Transcript Parné motory

Obsah







O parnom motore
O parnom stroji
Trochu histórie
Wattov parný stroj
Parné stroje v doprave
Parná turbína
Parné turbíny v doprave
3
6
9
12
14
19
24
Obsah
Koniec
O parnom motore

Parné motory
využívajú ku konaniu
práce tepelné energie
napätých vodných pár.
V parných strojoch
piestových, vykonáva
para prácu statickým
tlakom na piest, v
parných turbínach sa
získava mechanická
práca premenou
kinetickej energie
rozpínajúcej sa pary.
3
Obsah
Koniec
O parnom motore

Hlavným znakom
piestových parných
strojov, ku ktorým je
nutné pridať aj piestové
stroje rotačné, je pomalý
pohyb piestu vystaveného
pomerne značnému tlaku
pary, kdežto u parných
turbín sa pohybujú lopatky
zprostredkuvajúce
premenu energie
rýchlosťou mnohokrát
vyššou pri malom zaťažení
lopatky.
4
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
O parnom motore

Preto sú parné
stroje vhodné pre
využitie vyšších
tlakov a pre
motory menších
výkonov, parné
turbíny sú potom
vyslovene motory
pre veľké výkony
so značnými
prednosťami pri
nižších tlakoch,
ale hocikedy aj
pre výkony nižšie.

Výkon piestového stroja
parného je daný
súčinom priemerného
tlaku a obsahu valca,
výkon parnej turbíny
zase súčinom
pretekajúceho množstva
a štvorca rýchlosti pary.
5
Obsah
Koniec
O parnom stroji


Premieňa tlakovú energiu
vodnej pary vzniknutej z
energie tepelnej v
mechanickú prácu. Para sa
vyvíja v kotly.
Podľa konštrukcie sa delia
parné stroje na ležaté a
stojaté. Podľa počtu valcov
sa delia na jednovalcové,
dvojité a trojité, podľa
usporiadania valcov na
kompaundné a tandemové.
Podľa toho na koľko
stupňov sa delí celková
expanzia pary, sú parné
stroje s dvojitou až
štvornásobnou expanziou.
6
Obsah
Koniec
O parnom stroji

Ak je para vyfukovaná
do vzduchu, stroj je
výfukový, ak je
vyfukovaná do
kondenzátoru, stroj je
kondenzačný.
Kondenzátor je nádrž, z
ktorej sa vyčerpáva
vzduch vývevou. Pri
rovnakej spotrebe pary
je výkon
kondenzačného stroja o
20% až 30% väčší ako
u výfukového.
7
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
O parnom stroji

Hospodárnosť
parného stroja je
neveľká. Zo 100%
tepla, privádzaného v
uhli na rošt, dodáva
parný stroj napríklad
dynamu len 12%, na
svietenie či pohon
motoru len 9,5%.
Parné stroje sa teraz
používajú len pre
menšie výkony – tak
asi do 500 koní.
8
Obsah
Koniec
Trochu histórie

Parný stroj začínal ako
stroj
„paroatmosférický“
všeobecne nazývaný
atmosférický – para
piest len zdvihla,
kdežto užitočnú prácu
konal vzduch tým, že
zrážal piest, pod
ktorým sa po
kondenzácii pary
vytvorilo čiastočné
vzduchoprázdno.
9
Obsah
Koniec
Trochu histórie



Prvý atmosférický stroj zostrojil Papin (1690),
o mnoho dokonalejší bol Newcomenov stroj z roku 1711,
postavený vo Warwickshire v Anglicku.
Tieto stroje sa používali iba k čerpaniu vody v banských
šachtách.
10
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
Trochu histórie


V Rusku na Altaji zostrojil „paroatmosférický“
stroj I.I.Polzunov.
Nad parným kotlom
umiestnil dva valce s
protichodným pohybom
piestov. Pohyby piestov sa
prenášali na
rozduchávacie mechy
reťazami a kladkami.
Sústava nádrží a trubíc
zabezpečovala nepretržité
zásobovanie kotla vodou.
11
Obsah
Koniec
Wattov parný stroj


Roku 1769 vyvinul
J. Watt atmosférický
v skutočný parný stroj
Wattov.
James Watt použil tlak
pary k priamemu
pohonu piestu. Jeho
vahadlový stroj bol už
dvojčinný, valec mal
samočinný rozvod a
pracoval s expanziou
pary. Kondenzátor
pary mal oddelený od
valca.
12
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
Wattov parný stroj

Wattov stroj sa stal
východiskom pre
ďalšie
zdokonaľovanie, ako
po stránke technickej,
tak po stránke
hospodárnosti.
rovnako sa zlepšil
výkon využitím celej
expanzie pary v dvoch
až troch stupňoch.
13
Obsah
Koniec
Parné stroje v doprave

Uplatnili sa vo všetkých druhoch dopravy a
v niektorých sa uplatňujú dodnes. Zatiaľ
kraľujú na železniciach, u parných
lokomotív, kde sú najmenej dvojvalcové a
majú vratný chod.
14
Obsah
Koniec
Parné stroje v doprave

Lokomotívne stroje sú výhradne parné stroje
piestové. Pri zdokonalenom využití predností
prehriatej pary sa stavajú väčšinou lokomotívy
dvojvalcové a tiež trojvalcové s pomerne malými
valcami a ľahkými piestnymi posúvačmi. Zvratné
alebo kulisové lokomotívne rozvody umožňujú
nielen rýchlu a ľahkú zmenu smeru jazdy
lokomotívy ale aj značnú premenlivosť plnenia. 15
Obsah
Koniec
Parné stroje v doprave

Lodný parný stroj hnací, máva až
štvornásobnú expanziu. Len najmenšie
obchodné lode majú parné stroje s
dvojstupňovou expanziou.
16
Obsah
Koniec
Parné stroje v doprave
V cestnej doprave sa uplatnili parné stroje ako
prvé automobily, alebo parné vozy. Na tomto poli
bol parný stroj vytlačený motormi spaľovacími.


Boli pokusy o
uplatnenie
parného stroja
aj u motocyklov
alebo
vzducholodí.
17
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
Parné stroje v doprave



V letectve sa uplatnili v prvopočiatkoch, samozrejme
len výkonné a ľahké. Prvý takýto stroj zostrojil ruský
priekopník lietania Možajskij počiatkom 80. rokov pre
svoje lietadlo. Malo dva parné stroje. Vynálezca však
vedel, že je potrebné postaviť stroje ešte ľahšie a
výkonnejšie.
Veľmi ľahké parné stroje zostrojili aj H. Maxim a
Langley.
Tým skončila éra parných strojov u lietadiel.
18
Obsah
Koniec
Parná turbína



Parná turbína prešla aspoň
storočným vývojom, než sa
objavili prvé konštrukcie
prakticky spôsobilé.
Stalo sa tak v
osemdesiatych rokoch
19.storočia, keď švédsky
inžinier Laval vystúpil s
turbínou rovnotlakou.
Hnal paru proti lopatkám
na obvode kolesa velkou
rýchlosťou trubicami
kužeľovite sa
rozširujúcimi k vyústeniu.
19
Obsah
Koniec
Parná turbína

Aby bolo možné znížiť
obvodovú rýchlosť
rotoru turbín, zaviedol
Curtis rýchlostné
odstupňovanie; pri
ktorom para po
prejdení prvého venca
obežných lopatiek je
nútená zmeniť v
pevných či vratných
kanáloch svoj smer
tak, aby mohla
ostávajúcu energiu
odovzdať v ďalšom
obežnom venci.
20
Obsah
Koniec
Parná turbína

Iný druh turbíny je turbína reakčná, ktorá
začína turbínou Parsonovou. Jej riešenie
poskytovalo možnosť obmedziť vysoký
počet otáčok bez použitia reduktoru
rýchlosti.
21
Obsah
Koniec
Parná turbína

Základnou Parsonovou myšlienkou bolo vložiť
expandujúcej pare do cesty radu lopatkových
vencov rozvádzajúcich a obežných, pri čom je
účinok na rotorové lopatky daný na prvom mieste
reakciou prúdu pary, ktorý je v jej kanáloch
urýchľovaný.
22
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
Parná turbína


Prvé turbíny Lavalova a
Parsonova mali výkon len
niekoľko koní a od nich k
dnešným turbínam vedie
cesta neustáleho
zdokonaľovania.
Turbína je na tom tým
lepšie, čím je väčšia , má
väčší výkon a jej účinnosť
tým stále stúpa. Teplo je tu
využité lepšie než u
parných strojov, tepelné
straty sú menšie.
23
Obsah
Koniec
Parné turbíny v doprave

Najskôr sa uplatnili v pohone lodí, pretože tu mali značné
prednosti proti parným strojom. Neotriasali loďou ako
parné stroje, zaberali menej miesta, mali vyššiu účinnosť a
menšiu spotrebu pary, a teda i paliva. Jej obsluha je
jednoduchšia, má menšiu spotreba lodného priestoru na
výšku a nižšiu váhu strojového zariadenia asi o 10%.
24
Obsah
Koniec
Parné turbíny v doprave


Zvláštny problém je použitie parnej turbíny ako
lokomotívnej. Aj tu by bola turbína výhodnejšia
než parný stroj piestový, pretože je mechanizmus
prevádzajúci pohyb piestu na nápravu kolies pri
väčších rýchlostiach vlaku veľmi namáhaný a
pohyb kolies je nerovnomerný. Doterajšie pokusy
o zavedenie turbínových lokomotív nemajú práve
najlepšie výsledky, pretože turbína potrebuje
kondenzačné zariadenie, a to je zložité a drahé.
Parné turbíny sa pomýšľalo použiť aj u lietadiel,
25
Pokračuj ...
Obsah
Koniec
Parné turbíny v doprave
 ale
vývoj šiel potom
k turbínam plynovým a
k motorom
turbotryskovým ...
26
Parné motory
27