История изобретения паровой турбины

Доклад по физике на тему «История изобретения паровой турбины»

Подготовил: Ученик 8 л класса МБОУ"Лицей 14"

Проверила:Акимова А.Т

Прообразом теплового двигателя считается созданный в I веке до н. э. выдающимся ученым и изобретателем того времени Героном Александрийским так называемый Эолипил. Он представлял собой полый шар, который можно было заставить вращаться, разведя под ним огонь. Для этого в вертикальной плоскости шар был снабжен двумя выступающими изогнутыми трубками и сообщался с расположенным под ним сосудом с водой. Конечно, это была только игрушка, а не тепловой двигатель, но идея использования энергии пара путем разгона его до большой скорости и подачи струй в окружном направлении была позднее использована при создании реактивных паровых турбин.  
 
Впервые идея беспоршневого двигателя - реактивной паровой турбины, подобной Геронову эолипилу, возникла у шведского инженера и изобретателя Карла Густава де Лаваля при испытании пескоструйных аппаратов. Английский патент на «Турбину, работающую паром и водой» был выдан в 1883 году. Вскоре турбина была изготовлена. Ее ротор представлял собой S-образную обтекаемую трубку с соплами на концах, отлитую из бронзы. Испытания показали, что турбина достаточно надежно работает на частотах вращения до 42000 об/мин. Попытки усовершенствовать турбину результатов не принесли. Лаваль нашел другой путь - активную турбину. Мысль о ней зародилась у него в 1888 году, а в 1889 году активная турбина с расширяющимся соплом была запатентована. Важнейшей особенностью турбины была форма сопла. Сужающе-расширяющиеся сопла, которые получили название сопел Лаваля, позволяют разогнать пар или газ до сверхзвуковых скоростей с очень малыми потерями. Но необходимая для получения хорошего КПД высокая частота вращения турбин Лаваля оказалась не благом, а проклятием. Лавалю пришлось разработать механическую передачу - редуктор - от турбины к приводному агрегату. Причем сама турбина представлялась карликом по сравнению с редуктором.  
Дойти до вершины суждено было английскому инженеру Чарльзу Парсонсу. Парсонс с самого начала выбрал правильное направление, в основе которого лежала простая идея: всю располагаемую энергию пара следует разделить на несколько порций и срабатывать не разу всю энергию в одной ступени, как это делал Лаваль, а последовательно, каждую порцию энергии в отдельной ступени. Воплощением этой идеи стала многоступенчатая турбина. Турбины, созданные Парсонсом и выпускаемые фирмой «Кларк и Чапмен», господствовали на быстро расширяющемся рынке турбогенераторов.

К концу XIX столетия высокие темпы роста промышленности потребовали выработки колоссального (для того времени) количества электрической энергии. Но единственным средством для привода динамо-машины был тогда паровой двигатель. Вскоре выяснилось, что габариты и мощность паровых машин ограничиваются механической прочностью отдельных узлов. Для повышения единичной мощности агрегатов, вырабатывающих электроэнергию, потребовался другой двигатель.

И такой двигатель появился в 1884 г., когда англичанин Чарлз Алджернон Парсонс изобрел первую пригодную для промышленного применения турбин