Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.2: Виробництво пари - проектування заводу

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31942

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    3.2 Виробництво пари - проектування заводу

    Типова сучасна електростанція середнього та середнього розміру може мати швидкість потоку пари, що перевищує 3 мільйони фунтів на годину (фунт/год). Для порівняння, швидкість пари, яка повинна бути вироблена, була б еквівалентна спалюванню 20 галонів бензину (один автомобіль) 5-6 разів на секунду. Факторами, що впливають на те, як кип'ятиться пара, є 1) швидкість тепловіддачі і 2) швидкість тепловиділення. Подумайте про чайник нагріву води до кипіння на плиті. Чим більше чайник впирається в пальник, тим швидше він закипить (швидкість тепловіддачі). Чим вище підігрівається тепло, тим швидше закипає вода (швидкість виділення тепла).

    На тепловіддачу можна впливати трьома способами: 1) провідність - прямий контакт об'єкта з джерелом тепла; 2) конвекція - тепло, що переноситься струмами рідини; і 3) випромінювання - тепло, яке передається електромагнітним випромінювання від світяться предметів. У нашому випадку тепло для отримання пари стає доступним шляхом спалювання палива. Це тепло потрібно якось передавати воді або пару. Швидкість, з якою може передаватися тепло, залежить від:

    • характер матеріалу, через який передається тепло;
    • його товщина;
    • різниця температур по всьому матеріалу (втрати);
    • загальна площа, по якій передається тепло.

    Збільшення площі поверхні - найефективніший спосіб зробити це. Спосіб збільшення площі поверхні полягає в передачі тепла через менші трубки. Це зменшить необхідність робити котел більшим і більшим - і якщо ви думаєте про каструлю з киплячою водою, чим більше води ви поклали в каструлю, тим довше потрібно кип'ятити, зберігаючи постійну площу поверхні.

    Першим еволюційним кроком в котлах став жаротрубний котел. Нагріті гази знаходяться в трубках, а вода і пара - у великому резервуарі; весь бак знаходиться під тиском. Проблема з використанням цієї конструкції полягала в тому, що якщо танк лопнув, то він створив великий вибух. Така конструкція забезпечує значно більшу площу поверхні тепловіддачі, ніж відповідний плоский пластинчастий котел. Жаротрубні котли корисні в промисловому опаленні і на зовсім невеликих (за сьогоднішніми мірками) електричних установках. «Прокатні жаротрубні котли» були успішними протягом 150 років як паровози. Однак стійке зростання попиту на електроенергію та подальше збільшення розміру заводу та необхідної швидкості пари означало, що в кінцевому підсумку навіть котел з жаротрубними трубами не може йти в ногу.

    Це призвело до наступного еволюційного етапу проектування, яким став водотрубний (або паротрубний) котел. Це нинішній сучасний дизайн. Залежно від використовуваного палива і необхідної норми пара сучасний водотрубний котел висотою 10-20 поверхів. Конструкція змінилася так, що вода/пар знаходиться в трубах всередині котла з гарячими газами, що оточують труби.

    Для отримання додаткової інформації

    Відвідайте howstuffworks.com для отримання деяких додаткових діаграм парових двигунів.