Форум » Альтернативная история » Паровые машины » Ответить
Паровые машины
pun: Чем лимитировалась мощность паровых машин? На первый взгляд форсирование по оборотам (кроме прочности, при неизменном давлении пара) требует только больших по производительности конденсаторов, которые (дополнительные) могут быть и проточные.
Ответов - 53, стр:
1 2 All
Заинька: Охлаждением подшипников (естественным практически). Ну и производительностью котлов, естественно.
yuu2: В том числе - гидравлическим сопротивлением системы клапанов - чем больше расход пара (т.е. выше обороты при прочих равных), тем болше сопротивление, тем ниже КПД.
pun: Заинька пишет: Ну и производительностью котлов, естественно Коннечно. Это подразумевалось, извините не выделил. yuu2 пишет: В том числе - гидравлическим сопротивлением системы клапанов - чем больше расход пара (т.е. выше обороты при прочих равных), тем болше сопротивление, тем ниже КПД. Но не в 1,5 раза при увеличениипаропроизводительности КУ в 1,5 раза для увеличения мощности требуется или увеличить объем ПМ или число оборотов, на сколько возрастет мощность с учетом падения КПД?
Anton: pun пишет: Чем лимитировалась мощность паровых машин? Тем же, чем и любых поршневых машин - балансировкой и ускорениями подвижных частей (т.е. все та же прочность)
pun: 2 yy2 вдогон: Т.е. замена клапанной коробки (упрощенно) сообразно повышенному расходу пара того же давления, увеличенная емкость конденсаторов (причем даже без своих насосов, т.к. ход судна при полной мощности позволит обойтись проточными) и все сводится к банальному упрочнению конструкции в расчете на повышенные обороты? Похоже Крому придется пересчитывать свои проекты в сторону УМЕНЬШЕНИЯ КМУ
yuu2: pun пишет: Похоже Крому придется пересчитывать свои проекты в сторону УМЕНЬШЕНИЯ КМУ Увы, нет.поршню вредно заходить за габариты клапана. Т.е. чем больше "хайло" клапана, тем больше "довесок" к высоте цилиндра (по сравнению с рабочим ходом поршня). Плюс "балансировка" - это не только механика поршень-шатун-вал, но и распределение фаз открытия клапанов. Сегодня на "продвинутых" ДВС этим вообще электроника занимается. Так что не всё так просто :(
Krom Kruah: pun пишет: Похоже Крому придется пересчитывать свои проекты в сторону УМЕНЬШЕНИЯ КМ Не думаю. Ув. yuu2 написал уже. Отдельное - "банальное" упрочнение конструкции" требует "небанальных" материалов или "небанального" веса. Ну, а регулировка клапанов и фаз поршней с увеличением оборотов - все более непростое дело... А в силе того, что у ПМ это делается механически - всегда остается нек. несогласованность, т.е. вибрации ... С учете технологий того периода (все поголовно делалось или поковкой из стали (для не очень сложной конфигурации деталей) или литием из чугуна с последующей (нелегкой - чугун твердый и хрупкий и крайне труднообрабатываемый механически - для нек. сортов - до невозможности) чисто ручной мех. дообработки. Ну, и кое-что из бронзи тоже... Отдельное - слово подшипник в тех времен означало далеко не то, что сейчась. Это была по сути центрирующая втулка (нет никаких ролоков и т.д. ) заливаемая т. наз. "белого метала"...
Krom Kruah: yuu2 пишет: том числе - гидравлическим сопротивлением системы клапанов - чем больше расход пара (т.е. выше обороты при прочих равных), тем болше сопротивление, тем ниже КПД. Поэтому у ПМ большой мощности увеличали хода поршней, т.е. - высоте цилиндров, т.е. высоте самой ПМ (в т.ч. - за пределов бронепалубы), а не оборотов.
pun: Krom Kruah пишет: Поэтому у ПМ большой мощности увеличали хода поршней, т.е. - высоте цилиндров, т.е. высоте самой ПМ (в т.ч. - за пределов бронепалубы), а не оборотов. Не согласен: Рюрик 83 об/мин (3312лс); Аскольд 128 об/мин (7833 лс); Диана 135 об/мин (3870);Варяг 150 об/мин (7078 лс); Боярин 198 об/мин (5800 лс). Вы противоречите сами себе - больше обороты - меньше ход поршня, а если сравнить веса МКУ, в снижении веса "виноваты" не только более прогрессивные котлы. Причем давление пара практически одинаковое 14-16 атм. А какой конструкции стояли ПМ на старых кораблях, есть информация? Подозреваю, что плохие характеристики у Диан, к примеру, обусловлены "неправильным выбором" типа. И какую мощность и экономичность показали бы ее машины при увеличении парообразования, к примеру в 1,5 раза, с увеличением оборотов до 202 в мин.? Похоже уменьшение размеров неизбежно. P.S.
pun: Нашел еще:Расход пара при 14 атм колеблется в зависимости от типа (кг/и.л.с. час.): Простого расширения Skinner ..........................................4,95 Двойного расширения Ленца ..........................................4,95-5,2 Двойного расширения трехцилиндр., Бурмейстер и Вайн ...5,4 Двойного расширения Христиансен и Мейер ....................5,25-5,9 Тройного расширения золотниковая ................................5,15-5,35 Т пара 3000 С, 100 об/мин. (По ЦНИИВТ) p.s. решил поправить. Скорее всего предки были не дурнее нас, тем более из ПМ в рассматриваемом периоде выжали почти все что можно...
Anton: pun пишет: плохие характеристики у Диан, к примеру, обусловлены "неправильным выбором" типа. И какую мощность и экономичность показали бы ее машины при увеличении парообразования, к примеру в 1,5 раза, с увеличением оборотов до 202 в мин.? Так у машин Диан было проектное ограничение оборотов (по памяти что-то ок.140 об/мин), откуда и взялся запас производительности (т.е. котлы еще могут, а машины уже нельзя), т.е. опять вопрос прочности.
pun: И всеж таки хочу поупираться. Для себя. Кто могет и имеет желание помогите. Перелистал "судовые паровые установки, ч.2 паровые машины", в теории вопрос повышения оборотов практически обойден вниманием. Только упоминание вскользь, что повышение оборотов есть дальнейший путь совершенствования ПМ (полностью согласуется с теорией ДВС) и ведет к уменьшению потерь в цикле. Кстати гидравлическое сопротивление во многом зависит от применяемого типа парораспредиления (золотниковое-клапанное-прямоточное, указал по мере уменьшения сопроитвления). В общем пришел к выводу, что при определенном "тюнинге" можно было выжать из малооборотных ПМ дополнительно 20-30% мощности. При упрочнении конструкции разумеется и при наиболее сбалансированной схеме (тройного расширения с ЦНД посередине или Шлика с 2хЦНД).
pun: Продолжаю упираться: Огнетрубные котлы ползволяют форсировать ПМ на от 30%, так? За счет чего? Явно не за счет повышения температуры, а за счет увеличения количества пара. (При увеличении температуры, к примеру, улучшается только экономичность, КПД цикла). Что еще остается? Да все пожалуй, только давление и/или количество пара. И узким горлышком, в этом случае, становится вакуум, вернее его недостаток в конденсаторе. Классический "помпаж" паровой машины. Но сами-то ПМ выходит позволяли превышение объемного расхода и/или допускали больший перепад давления! А недостаток вакуума, можно компенсировать экстенсивным путем, т.е. простым увеличением емкости конденсатора. К примеру установку второго конденсатора, проточного (работающего только на больших ходах и не требующего доп насосов на прокачку воды), этакие "противопомпажные створки" для ПМ. Обороты при этом возможно и не возрастут. Где неправ? Табуретки ПЛЗ...
Krom Kruah: pun пишет: Огнетрубные котлы ползволяют форсировать ПМ на от 30%, так? За счет чего? Явно не за счет повышения температуры, а за счет увеличения количества пара. Точно так. Из-за бОльшего количества воды (по сравн. с водотрубных) огнетрубы в состоянием произвести на форсаже большего количества пара... А недостаток вакуума, можно компенсировать экстенсивным путем, т.е. простым увеличением емкости конденсатора. Тоже верно. Если посмотреть на ПМ Аскольда или Новика размер конденсатора прямо бросается в глаза!
yuu2: pun пишет: Перелистал "судовые паровые установки, ч.2 паровые машины" А предложить обсчеству е-копию? А то ведь не Вы один проблемой интересуетесь ;)
yuu2: pun пишет: При упрочнении конструкции разумеется и при наиболее сбалансированной схеме (тройного расширения с ЦНД посередине или Шлика с 2хЦНД Самая сбалансированная по гидравлическим потерям схема - рядная: ЦВД-ЦСД-ЦНД. Все прочие возникают из-за проблем с изготовлением (с габаритами) ЦНД. Сейчас потихоньку кропаю "котельную альтернативу". По времени (с прологом) где-то с 1865 по 1903. (намеренно не хочу соваться в войну) Так вот для апгрейда старых кораблей пришлось идти на двухрядную V-образную компоновку машин - иначе в старые отсеки не вписывались.
pun: yuu2 пишет: А предложить обсчеству е-копию? А то ведь не Вы один проблемой интересуетесь ;) Побойтесь Бога! 392 страницы и отсутствие сканера. К тому же бумага уже желтая, все же 1940 год! Ну и это не "атлас конструкций", за который стоит биться невзирая ни на что и не Расчет конструкции, а тепловой расчет. Кстати, заказал в свое время в библиотеке моркого университета им. Невельского во Владике. По е-мылу. Они же и сканируют, но я люблю живьем . yuu2 пишет: Самая сбалансированная по гидравлическим потерям схема - рядная: ЦВД-ЦСД-ЦНД. Все прочие возникают из-за проблем с изготовлением (с габаритами) ЦНД. Я писал про сбалансированность по моментам инерции, т.к. была мысля о повышении мощности за счет повышения оборотов. yuu2 пишет: Сейчас потихоньку кропаю "котельную альтернативу". По времени (с прологом) где-то с 1865 по 1903. (намеренно не хочу соваться в войну) Ждем с нетерпением. Сам на такой подвиг не способен, пользователь я по жизни . Но будут вопросы, отвечу, можно и в личку. yuu2 пишет: Так вот для апгрейда старых кораблей пришлось идти на двухрядную V-образную компоновку машин - иначе в старые отсеки не вписывались. Здесь я Вас могу обрадовать. 1. Предыдущий пост, насчет увеличения мощности при форсировке огнетрубных котлов (увеличивайте мощность конденсатора). 2. Обратите внимание на ПМ однократного!!! расширения. Сам когда прочитал - страшно удивился. Тип Скиннер, расход пара 4,95 кг/и.л.с., прямоточный ход пара, по сути 2-х тактный, малооборотный дизель со щелевой продувкой. Вертикальные судовые машины Скиннер: Число цилиндров........................3.............4..............5................4 Диаметр,мм..............................484..........484...........636.............484 Ход поршня,мм.........................508..........508...........610.............508 Число об/мин........................170-185.......200...........135.............200 Мощность, л.с. .....................800-1000.....1502.........1700...........1400 Давление пара, ата..................17,6..........20.............14..............20 Перегрев пара 0С.....................110...........110...........56...............83 Давление в холодильн., ата......0,13.........0,13..........0,13............0,13 Назначение судна.................Толкачи....Морские....Феррибот....Феррибот речные пассажир
yuu2: pun пишет: Обратите внимание на ПМ однократного!!! расширения Обратите внимание на диаметр цилиндра. Да военные 19 века при 5 цилиндрах 600мм на 1700 сил просто застрелились бы. Все и сразу.
pun: yuu2 пишет: Обратите внимание на диаметр цилиндра. Да военные 19 века при 5 цилиндрах 600мм на 1700 сил просто застрелились бы. Все и сразу. Так для алтернативы, к тому же это было в реале. Массштабируйте до ЦСД Боярина (1009 мм, 205 об/мин) ход поршня 710 мм. 1. Если посмотрите по реальным ПМ на боевых кораблях того времени, то увидете, что соотношение диаметр/ход (ввиду большой разности диаметров ЦВД и ЦНД) позволит уговорить на что угодно. 2. Если посмотрите на ПМ Рюрика, то при соединенной муфте получите 6 цилиндров в ряд. ИМХО уговорите и на 8, если докажете лучшую жесткость схемы и выберете даметры цилиндров подобно ЦСД. 3. Вот от предложения V-образной компоновки застрелятся быстрее, не находите? Ипользовали сблокированные ПМ (ЭМ Кит), но каждая ПМ работала на свой вал и была вертикальной. А сблокированной была, скорее всего потому, что силовая схема крышки - т.н. "усиленная" и было очень легко выполнить все в одной отливке. Но это мое мнение, какие причины были в реале, не знаю.
yuu2: pun пишет: соотношение диаметр/ход ... уговорить на что угодно Так важно ведь не диаметр/ход, а степень близости к адиабате. три ступени последовательного расширения теоретически полнее "подгоняются" под адиабату, чем одна. Практически же появляются дополнительные сопротивления в клапанах и потери при согласовании фаз. Вот от предложения V-образной компоновки застрелятся быстрее, не находите? А как раз V за счёт работы двух комплектов на один вал позволяет упростить проблему фазораспределения. Идеал, конечно Х , но в том-то и прелесть ПМ, что поршень попеременно с обоих торцов цилиндра толкается. Т.е. геометрически V, механически Х.
pun: yuu2 пишет: Так важно ведь не диаметр/ход, а степень близости к адиабате. три ступени последовательного расширения теоретически полнее "подгоняются" под адиабату, чем одна. Практически же появляются дополнительные сопротивления в клапанах и потери при согласовании фаз. Так вот из-за потерь при впуске, при золотниковом распредилении они наибольшие (потери теплоты в охлаждаемых отработанным паром золотниках) пришли сначала к клапанному парораспредилению, а затем к прямоточной схеме. К тому же при золотниковом распредилении болшые потери из-за мертвого объема на каждом цилиндре, особенно в ЦНД. При одинаковом, золотниковом, парораспредилении, несоммненно выгоднее ПМ тройного расширения, при клапанном вернулись уже к ПМ компаунд, а при применении прямоточной схемы стали строить ПМ прямого расширения. К тому же, при прямот. схеме отпадает необходимость подогревать паром стенки цилиндра, что как увеличивает вес конструкции, та и снижает КПД. Я же приводил расход пара - 4,95кг/и.л.с. для прямоточной ПМ и 5,35кг/и.л.с. минимум для золотниковой ПМТР. Это ли не показатель. Но впрочем, хозяин барин, проектируете Вы, а не я.
yuu2: pun пишет: Так вот из-за потерь при впуске, при золотниковом распредилении они наибольшие У меня начало - примерно 1865. Но это пролог к котельной части. К 1870 появляется первый работающий аппарат. К 1876-78 - первый флотский заказ. На то время, если не изменяет память, компаунды уже были, но клапана так и оставались золотниковыми. Дальше 1880 пока характеристики не считал. И литературную часть, соответственно, не писал. И времени нет, и книги путные ищу.
von Echenbach: yuu2 пишет: А как раз V за счёт работы двух комплектов на один вал позволяет упростить проблему фазораспределения. Идеал, конечно Х , но в том-то и прелесть ПМ, что поршень попеременно с обоих торцов цилиндра толкается. Т.е. геометрически V, механически Х. В своё время от горизонтальных и наклонных ПМ отказались вследствие неравномерных нагрузок на опрные подшипники и т.д. - по Шапиро, в Залесском ("Одесса" выходит в море). МТК пропустит ли?
yuu2: von Echenbach пишет: В своё время от горизонтальных и наклонных ПМ отказались вследствие неравномерных нагрузок на опрные подшипники так именно, что при V оно всё гораздо мягче. V на ПМ с двухсторонней подачей пара в цилиндр - оно почти как "звезда" на моторах истребителей - после первичной отладки (заводской) вполне надёжная вещь.
von Echenbach: Тогда - удачи в Вашей альтернативе. Почитать дадите? :-)
pun: Тут цепочка развития ПМ в реале вырисовывается следующая: ПМ прямого расширеня, золотниковое подача пара ПМ компаунд, золотниковое подача пара ПМТР, золотниковое подача пара ПМТР, ввиду больших потерь от мертвого объема при золотниковой подаче пара, бОльших гидравлических потерях и бОльших потерях тепла, пришли к клапанной подаче пара ПМТР, ввиду больших потерь на обогрев стенок цилиндра пришли к прямоточной подаче пара ПМ компаунд, подача в ЦВД золотником, в ЦНД либо клапан, либо прямоточно ПМ прямого расширения, подача пара прямоточно Кроме Скиннера (США) последнюю схему использовали в ПМ Яффа (Голландия) ПМ прямого расширения стали возможны с введением в практику перегрева пара, что исключало конденсацию при больших степенях сжатия.
yuu2: pun пишет: ПМ компаунд, золотниковое подача пара Вот-вот. Моя сейчас именно в этой фазе - 1870е-1880е гг. ПМ прямого расширения стали возможны с введением в практику перегрева пара Оно понятно, вот только перегрев пара на 100С - это уже 20 век.
pun: yuu2 пишет: Оно понятно, вот только перегрев пара на 100С - это уже 20 век. При достигнутых рабочих параметрах пара 14-20 атм и 300 0С, перегрев до 100 0С не такое уж и достижение. И ессно, не сложнее в котле, чем экономайзер. Для альтернативы, даже не натяжка, так натяжечка.
yuu2: pun пишет: Для альтернативы, даже не натяжка, так натяжечка "Мы пойдём другим путём" Подробности - по написании ;)
Машинист: yuu2 пишет: А предложить обсчеству е-копию? А то ведь не Вы один проблемой интересуетесь ;) Скоро сделаю дежавюшные "Паровые двигатели" 1951 года. Весь расчет, что машин, что турбин. yuu2 пишет: Сейчас потихоньку кропаю "котельную альтернативу". По времени (с прологом) где-то с 1865 по 1903 И что в итоге ? Интересно узнать. В случае чего книги по тепловому расчету могу скинуть. Krom Kruah пишет: ПМ Аскольда или Новика размер конденсатора прямо бросается в глаза! Вы на электростанции еще не были. Вот там конденсаторы что надо
wayu: yuu2 пишет: Сейчас потихоньку кропаю "котельную альтернативу". ждём-с
pun: Машинист пишет: Скоро сделаю дежавюшные "Паровые двигатели" 1951 года. Весь расчет, что машин, что турбин. Заранее облизываюсь Машинист пишет: В случае чего книги по тепловому расчету могу скинуть. А что у Вас есть в e-виде? "Огласите весь список, пожалуйста.." (с)
Krom Kruah: Машинист пишет: Скоро сделаю дежавюшные "Паровые двигатели" 1951 года. Весь расчет, что машин, что турбин. Ждем с нетерпением!
Машинист: Прошу простить, сейчас сессия, поэтому задержался. Есть "Топливо, топки и котельные установки". Щеголев, 1953., "Современные паровые автомобили",1937, "Котельные агрегаты",Стырикович,1959., "Аварии на объектах котлонадзора" - это уже сам делал. "Паровые двигатели" будут не сегодня-завтра. Еще есть по паровозам. Но все перечисленное к судовой энергетике малоприменимо, увы. Зато на Торренте видел Советскую энциклопедию за 1928-1933 (вроде), откуда Ольга брала инфу по котлам.
yuu2: Машинист пишет: Есть "Топливо, топки и котельные установки". Щеголев, 1953., "Современные паровые автомобили",1937, "Котельные агрегаты",Стырикович,1959., "Аварии на объектах котлонадзора" - это уже сам делал. "Паровые двигатели" будут не сегодня-завтра. Еще есть по паровозам. Но все перечисленное к судовой энергетике малоприменимо, увы. Всего и побольше! Если не на мэйл, так хоть ссылками.
Машинист: ТУТ "Аварии объектов..." и паровозные книги. Вообще отличный сайт. Остальное - поищу ссылки, не найду - вышлю на мыло.
pun: Машинист пишет: "Паровые двигатели" будут не сегодня-завтра. Ждем, ждем Машинист пишет: не найду - вышлю на мыло. А для всеобщего пользования?
Машинист: pun пишет: А для всеобщего пользования? А куда дежавю выложить можно ?
Машинист: Под свист пара и стук цилиндров топот и свист табуреток выкладываю: Паровые двигатели
Машинист: Оно не открывается или что ?
полная версия страницы