Литература -->  Графическое определение перемещений 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

случае до 31,5%, таким образом при 60 aim и 380° выигрыш составит 10%.

Использование тепла охлаждающей воды, при наличии в системе охлаждения особого парообразовательного устройства, дает при 700 Сл1 с каждого kWh примерно 0,8-1,0 кг пара на kWh (см. табл. 4). Для надежности работы двигателя давление пара в рубашке не поднимают выше 2 atm\ поэтому пар м. б. использован только в ступени низкого давления турбины, где он разовьет около 0,1 kWh. Т. о.

100 X R60 X 0,925 X (1 + 0,338 + 0,1) оп Q/

=--- ------------зтГ-----------= 30,87о.

Лит.: Брилинг Ы. Р., Двигатели внутреннего сгорания, Ы.-Л., 1927; Филиппов Д. Д., Двигатели внутреннего сгорания в СССР, М.-Л., 1927; Дуббель Г., Двигатели внутреннего сгорания, переводе нем., Одесса, 1 927; Гюльднер Г., Двигатели внутреннего сгорашш, перевод с нем., Москва, 1926; R i е d 1 е г А., Gross-Gasraaschinen, Miinchen, 1905; S с Ь б 111 е г R.. Die Gasmaschine, Berlin, 1909; I li e г i n g A., Die Gasmaschinen, T. 2, Lpz., 1909; M agg J., Die Steuerung d. Verbrennungskrattmaschi-nen, Berlin, 1914; H e 11 e n s с h ni i d t G., Gemisch-bildungen d. Gasmaschinen, Berlin, 1911; We г w a t h o. E. a. M e h r t e n s A. C, Gas and Gasoline Engines, Milwaukee, 1922; Bartscherer F., Gasmaschine Oder Dampfturbine, Archiv t. d. Eisenhiitten-wesen , Dusseldorf, 1927, И. 2, p. 297; Wolf И., Gasmaschine Oder Dampfturbine, ibid., p. 285; L e-tombe L., Les Moteurs, 2 ed.. P., 1920- Б. Ребок.

Техника безопасности. Д. г. должны быть установлены в отдельных специально для этого устроенных помещениях. Только при особых условиях работы допускается установка Д. г. в рабочих помещениях, но при обязательном отделении их решетками или перилами высотой не менее 1 м со сплошной зашивкой внизу на высоту не менее 18 слг. Д. г. должны устанавливаться на прочных фундаментах, не связанных со стенами здания; высота помещения должна быть не менее 4 ж, а ширина и длина таковы, чтобы около двигателя или аггрегата с ограждениями оставался свободный проход не менее 1 м шириной. Освещение д. б. достаточным для безопасного обслуживания Д. г. Вентиляция должна обеспечить правильный приток чистого воздуха и t° не свыше 26°. Наинизшая Г д. б. не менее 10°. Все ямы, углубления (например, для маховика), отверстия в полах и мостки в помещении Д. г. должны быть ограждены перилами в 1 ж со сплошной зашивкой по низу высотой в 18 см. Если Д. г. имеет части, которые нельзя безопасно обслуживать с пола, то д. б. устроены площадки и лестницы с перилами высотой в 1 л1 и зашивкой по низу на 18 см. Проходы иод канатами и ремнями должны быть перекрыты прочной и надежно укрепленной конструкцией. Все доступно расположенные движущиеся части Д. г. должны быть ограждены прочными решетками, перилами цли футлярами. Отработанные газы Д. г. должны удаляться в атмосферу через достаточно высокую отводящую трубу (желательно выше конька крыш соседних зданий). Для уменьшения шума объем г.71ушителя д. б. пе менее пятикратного объема рабочего хода одного цилиндра; исключение допускается для глушителей специальной конструкции; самый глушитель должен располагаться снаружи вне помещения Д. г. Выхлопные и отводящие трубы д. б. изолированы в пределах машинного отделения (опасность ojko-

гов) и не должны соприкасаться с горючим материалом (пожарная опасность). Ряд мер имеет в виду предотвратить опасность от проникновения газа: 1) подводящая газ труба д. б. снабжена автоматич. запорным клапаном непосредственно на патрубке двигателя, 2) поршень, клапаны и сальники Д. г. должны быть достаточно плотны и 3) кроме нормального запорного клапана, должен иметься дополнительный, легко доступный, по возможности в помещении самого двигателя. Во избежание катастрофы от случайной остановки регулятора конструкция передачи к последнему должна обеспечивать надежность действия; поэтому не допускается передача ременная или шнуровая.

Одним из наиболее опасных моментов является пуск Д. г. в ход. Для 4-тактных двигателей мощностью свыше 15 IP и 2-такт-ных свыше 25 IP долншы устраиваться специальные автоматич. пусковые приспособления (сж;атым воздухом, отработанными газами, электричеством и т. п.). Для более мелких двигателей должны иметься ручные приспособления, обеспечивающие легкий и безопасный пуск их в ход. Ручная смазка, как безусловно опасная, д. б. заменена самодействующей для крейцкопфов, кривошипов, коленчатых валов, эксцентриков, направляющих и сальников.

Правила техники безопасности для газогенераторов-см. Газогенераторы.

Лит.: Охрана жизни и здоровья рабочих в промышленности, ч. 1, вып. 1, СПБ, 1913: Я к и м ч и к И. П., Законодательство по технике безопасности и промышленной санитарии, М., 192(5; Syrup F., Handbuch d. Arbeiterschutzes u. d. Betriebssicherheit, B. 3. Berlin, 1927. П. Синев.

ДВИГАТЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ, машины-двигатели, преобразующие энергию капельной л<;идкости, обычно воды, в механич. энергию двилущихся твердых тел, обычно вращающихся валов. Т. к. капельная жидкость может иметь запас энергии в трех формах: энергии положения, энергии давления и энергии скоростной (см. Бернулли уравнение), то Д. г. делятся на три вида: действующие преимущественно весом-водяные колеса, давлением-водостолбовые машины, скоростной энергией-водяные турбины. Мощность Д. г. в IP выражается ф-лой

QyHv

~ 75

где Q-расход жидкости в м/ск, у-вес жидкости в кг/м, II-напор в л1 и tj-кпд двигателя. Выражение мощности одно и то же для двигателей всех трех видов, т. к. и энергия давления и энергия скоростная м. б. выражены линейной величиной-напором. Для воды и при ?г = 0,75 это выражение переходит в упрощенное j7 = 10QH. Так как потери энергии в двигателе происходят от трения жидкости при протекании и от остальных потерь (преимущественно на трение твердых тел-в подшипниках и пр.), то различают два кпд: гидравлический щ и механический 7/ ; полный кпд n=Vh Vm-

I. Водяные турбины. Если вода протекает по неподвил-сному сосуду (каналу) А (фиг.1), при чем при входе и выходе она соответственно имеет скорости и v, отличные друг от друга по величине или направлению, то вода действует на стенки хинала с силою Р,



называемой реакцией струи. Если канал составляет часть рабочего колеса, посаженного на вращающийся вал (фиг. 2, В), то каждый кг протекшей воды отдаст валу энергию в количестве гуЯ кгм. Теоретически доказано, что

TjjH = UjVi cos Oj - cos a2 (основное уравнение турбин), где щ и и2- окружшле скорости (обычно в м/ск) точек



Фиг. 1.

Фиг. 2.

канала 1 и 2, Vi и -абсолютные скорости воды в этих точках, и -углы мелоду соответствующими скоростями и я V. Так как часто турбина конструируется так, чтобы ири нормальной работе а2=90°, то обычно второй член в уравнении выпадает. Если в точках 1 и 2 одно и то ле давление (напр., атмосферное), то в относительном двюкении вода не ускоряется, скорость воды относительно канала на его протяжении постоянна (wi=W2) и давление воды в канале тоже постоянно (р1=р2=атмосферному р); вода м. б. подведена к такой турбине открытой, движущейся в воздухе струей; турбина с таким течением называется активной (акционной, свободоструйной). При постоянном давлении нет надобности во второй стенке канала, и она м- б. отнесена на большое расстояние (фиг. 2, С). Ес.ти же к каналу подводится столько воды, что он при входе заполняется по всему его сечению, а сечение канала к выходу суживается (фиг. 3), то W2>Wi, и Pi>p2- Тогда необходимо: 1) воду к колесу подводить закрытыми каналами (т. к. РгФРг) 2) вход в колесо изолировать от атмосферн. давления. Такая турбина называется реактивной (реакционной, с избыточным давлением). Названия активная и реактивная турбина общеприняты, но неправильны, т. к. оба типа работают реакцией струи. Реактивная турбина д. б. полной (фиг. 3), т. е. впуск в колесо должен происходить одновременно и одинаково по всей его окружности (в противном случае в канале, вышедшем из-под натекающей струи, вода должна была бы остановиться, и получались бы лишние потери); протекшая через колесо турбины вода отводится в бок, параллельно валу. Активная же турбина обычно бывает неполной. Для подвода воды к рабочему колесу в нуж-


Фиг. 3.

ном направлении, она пропускается через направляющий аппарат с одним или многими отверстиями. При одном и том же напоре Я, вода в область с давлением Pi=Po будет вытекать из направляющего аппарата с большей абсолютной скоростью (активные турбины), чем в область с давлением Pi>Po (реактивные). Из основного уравнения rjfH=UiVi cos Oi видно, что (при равных в обоих случаях пь и а) у реактивной турбины 1*1 будет больше, чем у активной; при равных диаметрах колес число об/м. вала п у реактивной турбины будет больше, чем у активной; т.е. первая будет быстроходнее. Итак, чем меньше Я, тем (при том же типе турбины) меньше vi, и п; с другой стороны, чем больше N и, следовательно, Q, тем больше диам. колеса и меньше п. Поэтому, чтобы дать валу подходящее п (пе слишком малое или большое) при больших мощностях и малых напорах применяют турбииы-реактивные, и притом с большим

отношением Я = (степень реакции); при

обратном соотношении мощностей и напоров- турбины реактивные с малым I или активные (Я=0).

Подобие и пересчет. Если турбину, работавшую при нек-ром И и имевшую при этом нек-рые JVj, 1, ni и щ, переставить под другой нанор Я, то она сохранит (приблизительно) прежний если ей позволить (подбором нагрузки) делать новое

число оборотов пщу при этом она будет иметь

Если у одной турбины все размеры в одно и то же число о раз больше или меньше соответственных размеров другой турбины


Фиг. 4.

(фиг. 4), то любые площади в этих турбинах относятся как а:!; углы между соответственными линиями и поверхностями равны; такие турбины наз. подобными. Обычно за о принимается отношение диам. рабочих колес обеих турбин: (Х= . Две турбины, поставленные под один напор Я, будут иметь (приблизительно) один и тот же кпд, если

второй турбине дать число об/м. н?г -j;



Q N D{i

тогда - =-= -. Этими двумя своиства-

Qi 1 Di

ми турбин (пересчетом на иные Н я В) пользуются: 1) при перестановке старой турбины на другую установку с иным Н или при изготовлении турбины для нового Н по старым чертежам; 2) при пересчете испытаний,


Фиг. 5.

произведенных над опытной малой турбиной, на данные потребной большой турбины. Итак, турбина характеризуется размером (обычно одним из диаметров) и типом; ряд подобных друг другу турбин принадлежит к одному типу или серии.

Удельное число оборотов. Тип турбины характеризуется различными удельными величинами, т. е. значениями некоторых функций при нек-рых аргументах, равных 1 Чаще всего употребляется число оборотов ng, удельное по напору и мощности. Б]сли данную турбину поставить под Я = 1 м, а затем пропорционально изменить все ее размеры так, чтобы она давала (в предположении того же rj) 1 IP, то она даст n=ng об/м. Вычислением по данным п, Н и N первоначальной турбины получается

щ = / . Нижний предел для построенных турбин есть Mg=3; верхним пределом в начале 20 века было 400; усиленное использование водяной силы при малых Н и больших Q потребовало от турбиностроения выработки новых типов с ббльшим п но без снижения ??. Такие типы были сконструированы, и теперь щ свободно доводится до 800-1 ООО.

Колесо Пельтона (тангенциальная или ковшевая турбина)-единственный распространенный теперь тип активных турбин-состоит из колеса (фиг. 5) с насаженными на его окружности лопатками. В эти лопатки касательно к окружности бьет струя воды круглого сечения, вытекающая под напором из трубы через особый суженный патрубок, называемый соплом. Кагкдая лопатка (фиг. 6) имеет форму двух яичных полускорлуп, открытых навстречу струе и соприкасающихся боками; эти бока вместе образуют лезвие лопатгси, на которое и натекает струя, т. к. ее абсолютная скорость больше окружной скорости лопатки и. Рас-

сеченная лезвием на две части, струя растекается по вогнутой (лицевой) стороне лопатки во все стороны от лезвия. Вода движется по лопатке почти с одной и той же относительной скоростью W, но эта скорость, складываясь при выходе геометрически с и, дает абсолютную скорость выхода г;а. очень небольшую по величине и направлен, приблизительно параллельно оси колеса. Отойдя в воздухе несколько прочь, вода падает дождем вниз в начало отводящего канала. Форма лопатки (в виде буквы со), в разрезе плоскостью, параллельной оси, и характер течения видны на фиг. 6. Скорость воды по выходе из сопла Vi = Viy2gH ; здесь Н-напор в трубе перед сотпом, равный

У+-Ъд (Vmp.- скорость В Трубе перед соплом), коэффициент Fi=0,95-i-0,98 (в зависимости от сопла). Для наилучшего ? колесо пускается с окружной скоростью и= UYZgH, где £7=0,43-0,47. Величина \/2дН называется напорной скоростью, а коэфф-ты V, и и т. д.-скоростными коэфф-тами, или быстротами. Диам. колеса В по известному п

определяется из м= а диам. струи d-

из Q-Vi, диам. сопла несколько больше

d. У колеса Пельтона в таком исполнении может доходить до 26; для дальнейшего повышения rig *надо было бы уменьшать D и увеличивать d, а значит и размеры лопаток; но крупные лопатки не умещаются на

малом колесе; д. б. > 8 или даже 10. Ес.ти

на колесо направить не одну, а т одинаковых струй (на фиг. 5-два сопла) из т сопел или на один вал посадить т одинаковых колес, каледое с одним соплом, то в выражении для UgB т раз увеличивается N я в]/т раз растет п . Для повышения щ чиспо колес на одном валу делают 2, редхад 3, а число сопел у одного колеса 2, редко 3-4. Тогда верхним пределом для получается: при двух соплах-37, при трех--45, четырех-52. При недогрузке турбины, ее крутящий момент будет меньше нормального момента сопротивления, и ее п будет расти. Чтобы сохранить прежнее п, надо уменьшать подводим, к турбине энергию, т. е. уменьшать Q. Это делается у колес Пельтона уменьшением отверстия сопла помощью языка (иглы), находящегося внутри колена трубы и вдвигаемого в отверстие сопла изнутри (фиг. 5); струя в сопле имеет, т. о., кольцевое сечение и лишь по сходе с языка принимает сечение круга. Язык устанавливается у ме.яких турбин вручную, а у крупных-особым автома.тич. регулятором. Колеса Пельтона обычно насаживаются на горизонтальный вал и редко на вертикальный. Полный

напор бо.пьше напора Н = ~ + по


Фиг. 6.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159