שתף:
5 סוגים של מכונות קיטור ראשיים
השונה סוגים של מנועי קיטור עברו שינויים רבים לאורך ההיסטוריה ואת הטכנולוגיה ברציפות אפשרה אלה להתפתח בצורה יוצאת דופן.
בעיקרון, הם מנועי בעירה חיצוניים הממירים את האנרגיה התרמית של אדי מים לאנרגיה מכנית.
הם שימשו להובלת משאיות, קטרים, אוניות וטרקטורים, שהיו באותה עת חיוניים למהפכה התעשייתית. כיום הם משמשים לייצור חשמל באמצעות טורבינות קיטור.
מנוע קיטור מורכב מהדוד המשמש לרתיחה מים ולייצור קיטור. האדים מתרחבים ודוחפים בוכנה או טורבינה, שתנועתם עושה את פעולת הפיכת הגלגלים או נהיגה במכונות אחרות.
מנוע הקיטור הראשון הומצא על ידי הרון מאלכסנדריה במאה הראשונה ונקרא eolipil.
הוא כלל כדור חלול המחובר לדוד שאליו נקשרו שתי צינורות מעוקלות. הכדור היה מלא מים רותחים, גרימת קיטור להיות נפלט מן הצינורות במהירות גבוהה, ספינינג את הכדור.
אף-על-פי שלמסיסה לא היתה שום מטרה מעשית, אין ספק שהיא מייצגת את היישום הראשון של הקיטור כמקור להנעה.
עם זאת, רוב המערכות המשתמשות קיטור ניתן לחלק לשני סוגים: מכונות בוכנה טורבינות קיטור.
סוגים עיקריים של מנועי קיטור
1 - מכונות הבוכנה
מכונות בוכנה להשתמש קיטור בלחץ. באמצעות בוכנות משחק כפול, אדים בלחץ נכנס לסירוגין על כל צד ואילו מצד שני הוא שוחרר או שנשלחו אל הקבלן.
האנרגיה נספגת על ידי מוט שקופיות אטום נגד הבריחה של קיטור. מוט זה, בתורו, נוהג מוט חיבור מחובר כננת כדי להמיר את התנועה הדדית לתנועה סיבובית..
בנוסף, ארכובה נוספת משמש להובלת ציוד שסתום, בדרך כלל באמצעות מנגנון המאפשר את היפוך של התנועה הסיבובית.
כאשר זוג בוכנות כפולות משמש, ההתקדמות של כננת הוא לקזז על ידי 90 מעלות. זה מבטיח כי המנוע תמיד עובד, לא משנה מה המיקום הארכובה היא פנימה.
2 - מנועים להרחבה מרובים
סוג אחר של מנוע קיטור משתמש כמה צילינדרים פעולה אחת להגדיל את קוטר התנועה שלה בהדרגה.
אדים בלחץ גבוה מן הדוד משמש להניע את הבוכנה הראשונה של קוטר קטן כלפי מטה.
בתנועה כלפי מעלה, קיטור מורחב חלקית מונע לתוך צילינדר השני כי הוא מתחיל את התנועה כלפי מטה.
זה יוצר הרחבה נוספת של הלחץ גבוה יחסית שוחרר בחדר הראשון.
כמו כן, החדר קאמרית ביניים לתא הסופי, אשר בתורו הוא שוחרר קונדנסר. שינוי של סוג זה של מנוע משלבת שני בוכנות קטנות יותר בחדר האחרון.
הפיתוח של סוג זה של מנוע היה חשוב עבור השימוש שלה כלי קיטור, מאז הקבל, כאשר התאושש קצת כוח, להמיר את האדים חזרה למים לשימוש חוזר בדוד.
מנועי קיטור יבשתיים יכלו למצות את רוב הקיטור שלהם ולהיות מלאים במגדל מים מתוקים, אבל בים זה לא היה אפשרי.
לפני ובמהלך מלחמת העולם השנייה, מנוע ההרחבה שימש כלי רכב ימיים, כי לא צריך ללכת במהירות גבוהה. עם זאת, כאשר נדרש יותר מהירות, הוא הוחלף על ידי טורבינת קיטור.
3 Uniflow מנוע אחיד אחיד
סוג אחר של מכונת בוכנה הוא מנוע זרימת uniflow או אחיד. סוג זה של מנוע משתמש קיטור כי רק זורם בכיוון אחד בכל מחצית של הצילינדר.
יעילות תרמית מושגת על ידי בעל שיפוע הטמפרטורה לאורך הצילינדר. האדים חודרים תמיד דרך הקצוות החמים של הצילינדר ויוצאים דרך פתחים במרכז המצנן.
התוצאה היא הפחתת החימום והקירור היחסי של קירות הצילינדר.
ב מנועי uniflow, את כניסת קיטור נשלט בדרך כלל על ידי שסתומים shank (אשר פועלים באופן דומה לאלה המשמשים מנועי בעירה פנימית) כי הם מונעים על ידי גל זיזים.
פתחי הכניסה פתוחים כדי להודות בקיטור כאשר מגיע נפח ההתפשטות המינימלי בתחילת התנועה.
ברגע מסוים של החזרת הארכובה, האדים נכנסים ומפרצון הכובע סגור, ומאפשר הרחבה מתמדת של הקיטור, הפעלת הבוכנה.
בסוף התנועה, הבוכנה תגלה טבעת של חורי פליטה סביב מרכז הצילינדר.
חורים אלה מחוברים המעבה, הורדת הלחץ בחדר גורם שחרור מהיר. סיבוב מתמשך של כננת הוא מה שמניע את הבוכנה.
4- טורבינות קיטור
טורבינות קיטור בעלות עוצמה גבוהה משתמשות בסדרה של דיסקים מסתובבים שמכילים סוג של להבי מסוג מדחף על הקצה החיצוני שלהם.
אלה דיסקים ניידים או רוטורים חלופי עם טבעות נייחים או stators, קבוע למבנה של הטורבינה כדי לנתב את זרימת הקיטור.
בשל מהירות גבוהה של פעולה, טורבינות כאלה מחוברים בדרך כלל להילוך הפחתת לנהוג מנגנון נוסף כגון מדחף הספינה..
טורבינות קיטור עמידות יותר ודורשות פחות תחזוקה מאשר מכונות בוכנה. הם גם לייצר סיבוב רך כוחות על פיר המוצא שלהם, אשר תורם דרישות תחזוקה נמוכות פחות ללבוש.
השימוש העיקרי של טורבינות קיטור הוא בתחנות ייצור החשמל שבו מהירות הפעולה הגבוהה שלהן היא יתרון והנפח היחסי שלהן אינו חסרון.
הם משמשים גם ביישומים ימיים, הגדלת ספינות גדולות וצוללות. כמעט כל תחנות הכוח הגרעיניות מייצרות חשמל על ידי חימום המים ואספקת טורבינות קיטור.
5- מנועי הנעה
יש מנוע הנעה מתחת למים המשתמש באדים בלחץ גבוה כדי למשוך מים דרך שקע בחזית ולפלוט אותו במהירות גבוהה דרך הגב.
כאשר הקיטור מתעבה במים, נוצר גל הלם המגרש את המים מאחור.
כדי לשפר את יעילות המנוע, המנוע שואב את האוויר דרך פתח האוורור לפני סילון הקיטור, היוצר בועות אוויר ומשנה את האופן שבו הקיטור מתערבב עם מים.
הפניות
- Marshall המוח (2017). "איך מנועי קיטור עובדים". אחזר ב 14 יוני 2017 ב science.howstuffworks.com.
- אנציקלופדיה עולמית חדשה (2015). "מנוע קיטור". ב 14 ביוני, 2017 בשעה newworldencyclopedia.org.
- SOS ילדים (2008-2009). "מנוע קיטור". אחזור ב -14 ביוני 2017 ב cs.mcgill.ca.
- וודפורד, כריס (2017). "מנועי קיטור" אחזור ב -14 ביוני 2017 ב Explathatstuff.com.