ВОДЯНОЙ ПАР

2. ЭНЕРГИЯ

Паровая машина работает за счет энергии водяного пара. Энергия — это способность тела произвести работу. Водяной пар может произвести самую разнообразную ра­боту, например приводить в движение паровоз, пароход, паровую турбину, паровой молот, водяной насос и дру­гие машины. Работа — это величина, измеряющая коли­чество энергии, превратившейся в данном процессе из одного вида в другой. Изменение энергии определяется той работой, которую надо совершить, чтобы вы­звать это изменение. Поэтому мерой энергии служит та же единица, как и для измерения работы, т. е. кило­граммометр. О том, как измеряется работа, будет ска­зано ниже.

Энергия, точно так же, как и вещество, обладает за­мечательным свойством: она не исчезает и не создается вновь, а только переходит из одного вида в другой. В при­роде энергия встречается в различных видах: химическая, тепловая, механическая, электрическая, световая энергия.

Все виды энергии делятся на два класса — потенциаль­ная энергия (энергия покоя) и кинетическая энергия (энергия движения). Водяной пар, находящийся в котле, не производит работы, но он при известных условиях мо­жет произвести ее, в этом случае о паре говорят, что он обладает потенциальной энергией. Тот же пар, выходя из сопла [1]) струей, обладает энергией движения, или кине­тической энергией, и, попадая на лопатки, укрепленные по окружности колеса, заставляет его вращаться. В быту мы постоянно встречаемся с превращением энергии. В топках паровых котлов на электростанции при сжига­нии топлива его скрытая химическая энергия переходит в тепловую энергию продуктов горения, которые, нагревая воду, превращают ее в пар. Далее тепловая энергия пара в турбине превращается в механическую энергию, необхо­димую для вращения электрогенератора, в котором меха­ническая энергия превращается в электрическую. А на заводах электроэнергия посредством электродвигателей снова превращается в механическую энергию, которая приводит в движение станки. В электропечах электроэнер­гия превращается в тепловую, в осветительных прибо­рах — в световую и т. д.

Однако, превращая энергию из одного вида в другой, полностью ее использовать не удается — часть энергии расходуется не по назначению, бесполезно. Например, в машинных отделениях жарко, хотя их обычно не отапли­вают. Откуда же берется тепло? Оказывается, что в па­ротурбинной установке в механическую энергию, т. е. по назначению, превращается только часть тепловой энергии, около трети всей затраченной. Остальная часть тепловой энергии уходит с отработавшим горячим па­ром, расходуется на преодоление трения вала в подшип­никах машины и на нагрев воздуха в машинном отде­лении. Эти расходы тепловой энергии называются «потерями».

Все машины обладают потерями: одни большими, дру­гие— меньшими. Поэтому машины различают не только по конструкции и характеру превращения энергии, но и по величине коэффициента полезного действия, т. е. по отношению полезно расходуемой энергии ко всей затра­ченной. Коэффициент полезного действия выражается в процентах, и, чем он выше, тем большая часть затраченной энергии используется полезно. Так, для паросиловых машин (паровоз, локомобиль и др.) коэф­фициент полезного действия равен 7—20%, для двига­телей внутреннего сгорания (автомобильный, мото­циклетный двигатели и др.) —25—35%, а для водяной турбины — около 75%.

3. ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ

Водяной пар получается за счет тепловой энергии. Следовательно, чтобы получить водяной пар, надо любой вид энергии, имеющийся в нашем распоряжении, превра­тить в тепловую энергию, с помощью которой можно испарить воду.

В промышленности и быту источником тепловой энер­гии чаще - всего служит топливо (дрова, нефть, уголь). При горении топлива его составные части (углерод, водо­род, сера и др.) соединяются с кислородом воздуха; этот процесс сопровождается выделением теплоты; обра­зующиеся газообразные продукты горения нагреваются до высокой температуры, передают свое тепло воде и испаряют ее. В атомной промышленности тепловую энергию получают за счет разложения («горения») радиоактивных химических элементов (урана, тория, плутония).

Известно, что при нагревании все тела расширяются, а при охлаждении сжимаются. Твердые тела расши­ряются и сжимаются очень мало, так как изменению раз­меров препятствует прочная связь их молекул. Жидкости расширяются и сжимаются при нагревании в большей степени. Газообразные тела, в том числе водяной пар, расширяются при нагревании и сжимаются при охлажде­нии в наибольшей степени. Исключением является вода — наименьший объем она имеет при —4° С; при дальнейшем охлаждении вода расширяется. Вот почему любой закрытый сосуд лопается, когда в нем замер­зает вода.

Свойство тел расширяться или сжиматься в зависимо­сти от температуры используется в практике, в частно­сти и в паровой машине.

Сколько же требуется теплоты для того, чтобы на­греть и испарить воду? За единицу измерения тепла при­нята калория; в технике чаще пользуются в тысячу раз большей единицей — килокалорией. Килокалория — это количество теплоты, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 килограмм воды на 1° С. Например, для того чтобы нагреть 2000 килограммов воды с 20° С до 90° С, необходимо затратить 2000- (90 — 20) = 140 000 килока­лорий (сокращенно — ккал).

ВОДЯНОЙ ПАР

СОДЕРЖАНИЕ

Введение «, , * , , «, ......................................................... I. Физика водяного пара 6 8 9 32 41 43 45 58 62 1с Строение вещества Григорий Степанович Бобровский. Водяной пар. Редактор …

перспективы использования водяного пара

'К/'аковы же перспективы использования водяного пара? " В связи с развитием промышленности и повышением уровня жизни предстоит огромное развитие пароэнерге - тики. Несмотря на строительство невиданных по разме­рам гидроэлектростанций (Куйбышевская, …

4. ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ

В паровых машинах пар действует на поршень, сооб­щая ему возвратно-поступательное движение, которое за­тем посредством шатунно-кривошипного механизма пре­образуется во вращательное движение вала. Работа паровых турбин основана на другом прин­ципе, как показано …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua