Bug 'turbinasi texnologiyasi taqdimotidagi yutuqlar. Taqdimot "Bug 'turbinasi ixtiro tarixi"

Yaratilish tarixi

turbinalar

Turbina - bu suyuqlik yoki gaz oqimi bilan boshqariladigan aylanadigan qurilma.

Turbinaning eng oddiy misoli suv g'ildiragidir.

Vertikal joylashtirilgan g'ildirakni tasavvur qiling-a, uning chetiga pichoqlar yoki pichoqlar o'rnatiladi. Yuqoridan bu pichoqlarga suv oqimi quyiladi. Suv ta'sirida g'ildirak aylanadi. Va g'ildirakni burish orqali boshqa mexanizmlarni ishga tushirish mumkin. Shunday qilib, suv tegirmonida g'ildirak tegirmon toshlarini aylantirdi. Va ular un maydalashardi.

• Eolipylus Gerona

Heron davrida uning ixtirosiga o'yinchoq kabi munosabatda bo'lishdi. Amaliy qo'llanilishi topilmadi.

1629 yilda italiyalik muhandis va arxitektor Jovanni Branchi bug 'turbinasi yaratdi, unda pichoqli g'ildirak bug' oqimi bilan harakatga keltirildi.

1815 yilda ingliz muhandisi Richard Treisvik lokomotiv g'ildiragining chetiga ikkita nozul o'rnatdi va ular orqali bug' o'tkazdi.

1864-1884 yillarda yuzlab turbinali ixtirolar muhandislar tomonidan patentlangan.

Gaz turbinasi bug 'turbinasidan farqi shundaki, u qozondan chiqadigan bug' bilan emas, balki yoqilg'ining yonishi paytida hosil bo'lgan gaz bilan boshqariladi. Va bug 'va gaz turbinalarining barcha asosiy tamoyillari bir xil.

Gaz turbinasiga birinchi patent 1791 yilda ingliz Jon Barber tomonidan olingan. Sartarosh o'z turbinasini otsiz aravani harakatga keltirish uchun yaratgan. Barber turbinasining elementlari esa zamonaviy gaz turbinalarida mavjud. 1913 yilda muhandis, fizik va ixtirochi Nikola Tesla dizayni an'anaviy turbinanikidan tubdan farq qiladigan turbinani patentladi. Tesla turbinasi bug 'yoki gaz energiyasi bilan boshqariladigan pichoqlarga ega emas edi.

Ana xolos

Silaev Platon,
Goncharova Valeriya
188-sonli 8 "M" maktabi

Nima?

Turbina - bu pichoqli mashina
kinetikning o'zgarishi mavjud
energiya va / yoki ishchining ichki energiyasi
jismlar (bug ', gaz, suv) mexanik ishlarga
mil ustida.

Bug 'turbinasi.

Bug 'turbinasi ifodalaydi
baraban yoki seriya
aylanuvchi disklar,
bitta o'qga mahkamlangan, ularning
turbinali rotor deb ataladi va
ular bilan almashinadigan bir qator
qattiq disklar,
asosga o'rnatiladi
stator deb ataladi.

Turbinalarning ixtiro tarixi

Bug 'turbinasining markazida
yaratishning ikkita tamoyili mavjud
dan ma'lum bo'lgan rotordagi kuchlar
qadimgi davrlar, reaktiv va
faol. Branquening mashinasida
1629 yilda qurilgan, reaktiv
er-xotin harakatga keldi
g'ildirak kabi g'ildirak
suv tegirmoni.

Parsons bug 'turbinasi

Parsons bug 'turbinasini bog'ladi
elektr generatori bilan
energiya. Turbina bilan
rivojlantirish mumkin bo‘ldi
elektr energiyasi va u kuchaydi
issiqlikka jamoatchilik qiziqishi
turbinalar. 15 yillik izlanishlar natijasida yaratdi
jihatidan eng mukammali
ba'zan reaktiv turbinasi.

Bug 'turbinasi ilovalari

Bug 'turbinalari

Zamonaviyning birinchi peshqadami
bug 'turbinalari o'yinchoq deb hisoblanishi mumkin
2-asrda ixtiro qilingan dvigatel. oldin. AD
Iskandariyalik olim Heron. Birinchidan
zamonaviy bug'ning asoschisi
turbinalar o'yinchoq dvigatel deb hisoblanishi mumkin,
2-asrda ixtiro qilingan. oldin. AD
Iskandariyalik olim Heron.

Birinchi turbina loyihasi

1629 yilda Italiya Branca pichoqli g'ildirak uchun dizayn yaratdi. Bajarishi kerak
Agar bug 'jami g'ildirak pichoqlariga kuch bilan urilsa, aylanish kerak edi.
Bu keyinchalik qabul qilingan birinchi bug 'turbinasi loyihasi edi
faol turbinaning nomi. 1629 yilda Italiyaning Branca loyihasini yaratdi
qaymoqli g'ildiraklar. Agar bug 'jeti kuch bilan aylansa, u aylanishi kerak edi
g'ildirak pichoqlariga uriladi. Bu birinchi bug 'turbinasi loyihasi edi
keyinchalik faol turbina sifatida tanildi. Steam
bu erta bug 'turbinalarida oqim jamlangan emas edi, va
uning energiyasining katta qismi barcha yo'nalishlarda tarqaldi, bu
sezilarli energiya yo'qotishlariga olib keldi. Bularda erta bug 'oqadi
bug 'turbinalari jamlangan emas edi, va uning ko'pchiligi
energiya har tomonga tarqaladi, natijada
sezilarli energiya yo'qotilishi.

Turbinani yaratishga urinishlar

Turbinalarga o'xshash mexanizmlarni yaratishga urinishlar juda uzoq vaqt davomida qilingan.
Heron tomonidan ishlab chiqarilgan ibtidoiy bug 'turbinasi tavsifi ma'lum.
Iskandariya (milodiy 1-asr). I. V. Lindening fikricha, 19-asr tug'ilgan
"material"dan oldin to'xtagan "ko'plab loyihalar"
ularni amalga oshirishdagi qiyinchiliklar. Faqat 19-asrning oxirida, qachon
termodinamikaning rivojlanishi (turbinalar samaradorligini solishtirish mumkin bo'lgan darajada oshirish
pistonli mashina), mashinasozlik va metallurgiya (o'sish
uchun zarur bo'lgan materiallarning mustahkamligi va ishlab chiqarish aniqligi
yuqori tezlikda g'ildiraklar yaratish), Gustaf Laval (Shvetsiya) va Charlz
Parsons (Buyuk Britaniya) mustaqil ravishda mos yaratilgan
sanoat uchun bug 'turbinalari.

Birinchi bug 'turbinasi

Birinchi bug 'turbinasi shved ixtirochisi Gustaf Laval tomonidan yaratilgan. tomonidan
versiyalaridan biri, Laval olib kelish maqsadida uni yaratgan
o'z dizaynimizdagi actionmilk separator. Buning uchun zarur edi
tezlikni boshqarish. O'sha davr dvigatellari etarli darajada ta'minlamadi
aylanish chastotasi. Yagona yo'l dizayn edi
yuqori tezlikdagi turbinasi. Laval ishlaydigan suyuqlik sifatida keng tanladi
o'sha paytda ishlatilgan bug '. Ixtirochi uning ustida ishlay boshladi
loyihalashtirdi va oxir-oqibat ishlaydigan qurilmani yig'di. 1889 yilda
yil, Laval konusning kengaytirgichlar bilan turbinali nozullarni to'ldirdi, shuning uchun
kelajakning ajdodi bo'lgan mashhur Laval nozli paydo bo'ldi
raketa nozullari. Laval turbinasi muhandislik sohasida yutuq bo'ldi. Yetarli
Buning uchun pervanel unda qanday yuklarni boshdan kechirganini tasavvur qiling
ixtirochi uchun qanchalik qiyin bo'lganini tushuning barqaror ishlash turbinalar.
Turbina g'ildiragining katta tezligida, hatto ozgina siljish ham
og'irlik markazi kuchli tebranish va podshipniklarning ortiqcha yuklanishiga olib keldi.
Bunga yo'l qo'ymaslik uchun, Laval aylantirilganda nozik o'qdan foydalangan
egilishi mumkin edi.

Bug 'turbinalari kuchli quvvatga o'rnatiladi
elektr stantsiyalari va yirik
kemalar.
Bug 'dvigatelining ishlashi uchun,
bir qator yordamchi mashinalar va qurilmalar.
Bularning barchasi birgalikda deyiladi
bug 'elektr stantsiyasi.

Pichoqlar bilan rotor
- mobil
turbinaning bir qismi.
Nozullar bilan stator
- harakatsiz
qismi.

Issiqlik dvigatellarining samaradorligi:

Steam
mashina 8-12%
ICE 20-40%
Steam
turbina
20-40%
Dizel
30-36%

ishning kamchiliklari
bug 'turbinasi
Foyda
bug 'turbinasi ishlashi
aylanish tezligi emas
ichida oʻzgarishi mumkin
keng
uzoq vaqt boshlash va
to'xtaydi
bug'ning yuqori narxi
turbinalar
past hajm
ishlab chiqarilgan
elektr, in
munosabati
termal en. hajmi.
aylanish yilda sodir bo'ladi
bir yo'nalish;
yo'qolgan
ishdagi kabi silkinadi
piston
bug 'ishi
turbinalar bo'lishi mumkin
har xil turlari
yoqilg'i: gazsimon,
suyuq, qattiq
baland yagona
kuch

gaz turbinasi
Gaz turbinasi uzluksiz issiqlik dvigatelidir
gaz energiyasini mexanik energiyaga aylantiruvchi harakat
gaz turbinasi shaftasida ishlash. Pistondan farqli o'laroq
dvigatel, gaz turbinasida dvigatel jarayonlari
harakatlanuvchi gaz oqimida sodir bo'ladi. Gaz sifati
turbina samaradorlik samaradorligi bilan tavsiflanadi, ya'ni
mildan chiqarilgan ishning mavjud bo'lgan nisbati
turbina oldidan gaz energiyasi
Hikoya
yaratish
1500 - Leonardo da Vinchi diagramma chizdi
foydalanadigan panjara
gaz turbinasi printsipi
1903 yil - Norvegiyalik Aegidius Jelling birinchi asarni yaratdi
gaz
ishlatilgan turbina
aylanuvchi kompressor va turbina va
foydali ish yaratdi.

Gaz turbinasi turbinali disklar va kompressordan iborat,
bitta milga o'rnatilgan. Turbina shunday ishlaydi: havo
kompressor tomonidan turbinaning yonish kamerasiga AOK qilinadi, u erda
suyuq yoqilg'i quyiladi. Yonuvchan aralashma juda yonadi
yuqori harorat, gazlar kengayadi, shoshiladi
egzoz porti, yo'lda ular turbinaning pichoqlariga tushadi va
ularni aylanishga keltiring.

Ilova
Hozirgi vaqtda gaz turbinalari asosiy sifatida ishlatiladi
dengiz transporti dvigatellari.
Ba'zi hollarda kam quvvatli gaz turbinalari ishlatiladi
nasoslar, favqulodda elektr generatorlari, yordamchi uchun haydovchi sifatida
kuchaytiruvchi kompressorlar va boshqalar.
Asosiy dvigatellar sifatida gaz turbinalari alohida qiziqish uyg'otadi
gidrofoillar va hoverkraftlar.
Gaz turbinalari lokomotiv va tanklarda ham qo'llaniladi.

Gaz turbinasining afzalliklari va kamchiliklari
dvigatellar
Gaz turbinali dvigatellarning afzalliklari
Ish paytida ko'proq bug 'olish imkoniyati (in
pistonli dvigateldan farq qiladi)
Bug' qozoni va bug 'turbinasi bilan birgalikda yuqori samaradorlik
pistonli dvigatel bilan solishtirganda. Shuning uchun ulardan foydalanish
elektr stansiyalari.
Faqat bir yo'nalishda harakat qilish, juda kamroq
tebranish, pistonli dvigateldan farqli o'laroq.
Pistonli dvigatelga qaraganda kamroq harakatlanuvchi qismlar.
ga nisbatan zararli moddalarning emissiyasi sezilarli darajada past
pistonli dvigatellar
Soqol moyining arzonligi va iste'moli.

Gaz turbinali dvigatellarning kamchiliklari
Narxi bir xil o'lchamdagi pistonnikidan ancha yuqori
dvigatellar, chunki turbinada ishlatiladigan materiallar bo'lishi kerak
yuqori issiqlikka chidamlilik va issiqlikka chidamlilik, shuningdek, yuqori o'ziga xoslik
kuch. Mashina operatsiyalari ham murakkabroq;
Har qanday ish rejimida ular pistondan past samaradorlikka ega
dvigatellar. Kuchaytirish uchun qo'shimcha bug 'turbinasi talab qilinadi
samaradorlik.
Mexanik va elektr samaradorligi past (gaz sarfi
Piston bilan solishtirganda 1 kVt soat elektr energiyasi uchun 1,5 barobar ko'p
dvigatel)
Kam yuklarda samaradorlikning keskin pasayishi (pistondan farqli o'laroq
dvigatel)
Yuqori bosimli gazdan foydalanish zarurati, bu
bilan kuchaytiruvchi kompressorlardan foydalanishni taqozo etadi
qo'shimcha energiya iste'moli va umumiy samaradorlikning pasayishi
tizimlari.

Bug 'turbinasi (lot. turbo girdobdan fr. turbina, aylanish) - uzluksiz issiqlik dvigateli bo'lib, uning qanotli apparatida siqilgan va qizdirilgan suv bug'ining potentsial energiyasi kinetik energiyaga aylanadi va u o'z navbatida mexanik ishlarni bajaradi. mil.

Turbina uchta tsilindrdan (yuqori bosimli silindr, yuqori bosimli silindr va past bosimli silindr) iborat bo'lib, ularning korpuslarining pastki yarmi mos ravishda 39, 24 va 18 deb belgilangan.Tsilindrlarning har biri statordan, asosiy elementdan iborat. shundan sobit tanasi va aylanuvchi rotor. Tsilindrlarning alohida rotorlari (yuqori bosimli silindrli rotor 47, TsSD 5 rotor va LPC rotori 11) muftalar 31 va 21 bilan qattiq bog'langan. Elektr generator rotorining yarim muftasi 12 muftaga biriktirilgan va qo'zg'atuvchi rotor. unga bog'langan. Tsilindrlar, generator va qo'zg'atuvchining yig'ilgan alohida rotorlari zanjiri milya chizig'i deb ataladi. Uning uzunligi ko'p sonli silindrli (va zamonaviy turbinalarda eng katta soni 5 ta) 80 m ga etishi mumkin.

Ishlash printsipi Bug 'turbinalari quyidagicha ishlaydi: bug 'qozonida hosil bo'lgan bug' yuqori bosim ostida turbinaning pichoqlariga kiradi. Turbina aylanadi va generator tomonidan ishlatiladigan mexanik energiya hosil qiladi. Jeneratör elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Bug 'turbinalarining elektr quvvati stansiyaning kirish va chiqishidagi bug' orasidagi bosim farqiga bog'liq. Bir qurilmaning bug 'turbinalari quvvati 1000 MVt ga etadi. Issiqlik jarayonining xarakteriga ko'ra bug 'turbinalari uch guruhga bo'linadi: kondensatsiya, isitish va maxsus maqsadli turbinalar. Turbina bosqichlarining turiga ko'ra ular faol va reaktiv deb tasniflanadi.

Bug 'turbinalari - afzalliklari Bug' turbinasi har xil turdagi yoqilg'ida ishlashi mumkin: bug 'turbinalarining gazsimon, suyuq, qattiq ishlashi har xil turdagi yoqilg'ida mumkin: gazsimon, suyuq, qattiq bug' turbinalarining ta'sirchan manbasi.

Bug 'turbinalari - kamchiliklar bug' qurilmalarining yuqori inertsiyasi (uzoq ishga tushirish va to'xtash vaqtlari) bug' qurilmalarining yuqori inertsiyasi (uzoq ishga tushirish va to'xtash vaqtlari) bug' turbinalarining yuqori narxi bug' turbinalarining yuqori narxi ishlab chiqarilgan elektr energiyasining past hajmi, ishlab chiqarilgan elektr energiyasi hajmiga nisbatan. issiqlik energiyasi ishlab chiqarilgan elektr energiyasining past hajmi, issiqlik energiyasi miqdoriga nisbatda Bug 'turbinalarini qimmat ta'mirlash Bug' turbinalarini qimmat ta'mirlash Og'ir yoqilg'i moylari va qattiq yoqilg'ida ekologik ko'rsatkichlarning pasayishi. yoqilg'i moylari va qattiq yoqilg'i

Ilova: Parsons reaktiv bug 'turbinasi bir muncha vaqt asosan harbiy kemalarda ishlatilgan, ammo asta-sekin ixcham kombinatsiyalangan faol-reaktiv bug 'turbinalariga o'z o'rnini bo'shatib berdi, ularda yuqori bosimli reaktiv qism bitta yoki ikki tojli faol disk bilan almashtirildi. Natijada, pichoq apparatidagi bo'shliqlar orqali bug 'oqishi tufayli yo'qotishlar kamaydi, turbina sodda va tejamkor bo'ldi. Issiqlik jarayonining xarakteriga ko'ra, bug 'turbinalari odatda 3 asosiy guruhga bo'linadi: kondensatsiya, kogeneratsiya va maxsus maqsadlar.

PTM ning asosiy afzalliklari: Keng quvvat diapazoni; O'sish (1,2-1,3 marta) ichki samaradorlik (~75%); O'rnatish uzunligini sezilarli darajada qisqartirish (3 martagacha); O'rnatish va ishga tushirish uchun kam kapital xarajatlar; Yong'in xavfsizligini ta'minlaydigan va qozonxonada ishlashga imkon beruvchi neft ta'minoti tizimining yo'qligi; Turbina va boshqariladigan mexanizm o'rtasida vites qutisi yo'qligi, bu ishning ishonchliligini oshiradi va shovqin darajasini pasaytiradi; Milning aylanish tezligini turbinali qurilmaning bo'sh turishidan yukiga qadar silliq tartibga solish; Kam shovqin darajasi (70 dBA gacha); Kam o'ziga xos tortishish (6 kg / kVtgacha o'rnatilgan quvvat) Yuqori xizmat muddati. Turbinaning to'xtatilishidan oldin ishlash muddati kamida 40 yil. Turbinani mavsumiy ishlatish bilan qoplash muddati 3 yildan oshmaydi.

PTM tipidagi bug 'turbinasiga asoslangan turboelektr generatori ichki samaradorlikni oshirish, uzoq xizmat qilish muddati, kichik o'lchamlar, keng turdagi yuklarni silliq boshqarish, moy ta'minoti tizimining yo'qligi va o'rnatish qulayligi tufayli boshqa energiya manbalari bilan taqqoslanadi. .

• Talabalarni tanishtirish
• qurilma va printsip bilan
• bug 'turbinasi ishlashi.
• Issiqlik samaradorligi tushunchasi bilan tanishtiring
• dvigatel.
• Muammolarni aniqlang
• atrof-muhitni muhofaza qilish.

• Maqsadlar:

• bu siqilgan va qizdirilgan suv bug'ining potentsial energiyasi kinetik energiyaga aylanadigan uzluksiz issiqlik dvigatelidir, bu esa o'z navbatida milda mexanik ishlarni bajaradi.

Turbo (lat.) - 19-asr oʻrtalarida boʻron

• Turbinalar

• Steam

• Gaz

Bug 'turbinasi diagrammasi

• 1 - nozul
• 2 - pichoqlar
• 3 - bug '
• 4 - disk
• 5 - mil

ILOVA:

• U issiqlik, atom va gidroelektrostansiyalarda elektr generatori uchun haydovchi sifatida, dengiz, quruqlik va havo transportida dvigatel sifatida, gidrodinamik uzatishning ajralmas qismi sifatida ishlatiladi.
• Turbinaga o'xshash qurilma, lekin pichoqlarni mildan aylantirish uchun haydovchiga ega - kompressor yoki nasos.
• Dunyodagi eng kuchli elektr stantsiyasi joylashgan Janubiy Amerika Parana daryosida. Uning 18 turbinasi soatiga 12 600 million vatt elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

• ishning kamchiliklari
• bug 'turbinasi

• aylanish tezligini keng o'zgartirish mumkin emas
• uzoq boshlash va to'xtash vaqtlari
• bug 'turbinalarining yuqori narxi
• ishlab chiqarilgan elektr energiyasining past hajmi, issiqlik energiyasining hajmiga nisbatan.

• Foyda
• ish
• bug 'turbinasi

• aylanish bir yo'nalishda sodir bo'ladi;
• pistonning ishlashi paytida bo'lgani kabi, hech qanday zarba yo'q
• bug 'turbinalari har xil turdagi yoqilg'ida ishlashi mumkin: gazsimon, suyuq, qattiq
• yuqori birlik quvvati

• ishchi organ

• Isitgich

• Muzlatgich

• A n \u003d 1-Q2

Samaradorlik formulasi

• Ap - foydali ish;
• Q1 - issiqlik miqdori,
• isitgichdan olingan;
• Q2 - issiqlik miqdori
• muzlatgichga beriladi.

Samaradorlik omili (COP)

• 1 (yoki 100%) dan oshmasligi kerak
• Bug 'dvigatelining samaradorligi ≈ 8–12%
• Bug 'yoki gaz turbinasi > 30%
• ICE ≈ 20-40%

• Samaradorlikni oshirish yo'llari
• bug 'turbinasi

• 1) qozonning yanada mukammal issiqlik izolatsiyasini yaratish;
• 2) qozondagi haroratning oshishi, shuningdek, bug 'bosimining oshishi

Atrof-muhit muammolari

• O'rtacha atmosfera haroratining ko'tarilishi
• Iqlimning o'zgarishi
• "Issiqxona effekti" ni shakllantirish
• yo'qolishi ba'zi turlari hayvonlar, qushlar, o'simliklar
• Kislota yomg'irlari

Muqobil energiya manbalari

• Issiqlik dvigatellari:
• 25,5 milliard tonna uglerod oksidi
• 190 million tonna oltingugurt oksidi
• 65 million tonna azot oksidi
• 1,4 Mt CFC
• Qo'rg'oshin, kadmiy, mis, nikel va boshqalar.

• quyosh energiyasi
• Elektr
• Magnit maydon energiyasi
• Shamol energiyasi

Gustaf de Laval tomonidan ishlab chiqilgan

• 1883 yilda shved Gustaf de Laval ko'p qiyinchiliklarni engib, birinchi ishlaydigan bug 'turbinasini yaratishga muvaffaq bo'ldi. Bir necha yil oldin Laval sut ajratuvchi uchun patent olgan edi. Uni ishga tushirish uchun juda yuqori tezlikda harakatlanish kerak edi. O'sha paytdagi mavjud dvigatellarning hech biri vazifani qoniqtirmadi. Laval faqat bug 'turbinasi unga kerakli aylanish tezligini berishi mumkinligiga amin edi. U uning dizayni ustida ishlay boshladi va oxir-oqibat o'zi xohlagan narsaga erishdi.

Tarixdan

• Laval turbinasi engil g'ildirak bo'lib, uning pichoqlarida o'tkir burchak ostida o'rnatilgan bir nechta nozullar orqali bug 'induktsiya qilingan.
• 1889 yilda Laval nozullarga konusning kengaytirgichlarini qo'shish orqali o'z ixtirosini sezilarli darajada yaxshiladi. Bu turbinaning samaradorligini sezilarli darajada oshirdi va uni universal dvigatelga aylantirdi.

Charlz Parsons tomonidan ishlab chiqilgan

• 1884 yilda ingliz muhandisi Charlz Parsons ko'p bosqichli reaktiv turbinaga patent oldi, u maxsus elektr generatorini boshqarish uchun ixtiro qildi.
• 1885 yilda u ko'p bosqichli reaktiv turbinani loyihalashtirdi, keyinchalik u issiqlik elektr stantsiyalarida keng qo'llanila boshlandi.

Uy vazifasi:

• § 23, 24;
• kartalar,
• testga tayyorlaning