> Энциклопедический словарь Гранат, страница 346 > Передана тепла от нагретых газов совершается главным образом при помощи теплопередачи соприкосновением

Передана тепла от нагретых газов совершается главным образом при помощи теплопередачи соприкосновением

Передана тепла от нагретых газов совершается главным образом при помощи теплопередачи соприкосновением, от нагретых твердых тел—при помощи лучеиспускания. Последний способ теплопередачи еще до спх пор мало изучен, и физика не дает технику почти никаких данных для возможности учета. Лучеиспускание абсолютно чернаго

Фигура 33,

имного расположения поверхностей, отдающих и воспринимающих тепло; так как она до этих пор неизвестна, то в таком виде пользоваться уравнением нельзя, и его преобразовывают:

-dQ=[k0+-](T-t)dH

и заменяют выражение dQ через ВсУ dT, где В часовое количество сжигаемого топлива в килограммахр., V количество кубических литров газа, получаемых при сжигании 1 килограммр. топлива, а с объёмная теплоемкость полученных газов—и получают выражение:

-BcVdT=[k0+5-t] (Т—t) <1Н.

Далее выражение в квадратных скобках [], несмотря па очевидную зависимость от температуры, считают за постоянное (1) и тогда интегрируют и получают формулу:

__ ВсВ Tx-t Н~ k ИП T,-t

которой и пользуются при подсчетах опытов, когда определяют к, и обратно при тепловых рассчетах котла, когда, задавшись к, определяют или температуру, или поверхность нагрева котла. Несмотря на шаткие основания теории теплопередачи, результаты проектирова-

Фпг. 34.

ния почти совпадают с действительностью, если только были хорошо выбраны коэффициенты теплопередачи; но последние колеблются в очень широких пределах, от 4 до 40—50, и в выборе их часто заключается искусство проектирующого. Понятно, такое положение надо рассматривать как временное, так как еще до этих пор очень мало лиц и учреждений, ставящих научные опыты с котлами и котельными установками, да и сама теория теплопередачи еще ждет разработки.

Разсчет парового котла на прочность не представляет особенных затруднений, отчасти потому, что при рассчетах на прочность довольствуются небольшой точностью и всегда имеют значительный запас прочности, отчасти потому, что имеется большой опыт в этом направлении и много хороших и плохих образцов, по аналогии с которыми возможно разобрать каждый новый случай; кроме того, для более сложных случаев имеются опыты, произведенные в лабораториях испытания материалов. Вообще непрочный котел грозит взрывом, то есть большой катастрофой,нередко с человеческими жертвами, и заводу, строящему котлы, очень важно, чтобы с котлами, выпущенными им, этого не случалось, так как иначе он потеряет рынок. Если же котел сконструирован прочно, но неправильно в смысле теплового рассчета, то он будет стоить дорого его хозяину, так как будет всегда расходовать лишнее топливо; но об этом еще иной раз и пе знает и хозяин, а со стороны этого почти но видно. Поэтому до этих пор заводы, исполняющие котлы, довольно мало обращают внимания на тепловую сторону, предоставляя это делать своим покупателям.

Эксплуатация котельных установок. Заведующему котельной установкой необходимо следить, чтобы она правильно работала, то есть чтобы она была безопаснав работе и чтобы не ухудшалась ея экономичность. Для этого служат предупредительные и контрольные приборы; о некоторых, как манометр, водомерное стекло, предохранительный клапан, а также термометр перегретого пара, мы уже упоминали, они указывают лишь на безопасность; сюда же еще следует причислить текущие анализы воды и контроль водоочищения, необходимые чтобы быть уверенным, что не имеется излишнего слоя накипи. Для суждения об экономичности служат испытания котельной, производимия периодически, через более или менее продолжительные промежутки времени, и текущий контроль по расходу топлива, количеству полученного пара, температуре и составу отходящих газов; иногда ещо прибавляется сюда и отбор средней пробы топлива и определение его теплотворной способности. Испытание котельной требует много наблюдателей и много приспособлений, должно быть произведено при разных нагрузках и избытках воздуха, чтобы получить вполне точные результаты,—поэтому выполняется довольно редко. Оно дает возможность определить, каковы потери в окружающую среду (Q„) и в какой мере имеют место потери on, неполноты сгорания механической (Q4) и химической (Q3); и очень часто заставляет несколько изменить конструкцию или метод топления для понижения последних потерь. Трудность производства испытания заставляет пользоваться текущими наблюдениями для того, чтобы иметь характеристики утилизированного тепла (Qj) или тепла, потерянного отходящими газами (Q2). В первом случае наблюдают количество произведенного пара (D) и затраченного, сожженного топлива (В). В том случае, когда температура питательной воды (tx), давление пара в котле (Рк), температура перегретого пара (tne),a также типлотворная способность топлива (Q0) постоянны, что бываетдовольно часто,—частное—, называемое види-В

мою испарительностью топлива, будет пропорционально утилизированному теплу (Qt). В тех же случаях, когда указанного постоянства не наблюдается, необходимо каждый раз вычислять испарительность при одинаковых условиях, каковыми обычно считаются при получении нормального пара, то есть пара, для образования килограмма которого необходимо затратить 637 калорий. Испарцтельность топлива, пересчитанная па нормальный пар, называется истинною испарительностью топлива. Для учета получениого пара или пользуются паромерами разных систем, или же водомерами, считая при этом, что количество вкаченной воды равняется количеству пара, отданного из котлов. Во втором случае наблюдают температуру отходящих газов и состав их, большей частью лишь содержание углекислоты, что характеризует собой избыток воздуха; эти данные, при условии полного сгорания, дают возможность определить потерю отходящими газами и следить за постоянством этой потери. Для определения температуры употребляют в большинстве случаев или термоэлектрические пирометры, или термометры сопротивления, причем довольно редко пользуются самопишущими термометрами,—гораздо чаще централизуют показания термометров и довольствуются записью через х/4—/з часа. Состав газов очень часто определяется самозаписывающими анализаторами, среди которых на первом месте по надежности работы стоят анализаторы, основанные на принципе поглощения углекислоты едким кали, как, например, Адос, Эккардт и так далее Отметим еще раз, так как это очень важно, что приборы эти не дают указания на неполноту сгорания и определить ее можно, только периодически анализируя газы прибором Орса.

Надзор за паровыми котлами и законодательство. Раньше все котлы в России находились под надзором правительственных техников. Закон 21 апреля 1910 года предоставил право министру торговли и промышленности утверждать уставы обществ и союзов, образуемых владельцами паровых котлов, причем котлы членов обществ и союзов освобождаются от надзора правительственных техников, и казенный сбор с них взимается в половинном размере. Насколько этот закон был жизненен, можно судить

По тому, что уже к концу 1910 года организовалось 9 обществ: Петроградское, Московское, Одесское,

Киевское, Южно-Русское (Харьков), Северное (Петроград), Бакинское, Рижское, Варшавское. Затем организовались еще Волжское (Саратов), Северо-Западное (Вильна) и Общество по надзору за котлами частных железных дорог. Уставами этих обществ предусматривается не только надзор за паровыми котлами в смысле обеспечения их безопасности, но также и техническая помощь своим членам в самом широком смысле: обучение персонала, обслуживающого котлы и машины, производство испытаний, улучшение старых установок, проектирование новых, издание печатных органов и так далее, и так далее Почти все общества еще находятся в периоде организационной работы, так как слишком велико предоставленное им поле деятельности и слишком велика в России потребность в этой деятельностп; но уже сейчас мы имеем несколько издаваемых журналов, были организованы некоторыми обществами курсы кочегаров, другия общества остановились на инструкторах (подвижные школы), почти все общества начали производить так называемия «необязательные работы»: исследования парового хозяйства, ипднцировку машин, советы по переустройству теплового хозяйства и так далее, причем все эти работы у нас в России имеют особенное значение, так как часто даже довольно крупные фабрики лишены какого-нибудь технического надзора и работают с использованием тепла в 40—50%, тогда как без особых почти затрат возможно иметь использование тепла в 70—80%. Поэтому надо ожидать, что по окончании организационной работы общества смогут дать могучий толчок для поднятия пашей промышленности. Аналогичные общества в Англии работают с 1854 года, в Германии с 1865 г., и в 70-х г. уже возникло много обществ в Германии, франции, Бельгии и других странах Европы. В России до закона 1910 г. возникли общества в Варшаве, в 1901 г., и в Москве, 1902 г., но они не могли сильно развить свою деятельность, так как параллельно с ними работал правительственный надзор, и поэтому следует считать 1910 г. годом возникновения котлонадзорных обществ. Законодательство наше относительно паровых котлов ждет переработки. Последния изменения были в 1890 г. и до этих пор оно находится в таком состоянии, что, например, нет никакого указания, какой толщины должна быть стенка парового котла, но имеется указание, что «помещение парового котла должно быть отделено от жилых комнат или мастерских, еслитаковия находятся рядом, каменною или кирпичною стеною, толщиною в 1/« аршина», или, например, имеются указания, что стенки котлов, находящихся в соприкосновении с продуктами горения, должны быть из железа и не могут быть из чугуна, а в экономей-зере, изготовляемом из чугуна, вода мозкет нагреваться до какой угодно температуры (запрети пет), а взрыв экономейяера по своей разрушительности почти нисколько не уступает взрывам котлов. Следует надеяться, что на съездах котлопадзорных обществ вопросы эти будут подняты и разработаны и затем пройдут соответствующие законы.

Литература. Наибольшее представление о современном положении вопроса о тепловом рассчете дает конспект лекций: «Котельные установки», К. Кирша, изданный на правах рукописи; но в виду крайне конспективного изложения вполне понятен только для лиц, слышавших лекции автора. Очень много материала имеется в выпусках Известий Механического Института Имп. Техн. Уч. Ряд статей в текущей журнальной литературе: в «Бюллетенях Политехнического О-ва», в «Вестнике О-ва Технологовъ», в «Известиях Киевского О-ва для надзора за П.к.» и других. Если зко не касаться современного полозкения теплового рассчета, то следует указать как наиболее полные курсы: А.Пред-теченский, «Курс П. к.», А. И. Гавриленко, «Паровые котлы», Г. Ф. Депп, «Паровые котлы». Из иностранных книг нет ни одной с полным изложением теплового рассчета, хотя у следующих авторов узке появились зачатки теплового рассчета: G.Herberi7,«Handbuch der Feuerungstechnik und des Dampfkesselbetriebes», C. Lanyi, «Berechnung der Dampfkessel,Feuerungen, t)ber-hitzer und Vohrwarmer»; R. Spalckhaver und Fr. Schneiders, «Die Dampfkessel nebst ihren Zubehorteilen und Hilfsein-richtungen». Другия книги теплового рассчета касаются очень мало, но оне дают значительный материал в других направлениях: F. Telzner, «Die Dampfkessel»; А. Pehlhausen, «Die Dampfkessel-Anlagen»; 0. Herre, «Die Dampfkessel»; Seibert, «Dampfkessel, Dampfma,schi-nen und andere Warmekraftmaschinen» (как краткое руководство); H.de B. Parsons,«Steam Boilers their theory and design»; E. Shaly, «Steam Boilers»; Fr. S. Rowan, «The practical physics of the Modern Steam Boiler». Кроме того, надо указать на журнальную литературу, в которой разбросано очень много интересных статей и заметок.

И. Арбатский.

Получение работы возможно лишь после В турбинах малой мощности, до 300— перехода избытка давления (потенциаль- 600 л. с., встречается еще одноколесный ной энергии) в живую силу (кинетиче- тип, с особой формой активного косную энергию), с которой пар подхо- леса, несущого два ряда лопаток и надит к соответственно загнутым ло- званного, по имени своего изобретателя, паткам на окружности турбинного ко- американца Кёртиса, колесом Кёртиса. леса. Казкдая турбина состоит из Продольный разрез турбины (фигура 1) двух главных частей: направляющого представляет комбинированную тураппарата и рабочого колеса. Первый! бипу с колосом Кёртиса L и следующим за ним ря-

Разрез а—в. дом из 22+19 реактивных колес. Высота лопаток реактивных колес постепенно возрастает с расширением работающого в турбине пара. К колесу Кёртиса пар подводится соплами, занимающими лишьне-значительную часть окружности (парциальный впуск), что видно из разреза по А—В. Предохранительный клапан U защищает корпус турбины от опасного для ого прочности повышения давления.

История. Первое описание прибора, действующого паром, сделано Гороном за 100 лет до Р.

X. Описанный у него прибор, названный эо-липилсм (фигура

2), представлял собой шаровой сосуд, поддерживаемый по диаметру острием q и шарнирной трубкой о. При по-догревании налитой в пилений сосуд воды в ном образовывался пар,“’вытекавший нарузку по двум, загнутым по касательной к шару, трубкам z, w. Силой реакции выбрасываемых струй пара сосуд приводился во вращение. Следующие века христианства и Возро-зкдения не оставили нам определенных

Фигура 1.