ПАРОВЫЕ МАШИНЫдавлению в паровом котле; в) расширение пара происходит не по адиабате, как в цикле Ранкина, а по политропе; г) кривая расширения не доводится до давления выпуска р2, как это указано в цикле Ранкина, а? укорачивается, и выпуск начинается при более высоком давлении; это сделано для устранения недостатка цикла Ранкина, а именно — большого объема, нужного для доведения кривой расширения до точки с. Машина, работающая по циклу Ранкина, должна была бы иметь большой объем цилиндра, а это удорожило бы машину и увеличило потери, связанные с объемом цилиндра. Из 'Сравнения обеих диаграмм видно, что цикл Ранкина является как бы идеалом для рабочего процесса паровой машины. — Отношение ТИг-: W, в котором Wt — работа за один ход поршня действительного процесса, a W — идеального, называется относительным кпд (rig).
Очевидно, что этот коэффициент равен отношению площадей соответственных индикаторных диаграмм действительного и идеального процессов, т. к. работы W} и W измеряются площадями диаграмм. Если обозначим через Жо работу, эквивалентную полной теплоте пара, приобретенной в котле, то отношение, где А — термический эквивалент работы, г — теплосодержание свежего пара, — тепло, отдаваемое котлу при питании его кондент сатом; это отношение работы идеального процесса к работе, эквивалентной полной теплоте пара, приобретенной в котле, есть не что иное, как термический кпд. Отношение действительной работы Wi (индикаторной) к работе Жо, показывающее, какая доля тепла, внесенного Механич. потеря = паром в цилиндр, использоИспользование вана в действительном проРис. 3. Тепловой цессе, называется индипоток паровой каторным кпд (^); из установки: Qp — данных определений следует, тепло топлива, отнесенное к 1 кз что работа, соответствующая — его; Qa — тепло, от — действительному процессу, ввде°теплаТЛводя — обозначенная нами через яого пара; qp' — называется индикаторной, тепло, распола — Этаработанеможетбытьпе? a? eneM°eQe-? IS" РеДана целиком на вал машило, могущее быть ны, так как в машине имеютиспользованным ся еще механические потери, necce^Q — тепло’ т — е- тРение поршня о стенки преобразованное цилиндра, штока в сальниках, в индикаторную крейцкопфавпараллелях, ваботуГо^^тепло’ ла в подшипниках и т. д. Как обращенное в эф — на преодоление сопротивлеФективную рабо — ний от трения, так и на приТУ НащиныТ ма" веДение в действие насосов, обслуживающих конденсатор ^машины, затрачивается часть работы. Таким «образом, на валу машины осуществляется работа We, по величине меньшая, чем Ж<.
Работа We называется эффективной. — Отношение работ эффективной к индикаторной называют механич. кпд и обозначают так что т]м = . Для учета всех потерь в машине (тепловых и* механических) вводятся все указанные кпд и определяется т. н. эффективный кпд rje = rig • rit • т) м = %• т]м. Эффективный кпд показывает, какая доля тепла, введенного
шишв машину, преобразована в полезную механич. работу на валу машины. Если желательно знать кпд не только машины, но всей паросиловой установки, т. е. и машины и котла, то необходимо учесть потери тепла ив котле, для чего нужно ввести его кпд. Обозначая кпд котла через т]к, а кпд всей установки через получим Tj9K = Tik-i]e = 7}k-T]g-Tir7iM. Коэффициент т]эк называется экономическим кпд установки.
Значения коэффициентов полезного действия, к-рые можно принять практически для П. м. и паровой установки, приведены в следующей таблице: Название кид
кпд » » » »
котла....................... относительный . . . термический .... механический . . . экономический . . .
Обозначение кпд
Ум Ъэк
Величина кпд средняя хорошая 0, 75 0, 80 0, 25 0, 90 0, 135
0, 90 0, 85 0, 30 0, 95 0, 225
Для наглядности процесса использования тепла в паровой установке на рис. 3 изображен тепловой поток, протекающий по тепловой цепи установки.
Меры по повышению экономичности П. м. Повышение экономичности П. м. достигается: уменьшением потерь тепла в машине, повышением начального давления пара, понижением давления выпуска и использованием теплоты отработанного пара. К числу внутренних потерь, наряду с потерей на пропуски пара и на отдачу тепла в окружающую среду, потерями в паропроводе и в распределительных органах при впуске пара в цилиндр, относятся также потери, обусловленные т. н. начальной конденсацией, к-рая представляет собой осаждение влаги из свежего пара в период впуска, вследствие передачи тепла стенкам цилиндра, охлажденным — в период расширения и выпуска и не успевшим нагреться в период сжатия (эта начальная конденсация вызывает дополнительный расход пара от 20 до 40% от полезного), и понижает кпд паровых машин.
Для уменьшения начальной конденсации применяют: а) паровые рубашки, обогревающие стенки цилиндра снаружи, б) расширение пара в нескольких цилиндрах, с целью машины уменьшения темпера
Рис. 4. иСхема ее индикатортурных перепадов в Штумпфа ные диаграммы. цилиндре, влияющих на начальную конденсацию, в) перегретый пар, который может начать конденсироваться, лишь охладившись на величину теплоты перегрева, г) прямой ток в цилиндре (напр. прямоточные П. м. Штумпфа, стенки цилиндра к-рых не подвергаются переменному нагреву и охлаждению).
На рис. 4 изображена схема цилиндра прямоточной машины Штумпфа. Свежий пар по патрубкам Р и впускным каналам а через клапаны В поступает в обе полости цилиндра А и протекает к выпускным окнам Ъ, к-рые расположены на середине рабочей части цилиндра. Поршень N выполнен длинным и имеет на своих концах поршневые кольца ш. При указанном
