Изображения страниц
PDF

шевна, когда все количество доставляемой ей теплоты будетъ превращено въ механическую работу; но практика показываетъ и теорія это предвидитъ, что полная утилизація теплоты немыслима, и поэтому, затрачивая извѣстное число калорій О, мы не производимъ работу эквивалентную этому числу калорій (9, а всегда меньшую. Для производства работы недостаточно имѣть одинъ источникъ теплоты, но періодичность движенія и продолжительность работы не могутъ быть осуществимы безъ помощи охладителя, которому нужно отдать часть теплоты ф (число калорій), доставленной источникомъ; разностью же (!) — ф возможно только воспользоваться для производства работы. Отношеніе (1) — ф къ С, есть теоретическое полезное дѣйствіе машины или экономическій коеффиціентъ (сoeficient écono

(1—4

(1

тическое полезное дѣйствіе вычисляется для каждаго типа газоваго Д. изъ соотвѣтствующихъ цикловъ, которые состоятъ изъ адіабатическихъ линій и линій, параллельныхъ осямъ объемовъ и давленій. Но относительное достоинство отдѣльныхъ газовыхъ Д. выразится лучше черезъ опредѣленіе ихъ теоретическаго полезнаго дѣйствія по отношенію къ полезному дѣйствію цикла Карно въ тѣхъ же предѣлахъ температуры. Это отношеніе мы назовемъ относительнымъ полезнымъ дѣйствіемъ машины (соeficient générique) и обозначимъ черезъ р. По этимъ двумъ коеффиціентамъ, т. е. по теоретическому полезному дѣйствію р и относительному полезному дѣйствію мы можемъ вѣрнѣе судить о типѣ Д. По р судятъ о самомъ принципѣ, на которомъ построена машина, а по р, о степени усовершенствованія въ осуществленіи этого принциша; р, конечно, не можетъ"быть измѣнево, такъ какъ оно зависитъ отъ возможной разности температуръ источника теплоты (въ газовомъ Д., слѣдовательно, отъ максимальной температуры, развиваемой при взрывѣ газовой смѣси) и охладителя. Предполагая даже, что источникъ теплоты имѣетъ наивысшую температуру 673? абсолютныхъ (4009 по Ц.), а охладитель абсолютный нуль (—273"), то р не сможетъ быть болѣе 609). Оно всегда менѣе единицы. Въ дѣйствительности оно еще менѣе, такъ какъ мы не въ состояніи осуществить вышеприведенныя условія. Машины, имѣющія большое р, — машины будущаго; машины же у которыхъ р, близко къ единицѣ, достигли уже возможнаго совершенства и не сдѣлаютъ болѣе существеннаго прогресса. Паровыя машины въ сравненіи съ газовыми Д. имѣютъ меньшее теоретическое полезное дѣйствіе (0,17), но значительно большее полезное дѣйствіе (О,65).

Сравнивая четыре вышеприведенныхъ типа газовыхъ Д. по ихъ р и р,, мы получимъ слѣдующія величины:

mique), который будетъ р-.. 454. Это теоре

9 195

П типъ . . . . О,23 О,28

П р . . . . О,38 О,45 П1 г. . . . . О,31 0,38 1V х . . . . О,36 0,42

Д. второго типа, т. е. съ предварительнымъ сжатіемъ, какъ видно изъ этой таблицы, являются наиболѣе совершенными газовыми Д. Напротивъ, Д. 1-го типа, т. е. безъ предварительнаго сжатія, оказываются наиболѣе невыгодными Д. Это, конечно, результаты теоретическіе, выведенные изъ разсмотрѣнія ПриНЦИшовъ, лежащихъ въ основѣ отдѣльныхъ типовъ газовыхъ Д. При этомъ теоретическомъ разсмотрѣніи не обращалось вниманія на дѣйствіе, которое оказываютъ на циклъ стѣнки, цилиндра. Дѣйствительно у всѣхъ газовыхъ Д., сила которыхъ больше одной или двухъ лошадиныхъ силъ, цилиндръ охлаждается холодной водою, которая отнимаетъ отъ цикла значительное количество теплоты. Въ опытахъ, произведенныхъ Витцемъ, въ Рубе, надъ прекраснымъ газовымъ Д. Отто, опредѣлено было, что эта поглощаемая водою теплота составляетъ 40?], всей развиваемой при взрывѣ теплоты и 489], утилизируемой теплоты. Треска для Д. Ленуара опредѣлилъ эту потерю теплоты въ 529]. Вообще принимаютъ, что охлаждающая вода, цилиндра отнимаетъ половину теплоты горѣнія израсходованнаго газа. Газовый Д. Отто новѣйшей конструкціи, въ исправномъ состояніи, расходуетъ на силу 700–800 литровъ въ часъ. При работѣ же въ холостую онъ расходуетъ около 400 литровъ на силу въ часъ, не производя ни одного килограмметра работы; почти вся теплота поглощается водою, употребляемой для охлажденія, но избѣжать охлажденія цилиндра не возможно. Съ цѣлью выясненія условій, при которыхъ возможно уменьшить это вредное вліяніе охлажденія водою, Витцемъ былъ предпринятъ рядъ изслѣдованій. Онъ старался, такъ сказать, искусственно воспроизвести всѣ явленія взрыва и расширенія газовъ, происходящія въ цилиндрѣ газоваго Д. Витцъ вывелъ изъ этихъ изслѣдованій слѣдующіе два закона: 1) утилизація газа растетъ со скоростью расширенія газовъ, и 2) горѣніе взрывчатыхъ смѣсей совершается тѣмъ быстрѣе, чѣмъ больше скорость расширенія. Это значительное вліяніе быстроты расширенія есть только слѣдствіе дѣйствія стѣнокъ. Какъ же можно иначе объяснить измѣненіе совокупности всѣхъ взрывчатыхъ явленій со скоростью расширенія? Это можно–только охлажденіемъ газовъ отъ прикосновенія съ металлическою поверхностью, которое происходитъ въ болѣе или менѣе значительное время, при чемъ поглощается теплота и уменьшается реакція. Это вліяніе обнаруживается не только на быстротѣ горѣнія, но площадь діаграммы сокращается, работа уменьшается, утилизація понижается. Для того, чтобы наилучше воспользоваться теплотою, развиваемой взрывчатою смѣсью, необходимо произвести расширеніе продуктовъ горѣнія въ болѣе короткое время

и уменьшить по возможности поверхность XI шляпа, длина «повти: «иль-I мѣ

нимумомъ. То же самое явленіе наблюдалъ Вьейль: максимумъ взрыва зависитъ отъ отношенія поверхности охлажденія пріемника къ объему газовой смѣси. Такъ что экспериментальныя изслѣдованія вполнѣ подтвердили те

орію о необходимости предварительнаго сжа-I наго газа равною 5400 калоріямъ, мы можемъ

тія газовой смѣси до взрыва. Кромѣ того, дѣйствію стѣнокъ цилиндра надо приписать замедленіе сгоранія во время взрыва,—явлевіе, которое англичане опредѣляютъ выраженіемъ вow combustіon, а нѣмцы-паchbrennen, т. е. часть газовъ не успѣваетъ сгорать при максимумѣ температуры, а сгораетъ во время охлажденія,

Знаніе относительнаго полезнаго дѣйствія газоваго Д. извѣстнаго типа, еще недостаточно для сужденія о достоинствѣ данной машины. Въ дѣйствительности никогда нельзя воспользоваться всей работой, производимой на поршень цилиндра, такъ какъ вслѣдствіе тренія, ударовъ и инерціи, вообще всѣхъ такъ называемыхъ пассивныхъ сопротивленій, утрачивается часть работы, доставляемой превращеніемъ теплоты въ движеніе. Поэтому на рабочемъ валѣ мы всегда имѣемъ только извѣстную дробную часть полной (индикаторной) работы, производимой на поршень. Для вычисленія этой общей работы снимаютъ индикаторомъ Уатта діаграммы давленія. Достаточно опредѣлить среднее давленіе Рn на поршень; если его площадь 3 и его ходъ С, то работа, производимая поршнемъ, равна Рт181, выражая Рm въ килограммахъ на квадр. сантиметръ, 8–въ сантим. и С–въ метрахъ.

Поэтому, если машина дѣлаетъ п оборотовъ

[blocks in formation]

есть діаметръ цилиндра,
р.„Ру-II”Ст. „
4. 4500 18000

Слѣдовательно, все сводится на опредѣленіе средняго давленія Рт, что достигается измѣреніемъ діаграммъ давленія.

Опредѣленіе дѣйствительной работы, непосредственно утилизируемой на рабочемъ валѣ, производится посредствомъ динамометрическаго тормаза Прони (см. Динамометры).

Отношеніемъ дѣйствительной работы къ индикаторной опредѣляется механическое полезное дѣйствіе (rendement mécanique) Д., которое для каждой машины будетъ особое, зависящее только отъ выполненія отдѣльныхъ частей ея; слѣдовательно, опредѣлено оно можетъ быть только экспертизою. При экспертизѣ газовыхъ Д. необходимо опредѣлить діаметръ и ходъ поршня, длину камеры горѣнія или объемъ вреднаго пространства, число оборотовъ, температуру циркулирующей воды при поступленіи и выходѣ изъ оболочки цилиндра, количество потребленныхъ газа и смазочнаго масла на силу-часъ, работу тормоза. Сравнивая количество потребляемаго газа на силучасъ, опредѣляемое экспертизою, съ количествомъ газа, вычисляемымъ теоретически изъ щикла для каждаго типа Д., принимая при этомъ тепловую способность каменноуголь

ДРут-II(14

опредѣлить коэффиціентъ полезнаго употребленія (сoeficient d'utilisation pratiquе). Теоретическое Дѣйствительное

выраженіе Г. Теотребленіе въ 14999Ф999999

Тччъ ны."К”. Ты...."Ты?” чччтччт9449

въ саду. шеѣ. выдулась. 99ТР999941 522 200о О,26 11 316 100 0,45 111 387 900 0,43 1V 285 650 0,44

Изъ этого сравненія газовыхъ Д. различныхъ типовъ по коэффиціенту практическаго потребленія видно, что газовые Д. второго и четвертаго типа и въ практикѣ сохраняютъ свое шервенство, которое дано имъ теоріей; за нимъ слѣдуютъ газовые Д. третьяго типа. Что же касается газовыхъ Д. перваго типа, т. е. Д. со взрывомъ безъ предварительнаго сжатія, то они занимаютъ низшее положеніе: не только ихъ циклъ менѣе совершененъ, но онъ и худо осуществленъ, такъ какъ коэффиціентъ практическ. потребленія не превосходитъ О.26. Это объясняется тѣмъ, что въ этихъ Д., какъ показываетъ опытъ, болѣе 75"[о развиваемой при взрывѣ теплоты отдается охладителю. Количество расходуемаго газа на силу-часъ зависитъ отъ тепловой способности газа: такъ, газы болѣе бѣдные, какъ водяной и Давсоновскій газы, расходуются въ большемъ количествѣ, чѣмъ каменноугольный. Мы опишемъ здѣсь устройство двухъ газовыхъ Д.–Ленуара, какъ перваго газоваго Д., получившаго практическое примѣненіе, и Д. Отто, какъ наиболѣе совершеннаго и наиболѣе распространеннаго въ настоящее время.

Д. Ленуара есть Д. перваго типа, незначительно отличающійся отъ типа паров. машинъ. На рис. 1 онъ изображенъ въ томъ видѣ, который онъ имѣлъ въ 1860 г., когда былъ изобрѣтенъ. Онъ состоитъ изъ цилиндра. А съ водяной рубашкою; по бокамъ находятся золотники Т и Т9 для впуска газа 1) и выпуска продуктовъ горѣнія, которые приводятся въ дѣйствіе эксцентриками Е. Стержень поршня имѣетъ въ В направляющую коробку и обхватывается шатуномъ, который и передаетъ движеніе валу. Воспламененіе газа производится спиралью Румкорфа К; искра въ 17 воспламеняетъ смѣсь. Д. Ленуара есть машина двойного дѣйствія. Газъ по трубкѣ съ двумя рукавами поступаетъ въ двѣ цилиндрическія коробки, имѣющія каждая прямоугольное отверстіе на сторонѣ, обращенной къ золотнику. Золотникъ сдѣланъ изъ бронзы; на немъ сдѣланы прямоугольные желобки для впуска воздуха. Эти желобки имѣютъ діаметръ въ 2 мм. и чередуются съ отверстіями въ 6 мм. Газъ изъ коробокъ поступаетъ по трубкамъ, а наружный воздухъ проникаетъ черезъ отверстія; такимъ образомъ струи газа и воздуха хорошо смѣшиваются, образуя взрывчатую смѣсь. Золотникъ для выхода продуктовъ горѣнія одинаковоустроенъ, какъ золотникъ для впуска газа и воздуха, только не имѣетъ трубки для смѣшенія газовъ; продукты горѣнія выводятся въ особый коллекторъ. Для приведенія въ дѣйствіе Д., нужно повернуть маховикъ, чтобы подвинуть поршень, который

всосетъ смѣсь; искра воспламеняетъ послѣд-Iняется четыремъ десятымъ всего объема ци

[merged small][merged small][graphic][subsumed][subsumed][merged small][merged small][merged small][subsumed][subsumed][subsumed][subsumed][subsumed][subsumed][merged small][graphic][subsumed][merged small][merged small][merged small]
[merged small][merged small][graphic][subsumed][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small][merged small]
[blocks in formation]

не менѣе 40 мм. въ поперечникѣ, если двигатель четырехсильный. На этой газопроводной трубѣ необходимо помѣстить каучуковый мѣшокъ, необходимый для запаса газа, такъ что поршень не всасываетъ газъ непосредственно изъ газопровода. Емкость этого мѣшка должна быть по крайней мѣрѣ въ 25 разъ больше объема газа, всасываемаго поршнемъ двигателя. Газовый двигатель долженъ быть устанавливаемъ на прочномъ цоколѣ изъ бетона или плитнаго камня въ помѣщеніи, которое дозволяетъ свободный обходъ около двигателя. Краны отъ водопровода и газопровода, равно какъ каучуковый мѣшокъ должны быть расположены на ближайшей къ двигателю стѣнѣ. При хорошо очищенномъ газѣ чистка газоваго двигателя производится разъ въ мѣсяцъ.

Въ прежнее время газовые двигатели находили примѣненіе только въ мелкой промышленности, поэтому ихъ обыкновенно дѣлали въ 2—4–8 силъ; но съ пониженіемъ цѣнъ на газъ для Д. стали изготовлять газовые Д. въ 50, 80 и даже 100 лошадиныхъ силъ. Быстрое распространеніе газовыхъ Д. лучше всего видно изъ отчета фабрики Отто въ Дейтцѣ, составленнаго для всемірной выставки въ Парижѣ. Эта фирма съ 1876 по 1889 г. выпустила изъ своей фабрики 31000 Д., общая сила которыхъ равняется 110000 лошадиныхъ силъ. Наибольшее количество Д. продано въ Англію (12800), гдѣ 1 куб. м. газа обходится обыкновенно не болѣе 15 сантимовъ, наименьшее число (350) въ Россію, гдѣ всего 24 города освѣщаются газомъ. Кромѣ фбр. Отто, существуетъ въ Европѣ много другихъ ф6р, которыя ежегодно изготовляютъ въ большомъ количествѣ газовые Д.

В. Д. керосиновые основаны на томъ же принципѣ, какъ и газовые Д. Вмѣсто смѣси газа

Энциклопед. Словарь, т. Х.

съ воздухомъ, дѣйствуетъ смѣсь паровъ керосина съ воздухомъ. Для этой цѣли въ однихъ Д. керосинъ накачивается особаго рода помпочкою, а въ другихъ, какъ въ Д. Отто и Яковлева, самотекомъ. Поступившій керосинъ сперва превращается въ испарителѣ въ паръ и затѣмъ смѣшивается съ воздухомъ; воспламеніе гремучей смѣси обыкновенно производится раскаленою фарфоровою или никкелевой трубочкою; регулированіе хода въ Д. Отто–центробѣжнымъ регуляторомъ, который дѣлаетъ пропуски въ поступленіи Е"Е слѣдніе годы въ Россіи керосиновые Д. получили большое распространеніе. Въ Петербургѣ существуютъ два завода, Лангeзипена и Яковлева, приготовляющіе въ большомъ количествѣ керосиновые Д., которые были выставляемы на всѣхъ выставкахъ въ Петербургѣ и Москвѣ. Д. Яковлева въ своей новой конструкціи представляетъ много особенностей. Испаритель въ этомъ двигателѣ представляетъ чугунную коробку, состоящую изъ цѣлаго ряда наклонныхъ плоскостей, по которымъ стекаетъ постепенно керосинъ, такъ что образуется весьма большая испарительная поверхность; такъ какъ нагрѣваніе испарителя производится черезъ стѣнку газами, исходящими изъ цилиндра, то смѣшеніе паровъ керосина съ исходящими га

[graphic][subsumed][merged small][merged small][merged small][merged small]
« ПредыдущаяПродолжить »