|
Иллюстрация к статье на тему "Тюрбина или турбина*". Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.
Тюрбина или турбина* - — гидравлический приемник силы в виде колеса с кривыми лопатками, на которое вода действует постепенной отдачей живой силы. Воду, вытекающую из направляющего неподвижного аппарата, заставляют протекать по изогнутым лопаткам вращающегося колеса, которое составляет главную часть Тюрбина или турбина*, принимающую и передающую работу. Отсутствием относительного покоя воды при прохождении ее в приемнике Тюрбина или турбина* отличается от обыкновенных вододействующих колес; напр. верхнебойного и заднебойного, в которых вода действует своим весом, и нижнебойного, где работа передается ударом. Из направляющего аппарата Тюрбина или турбина* вода вытекает с значительной частью скорости, соответствующей напору. Лопатками колеса вода понуждается непрерывно изменять направление своего движения; при этом она производит на них давление и после протока по каналам, образуемым лопатками в подвижном колесе, вытекает из него с некоторой уменьшенной скоростью в нижний бассейн. Скорость истечения сравнительно со скоростью, соответствующей всему напору, тем меньше, чем больше работы взято у воды. В активных Тюрбина или турбина* вода из направляющего аппарата вступает в подвижное колесо с полной возможной для данного напора скоростью, так что на Тюрбина или турбина* действует только живая сила этой воды. В реактивных Тюрбина или турбина*, напротив, выход воды из направлявшего аппарата происходит только с частью возможной для нее скорости, и потому при движении своем в подвижном колесе вода несет в себе избыток гидравлического давления. Направляющий аппарат представляет собой конец подводящего воду канала в виде неподвижного колеса с перегородками, между которыми протекает вода. Подвижное колесо, лопатки которого воспринимают действие воды, плотно сидит на вращающемся вместе с ним валу, установленном надлежащим образом и служащем для передачи работы. Между направляющим колесом и подвижным остается небольшой промежуток — зазор. Если вода проводится к Тюрбина или турбина* в направлении оси рабочего колеса, так что, напр., при вертикальной оси каналы рабочего колеса двигаются под каналами направляющего аппарата, то Тюрбина или турбина* наз. осевой. Напротив, если вода протекает в радиальном направлении, при чем венец из лопаток рабочего колеса окружает концентрически венец направляющего аппарата или наоборот, то Тюрбина или турбина* наз. радиальной с внутренним или внешним притоком воды. Затем воду из направляющего колеса можно подводить к рабочему колесу по всей окружности последнего или только на ее части; в первом случае мы имеем дело с полной Тюрбина или турбина*, во втором — с партиальной. Тюрбина или турбина* для напоров менее 4 м наз. Тюрбина или турбина* низкого давления, при больших напорах — высокого давления. За отсутствием удара вода может вступать в Тюрбина или турбина* с большой абсолютной скоростью, причем для возможно полной передачи силы требуется, чтобы скорость по окружности подвижного колеса была равна по величине и противоположна по направлению относительной скорости вытекающей воды. Поэтому Тюрбина или турбина* совершают большее число оборотов сравнительно с водяными колесами. Так как для большинства двигателей в промышленности требуется сравнительно быстрое вращение, то при употреблении Тюрбина или турбина* передаточные механизмы получаются проще, чем при обыкновенных гидравлических колесах, что представляет важное преимущество. Чем больше напор, тем вообще меньшими получаются диаметры Тюрбина или турбина*; при водяных же колесах, наоборот, с напором растет диаметр, а вместе с этим — вес, цена и, по крайней мере в известных границах, трудность хорошего исполнения. Поэтому при больших напорах, начиная с 8—10 м, водяные колеса вообще не употребляются и заменяются Тюрбина или турбина* При очень же малых напорах устройство Тюрбина или турбина* становится затруднительным и преимущество имеют водяные колеса. При изменчивом уровне нижней воды, могущем влиять весьма неблагоприятно на коэффициент полезного действия водяных колес, Тюрбина или турбина* имеют неоспоримое преимущество. Приспособления для подвода воды при Тюрбина или турбина* обыкновенно могут быть устраиваемы проще и обходятся дешевле, чем при водяных колесах. Зато Тюрбина или турбина* чувствительнее к ледоходу и легче засоряются посторонними предметами, привлекаемыми водой, и такие засорения в них труднее устраняются. С другой стороны, водяные колеса, если они работают в неотопляемом помещении, страдают от примерзания льда зимой больше, чем Тюрбина или турбина*, в которых такое примерзание затруднено более значительной скоростью вращения. Уход за водяными колесами проще и легче; это дает им значительное преимущество в малых производствах. Наименьший напор, при котором употребляются Тюрбина или турбина*, — от 1,2 до 1,5 м. При средних напорах Тюрбина или турбина* соперничают с водяными колесами, и выбор делается в зависимости от относительной важности в каждом частном случае указанных выше достоинств и недостатков того и другого рода двигателей. Если имеется столь много воды, что Тюрбина или турбина* может работать всегда почти полным притоком, то при малых и средних напорах наиболее уместны реактивные Тюрбина или турбина*, имеющие сравнительно большее число оборотов и наименьшие размеры, а следовательно, и более дешевые. Для регулирования притока применяются кольцевые щиты или вращающиеся лопатки. При перемежающихся количествах воды и необходимости регулирования в более широких пределах употребляются активные Тюрбина или турбина*, а для больших напоров преимущественно партиальные. Последние для очень больших напоров (свыше 15 м) и малых расходов строятся очень часто в виде радиальных Тюрбина или турбина* на горизонтальном валу с внутренним притоком. Такими же строятся и полные Тюрбина или турбина*, если имеют целью получить очень большое число оборотов и к валу Тюрбина или турбина* присоединяют непосредственно динамо-машину или другой быстро вращающийся двигатель. Наиболее, однако, употребительна конструкция с вертикальным валом. При малых и средних напорах (до 5 м) Тюрбина или турбина* устанавливается обыкновенно в открытом ларе; при более высоких напорах ларь заменяется закрытой чугунной или железной коробкой с подводящей трубой. Для наивыгоднейшей утилизации напора Тюрбина или турбина* должна быть расположена таким образом, чтобы вода вытекала из нее непосредственно над нижним уровнем. Однако устраивают также движение Тюрбина или турбина* в нижней воде. В некоторых же случаях Тюрбина или турбина* ставят значительно выше над нижней водой, с которой она тогда соединяется при помощи трубы, обнимающей рабочее колесо и примыкающей к направляющему. Труба погружается в нижнюю воду настолько глубоко, чтобы колебания горизонта этой воды не открывали отверстия трубы и доступ воздуха был невозможен. В такой Тюрбина или турбина*, наз. Тюрбина или турбина* с всасывающей трубой, напор от уровня нижней воды до рабочего колеса действует всасыванием и теоретически должен соответствовать давлению атмосферы, т. е. имет высоту 10,3 м, в действительности же он бывает меньше, до 8 м. Направляющее и рабочее колеса Тюрбина или турбина* делаются большей части чугунными, лопатки также отливаются из чугуна, вместе с венцом, что встречается чаще, или отдельно; иногда же они сгибаются из листового железа (или стали) и заливаются в венец. В особых, впрочем, редких случаях применяются колеса из бронзы или пушечного металла и т. п. Вертикальные валы стоячих Тюрбина или турбина* бывают или массивные, или полые, железные или чугунные. Массивные валы устанавливаются при помощи находящихся в нижней воде пят или при помощи кольцевых или гребневых цапф, помещенных над уровнем верхней воды. Полые чугунные валы с верхней пятой имеют штангу, ось которой совпадает с осью вала; эта штанга утверждается на фундаменте, находящемся в нижнем канале, и образует наверху подпятник, поддерживающий пяту. Валы горизонтальных Тюрбина или турбина* делаются исключительно массивными, из железа или стали. Коэффициент полезного действия для реактивных Тюрбина или турбина* обыкновенно 0,75, для активных Тюрбина или турбина*, при отсутствии потери воды в зазоре, 0,77. Эти величины легко достигаются в хороших Тюрбина или турбина*, но нередко удается увеличить коэффициент до 0,80—0,82.
|