|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Turbina de vapor. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Una turbina de vapor es un motor térmico que convierte la energía del vapor en trabajo mecánico. En el aparato de palas de una turbina de vapor, la energía potencial del vapor de agua comprimido y calentado se convierte en energía cinética, que a su vez se convierte en trabajo mecánico: la rotación del eje de la turbina. El vapor de la unidad de caldera de vapor entra a través de las paletas guía en las palas curvas fijadas alrededor de la circunferencia del rotor y, actuando sobre ellas, hace girar el rotor.
De acuerdo con turbinas hidráulicas, la invención y distribución de las turbinas de vapor fue de gran importancia para la energía y la electrificación. El principio de su funcionamiento era similar al de las hidráulicas, con la diferencia, sin embargo, de que la turbina hidráulica era impulsada por un chorro de agua y la turbina de vapor por un chorro de vapor calentado. De la misma manera que la turbina de agua representó una nueva palabra en la historia de las máquinas de agua, la máquina de vapor demostró las nuevas posibilidades de la máquina de vapor. La antigua máquina de Watt, que celebró su centenario en el tercer cuarto del siglo XIX, tenía una baja eficiencia, ya que el movimiento de rotación se obtenía en ella de forma compleja e irracional. De hecho, como recordamos, el vapor no movía la rueda giratoria aquí, sino que ejercía presión sobre el pistón, desde el pistón a través de la biela, la biela y la manivela, el movimiento se transmitía al eje principal. Como resultado de numerosas transferencias y transformaciones, una gran parte de la energía recibida de la combustión del combustible, en el pleno sentido de la palabra, salió volando hacia la tubería sin ningún beneficio. Más de una vez, los inventores intentaron diseñar una máquina más simple y económica: una turbina de vapor, en la que un chorro de vapor haría girar directamente el impulsor. Un simple cálculo mostró que debería tener una eficiencia varios órdenes de magnitud mayor que la máquina de Watt. Sin embargo, hubo muchos obstáculos en el camino del pensamiento de ingeniería. Para que una turbina se convirtiera realmente en un motor altamente eficiente, el impulsor tenía que girar a una velocidad muy alta, dando cientos de revoluciones por minuto. Durante mucho tiempo esto no se pudo lograr, porque no sabían dar la velocidad adecuada al chorro de vapor. No fue hasta 1883 que el sueco Gustav Laval logró superar muchas dificultades y crear la primera turbina de vapor en funcionamiento. Unos años antes, Laval había obtenido una patente para un separador de leche. Para ponerlo en acción, se necesitaba un accionamiento de muy alta velocidad. Ninguno de los motores existentes en ese momento no cumplió con la tarea. Laval estaba convencido de que solo una turbina de vapor podría darle la velocidad de rotación necesaria. Empezó a trabajar en su diseño y finalmente logró lo que quería. La turbina Laval era una rueda ligera, en cuyos álabes se inducía vapor a través de varias toberas colocadas en un ángulo agudo.
En 1889, Laval mejoró significativamente su invento al agregar expansores cónicos a las boquillas. Esto aumentó significativamente la eficiencia de la turbina y la convirtió en un motor universal. El principio de funcionamiento de la turbina era extremadamente simple. El vapor, calentado a alta temperatura, salía de la caldera a través de la tubería de vapor hasta las boquillas y estallaba. En las boquillas, el vapor se expandía a la presión atmosférica. Debido al aumento de volumen que acompañó a esta expansión, se obtuvo un aumento significativo en el caudal de salida (al expandirse de 5 a 1 atmósfera, la velocidad del chorro de vapor alcanzó los 770 m/s). Así, la energía contenida en el vapor se transfirió a los álabes de la turbina. El número de boquillas y la presión del vapor determinaban la potencia de la turbina. Cuando el vapor de escape no se liberaba directamente al aire, sino que se enviaba, como en las máquinas de vapor, a un condensador y se licuaba a presión reducida, la potencia de la turbina era máxima. Así, cuando el vapor se expandió de 5 atm a 1/10 atm, la velocidad del chorro alcanzó un valor supersónico. A pesar de su aparente sencillez, la turbina Laval fue una auténtica maravilla de la ingeniería. Basta imaginar las cargas que experimentó el impulsor en él para comprender lo difícil que fue para el inventor lograr un funcionamiento ininterrumpido de su descendencia. A grandes velocidades de la rueda de la turbina, incluso un ligero cambio en el centro de gravedad provocó una fuerte carga en el eje y la sobrecarga de los cojinetes. Para evitarlo, a Laval se le ocurrió la idea de colocar la rueda sobre un eje muy delgado que, al girar, pudiera doblarse ligeramente. Cuando se destrenzó, llegó a una posición estrictamente central, que luego se mantuvo a cualquier velocidad de rotación. Gracias a esta ingeniosa solución, el efecto destructivo sobre los rodamientos se redujo al mínimo. Tan pronto como apareció, la turbina Laval ganó reconocimiento universal. Era mucho más económica que las antiguas máquinas de vapor, muy fácil de manejar, ocupaba poco espacio y era fácil de instalar y conectar. La turbina Laval brindó beneficios especialmente grandes cuando se conectó a máquinas de alta velocidad con sierras, separadores y bombas centrífugas. También se utilizó con éxito como accionamiento de un generador eléctrico, pero sin embargo, para ello poseía una velocidad excesivamente alta y por tanto sólo podía actuar a través de una caja de cambios (un sistema de engranajes que bajaba la velocidad de rotación al trasladar el movimiento del eje de la turbina al el eje del generador). En 1884, el ingeniero inglés Parsons recibió una patente para una turbina de chorro de etapas múltiples, que inventó específicamente para impulsar un generador eléctrico. En 1885, diseñó una turbina de chorro de etapas múltiples, que luego se usó ampliamente en las centrales térmicas. Tenía el siguiente dispositivo, que recuerda a un dispositivo de turbina a reacción. En el eje central se montó una fila de ruedas giratorias con palas. Entre estas ruedas se fijaron llantas (discos) con palas que tenían la dirección opuesta.
Se suministró vapor a alta presión a uno de los extremos de la turbina. La presión en el otro extremo era pequeña (menos que la atmosférica). Por lo tanto, el vapor buscaba pasar a través de la turbina. Primero, actuó en los espacios entre los omoplatos de la primera corona. Estas palas lo dirigieron hacia las palas de la primera rueda móvil. El vapor pasó entre ellos, haciendo que las ruedas giraran. Luego entró en la segunda corona. Las palas de la segunda corona dirigían vapor entre las palas de la segunda rueda móvil, que también entraba en rotación. De la segunda rueda móvil fluía vapor entre las aspas de la tercera corona, y así sucesivamente. A todos los álabes se les dio una forma tal que la sección transversal de los canales entre álabes disminuía en la dirección del flujo de vapor. Las palas, por así decirlo, formaban boquillas montadas en el eje, de las cuales, al expandirse, fluía el vapor. Aquí se utilizó tanto potencia activa como reactiva. Girando, todas las ruedas giraron el eje de la turbina. En el exterior, el dispositivo estaba encerrado en una carcasa resistente. En 1889, unas trescientas de estas turbinas ya se utilizaban para generar electricidad, y en 1899 se construyó la primera central eléctrica con turbinas de vapor Parsons en Elberfeld. Mientras tanto, Parsons trató de ampliar el alcance de su invento. En 1894, construyó un buque experimental "Turbinia" impulsado por una turbina de vapor. En las pruebas, demostró una velocidad récord de 60 km/h. Después de eso, se comenzaron a instalar turbinas de vapor en muchos barcos de alta velocidad. Autor: Ryzhov K.V.
Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas
05.05.2024 Teclado Primium Séneca
05.05.2024 Inaugurado el observatorio astronómico más alto del mundo
04.05.2024
▪ Puertos espaciales flotantes de SpaceX ▪ STM32CubeIDE - nueva herramienta de desarrollo universal de ST ▪ La tecnología de Mitsubishi Electric monitorea la atención del conductor ▪ Nuevo material magnético para la computación cuántica ▪ Cultivo de tomates transgénicos aprobados para cáncer, diabetes y demencia
▪ sección del sitio Documentación normativa sobre protección laboral. Selección de artículos ▪ artículo verano indio. expresión popular ▪ artículo ¿Cómo comen las cabras? Respuesta detallada ▪ artículo Herrero. Instrucción estándar sobre protección laboral ▪ artículo Central eléctrica de bicicletas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Recomendamos artículos interesantes. sección 
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página