передаваемую на рабочий вал, его снабжают четырьмя цилиндрами, причем они работают так, чтобы рабочий ход каждого совпадал с тремя холостыми ходами остальных. Следовательно, этот вал за каждый ход, ко­ торый называют «такт», получает одинаковую механи­ ческую энергию. По такой схеме работают простейшие четырехтактные двигатели внутреннего сгорания.

8.2.Понятие о двигателях внешнего сгорания

Вотличие от двигателей внутреннего сгорания широ­ ко применяются двигатели, в которых используется теп­ лоноситель, полученный в другом агрегате, отсюда и на­ звание двигатель внешнего сгорания. Для выработки электрической энергии на электростанциях чаще всего

применяются паровые турбины. Паровая турбина ис­ пользует энергию пара, который образуется за счет теп­ лоты, полученной при сжигании топлива в выносных топках (вне турбины). Водяной пар, имеющий высокое давление и температуру, обладает значительной потен­ циальной энергией. Если пару, помещенному в емкость 7, дать возможность вытекать из сопла 2 (рис. 8.2) при условии, что в емкости пар находится при р и Т боль­ ших, чем в среде, куда происходит его истечение, то на выходе из сопел пар развивает большую скорость. По­ тенциальная энергия пара переходит в кинетическую, которую можно использовать, направив вытекающий из сопла пар на криволинейный (изогнутый) профиль лопа­ ток, которыми оснащают диск турбины (рис. 8.3). Пар, выбрасываемый через сопло 7 на лопатки 2, приводит во вращение диск 3, жестко насаженный на вал 4. Если на этот же вал насадить электрогенератор, то механи­ ческая энергия турбины превращается в электрическую.

Газовая турбина в отличие от паровой использует продукты сжигания топлива. Газовая турбина или, как ее называют, газотурбинная установка (рис. 8.4) со­ стоит из турбины 7, компрессора 8 и электрогенератора Р, сидящих на одном валу. Агрегат приводится в дей­ ствие пусковым электродвигателем 6.

Работа агрегата заключается в следующем. Жидкое топливо насосом 7 нагнетается в форсунку 2, куда по­ дается от компрессора 8 под давлением воздух на горе­ ние через трубопровод 10. Топливо сгорает в камере 3, и продукты горения, разбавленные воздухом до Т =

Газотурбинный агрегат перед паровым имеет преиму­ щества: не требует парового котла для выработки пара, более компактен и занимает меньшую площадь. Если учесть, что газотурбинный агрегат может работать и на газовом топливе, то он перспективен и в качестве дви­ гателя на тепловых электрических станциях. Использо­ вание газотурбинных агрегатов на дорогом и дефицит­ ном жидком топливе нерационально.

8.3. Понятие о тепловых электрических станциях

Агрегаты, преобразующие тепловую энергию в меха­ ническую, а механическую в электрическую, называют тепловыми электрическими станциями. Схема простей­ шей тепловой электрической станции показана на рис. 8.5.

В топке 1 парового котла 2 сжигается топливо. Об­ разовавшиеся продукты горения омывают трубки паро­ вого котла, в которых находится вода, поступающая из питательного барабана. Образующийся пар передается

вперегреватель 3. Продукты горения из топки котла переходят в перегреватель и отдают часть оставшейся энергии на перегрев пара, движущегося по трубкам пе­ регревателя. Отработанные продукты горения поступают

вкотлы-утилизаторы и далее выбрасываются в ат­ мосферу.

Перегретый пар по паропроводу 4 направляется в па­ ровую турбину 5 и через сопла, попадая на изогнутые

лопатки (см. рис. 8.3), совершает работу — вращает турбину. На валу 6 вместе с турбиной находится элек­ трический генератор 7, превращающий механическую энергию вращения в электрическую. Отработанный пар покидает турбину и через патрубок 8 поступает в кон­ денсатор 9. В конденсаторе по трубкам движется хо­ лодная вода, подаваемая насосом 10 из источника пи­ тания 11. Эта вода нагревается и может быть исполь­ зована для собственных нужд станции.

Из пара в конденсаторе за счет отдачи теплоты хо­ лодной воде получается конденсат, который насосом 12

не показан) в бак парового котла. Далее цикл повто­ ряется. Так химическая энергия топлива в паросиловой

установке превращается в электрическую, которая мо­ жет передаваться на большие расстояния потребителям.

Аналогично на тепловых электрических станциях мо­ жет быть использован и газотурбинный агрегат, схема которого (начиная от сжигания топлива до электриче­ ского генератора) приведена на рис. 8.4.

Понятие об атомных электрических станциях. Атом­ ная электростанция (рис. 8.6) — разновидность обычной тепловой электростанции, в которой атомная энергия преобразуется в электрическую.

Принцип ее работы состоит в следующем. В реактор 1, где находятся урановые стержни 3, подается вода циркуляционным насосом 21. Источник энергии — неза­ тухающая длительное время контролируемая реакция деления тяжелого элемента (например, урана). Деление тормозится графитовыми замедлителями 2.

Почти вся энергия выделяется в виде теплоты, кото­ рую используют для нагревания воды и ее испарения. Пар из реактора по трубопроводу 4 подается в пароге­ нераторы 5. Далее, пар, отдав свою энергию через тру­ бопровод конденсата первого контура 18, с помощью циркуляционного насоса 21 подается опять в реактор. На пути движения по трубопроводу 18 в конденсат до­ бавляется дистиллят через питательный насос 19 из ба-

ка дистиллированной воды 20. Указанный путь движе­ ния воды и пара, называемый первым контуром, являет­ ся радиоактивным и требует полной биологической за­ щиты, включая генераторы пара.

Вторым контуром является подаваемый конденсат в генераторы через трубопровод 17 питательным насосом 15. Конденсат, проходя через генераторы 5, омывает трубы, по которым проходит пар первого контура, сам превращается в пар и по паропроводу второго контура 6 подается через сопла на изогнутые лопатки паровой турбины 7 Дальнейшая схема работы установки анало­ гична разобранной ранее (см. рис. 8.5).

Паровая турбина посажена на один вал 8 с электри­ ческим генератором 9, который превращает механиче­ скую энергию вращения в электрическую. Отработанный пар из турбины поступает в конденсатор 10, куда из ис­ точника 12 циркуляционным насосом 11 подается по трубопроводу 16 холодная вода. Пар конденсируется и конденсатным насосом 13 передается в деаэратор 14, где освобождается от воздуха, и питательным насосом 15 передается снова в генераторы пара. Далее цикл повто­ ряется.

Наличие больших запасов ядерного горючего, превы­ шающих запасы газа, нефти, угля, делают атомные элек­ трические станции перспективными.

вой турбины?

4. Опишите принципы работы тепловых и атомных электричек ских станций.

РАЗДЕЛ 6. СУШКА МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Как указывалось, сушка — процесс удаления влаги из материалов путем ее испарения. Этот процесс сопро­ вождается изменением объема — усадкой.

ГЛАВА 9. СУШКА И СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

В процессе сушки материала из него удаляется фи­ зико-механически и физико-химически связанная влага. Химически связанная влага из материала при сушке не удаляется. Поэтому для процесса сушки любой влажный материал рассматривают как систему, состоящую из су­ хого материала и влаги. Под сухим материалом пони­ мают абсолютно сухой материал вместе с химически связанной влагой. Таким образом, массу влажного ма­ териала можно представить в виде

где С?пм — масса влажного материала; GCM— масса сухого мате­ риала; W — масса физико-химически и физико-механически связан* ной влаги с материалом.

9.1.Теоретические основы сушки

Всушильной установке изделие (материал) взаимо­ действует с сушильным агентом. Под сушильным аген­

том понимают теплоноситель — нагретый воздух или продукты сжигания газообразного топлива с меньшим парциальным давлением водяного пара р'са, чем пар­ циальное давление водяного пара р \г у поверхности ма­ териала. Температура сушильного агента 7са должна