Володарь железного града
Шрифт:
Перегретый пар при охлаждении не конденсируется пока его температура не понизится до температуры насыщенного пара при данном давлении. Перегретый пар более подвижен, чем насыщенный, имеет больший удельный объем, т. е. объем 1 кг перегретого пара при том же давлении больше объема 1 кг насыщенного пара. Поэтому при тех же размерах цилиндров машины требуется перегретого пара меньше, чем насыщенного, для получения одной и той же мощности. Это позволяет иметь меньший расход пара и получить экономию воды и топлива. Чем выше температура перегрева пара, тем экономичнее работает паровоз.
Процесс перегрева пара на паровозе заключается в том, что пар из парового пространства котла через паросушитель поступает в элементы пароперегревателя, где перегревается с давлением, равным котловому. Этот процесс позволяет пару
клапанная коробка
Стефенсон не лучший, но самый простой. ГГ вместо эксцентриков использовал эксцентриковые стержни и кривошипы с двойным возвратом, а также пусковое расширительное звено.
Для тяжелого паровоза Ставр проектируется движки типа Compound Unaflow в конфигурации каскадного компаунда. В паровом двигателе однопоточного типа используется пар, который течет только в одном направлении в каждой половине цилиндра. Тепловой КПД увеличивается за счет температурного градиента вдоль цилиндра. Пар всегда входит в горячие концы цилиндра и выходит через отверстия в более холодном центре. За счет этого уменьшается относительный нагрев и охлаждение стенок цилиндра. Однопоточные двигатели потенциально допускают большее расширение в одном цилиндре без относительно холодного выхлопного пара, протекающего через горячий конец рабочего цилиндра и паровые порты обычного «противотока» паровой двигатель во время такта выпуска. Это условие обеспечивает более высокий тепловой КПД. Выхлопные отверстия открыты только на небольшую часть хода поршня, при этом выпускные отверстия закрываются сразу после того, как поршень начинает движение к входному концу цилиндра. Пар, остающийся в цилиндре после закрытия выпускных отверстий, улавливается, и этот захваченный пар сжимается возвращающимся поршнем. Это термодинамически желательно, так как предварительно нагревается горячий конец цилиндра перед впуском пара. Однако риск чрезмерного сжатия часто приводит к тому, что на головках цилиндров находятся небольшие вспомогательные выпускные отверстия. Такая конструкция называется полупотоковым двигателем. Будет использоваться трехцилиндровый прямоточный двигатель с впускными клапанами типа «Баш» на CO2 цикле.
плюсы паровиков
Пар подаётся в цилиндр с двух сторон, поэтому каждый ход парового двигателя рабочий (у 4-тактного ДВС только один рабочий ход из четырёх). Отсюда хорошая литровая мощность.
Горячий пар имеет меньшую температуру, чем сгорающее топливо, поэтому у парового двигателя более мягкий температурный режим. Ему не требуется специальное охлаждение.
Давление подаваемого пара нарастает не так резко, как при вспышке топливно-воздушной смеси в ДВС. Кроме того, паровой двигатель работает на низких оборотах. Отсюда большой ресурс, надёжность и долговечность.
Паровой двигатель автоматически увеличивает крутящий момент. Он обеспечивает плавный ход без рывков и очень большую силу тяги на низах. Пар расходуется в зависимости от нагрузки, а мощность всегда используется рационально. На ДВС это невозможно в принципе.
Паровой двигатель может обойтись без сцепления и коробки передач. Реверс позволяет ехать вперёд и назад с одинаковой скоростью. Как следствие, трансмиссия значительно упрощается. В удобстве управления паровой автомобиль столетней давности обойдёт большинство современных машин.
В отличие от ДВС, паровой двигатель может запускаться сам, достаточно лишь подать пар. Когда машина останавливается у светофора, паровой двигатель выключается и вообще не расходует пар. ДВС же приходится сжигать топливо вхолостую.
Паровой двигатель простой, компактный и надёжный, его можно объединить с дифференциалом и расположить под полом. Низкий центр тяжести даёт автомобилю хорошую устойчивость. По удобству управления
Современная паро-поршневая машина. При частотах вращения 750–1500 об/мин и мощностях до 1200 кВт современные немецкие паровые моторы Spilling и чешские PM-VS имеют расход пара2 в 1,3–1,5 раза меньший, чем у паровых турбин.
Современный швейцарский паровой автомобиль DLM бестопочный на ПА 120 атмосфер, запас хода около 10 км.
Инженер Дековиль придумал изготавливать рельсошпальную решётку из металлических элементов, каждый из которых весил немного, но при этом легко монтировался и демонтировался. Система дешевле щитового гибкого пути, днако требует подготовки земли или ровного участка. Частично заменила щитовой гибкий и жёсткий путь, а всего у князя временных путей уже 35 км. (декавильки 14) чего хватает и на разработку леса, и на прокладку узкоколейки. Вес декавильки с рельсом РД 11 36 тонн на километр, ширина колеи 500 и 350 мм (внутрицеховой формат пневматика). Рельса типа Р 7, скорость укладки километра пути 8 (пн-гайковёрт) –16 часов. (часть элементов таки деревянные, в частности шпалы из досок сращенных нагелями)
Пароходикилодки делали уже с гребными винтами)
тип паровика (один цилиндр) на малой лодкеИзоляция массовых котлов-аккамуляторов — базальтовой ватой. Планируются более протсые котлы типа https://www.youtube.com/watch?v=mUTzb2jvgFc
Насос Хэмпфри — при сгорании газовой смеси в верхней камере столб воды в трубе получает импульс от расширившихся газов в сторону верхнего резервуара. При этом в верхней камере создается разрежение и вода некоторое время продолжает двигаться. В этот момент впускной клапан засасывает воду и открывается клапан сверху для впуска воздуха для продувки. Столб воды начинает делать обратное движение и отработавшие газы вместе с воздухом для продувки выталкиваются вверх, вода доходит до выпускного клапана и закрывает его. Часть воздуха остается в верхней части в сжатом состоянии и этот воздух толкает воду опять в сторону верхнего резервуара. Опять возникает разрежение, которое используется уже не для засасывания воды, а для засасывания смеси воздуха и газа. Теперь нужно подождать, пока вода опять начнет сжимать уже газовоздушную смесь и при максимальном сжатии — поджечь ее. Все пойдет опять.
Насос Хамфри состоит из большой U-образной трубки, наполненной водой. Один конец закрыт тяжелой чугунной «головкой сгорания». Головка сгорания содержит впускной и выпускной клапаны, источник воспламенения и выдерживает давление камеры сгорания. Вода поступает в насос через подпружиненные впускные клапаны под камерой сгорания. Отличительной особенностью насоса Хамфри по сравнению с другими насосами является то, что вода должна проходить только через этот единственный набор клапанов: нет обратных выпускных клапанов, только инерция подаваемой воды в выпускной трубе используется для контролировать его поток. Поскольку нагнетательные клапаны не открываются и не закрываются внезапно, поток воды изменяется плавно, избегая гидроудара и обычных проблем для этого типа насоса.
Горючий газ, смешанный с воздухом, подается в камеру сгорания и затем воспламеняется электрической искрой. Силы расширяющегося газа приводит в воду вниз из камеры сгорания и ускоряют его по напорной трубе. Когда давление в камере падает до давления воды на входе, подаваемая вода больше не ускоряется, но большая масса воды в длинной трубе продолжает течь по своей собственной инерции. Это снижает давление в камере ниже атмосферного, что вызывает открытие впускного воздушного и газового клапанов, втягивая свежий воздух в качестве эффекта продувки. Когда вода начинает стекать обратно в U-образный клапан, это увеличивает давление в камере и приводит к открытию выпускных клапанов.