Принцип работы паровоза на угле

Пар, который отработал на поршнях, все еще горячий. В некоторых конструкциях паровозов часть отработанного пара используется для предварительного подогрева холодной воды — перед тем, как эта вода поступает в паровой котел.

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
• E-mail

Дата Категория: Транспорт

Изображение паровоза кликабельно

Паровоз использует энергию пара высокого давления. Этот перегретый пар толкает ряд поршней, которые с помощью соединительных тяг ( рисунок ниже) заставляют вращаться колеса. Относительная простота конструкции и надежность паровоза сделали его самым популярным средством передвижения со времени появления первых локомотивов в начале 1800-х годов и до конца второй мировой войны.

Хотя паровозы и сейчас широко используются в Индии и Китае. Однако их главным недостатком является низкий коэффициент полезного действия: даже в лучших паровозах не более 6 процентов энергии, выделяющейся при сгорании угля, переходит в энергию движения.

Паровоз

Сохранение тепла

Пар, который отработал на поршнях, все еще горячий. В некоторых конструкциях паровозов часть отработанного пара используется для предварительного подогрева холодной воды — перед тем, как эта вода поступает в паровой котел.

Увеличение температуры

Теплая вода, находящаяся внутри водотрубного котла, проходит по трубам, окружающим топку, и превращается в пар. Затем этот пар по другим трубам проходит уже внутри топки.

Поршень, приводимый в движение паром

Открывается левый поршневой клапан, и пар под высоким давлением входит в цилиндр (как показано на (1) рисунке сверху). Пар заставляет поршень двигаться направо и поворачивает колесо (2.). Затем левый клапан закрывается. Открывается правый клапан, и свежий пар попадает на другую сторону поршня (3). Теперь под действием энергии пара поршень возвращается в первоначальное положение, заставляя колесо к этому времени проделать один оборот (4). Дальше все повторяется сначала.

Это главная составляющая всей системы, поэтому целесообразно начинать изучение именно с нее. Котел должен быть очень надежным и безопасным, выдерживать сверхвысокие нагрузки. Давление пара внутри доходит до показателя 20 атмосфер, в некоторых случаях даже выше, в работающем виде его можно сравнить со взрывчатым механизмом.

Устройство и принцип работы паровоза

Разработано множество конструкций, данный транспорт претерпевал многократные изменения. Но основу современных паровозов, как и их предшественников, составляют три слагаемых:

• котел;
• паровая машина;
• экипаж.

Паровой котел

Это главная составляющая всей системы, поэтому целесообразно начинать изучение именно с нее. Котел должен быть очень надежным и безопасным, выдерживать сверхвысокие нагрузки. Давление пара внутри доходит до показателя 20 атмосфер, в некоторых случаях даже выше, в работающем виде его можно сравнить со взрывчатым механизмом.

Не менее важные критерии — проста управления, обслуживания и ремонта. Хорошо, если котел может работать не только на угле, но и на других видах топлива. Это делает его универсальным и выгодным.

Топка

Это составляющая котла, месте, где твердое топливо сжигается для получения энергии. Предусмотрен углеподатчик для удобства. У механизмов на жидком топливе есть форсунки, горячее поступает через них. В ходе сгорания выделяются газы, их температура очень высокая. Они отдают свое тепло воде, отделенной стенками огненной коробки. Газы отдают большую часть тепла воде, чтобы та закипела и образовала пар, они же нагревают этот насыщенный пар, после чего покидают атмосферу через искрогаситель и дымовую трубу.

Схема

На схеме принцип работы паровоза кажется предельно простым.

И в этом действительно нет ничего сложного. Вода нагревается до состояния пара, при этом увеличивается в объеме, нагнетая давление. При достижении нужных значений пар начинает приводить в движение поршни, чтобы те запустили вращение оси. Предохранительный клапан выбрасывает из системы излишки пара, чтобы отрегулировать давление. У этой системы есть как преимущества, так и недостатки.

На экипаже паровоза размещены котел, паровая машина, будка машиниста 1, а на бестендерных паровозах и баки для запасов топлива и воды. Взаимодействие движущих колес экипажа с рельсами при работе паровой машины вызывает появление силы тяги, которая по сцепке 27 между паровозом и тендером, и далее через автосцепку 26 воздействует на прицепленные к паровозу вагоны и заставляет их двигаться вместе с ним.

Паровоз состоит из трех основных частей, объединенных в одно целое: котла, паровой машины и экипажа. К экипажу обычно постоянно прицеплен тендер, который служит для хранения запасов топлива, воды, смазки и обтирочных материалов.

В цилиндрах 20 потенциальная энергия пара превращается в механическую энергию возвратно-поступательного движения поршня 21, а связанное с ним поршневое дышло 22 и сцепные дышла 23 вращают движущие колеса 24. Отработавший в паровой машине пар выходит по паровыпускным трубам 19 в форсовой конус 18, создавая тягу газов в котле, и далее через дымовую трубу 15 вместе с газами сгорания в атмосферу.

На экипаже паровоза размещены котел, паровая машина, будка машиниста 1, а на бестендерных паровозах и баки для запасов топлива и воды. Взаимодействие движущих колес экипажа с рельсами при работе паровой машины вызывает появление силы тяги, которая по сцепке 27 между паровозом и тендером, и далее через автосцепку 26 воздействует на прицепленные к паровозу вагоны и заставляет их двигаться вместе с ним.

Для облегчения прохода и безопасности движения с высокой скоростью на кривых участках пути быстроходные паровозы снабжают передней тележкой (бегунком) 40. В паровозах большой мощности с широкой и тяжелой топкой экипаж дополняли задней (поддерживающей) тележкой 25, имеющей колеса небольшого диаметра, позволяющие разместить ее под топкой.

На анимационной схеме подробно показана работа паровоза (оригинал видео можно посмотреть на сайте разработчика: http://www.mekanizmalar.com/locomotive.html )

Паровозы, построенные для обслуживания внутризаводских и подъездных путей промышленных предприятий, тендеров не имеют (танк-паровоз).

Рис. 2. Диаграмма теплового баланса паровоза: 1 — потери тепла в топке; 2 — служебный расход пара; 3 — потери тепла на внешнее охлаждение котла; 4 — потери тепла с уходящими газами: 5 — утечка пара; 6 — потери тепла в паровой машине; 7 — механические потери на трение в машине и в шейках; 8 — полезная работа Наглядное представление, о распределении тепла, содержащегося в расходуемом паровозом топливе, может дать диаграмма, изображенная па рис. 2.

Служебный расход пара 2, составляющий в среднем около 6,5%, необходим для работы паровой машины углеподатчика, разбрасывания угля по колосниковой решетке, подачи воды в котел, продувки жаровых и дымогарных труб, работы паровоздушного насоса и питания турбины электрогенератора.

Потери на внешнее охлаждение котла 3, оцениваемые в среднем в 1,5%, пояснений не требуют. В зимнее время они возрастают в связи с понижением температуры окружающего котел воздуха.

Вторую по величине потерю —с уходящими газами 4 — в среднем можно принять 17—18%. Она может быть уменьшена за счет подогрева воздуха уходящими газами.

Неизбежные утечки пара 5 через сальники и различные уплотнения принимают обычно равными 5%. Однако, при тщательном уходе за паровозом и высококачественном ремонте эти потери могут быть существенно уменьшены.

Наибольшие потери составляет тот запас тепла, который заключен в покидающем паровую машину отработавшем паре 6; они составляют 52—53% и могут быть уменьшены за счет использования некоторой части отработавшего пара для подогрева питательной воды, хорошей регулировки парораспределения в грамотного управления паровозом.

Механические потери в машине и в шейках на трение 7 оцениваются в 1,5—2%. Кроме применения подшипников качения в дышловом механизме и в буксах, эти потери можно несколько уменьшить хорошим уходом, своевременным и правильным смазыванием мест трения.

Из приведенных данных явственно выделяется большое значение экономного расходования топлива.

Would you like to suggest this photo as the cover photo for this article?

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

• Home
• About Us
• Press
• Site Map
• Terms Of Service
• Privacy Policy

• Введение
• Паровой котёл
  1. Основные части котла
  2. Гарнитура котла
  3. Характеристики котла
• Паровая машина
• Экипаж
• Будка
• Тендер
• Оборудование
• Примечания
• Литература
• См. также
• Ссылки

Suggest as cover photo

Would you like to suggest this photo as the cover photo for this article?

Thank you for helping!

Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

Управляет паровозом машинист, а вот топит не кочегар, как думает большинство непосвященных, а помощник машиниста. Отопление требует большого опыта, сообразительности, и слова «Бери больше — кидай дальше!» тут совершенно неприменимы.

Растопка

Из масленок с длинными носами заливают масло в смазочные пресс-аппараты, турбинку и воздушный насос. На паровозе масло применяется разных сортов, важно его не перепутать и не залить, скажем, в паровой цилиндр масло, предназначенное для смазки букс. Сегодня настоящие паровозные масла — «вапор», «цилиндровое», «вискозин» — также стали музейными экспонатами, и все заменяются обычным дизельным маслом. А на самых первых паровозах для смазки использовали говяжье сало, олеонафт и растительное масло.

Помощник машиниста ручным винтовым прессом вгоняет смазку в подшипники машины. Машинист тем временем обстукивает молоточком гайки на дышлах, тягах и крейцкопфах. Проверяет, надежно ли они затянуты, готов ли к пути механизм. На паровозе, как в оркестре, все на слух.

В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большую часть паровозов в период начала 1800 и вплоть до 1950 годов прошлого века. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов.

На анимированной иллюстрации приведен принцип работы парового двигателя.

Для генерации подаваемого на двигатель пара использовались котлы, работающие как на дровах и угле, так и на жидком топливе.

Первый такт

Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую задвижку-клапан (обозначена синим цветом) попадает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. Во время движения поршня от ВМТ к НМТ колесо делает пол оборота.

Выпуск

В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.

Второй такт

В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открывает вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Созданное паром в цилиндре давление заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол оборота.

Выпуск

В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же выпускное окно.

Цикл повторяется заново.

Паровой двигатель имеет т.н. мертвую точку в конце каждого хода, когда клапан переходит от такта расширения к выпуску. По этой причине каждый паровой двигатель имеет два цилиндра, что позволяет запускать двигатель из любого положения.

Первый вид водяного пара предназначен для работы в системах с рабочим давлением не более 100 кило Паскалей. Насыщенный пар нагревается до температуры не выше 100 градусов по Цельсию.

Где применяются

Паровые котлы всё еще широко применяются для обогрева жилищ и промышленных помещений. Эти устройства вырабатывают пар путем нагрева воды, и затем этот пар циркулирует в системе отопления. Бытовые паровые котлы вырабатывают насыщенный водой пар, и используются эти котлы зачастую в частных домостроениях.

Паровые котлы такой электростанции работают по принципу нагрева воды до состояния кипения, а затем в специальном аппарате образовавшийся пар доводится до перегретого состояния и под большим давлением подается в паровую турбину. Вал паровой турбины связан с ротором электрогенератора, который вращаясь от паровой турбины – вырабатывает ток.

1. В отопительной системе — пар является энергоносителем.
2. В энергетике — используются промышленные паровые машины (парогенераторы) для получения электроэнергии.
3. В промышленности — перегретый пар может быть использован для преобразования в механическое движение и перемещения транспортных средств.

Паровые котлы: сфера применения

Бытовые паровые устройства используются в качестве источника тепла для отопления дома. Они подогревают ёмкость с водой и гонят образовавшийся пар в трубы отопления. Часто такую систему обустраивают вместе с угольной стационарной печью или котлом. Как правило, бытовые приборы для отопления паром создают только насыщенный, неперегретый пар.

Для промышленного применения пар перегревают. Его продолжают греть после испарения, чтобы ещё больше поднять температуру. Такие установки требуют качественного исполнения, чтобы предупредить взрыв паровой ёмкости.

Паровой котел

Перегретый пар из котла может расходоваться на образование электричества или механическое движение. Как это происходит? После испарения пар попадает в паровую турбину. Здесь поток пара вращает вал. Это вращение в дальнейшем перерабатывается в электричество. Так получают электрическую энергию в турбинах электростанций — при вращении вала турбомашин образуется электрический ток.

Кроме образования электрического тока, вращение вала может передаваться непосредственно на двигатель и на колёса. В результате чего паровой транспорт приходит в движение. Известный пример паровой машины — паровоз. В нём при сжигании угля нагревалась вода, образовывался насыщенный пар, который вращал вал двигателя и колёса.

т. е. составит всего 1832 , 5 720000 = 1 332 <720000>>=<332>>> долю полного веса поезда.

← Паровоз, киевская газета

Паровозы Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

Паровой молот →

Словник: Оуэн — Патент о поединках. Источник: т. XXIIa (1897): Оуэн — Патент о поединках, с. 842—851 ( скан ) • Другие источники: МЭСБЕ

Следующая таблица (см. Мухачев, «Теория и конструкция П.», 1895) дает понятие о главнейших размерах поездных П.

Таблица главнейших размеров паровозов и тендеров.

Примечания к строкам:

1) Числитель дроби означает общее число осей, а знаменатель — число движущих осей. 4) Числитель дроби означает диаметр малого цилиндра, а знаменатель — диаметр большего цилиндра. 14) Базой считалось расстояние между крайними осями, при тележках расстояние от задней оси до шкворня тележки. Цифры в скобках означают, что они взяты с приближением.

В прилагаемой здесь таблице помещены главнейшие размеры 16 типов П. русских жел. дор. (см. «Очерк сети русских жел. дор.», СПб., 1896). В этой таблице римскими цифрами означены следующие типы П.:

Сопротивление поезда для летнего движения определять по формуле (проф. Н. П. Петрова):

W = ( A + 0 , 15 v + 0 , 001 v 2 ) S + 1 , 2 Q + B n v + 0 , 03 ( 1 + 0 , 04 n ) v 2 + ( 21 4 L − L 2 R − 45 + i ) ( Q + S ) )S+1,2Q+Bnv+0,03(1+0,04n)v^<2>+(21>>+i)(Q+S)> .

W — сопротивление поезда, в кг. п — число вагонов ( n = Q q >> , где q средн. вес груженого вагона в тоннах). v — скорость в км в час. S — вес П. с тендером, в тоннах. Q — вес всех вагонов в поезде, в тоннах. i — число тысячных долей подъема (i = 10 при подъеме в 1/100). В — наименьший радиус (в метрах), совпадающий с расчетным подъемом i. L — расстояние (в метрах) между центрами вагонных осей, не изменяющих своего относительного положения. A = 2,35 для пассаж. и смешанного поездов; 4,3 для товарного поезда. В = 0,6 для пассажирского; 0,7 для смешанного; 0,9 для товарного поездов.

Наприм. для товарного поезда, при:

Q = 650, S = 70, v = 15, n = 40, i = 8 (подъем 0,008), L = 3,8, R = 600, имеем:

W = 474,25 + 780 + 540 + 17,55 + 20,7 + 5760 = 7592,5.

При тех же условиях и том же поезде сопротивление поезда на горизонтали (при i = 0) будет:

7592,5 — 5760 = 1832,5

т. е. составит всего 1832 , 5 720000 = 1 332 <720000>>=<332>>> долю полного веса поезда.

Наибольшую сцепную силу тяги П (силу сцепления) определять по формуле:

Компаунд-насос, инжекторы, тендеры, датчики давления, стокер — это части ретро-паровоза. Но в глазах детей просто интересные штуки. Многие еще не понимают, что локомотив не может повернуть туда, куда захочет. Да и принцип работы — без электричества, с огнем внутри, словно магия.

В Прикамье встречают Поезд Победы. Ретро-паровоз, точно такой же, как в 1945-м, едет через всю страну. И везет с собой ту самую атмосферу великого праздника, которая вот уже 73 года подряд появляется 9 мая.

«Он изобрел этот паровоз!».

Вот так причудливо в детском сознании Иосиф Виссарионович стал изобретателем паровоза. У ребят особенно Поезд Победы вызвал настоящий восторг. Катя и Диана взахлеб рассказывают о том, что увидели.

— Там был огонь и очень жарко, там был пар чуть-чуть.

Компаунд-насос, инжекторы, тендеры, датчики давления, стокер — это части ретро-паровоза. Но в глазах детей просто интересные штуки. Многие еще не понимают, что локомотив не может повернуть туда, куда захочет. Да и принцип работы — без электричества, с огнем внутри, словно магия.

Сергей Патрушев, машинист паровоза: » Уголь горит, вода греется, кипит, получается пар, за счет пара создается давление, паровоз едет. Руль вот».

А вот самое громкое — рычаг подачи сигнала. Попробовать — разрешается.

Здесь можно почувствовать себя кочегаром, взять специальную удлиненную лопату, подхватить кусок топлива и забросить его в жерло паровоза. Ведь работает он на угле.

Ретро-паровозы девятого мая останавливаются на многих вокзалах страны. Это большая акция компании РЖД. Действующих локомотивов осталось не так много. В Перми их два — один путешествует по Пермскому краю, а его собрат — по Свердловской области.

Ксения Шабалина: » Пришли показать детям Поезд Победы, чтобы знали наше прошлое, потому что это наше будущее».

Три остановки в Прикамье Поезд Победы уже сделал. Впереди еще шесть. Люди на перроны приходят с телефонами, запечатлеть на память и цветами — отдать дань памяти. Родным.

Лилия Зырянова: » У меня папа проработал 37 лет в депо. После войны, отслужил и здесь работал».

В этом году в составе Паровоза Победы — вагон-теплушка. Именно в таких уезжали на войну солдаты и возвращались тоже. Победителями.

Обслуживание производительного оборудования высокой мощности осуществляет квалифицированный персонал.

Критерии выбора

Основными аспектами при покупке прибора считаются мощность, КПД и материал, из которого изготовлен корпус.

Важную роль играет комплектация устройства. В базовом варианте агрегат представляет просто блок без изоляции и обшивки. Остальные узлы подбираются на основе требований клиента и условий работы. Это могут быть и дополнительные колосниковые решетки, и насос в зависимости от требуемой мощности.

Котлы оснащаются такими элементами, как:

• вентилятор поддува;
• дымовая труба;
• предохранительные клапаны;
• манометр;
• температурные датчики и т.д.