|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
TEKNOLOJİ TARİHİ, TEKNOLOJİ, ÇEVREMİZDEKİ NESNELER
Hidro türbin. Buluş ve üretim tarihi
Rehber / Teknolojinin, teknolojinin, çevremizdeki nesnelerin tarihi Türbin, sürekli çalışma sürecine ve çalışma gövdesinin (rotor) dönme hareketine sahip, çalışma akışkanının (buhar, gaz, su) kinetik enerjisini ve/veya iç enerjisini mekanik işe dönüştüren döner bir motordur. Çalışma sıvısının jeti, rotorun çevresine sabitlenmiş kanatlara etki eder ve onları harekete geçirir. Termik, nükleer ve hidroelektrik santrallerinde elektrik jeneratörü tahriki olarak, deniz, kara ve hava taşımacılığındaki tahriklerin yanı sıra hidrodinamik şanzıman, hidrolik pompaların ayrılmaz bir parçası olarak kullanılır.
İnsanlık tarihinde su motorları her zaman özel bir rol oynamıştır. Yüzyıllar boyunca çeşitli su makineleri üretimde ana enerji kaynağı olmuştur. Daha sonra termal (ve daha sonra elektrikli) motorların geliştirilmesi, bunların uygulama kapsamını büyük ölçüde daralttı. Bununla birlikte, ucuz su kaynaklarının mevcut olduğu her yerde (hızlı akan bir dere, bir şelale veya hızlı bir nehir), tasarımı çok basit olduğundan, yakıt gerektirmediğinden ve nispeten yüksek bir performansa sahip olduğundan, su motoru diğerlerine tercih edilebilir. yeterlik. 19. yüzyılın ilk yarısında çok yüksek verimli su türbininin icat edilmesiyle hidroelektrik bir anlamda yeniden doğuş yaşadı. Elektrifikasyonun başlamasıyla birlikte, dünyanın her yerinde, elektrik jeneratörlerinin tahrikini çeşitli tasarımlardaki güçlü hidrolik türbinlerden aldığı hidroelektrik santrallerin inşaatı başladı. Çağımızda ise hidrolik türbinler dünya elektrik üretiminin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Dolayısıyla bu harika cihaz haklı olarak en büyük icatlar arasında yer almaktadır. Su türbini su çarkından geliştirildi ve tasarımından bahsetmeden önce su çarkları hakkında birkaç söz söylemek gerekiyor. Daha önce de belirtildiği gibi, ilk su çarkları eski zamanlarda kullanılmaya başlandı. Tasarımlarına göre alttan pişirim (veya sos) ve üstten pişirim (veya sıvı) olarak ikiye ayrıldılar. Alt tekerlekler en basit su motoru tipiydi. Kanal veya baraj inşasına ihtiyaç duymuyorlardı, ancak aynı zamanda çalışmaları oldukça kârsız bir prensibe dayandığı için en düşük verime sahiplerdi. Bu prensip, tekerleklerin altından akan suyun kanatlara çarparak dönmelerine neden olmasıydı. Böylece sos çarklarında yalnızca su basıncı kuvveti kullanıldı. Düşen suyun ağırlığını da kullanan doldurma çarkları enerji açısından daha verimliydi.
Doldurma çarkının tasarımı da çok basitti. Büyük bir tekerleğin veya tamburun kenarına bir sıra kova iliştirildi. Oluktan yukarıdan gelen su üst kovaya döküldü. Suyla dolu kova ağırlaştı, battı ve tüm kenarını da beraberinde sürükledi. Çark dönmeye başladı. Bir sonraki kova, indirme tekerleğinin yerini aldı. O da sürekli akan suyla doldu ve batmaya başladı. Onun yerine üçüncüsü geldi, sonra dördüncüsü vb. Kovalar ağzın dibine ulaştığında içlerinden su döküldü. Diğer her şey eşit olduğunda, üstten itişli tekerleklerin gücü alttan itişli tekerleklerden daha yüksekti, ancak bu tekerleklerin boyutları büyüktü ve dönüş hızı düşüktü. Ayrıca bunların etkin çalışması için suda önemli bir fark yaratmak, yani kanallar, barajlar ve diğer pahalı yapılar inşa etmek gerekiyordu.
Herhangi bir su çarkı, çarkla birlikte dönen bir şaft üzerine monte edildi ve ondan dönüş, harekete geçirmek istedikleri makineye iletildi. Antik çağlarda ve Orta Çağ'da bu tür motorlar, çekiçleri, üfleyicileri, pompaları, dokuma makinelerini ve diğer mekanizmaları çalıştırmak için kullanıldıkları çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılıyordu. Su çarklarının varlığının yüzyıllar süren tarihi boyunca tamirciler onlar hakkında her şeyi öğrenmiş gibi görünebilir. Peki dünya kadar eski olan bu tasarımda ne gibi yenilikler icat edilebilir? Ancak bunun mümkün olduğu ortaya çıktı. 1750 yılında Göttingen Üniversitesi'nde çalışan Macar Segner, basınç ve ağırlığın yanı sıra su akışının yarattığı reaksiyon kuvvetini de kullanan bir su motoru için tamamen yeni bir fikir ortaya attı.
Su, alt kısmında uçları bir tarafa bükülmüş çapraz şekilli tüplerin bulunduğu bir eksene bağlı bir kaba yukarıdan girdi. Su içlerinden aktı ve ortaya çıkan tepki kuvveti dört tüpün hepsinde aynı yönde etki ederek tüm tekerleğin dönmesine neden oldu. Bu son derece ustaca bir keşifti, ancak bu haliyle herhangi bir pratik uygulama almadı, ancak bazı matematikçilerin ve mühendislerin yoğun ilgisini uyandırdı. Büyük Alman matematikçi Euler, bu yeniliğe ilk tepki verenlerden biriydi ve çalışmalarının birçoğunu Segner çarkının incelenmesine ayırdı. Euler, öncelikle Segner'in tasarımındaki eksikliklere dikkat çekerek, tekerleğin düşük verimliliğinin irrasyonel enerji kayıplarının bir sonucu olduğuna dikkat çekti. Ayrıca, yeni bir motor fikrinin daha tam olarak hayata geçirilmesi durumunda bu kayıpların önemli ölçüde azaltılabileceğini de yazdı. Her şeyden önce, su akışının yönü ve hızındaki keskin bir değişiklik nedeniyle su tekerleğe girdiğinde önemli kayıplar meydana geldi (çarpmaya enerji harcandı). Ancak tekerleğe bu dönme hızında dönme yönünde su verilirse bunlar azaltılabilir. Enerjinin bir kısmı suyun çıkış hızıyla birlikte taşındığı için çıkışta da kayıplar vardı. İdeal durumda suyun tüm hızını tekerleğe aktarması gerekir. Bunu yapmak için Euler, yatay su çıkış borularının yukarıdan aşağıya uzanan kavisli borularla değiştirilmesini önerdi. Artık suyu yandan boşaltmak için delik açmaya gerek kalmadı, çünkü kapalı tüpün alt ucu kolayca açık bırakılabiliyordu. Euler, gelecekte bu yeni tipteki hidrolik makinelerin (aslında bir hidrolik türbinden bahsediyorduk, ancak bu ismin kendisi henüz kullanımda değildi) iki parçaya sahip olacağını öngördü: suyun içinden geçerek türbine akacağı sabit bir kılavuz kanat. makinenin çalışma kısmı olan alt döner tekerlek. Yapılan yorumlara rağmen Euler, Segner'in buluşunu oldukça takdir etti ve öngörülü bir şekilde onun, büyük bir geleceğe yönelik olan hidrolik motorların geliştirilmesinde yeni bir yol açtığına dikkat çekti. Ancak hem Segner'in çarkı hem de Euler'in çalışmaları zamanlarının biraz ilerisindeydi. Sonraki yetmiş yıl boyunca hiç kimse Segner çarkını Euler'in söylediklerine uygun olarak geliştirmeye çalışmadı. 70. yüzyılın ilk çeyreğinde bunlara olan ilgi, yeni bir tasarıma sahip özel bir sos çarkı türü öneren Fransız matematikçi Poncelet'in çalışmasıyla yeniden canlandı. Poncelet çarkının verimliliği% XNUMX'e ulaştı ve bu, diğer su motorları türleri için tamamen ulaşılamaz bir rakamdı.
Başarının sırrı, tekerlek kanatlarına özel bir yarım daire şekli verilmesiydi, böylece sağlanan su eğrilik yönünde onlara giriyor, bıçağın bir miktar yukarısından geçiyor ve sonra aşağı inerek dışarı çıkıyor. Bu koşullar altında, genellikle su jetinin enerjisinin önemli bir bölümünü kaybeden suyun giriş sırasında kanatlar üzerindeki etkisi tamamen ortadan kaldırıldı. Poncelet'in icadı su türbinine doğru önemli bir adımdı. Bu yolun sonuna kadar tamamlanması için, türbinin Euler tarafından açıklanan ikinci elemanı eksikti - kılavuz kanat. Profesör Burden, 1827'de su çarkı için kılavuz aparatı kullanan ilk kişiydi. Arabasına türbin (Latince turbo - hızlı dönüşten) adını veren ilk kişi oydu ve ardından bu tanım kullanılmaya başlandı. 1832'de pratik olarak uygulanabilir ilk hidrolik türbin, Fransız mühendis Fourneyron tarafından yaratıldı.
Türbini, birbirinin karşısında duran iki eşmerkezli tekerlekten oluşuyordu: bir kılavuz kanat olan dahili, sabit bir K ve çalışan türbin çarkı olan, kavisli kanatlı bir dış a. Su, türbin şaftının etrafına sarılan bir boru aracılığıyla türbine yukarıdan girdi ve kılavuz kanat kanatlarının üzerine düştü. Bu kanatlar, suyu kavisli bir çizgi boyunca hareket etmeye zorladı; bunun sonucunda, türbin çarkının kanatlarına yatay olarak, darbe olmadan, tüm iç çevresi boyunca aktı, ikincisine tüm enerjisini verdi ve ardından çarkı boyunca eşit bir şekilde aktı. iç çevre. Yeni verilen su ile atık su hiçbir yerde birbirine karışmıyordu. Türbin çarkı, hareketin iletildiği dikey bir D miline sıkı bir şekilde bağlandı. Furneyron türbininin verimliliği %80'e ulaştı. Yarattığı tasarım, türbin inşaatının daha sonraki tarihi açısından büyük önem taşıyordu. Bu şaşırtıcı buluş hakkındaki söylenti hızla Avrupa'ya yayıldı. Birkaç yıl boyunca birçok ülkeden mühendislik uzmanları Kara Orman'ın ücra bir yerine gelerek orada büyük bir cazibe merkezi olarak çalışan Furneyron türbinini incelediler. Kısa süre sonra dünyanın her yerinde türbinler inşa edilmeye başlandı. Türbinlere geçiş, hidrolik motorların tarihinde devrim niteliğinde bir değişiklikti. Eski su çarkına göre avantajları neydi? Fourneuron türbininin yukarıdaki kısa açıklamasında Segner çarkını görmek zordur. Bu arada, su jetinin jet hareketinin kullanılmasıyla aynı prensibe dayanmaktadır (bu nedenle bu tür türbine daha sonra jet adı verilmiştir). Furneyron, Euler'in tüm yorumlarını dikkatle dikkate aldı ve bir hidrolik mühendisi olarak kendi deneyimini kullandı. Fourneuron türbini su çarkından birkaç temel açıdan farklıydı. Su çarkında su aynı yerden girip çıkar. Bu nedenle, çark kanadındaki suyun hem hızı hem de hareket yönü farklı zaman noktalarında farklıydı; çark, faydalı gücünün önemli bir kısmını sürekli olarak jetin direncini yenmek için harcıyor gibiydi. Fourneuron türbininde, kılavuz kanattan gelen su, tekerlek kanadının bir kenarından giriyor, kanat boyunca geçiyor ve diğer taraftan aşağı akıyordu. Bunun sonucunda türbindeki su durmadı, akış yönünü tersine değiştirmedi, girişten çıkış kenarlarına kadar sürekli aktı. Kanatların her noktasında hızı aynı yöndeydi ve yalnızca büyüklükleri farklıydı. Sonuç olarak, türbinin dönme hızı teorik olarak yalnızca suyun hızına bağlıydı ve bu nedenle türbin, geleneksel bir su çarkından onlarca kat daha hızlı dönebiliyordu. Türbinin bir diğer avantajlı farkı da suyun çarkın tüm kanatlarından aynı anda geçmesi, su çarkında ise yalnızca bazılarından geçmesiydi. Sonuç olarak, su jetinin enerjisi türbinde su çarkından çok daha fazla kullanıldı ve aynı güç için boyutları birkaç kat daha küçüktü. Sonraki yıllarda birkaç ana hidrolik türbin türü geliştirildi. Burada ayrıntıya girmeden, 19. yüzyılın tüm türbinlerinin jet ve jet olmak üzere iki ana türe ayrılabileceğini belirtelim. Jet türbini, daha önce de belirtildiği gibi, geliştirilmiş bir Segner çarkıydı. Özel kavisli kanatları olan bir şaft üzerine monte edilmiş bir türbin çarkı vardı.
Bu tekerlek bir kılavuz aparatı içeriyordu veya bu aparatla çevrelenmişti. İkincisi, kılavuz kanatları olan sabit bir tekerlekti. Su, kılavuz kanattan ve türbin çarkından aşağı aktı ve birincinin kanatları suyu ikincinin kanatlarına yönlendirdi. Dökülürken su bıçaklara baskı yaptı ve çarkı döndürdü. Şafttan dönüş bazı cihazlara (örneğin bir elektrik jeneratörü) iletildi. Jet türbinleri, su basıncının düşük olduğu yerlerde çok kullanışlı olduğu ortaya çıktı, ancak 10-15 m'lik bir düşüş oluşturmak mümkün, XNUMX. yüzyılda çok yaygınlaştı. Bir diğer yaygın türbin türü ise jet türbinidir. Temel tasarımları, güçlü basınç altındaki bir su akışının tekerlek kanatlarına çarpması ve dolayısıyla onu dönmeye zorlamasıydı. Bir jet türbini ile alt pervane arasındaki benzerlik çok büyüktür. Bu tür türbinlerin prototipleri, o zamanın bazı görüntülerinden de anlaşılabileceği gibi, Orta Çağ'da ortaya çıktı. 1884 yılında Amerikalı mühendis Pelton, yeni bir pervane tasarımı oluşturarak jet türbinini önemli ölçüde geliştirdi. Bu çarkta, önceki jet türbininin pürüzsüz kanatları, kendisi tarafından icat edilen, birbirine bağlı iki kaşığa benzeyen özel kanatlarla değiştirildi. Böylece, bıçaklar düz değil, ortada keskin bir kenarla içbükey hale geldi. Kanatların böyle bir tasarımıyla, suyun işinin neredeyse tamamı tekerleği döndürmek için kullanıldı ve yalnızca çok küçük bir kısmı gereksiz yere israf edildi.
Pelton türbinine bir barajdan veya şelaleden gelen bir boru aracılığıyla su sağlanıyordu. Suyun çok olduğu yerde boru kalınlaştırıldı, suyun az olduğu yerde ise inceltildi. Borunun ucunda suyun güçlü bir akıntı halinde fışkırdığı bir uç veya ağızlık vardı. Jet çarkın kaşık şeklindeki kanatlarına çarptı, bıçağın keskin kenarı onu ikiye böldü, su kanatları ileri doğru itti ve türbin çarkı dönmeye başladı. Atık su drenaj borusuna aktı. Bıçaklı ve ağızlı tekerleğin üstü, dökme demir veya demirden yapılmış bir mahfaza ile kaplanmıştır. Güçlü basınç altında Pelton çarkı muazzam bir hızla dönerek dakikada 1000 devire ulaştı. Güçlü su basıncı oluşturmanın mümkün olduğu yerlerde uygundu. Pelton türbininin verimi çok yüksekti ve %85'e yaklaştı, bu yüzden yaygınlaştı. 80. yüzyılın XNUMX'li yıllarında elektrik akımını uzun mesafelere iletmek için bir sistem geliştirildikten ve elektrik üretiminin "elektrik fabrikalarında" - enerji santrallerinde yoğunlaştırılması mümkün hale geldikten sonra, türbin inşaatı tarihinde yeni bir dönem başladı. Bir elektrik jeneratörüyle birlikte türbin, insanın nehirlerde ve şelalelerde saklı olan muazzam gücü hizmetine sunduğu güçlü bir araç haline geldi. Yazar: Ryzhov K.V.
▪ Linotip
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Kaçak avcılara karşı akıllı telefonlar ▪ ISL43640 - 4:1 çoklayıcı-çoğullayıcı ▪ Askeri lazere karşı koruma olarak nanotüpler
▪ saha bölümü Güç regülatörleri, termometreler, ısı stabilizatörleri. Makale seçimi ▪ Jacques-Yves Cousteau'nun makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ makale Hangi ordunun köpek kızağı birimi var? ayrıntılı cevap ▪ Çiğdem makalesi. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Bilim ve teknoloji haberleri, elektronik yenilikleri. büyük seçim
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri