо-машиной, колесами автомобиля и т.д. Хорошо масштабируется: насади на вал несколько роторных секций - увеличишь мощность.

***

Снова показываю рисунок:

-- Стакан железный. Внутри вал. Между валом и стенкой - канал для пара. У вала - два зуба. Диаметрально. Впритык к корпусу. В корпус врезано с боков два цилиндра меньшего диаметра. У них внутри барабанчики с вырезами. Вал крутится и крутит эти барабаны. Их смысл - клапана. Перекрывают канал между корпусом и валом. Вырезы - чтобы пропускать зубы вала. В корпусе четыре дырки. Две диаметрально - на впуск, две другие - на выпуск. Паром дунули - заполнили канал между корпусом и валом. Пар давит на зубы и поворачивает вал. А с другой от зуба стороны канала - барабанчик подпирает. Как зуб вала доходит до барабанчика, тот подставляет ему вырез - иначе же зубу не пройти, открывается вторая пара дырок - выпускает пар из канала. Барабанчик крутится, зуб проходит, барабанчик снова перекрывает канал - новый впуск.

Полноценный инженерный жаргон у нас ещё не вырос. С терминологией... не стабильно. Поэтому - "на пальцах". С другой стороны, способность человека понимать нечёткое описание... ну очень важное свойство в нынешних условиях.

***

"Главное - чтобы тебя понимали" - я уже...? В условиях фонтана инженерных идей - обязательно.

***

-- А тут какие...? Эти сопла... одинаковые?

Хорошо и плохо. Хорошо - что запомнили название детали, плохо, что не поняли оттенки назначения.

-- Да и нет. Начать с простых цилиндрических. И на впуск, и на выпуск. Дальше на впуск посмотреть конические и с юбкой.

"С юбкой" - это Лаваля. Использования фамилий/прозвищ для обозначений чего-то, кроме имущественной и родовой принадлежности, здесь не воспринимается. Только в религиозной сфере: псалмы Давида, мудрость Соломона, слово Христово. А так - "анонимность автора". Я про это уже...

Есть интересные варианты. У Тверского пар просто расширяется в доступной части канала. Если сделать ввод пара направленным, наискосок внутри корпуса в сторону зуба, то значение будет иметь скорость и направление струи.