Очередной в жанре "анекдоты от Кеннеди" псто
Писать что-то умное пока не до кисонек, однако встретил коротенькую главу и решил нужным перевести её целиком.
Забавно то, что показан в ней редуктор, практически без изменения конструкции находящийся в немалой части современных винтовок на сжатом воздухе. Главное отличие лишь в постоянной пружине вместо стравливающего клапана, понятно неприемлемого при ограниченном запасе воздуха.
Клапаны регулирования или уменьшения давления пара.
Паровые машины часто требуют для работы пара с давлением меньше котлового. В таком случае используют автоматические клапаны, поддерживающие давление постоянным и ниже, чем в котле (да, в оригинале повторы ещё повторительнее).
Дополнительное применение для них - поддержание давления постоянным при меняющемся давлении в котле. Конечно, меняться давление в котле должно только на уровне выше требуемого постоянного. Например, при надобности в постоянном давлении 10 атм котёл может быть настроен на максимальное давление 12 атм, редукционный клапан на 10 атм, и в таком случае кочегары могут менять давление в котле от 10 до 12 атм без влияния на работу машин.
Клапан должен быть как можно ближе ко входу в саму паровую машину, чтобы максимально воспользоваться эффектом перегрева пара от дросселирования (wire-drawing) на редукционном клапане. Должное место его между водяным сепаратором и машиной.
Перегрев пара дросселированием в некоторых случаях используется для получения сухого пара, вместо трубчатого пароперегревателя в жаровых трубах. Этот способ некоторое время применяется, очевидно успешно, в Королевском Флоте. Например, машины HMS Terrible (крейсер 1895 года) были разработаны под давление 14 атм на основном кране (не помню как по-русски будет stop valve), но котлы производят пар с давлением 17 атм. На многих кораблях Флота пар производится в котлах с давлением 20.4 атм, используется же с 15 атм на входе машины.
Снова, в некоторых случаях рабочее давление машины ниже возможного давления котла. Не часто, но иногда такое бывает. При этом оказывается что на пониженном давлении котёл не может поддерживать нужную производительность, но после поднятия котлового давления на 2 атм и снижения давления до 5 атм редукционным клапаном котёл легко справляется с работой. В первом случае с паром из котла выносится вода, и ещё больше её конденссируется в паропроводах. Во втором же пар высокого давления уносит меньше заброшенной воды и меньше конденсируется, редукционный клапан же дросселированием перегревает и сушит пар. (Здесь надо пояснить, что интенсивность бурления кипящей воды в котле сильно зависит от давления. Высокое давление сжимает пузырьки пара, по велению Архимеда они всплывают медленее, поверхность воды от этого спокойнее, брызг и пузырей меньше.)
На рынке много разных типов редукционных клапанов. На рис. 204 показан примером клапан Кёртинг, рычажно-грузового типа.
Клапан состоит из трубки, свободно скользящей во втулке, и кончающейся поршнем, работающим в цилиндре. Низ трубки упирается в верхнее седло клапана. Объём проходящего пара ограничен поднятием клапана, и меняется движением поршня вверх-вниз.
Пар пониженного давления действует на верхнюю сторону поршня, просачивающийся между трубкой и втулкой со стороны высокого - на нижнюю. Второе давление поддерживается постоянным, так как любой его избыток стравливается через маленький выпускной клапан (по типу предохранительного), соединённый с объёмом под поршнем. Это давление может изменяться перемещением грузика по рычагу выпускного клапана.
Поршень поднимается или опускается соответственно давлению дросселированного пара. Если по некой причине оно меньше чем давление выпуского клапана, поршень поднимается и пропускает больше пара, восстанавливая баланс давлений с двух сторон поршня. Аналогично, избыточным давлением поршень сдвигает вниз, и проходящий через клапан объём пара уменьшается.
Этот клапан имеет следующие важные свойства:
Он понижает давление пара с любого давления до любого более низкого давления, работа его никак не зависит от количества проходящего пара или его начального давления.
Давление дросселированного пара можно менять во время работы.
Конструкция клапана проста, и немногие его части не склонны выходить из строя.
Направление хода пара показана стрелочками на иллюстрации.
В другом варианте этот редукционный клапан имеет мембрану (вместо поршня) и двухкромочный сбалансированный клапан, как показано на рис. 205. Рычаг имеет груз для настройки давления.
Для судового применения клапаны нагружены вместо рычага с грузом пружиной.
Со стороны собственно паровых машин же здесь интересен эффект использования дросселирования для сушки пара. Такой эффект действительно существует и работает. Грубо, увеличение скорости пара при проходе через узкую щель превращается в тепло через трение и завихрение. Общая энергия пара при этом неизбежно уменьшается, но часть механической переходит в тепловую. В основном - испаряет неизбежные в насыщенном паре капли воды. Хохма же в том, что наличие воды в паре ДРАМАТИЧНО усиливает его теплообмен с любыми стенками, и конечно в сторону потерь. Так что сухой пар использует с толком гораздо большую часть своей пусть меньшей энергии, чем мокрый, и в целом работает эффективнее.
Понятно же и что настоящий перегрев делает эти ухищрения ненужными. С ним остаётся применение редукторов для питанием машин и, особенно, прочих механизмов паром низкого давления от котла высокого.
Особенно полезен редукционный клапан в качестве "упрощающего" simpling valve в компаундах. Там он берёт высокое давление со входа ЦВД и пропускает пониженное в ресивер для пуска машины в любом положении коленвала. Подавать в ресивер сразу высокое в грамотно спроектированном компаунде же нельзя, ибо прочность цилиндров у него пропорциональна их давлению. Во время работы давление в ресивере (точнее отношение давлений) выше, чем должен давать клапан, отчего тот постоянно закрыт и не травит мимо машины. Работает автоматически и без внимания.
Забавно то, что показан в ней редуктор, практически без изменения конструкции находящийся в немалой части современных винтовок на сжатом воздухе. Главное отличие лишь в постоянной пружине вместо стравливающего клапана, понятно неприемлемого при ограниченном запасе воздуха.
Клапаны регулирования или уменьшения давления пара.
Паровые машины часто требуют для работы пара с давлением меньше котлового. В таком случае используют автоматические клапаны, поддерживающие давление постоянным и ниже, чем в котле (да, в оригинале повторы ещё повторительнее).
Дополнительное применение для них - поддержание давления постоянным при меняющемся давлении в котле. Конечно, меняться давление в котле должно только на уровне выше требуемого постоянного. Например, при надобности в постоянном давлении 10 атм котёл может быть настроен на максимальное давление 12 атм, редукционный клапан на 10 атм, и в таком случае кочегары могут менять давление в котле от 10 до 12 атм без влияния на работу машин.
Клапан должен быть как можно ближе ко входу в саму паровую машину, чтобы максимально воспользоваться эффектом перегрева пара от дросселирования (wire-drawing) на редукционном клапане. Должное место его между водяным сепаратором и машиной.
Перегрев пара дросселированием в некоторых случаях используется для получения сухого пара, вместо трубчатого пароперегревателя в жаровых трубах. Этот способ некоторое время применяется, очевидно успешно, в Королевском Флоте. Например, машины HMS Terrible (крейсер 1895 года) были разработаны под давление 14 атм на основном кране (не помню как по-русски будет stop valve), но котлы производят пар с давлением 17 атм. На многих кораблях Флота пар производится в котлах с давлением 20.4 атм, используется же с 15 атм на входе машины.
Снова, в некоторых случаях рабочее давление машины ниже возможного давления котла. Не часто, но иногда такое бывает. При этом оказывается что на пониженном давлении котёл не может поддерживать нужную производительность, но после поднятия котлового давления на 2 атм и снижения давления до 5 атм редукционным клапаном котёл легко справляется с работой. В первом случае с паром из котла выносится вода, и ещё больше её конденссируется в паропроводах. Во втором же пар высокого давления уносит меньше заброшенной воды и меньше конденсируется, редукционный клапан же дросселированием перегревает и сушит пар. (Здесь надо пояснить, что интенсивность бурления кипящей воды в котле сильно зависит от давления. Высокое давление сжимает пузырьки пара, по велению Архимеда они всплывают медленее, поверхность воды от этого спокойнее, брызг и пузырей меньше.)
На рынке много разных типов редукционных клапанов. На рис. 204 показан примером клапан Кёртинг, рычажно-грузового типа.
Клапан состоит из трубки, свободно скользящей во втулке, и кончающейся поршнем, работающим в цилиндре. Низ трубки упирается в верхнее седло клапана. Объём проходящего пара ограничен поднятием клапана, и меняется движением поршня вверх-вниз.
Пар пониженного давления действует на верхнюю сторону поршня, просачивающийся между трубкой и втулкой со стороны высокого - на нижнюю. Второе давление поддерживается постоянным, так как любой его избыток стравливается через маленький выпускной клапан (по типу предохранительного), соединённый с объёмом под поршнем. Это давление может изменяться перемещением грузика по рычагу выпускного клапана.
Поршень поднимается или опускается соответственно давлению дросселированного пара. Если по некой причине оно меньше чем давление выпуского клапана, поршень поднимается и пропускает больше пара, восстанавливая баланс давлений с двух сторон поршня. Аналогично, избыточным давлением поршень сдвигает вниз, и проходящий через клапан объём пара уменьшается.
Этот клапан имеет следующие важные свойства:
Он понижает давление пара с любого давления до любого более низкого давления, работа его никак не зависит от количества проходящего пара или его начального давления.
Давление дросселированного пара можно менять во время работы.
Конструкция клапана проста, и немногие его части не склонны выходить из строя.
Направление хода пара показана стрелочками на иллюстрации.
В другом варианте этот редукционный клапан имеет мембрану (вместо поршня) и двухкромочный сбалансированный клапан, как показано на рис. 205. Рычаг имеет груз для настройки давления.
Для судового применения клапаны нагружены вместо рычага с грузом пружиной.
Со стороны собственно паровых машин же здесь интересен эффект использования дросселирования для сушки пара. Такой эффект действительно существует и работает. Грубо, увеличение скорости пара при проходе через узкую щель превращается в тепло через трение и завихрение. Общая энергия пара при этом неизбежно уменьшается, но часть механической переходит в тепловую. В основном - испаряет неизбежные в насыщенном паре капли воды. Хохма же в том, что наличие воды в паре ДРАМАТИЧНО усиливает его теплообмен с любыми стенками, и конечно в сторону потерь. Так что сухой пар использует с толком гораздо большую часть своей пусть меньшей энергии, чем мокрый, и в целом работает эффективнее.
Понятно же и что настоящий перегрев делает эти ухищрения ненужными. С ним остаётся применение редукторов для питанием машин и, особенно, прочих механизмов паром низкого давления от котла высокого.
Особенно полезен редукционный клапан в качестве "упрощающего" simpling valve в компаундах. Там он берёт высокое давление со входа ЦВД и пропускает пониженное в ресивер для пуска машины в любом положении коленвала. Подавать в ресивер сразу высокое в грамотно спроектированном компаунде же нельзя, ибо прочность цилиндров у него пропорциональна их давлению. Во время работы давление в ресивере (точнее отношение давлений) выше, чем должен давать клапан, отчего тот постоянно закрыт и не травит мимо машины. Работает автоматически и без внимания.