Потери тепла с уходящими газами, на внешнее охлаждение котла и на служебные нужды

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Потери тепла с уходящими газами определяются по известному уравнению тепла р3 = (М/3 + N(1) ккал, (28)

где 13 - температура уходящих газов в дымовой коробке. Эта температура у паровозов довольно сильно колеблется в зависимости от форсировки решётки, качества топлива и избытка воздуха. Существенное влияние имеет отношение поверхности нагрева труб к поверхности нагрева огневой коробки: чем оно меньше, тем выше температура уходящих газов, и наоборот.

У узкоколейных паровозов вследствие меньшей длины труб это отношение получается меньшим, чем у ширококолейных, а поэтому и температура уходящих газов при одном и том же топливе у них несколько выше. Известно, что при одной и той же поверхности нагрева, по при более коротких трубах 13 получается выше.

На фиг. 228 представлены температуры уходящих газов в зависимости от напряжения колосниковой решётки для ларскоза типа 159 по опытам 1936 г. *

Величины потерь тепла с уходящими газами д3 в процентах от располагаемого тепла для паровоза типа 159 по опытам 1936 г.

и паровоза типа 63 представлены на графике фиг. 229, а для паровоза типа 157 - на фиг. 230.

Воспользуемся температурой уходящих газов (фиг. 228) при у = 300 кг[мг час и определим потери с уходящими газами в

Фиг. 228. Кривые ІзИІ* = 1(у) для паровоза типа 159

процентах от располагаемого тепла. Для нашего примера температура уходящих газов из дымогарных труб равна 420°, а из жаровых труб - 360°.

Средняя температура уходящих газов зависит от того, как разделяется газовый поток между дымогарными и жаровыми трубами.

Доля газов, идущих в жаровые трубы, на паровозе типа 159, обозначаемая (3 = 0,352, а в дымогарные: 1-р= 1 -0,352 = = 0,648; поэтому средневзвешенная температура уходящих газов будет и = 0,352-360 + 0,648-420 = 399°.

Потеря тепла с уходящими газами определится из уравнения

(?8 = V ( ЛИ3 + т1) = 650-399 + + 0,0703- 3992 = 269 740 ккал/час.

В процентном выражении от располагаемого тепла это будет равно

^-|-Ш = т^.100 = 18,15о/о.

Ознакомившись с потерей с уходящими газами, рассмотрим потерю на внешнее охлаждение !котла. Анализ этой потери на основе многих специальных опытов над паровозами нормальной колеи с достаточной полнотой произведён акад.|С. П. Сыромятни-ковым|, который предложил пользоваться формулой

Qi = фЯ0(2,20 + 0,21 У°.7)(/„ - 1а )4/3, (29) где ^ - коэфициент, зависящий от качества изоляции:

при хорошей асбестовой изоляции...... ^ = 0,40

» изоляции стеклянной ватой....... ф = 0,48

» частичной изоляции........... ф = 0,61

» неизолированном котле......... ф = 1,00

Но"- поверхность охлаждения в м2;

V - скорость движения паровоза в км/час;

1К -температура воды в котле в СС;

/0 - температура окружающего воздуха в °С.

Как видно из формулы, потеря на внешнее охлаждение зависит от качества изоляции, скорости движения и разности температур между котловой водой и окружающим воздухом.

Эта потеря тепла в процентном отношении к располагаемому теплу топлива выразится следующим образом:

?4= £-100.

Специальных испытаний над узкоколейными паровозами для выявления потерь ф4 не производилось, но можно предполагать, что формула (29) даст результаты, близкие к действительности.

Кроме рассмотренных потерь, обусловливаемых сущностью теплового процесса, имеются ещё потери тепла на обслуживание устройств самого паровоза. К этим потерям относятся расход пара на сифон, паровой тормоз, если паровоз им оборудован, свисток,

подогрев пресс-маслёнки. При нефтяном отоплении необходимо также учесть расход пара на форсунку.

Все перечисленные потери определяют опытным путём, каждую в отдельности, предварительно до начала теплотехнических опытов над паровозом. Так как расход пара в единицу времени на действие того или иного прибора зависит от давления пара в котле, то для облегчения дальнейших подсчётов строят вспомогательные кривые.

На фиг. 231 представлен график расхода пара на сифон для паровоза типа. 159. Верхняя кривая построена при полном открытии вентиля, нижняя-при открытии вентиля на 14-1,25 оборота. Расход пара определяется следующим образом. Во время испытания паровоза отмечаются продолжительность работы сифона и давление пара в котле во время работы сифона. Зная давление пара в котле, по кривой определяют расход пара на сифон в 1 мин., а затем, умножая эту величину на время действия сифона, получают общий расход пара. Таким же образом определяется расход пара и на другие потребности.

Фиг. 231. Расход пара на сифон

Если обозначить общий расход пара на служебные нужды через ІІй, а теплосодержание пара-через \к , то часовой расход тепла из котла на служебные нужды можно определить следующим образом:

1Ь ().к - т)

С?5 = --.-- ккал/час, (30)

где т - температура воды в тендере; - время опыта в часах.

Если известны количество пара, приготовляемого котлом в 1 час, Вк и часовой расход пара машиной Вм, то потери тепла на служебные нужды будут:

Р3 = (Вк - Вм) (К - -) ккал/час. (31)

Потери тепла на служебные нужды в процентах от располагаемого тепла

05 = £6-1ОО.

Величины служебных потерь для паровозов типа 159 и 157 представлены на фиг. 232 и 233.

Можно считать, что потери на служебные нужды при нормальных условиях работы на угольном отоплении колеблются в пределах 1-т-2% от располагаемого тепла.

⇐ | Потери тепла от химической неполноты сгорания и механические потери | | Паровозы узкой колеи (750мм) | | Определение полезно использованного тепла и к.п.д. котла | ⇒