Баланс энергии в паровой машине

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

По сравнению с котлом паровая машина расходует тепловую энергию пара ещё более расточительно. Подсчитано, что даже самый высокий к. п. д. лучшей паровой машины паровоза не превышает 12—14%.

Больше всего энергии теряется из-за того, что отработавший пар, покидая паровую машину, уносит с собой большую часть тепловой энергии, сообщённой пару в котле.

В самом деле, отработавший пар уходит через конус в атмосферу, обладая давлением до 1,5 ат и температурой 120—180°. Теплосодержание его составляет 647—676 килокалорий, в то время как теплосодержание перегретого пара при давлении 16 ат и температуре -380° составляет 766 килокалорий.Чем больше отсечка пара, тем

3. Баланс энергии в паровой машине

Фиг. 144. Схема потерь тепла в паровозебольшее количество энергии уносится с выхлопным паром. Эта огромная потеря тепла называется потерей с выхлопным паром, она достигает 38—40%.

Неполное расширение пара, так называемое мятие пара при впуске и выпуске, теплообмен со стенками цилиндров и утечка пара через неплотности, противодавление на нерабочую сторону поршня вследствие несовершенства конусно-вытяжных устройств - всё это увеличивает потерю тепла.

В результате полезная работа паровой машины резко снижается.

Если при этом учесть, что часть энергии расходуется на преодоление постоянно действующих в движущем механизме сил сопротивления (сил трения), то фактически полезная работа машины окажется ещё меньше.

Вот почему к. п. д. её не превышает 12—14%.

Для наглядности баланс тепловой энергии современного паровоза при средних режимах его работы приведён в таблице и иллюстрирован на фиг. 144, из которых видно, что наибольшую долю тепла поглощают: а) в котле — потери с уходящими газами и потери, связанные с уносом топлива, и б) в машине — потери с выхлопным паром.

Теперь не трудно подсчитать и полный к. п. д. паровоза. Его можно представить как произведение к. п. д. котла на к. п. д. машины, что при взятых нами средних данных составит

0,55 • 0,13 • 100 = 7,1%.

Примерный баланс тепловой энергии паровоза

Приход

Расход

Котёл

Получено энергии от

1.

Потери от уноса и провала, по-

каменного угля, сжигае-

тери со шлаком (механические

25%

2.

Потери с уходящими газами . .

Н%

3.

Потери вследствие неполного

сгорания (химические потери)

5%

4.

Потери на внешнее охлаждение

1%.

Машина

5.

Потери с выхлопным паром . .

38%

6.

Потери от утечек пара.....

8%

7.

Потери на внешнее охлаждение

1%

8.

Потерн на трепие в шарнирах

1%

9.

Энергия перегретого пара, пре-

кращённая в полезную работу .

7%

Итого . . 100%

100%.

⇐ | 2. Баланс энергии в котле | | Как устроен и работает паровоз | | 4. Трудности повышения к.п.д. паровоза | ⇒