Përparimet në prezantimin e teknologjisë së turbinave me avull. Prezantimi "Historia e shpikjes së turbinës me avull"

Historia e krijimit

turbinat

Një turbinë është një pajisje rrotulluese që drejtohet nga rrjedha e një lëngu ose gazi.

Shembulli më i thjeshtë i një turbine është një rrotë uji.

Imagjinoni një rrotë të vendosur vertikalisht, në buzën e së cilës janë fiksuar lugët ose tehet. Një rrjedhë uji derdhet mbi këto tehe nga lart. Nën ndikimin e ujit, rrota rrotullohet. Dhe duke rrotulluar timonin mund të aktivizohen mekanizma të tjerë. Pra, në një mulli uji, rrota i ktheu gurët e mullirit. Dhe po bluanin miell.

Eolipilus Gerona

Në kohën e Heronit, shpikja e tij trajtohej si një lodër. Nuk ka gjetur zbatim praktik.

Në vitin 1629, inxhinieri dhe arkitekti italian Giovanni Branchi krijoi një turbinë me avull në të cilën një rrotë me tehe vihej në lëvizje nga një rrymë avulli.

Në 1815, inxhinieri anglez Richard Treiswick instaloi dy grykë në buzën e një rrote lokomotivë dhe la avull përmes tyre.

Midis 1864 dhe 1884, qindra shpikje turbinash u patentuan nga inxhinierët.

Një turbinë me gaz ndryshon nga një turbinë me avull në atë që drejtohet jo nga avulli nga një kazan, por nga një gaz që formohet gjatë djegies së karburantit. Dhe të gjitha parimet themelore të turbinave me avull dhe gaz janë të njëjta.

Patenta e parë për një turbinë me gaz u mor në 1791 nga anglezi John Barber. Berberi projektoi turbinën e tij për të shtyrë një karrocë pa kuaj. Dhe elementët e turbinës Barber janë të pranishëm në turbinat moderne me gaz. Në vitin 1913, inxhinieri, fizikani dhe shpikësi Nikola Tesla patentoi një turbinë, dizajni i së cilës ishte thelbësisht i ndryshëm nga ai i një turbine tradicionale. Turbina Tesla nuk kishte tehe që drejtoheshin nga energjia e avullit ose gazit.

Kjo eshte e gjitha

Silaev Platon,
Goncharova Valeria
Shkolla 8 "M" №188

Çfarë?

Turbina është një makinë me tehe në të cilën
ka një transformim të kinetikës
energjinë dhe/ose energjinë e brendshme të punëtorit
trupat (avulli, gazi, uji) në punë mekanike
në bosht.

Turbinë me avull.

Turbina me avull përfaqëson
një daulle ose seri
disqe rrotulluese,
fiksuar në një aks të vetëm, të tyre
i quajtur rotori i turbinës dhe
një sërë alternimesh me to
disqe fikse,
fiksuar në bazë
quajtur një stator.

Historia e shpikjes së turbinave

Në zemër të turbinës me avull
ka dy parime të krijimit
forcat në rotor, të njohura nga
kohët e lashta, reaktive dhe
aktive. Në makinën e Branque
ndërtuar në vitin 1629, jet
çifti i vënë në lëvizje
rrotë si rrotë
mulli me ujë.

Turbina me avull Parsons

Parsons lidhi turbinën me avull
me gjenerator elektrik
energji. Me një turbinë
u bë e mundur zhvillimi
elektriciteti dhe u rrit
interesi publik për termo
turbinat. Si rezultat i 15 viteve të kërkimit, ai krijoi
më e përsosura për sa i përket
ndonjëherë një turbinë reaktiv.

Aplikimet e turbinave me avull

Turbinat me avull

Pararendësi i parë i modernes
turbinat me avull mund të konsiderohen si një lodër
motori, i cili u shpik në shekullin II. përpara. pas Krishtit
Dijetari Aleksandrian Heron. Së pari
pararendës i avullit modern
turbinat mund të konsiderohen si një motor lodër,
e cila u shpik në shekullin II. përpara. pas Krishtit
Dijetari Aleksandrian Heron.

Projekti i parë i turbinës

Në 1629, italiani Branca krijoi një dizajn për një rrotë me tehe. Duhet
duhej të rrotullohej nëse rryma e avullit godet me forcë tehet e rrotave.
Ishte projekti i parë i turbinës me avull, i cili mori më pas
emri i turbinës aktive. Në 1629, italiani Branca krijoi një projekt
rrota me vozitje. Ajo duhej të rrotullohej nëse rryma e avullit me forcë
duke goditur tehet e rrotave. Ishte projekti i parë i turbinës me avull
e cila më vonë u bë e njohur si turbina aktive. Avulli
rrjedha në këto turbina të hershme me avull nuk ishte e përqendruar dhe
pjesa më e madhe e energjisë së saj u shpërnda në të gjitha drejtimet, gjë që
rezultoi në humbje të konsiderueshme të energjisë. Rrjedhja e avullit në këto herët
turbinat me avull nuk ishin të përqendruara, dhe shumica e saj
energjia shpërndahet në të gjitha drejtimet, duke rezultuar në
humbje të konsiderueshme të energjisë.

Përpjekjet për të krijuar një turbinë

Për një kohë shumë të gjatë janë bërë përpjekje për të krijuar mekanizma të ngjashëm me turbinat.
Dihet një përshkrim i një turbine primitive me avull të bërë nga Heron.
Aleksandria (shekulli I pas Krishtit). Sipas I. V. Linde, shekulli XIX lindi
“shumë projekte” që u ndalën para “materialit
vështirësi në zbatimin e tyre. Vetëm në fund të shekullit të 19-të, kur
zhvillimi i termodinamikës (rritja e efikasitetit të turbinave në të krahasueshme me
makineri reciproke), inxhinieri mekanike dhe metalurgjike (rritje
forca e materialeve dhe saktësia e prodhimit të kërkuar për
krijimi i rrotave me shpejtësi të lartë), Gustaf Laval (Suedi) dhe Charles
Parsons (Britania e Madhe) krijoi në mënyrë të pavarur të përshtatshme
turbina me avull për industri.

Turbina e parë me avull

Turbina e parë me avull u krijua nga shpikësi suedez Gustaf Laval. Nga
një nga versionet, Laval e krijoi atë për të çuar në
ndarës qumështi i veprimit i dizajnit tonë. Për këtë ishte e nevojshme
makinë me shpejtësi. Motorët e asaj kohe nuk siguronin mjaftueshëm
frekuenca e rrotullimit. E vetmja rrugëdalje ishte projektimi
turbinë me shpejtësi të lartë. Si një lëng pune, Laval zgjodhi gjerësisht
avulli i përdorur në atë kohë. Shpikësi filloi të punonte për të
projektoi dhe përfundimisht montoi një pajisje të zbatueshme. Në vitin 1889
vit, Laval plotësoi grykat e turbinës me zgjerues konikë, kështu që
u shfaq hunda e famshme Laval, e cila u bë paraardhësi i së ardhmes
grykë raketash. Turbina Laval ishte një përparim në inxhinieri. Mjaft
imagjinoni ngarkesat që ka përjetuar shtytësi në të në mënyrë që të
kuptoni se sa e vështirë ishte për shpikësi të arrinte funksionim të qëndrueshëm turbinat.
Me shpejtësi të mëdha të rrotës së turbinës, edhe një zhvendosje e lehtë brenda
qendra e gravitetit shkaktoi dridhje të fortë dhe mbingarkesë të kushinetave.
Për të shmangur këtë, Laval përdori një bosht të hollë, i cili, kur rrotullohej
mund të përkulej.

Turbinat me avull janë instaluar në fuqi
termocentrale dhe të mëdha
anijet.
Që një motor me avull të funksionojë,
një numër makinerish dhe pajisjesh ndihmëse.
E gjithë kjo së bashku quhet
termocentrali me avull.

Rotor me tehe
- celular
pjesë e turbinës.
Stator me grykë
- i palëvizshëm
pjesë.

Efikasiteti i motorëve me nxehtësi:

Avulli
makinë 8-12%
Akull 20-40%
Avulli
turbinë
20-40%
Naftë
30-36%

mangësitë e punës
turbinë me avull
Përfitimet
funksionimi i turbinës me avull
shpejtësia e rrotullimit nuk është
mund të ndryshojë në
gamë të gjerë
për një kohë të gjatë filloni dhe
ndalon
kosto e lartë e avullit
turbinat
volum i ulët
prodhuar
energji elektrike, në
lidhje me
vëllimi i en.
rrotullimi bëhet në
nje drejtim;
i zhdukur
lëkundjet si në punë
pistoni
funksionimi me avull
turbinat është e mundur në
lloje të ndryshme
karburanti: i gaztë,
i lëngët, i ngurtë
beqare e larte
pushtet

turbinë me gaz
Një turbinë me gaz është një motor me nxehtësi të vazhdueshme
veprim që shndërron energjinë e gazit në mekanike
puna në boshtin e një turbine me gaz. Ndryshe nga pistoni
motori, në një motor turbinë me gaz proceset
ndodhin në një rrymë gazi në lëvizje. Cilësia e gazit
turbina karakterizohet nga efikasiteti i efikasitetit, d.m.th
raporti i punës së hequr nga boshti me atë të disponueshme
energjia e gazit para turbinës
Histori
krijim
1500 - Leonardo da Vinci vizatoi një diagram
skarë që përdor
Parimi i turbinës me gaz
1903 - Norvegjezi Aegidius Jelling krijoi veprën e parë
gazit
turbina që përdoret
kompresor rrotullues dhe turbinë dhe
prodhoi punë të dobishme.

Një turbinë me gaz përbëhet nga disqe turbinash dhe një kompresor,
montuar në një bosht. Turbina funksionon kështu: ajri
injektohet nga kompresori në dhomën e djegies së turbinës, ku më pas
injektohet karburant i lëngshëm. Përzierja e djegshme digjet në shumë
temperatura e lartë, gazrat zgjerohen, nxitojnë në
porta e shkarkimit, gjatë rrugës bien mbi tehet e turbinës dhe
sillni ato në rotacion.

Aplikacion
Aktualisht, turbinat me gaz përdoren si kryesore
motorët e transportit detar.
Në disa raste, përdoren turbina me gaz me fuqi të ulët
si një makinë për pompa, gjeneratorë të energjisë emergjente, ndihmëse
kompresorë përforcues etj.
Me interes të veçantë janë turbinat me gaz si motorët kryesorë për
hydrofoils dhe hovercraft.
Turbinat me gaz përdoren gjithashtu në lokomotiva dhe tanke.

Avantazhet dhe disavantazhet e turbinave me gaz
motorët
Përparësitë e motorëve me turbina me gaz
Mundësia për të marrë më shumë avull gjatë funksionimit (në
ndryshe nga motori i pistonit)
Në kombinim me një kazan me avull dhe një turbinë me avull, efikasitet më i lartë
krahasuar me një motor pistoni. Prandaj përdorimi i tyre në
termocentralet.
Duke lëvizur vetëm në një drejtim, me shumë më pak
dridhje, ndryshe nga një motor pistoni.
Më pak pjesë lëvizëse se një motor pistoni.
Emetimet dukshëm më të ulëta të substancave të dëmshme në krahasim me
motorët me piston
Kosto dhe konsumi i ulët i vajit lubrifikues.

Disavantazhet e motorëve me turbina me gaz
Kostoja është shumë më e lartë se ajo e pistonit me madhësi të ngjashme
motorët, pasi materialet e përdorura në turbinë duhet të kenë
rezistencë e lartë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj nxehtësisë, si dhe specifike e lartë
forcë. Operacionet e makinerive janë gjithashtu më komplekse;
Në çdo mënyrë funksionimi, ato kanë një efikasitet më të ulët se pistoni
motorët. Kërkon një turbinë shtesë me avull për të forcuar
efikasiteti.
Efikasitet i ulët mekanik dhe elektrik (konsumi i gazit më shumë se
1.5 herë më shumë për 1 kWh energji elektrike në krahasim me piston
motor)
Një rënie e mprehtë e efikasitetit në ngarkesa të ulëta (ndryshe nga pistoni
motor)
Nevoja për përdorimin e gazit me presion të lartë, i cili
kërkon përdorimin e kompresorëve përforcues me
konsumi shtesë i energjisë dhe një rënie në efikasitetin e përgjithshëm
sistemeve.

Një turbinë me avull (fr. turbinë nga lat. turbo vortex, rrotullim) është një motor nxehtësie e vazhdueshme, në aparatin e tehut të të cilit energjia potenciale e avullit të ujit të ngjeshur dhe të nxehtë shndërrohet në energji kinetike, e cila nga ana tjetër kryen punë mekanike në bosht.

Turbina përbëhet nga tre cilindra (cilindër me presion të lartë, cilindër me presion të lartë dhe cilindër me presion të ulët), gjysmat e poshtme të trupave të të cilëve janë caktuar përkatësisht 39, 24 dhe 18. Secili cilindra përbëhet nga një stator, elementi kryesor prej të cilit është një trup fiks dhe një rotor rrotullues. Rotorët individualë të cilindrave (rotori i cilindrit me presion të lartë 47, rotori TsSD 5 dhe rotori LPC 11) janë të lidhur në mënyrë të ngurtë nga bashkuesit 31 dhe 21. Gjysma e rotorit të gjeneratorit elektrik është ngjitur në gjysmën e bashkimit 12 dhe rotori i ngacmuesit është lidhur me të. Një zinxhir i rotorëve të veçantë të montuar të cilindrave, një gjeneratori dhe një ngacmuesi quhet një linjë boshti. Gjatësia e saj me një numër të madh cilindrash (dhe numri më i madh në turbinat moderne është 5) mund të arrijë 80 m.

Parimi i funksionimit Turbinat me avull funksionojnë si më poshtë: avulli i krijuar në bojlerin me avull, nën presion të lartë, hyn në fletët e turbinës. Turbina rrotullohet dhe gjeneron energji mekanike të përdorur nga gjeneratori. Gjeneratori prodhon energji elektrike. Fuqia elektrike e turbinave me avull varet nga diferenca e presionit midis avullit në hyrje dhe dalje të impiantit. Fuqia e turbinave me avull të një instalimi të vetëm arrin 1000 MW. Në varësi të natyrës së procesit termik, turbinat me avull ndahen në tre grupe: turbina kondensuese, ngrohëse dhe me qëllime të veçanta. Sipas llojit të fazave të turbinës, ato klasifikohen si aktive dhe reaktive.

Turbinat me avull - avantazhet Funksionimi i turbinave me avull është i mundur në lloje të ndryshme karburanti: funksionimi i gaztë, i lëngshëm, i ngurtë i turbinave me avull është i mundur në lloje të ndryshme të karburantit: burim i gaztë, i lëngshëm, i ngurtë mbresëlënës i turbinave me avull burim mbresëlënës i turbinave me avull

Turbinat me avull - disavantazhet inercia e lartë e impianteve me avull (kohë të gjata fillimi dhe ndalimi) inercia e lartë e impianteve me avull (koha e gjatë e fillimit dhe ndalimit) kosto e lartë e turbinave me avull kosto e lartë e turbinave me avull vëllimi i ulët i energjisë elektrike të prodhuar, në raport me vëllimin e energji termike vëllim i ulët i energjisë elektrike të prodhuar, në raport me sasinë e energjisë termike Riparim i kushtueshëm i turbinave me avull Riparim i kushtueshëm i turbinave me avull Reduktim i performancës mjedisore, në rastin e vajrave të rënda dhe lëndëve djegëse të ngurta Performancë mjedisore e reduktuar, në rastin e turbinave të rënda vajra djegëse dhe lëndë djegëse të ngurta

Zbatimi: Turbina me avull jet Parsons u përdor për ca kohë kryesisht në anije luftarake, por gradualisht u la vendin turbinave me avull aktive-reaktive më kompakte të kombinuara, në të cilat pjesa reaktive me presion të lartë u zëvendësua nga një disk aktiv i vetëm ose me dy kurorë. Si rezultat, humbjet për shkak të rrjedhjes së avullit përmes boshllëqeve në aparatin e tehut janë ulur, turbina është bërë më e thjeshtë dhe më ekonomike. Në varësi të natyrës së procesit termik, turbinat me avull zakonisht ndahen në 3 grupe kryesore: kondensimi, kogjenerimi dhe për qëllime të veçanta.

Përparësitë kryesore të PTM: Gama e gjerë e fuqisë; Efiçenca e brendshme e rritur (me 1,2-1,3 herë) (~75%); Zvogëlohet ndjeshëm gjatësia e instalimit (deri në 3 herë); Kosto të ulëta kapitale për instalimin dhe vënien në punë; Mungesa e një sistemi furnizimi me vaj, i cili siguron sigurinë nga zjarri dhe lejon funksionimin në dhomën e bojlerit; Mungesa e një kuti ingranazhi midis turbinës dhe mekanizmit të drejtuar, i cili rrit besueshmërinë e funksionimit dhe zvogëlon nivelin e zhurmës; Rregullimi i qetë i shpejtësisë së rrotullimit të boshtit nga boshti në ngarkesën e impiantit të turbinës; Niveli i ulët i zhurmës (deri në 70 dBA); Graviteti specifik i ulët (deri në 6 kg / kW fuqi të instaluar) Jetë e lartë shërbimi. Koha e funksionimit të turbinës përpara çmontimit është të paktën 40 vjet. Me përdorimin sezonal të turbinës, periudha e shlyerjes nuk i kalon 3 vjet.

Një gjenerator turboelektrik i bazuar në një turbinë me avull të tipit PTM krahasohet në mënyrë të favorshme me burimet e tjera të energjisë për shkak të rritjes së efikasitetit të brendshëm, jetëgjatësisë së shërbimit, dimensioneve të vogla, kontrollit të qetë mbi një gamë të gjerë ngarkesash, mungesës së një sistemi furnizimi me vaj dhe lehtësisë së instalimit. .

Prezantoni studentët
me pajisje dhe parim
funksionimi i turbinës me avull.
Prezantoni konceptin e efikasitetit termik
motorri.
Identifikoni problemet
mbrojtjen e mjedisit.

Qëllimet:

ky është një motor ngrohjeje i vazhdueshëm në të cilin energjia potenciale e avullit të ujit të ngjeshur dhe të nxehtë shndërrohet në energji kinetike, e cila nga ana tjetër kryen punë mekanike në bosht.

Turbo (lat.) - shakullinë mesi i shekullit të 19-të

Turbinat

Avulli

Gazi

Diagrami i turbinës me avull

1 - hundë
2 - tehe
3 - avull
4 - disk
5 - bosht

APLIKACION:

Përdoret si një makinë për një gjenerator elektrik në termocentrale, bërthamore dhe hidrocentrale, si motorë në transportin detar, tokësor dhe ajror, si pjesë përbërëse e një transmetimi hidrodinamik.
Një pajisje e ngjashme me një turbinë, por që ka një makinë për rrotullimin e teheve nga një bosht - një kompresor ose pompë.
Termocentrali më i fuqishëm në botë ndodhet në Amerika Jugore në lumin Parana. 18 turbinat e saj prodhojnë 12,600 milionë vat/orë energji elektrike.

mangësitë e punës
turbinë me avull

shpejtësia e rrotullimit nuk mund të ndryshojë shumë
koha e gjatë e fillimit dhe e ndalimit
kosto e lartë e turbinave me avull
vëllim i ulët i energjisë elektrike të prodhuar, në raport me vëllimin e energjisë termike.

Përfitimet
puna
turbinë me avull

rrotullimi ndodh në një drejtim;
nuk ka goditje, si gjatë funksionimit të pistonit
funksionimi i turbinave me avull është i mundur në lloje të ndryshme të karburantit: të gaztë, të lëngët, të ngurtë
fuqi e lartë e njësisë

trupi punues

Ngrohës

Frigorifer

Një n \u003d Q1-Q2

Formula e Efikasitetit

Ap - Punë e dobishme;
Q1 - Sasia e nxehtësisë,
marrë nga ngrohësi;
Q2 - Sasia e nxehtësisë
jepet në frigorifer.

Faktori i efikasitetit (COP)

Nuk mund të jetë më shumë se 1 (ose 100%)
Efikasiteti i motorit me avull ≈ 8–12%
Turbinë me avull ose gaz > 30%
ICE ≈ 20-40%

Mënyrat për të rritur efikasitetin
turbinë me avull

1) krijimi i izolimit termik më të përsosur të bojlerit;
2) një rritje e temperaturës në kazan, si dhe një rritje në presionin e avullit

PROBLEME MJEDISORE

Rritja e temperaturës mesatare atmosferike
Ndryshimi i klimës
Formimi i "efektit serë"
zhdukje lloje të caktuara kafshët, zogjtë, bimët
Reshjet acide

Burimet alternative të energjisë

Motorët me nxehtësi:
25.5 miliardë ton oksid karboni
190 milion ton oksid squfuri
65 milionë tonë okside të azotit
1,4 Mt CFC
Plumbi, kadmiumi, bakri, nikeli etj.

energji diellore
Elektricitet
Energjia e fushës magnetike
Energjia e erës

Projektuar nga Gustaf de Laval

Në 1883, suedezi Gustaf de Laval arriti të kapërcejë shumë vështirësi dhe të krijojë turbinën e parë të punës me avull. Disa vite më parë, Laval kishte marrë një patentë për një ndarës qumështi. Për ta vënë atë në veprim, nevojitej një makinë me shpejtësi shumë të lartë. Asnjë nga motorët e atëhershëm ekzistues nuk e përmbushi detyrën. Laval ishte i bindur se vetëm një turbinë me avull mund t'i jepte atij shpejtësinë e nevojshme rrotulluese. Ai filloi të punonte në hartimin e tij dhe përfundimisht arriti atë që donte.

Nga historia

Turbina Laval ishte një rrotë e lehtë, në tehet e së cilës nxitej avulli përmes disa grykave të vendosura në një kënd të mprehtë.
Në 1889, Laval përmirësoi ndjeshëm shpikjen e tij duke shtuar zgjerues konikë në grykë. Kjo rriti ndjeshëm efikasitetin e turbinës dhe e ktheu atë në një motor universal.

Projektuar nga Charles Parsons

Në 1884, inxhinieri anglez Charles Parsons mori një patentë për një turbinë jet me shumë faza, të cilën ai e shpiku posaçërisht për të drejtuar një gjenerator elektrik.
Në 1885, ai projektoi një turbinë reaktiv me shumë faza, e cila më vonë u përdor gjerësisht në termocentralet.

Detyre shtepie: