IMG 18

kresie T-s (rys. 149). Para wlatując do zimnego cylindra skrapla się częściowo i zmienia swój stan, jak w punkcie 1' na 1. Następnie zamiast adiabatycznego rozprężania według linii l'2' następuje rozprężanie się według krzywej 1C, po czym para rozpręży się dalej według linii C2, odbierając ciepło z powrotem. Widać jednak z wykresu, że strata pracy przedstawona polem Al' jest większa od pracy z odzyskanego od ścianek ciepła, przedstawionej polem Al".

Wielkość strat wywołanych oddziaływaniem ścianek cylindra na parę, czyli ilość ciepła biorąca udział w tej przemianie, może być ujęta związkiem, jak przy przejmowaniu ciepła

ę^oFrfa-ts)    1X1,5]

Poszczególne czynniki tej zależności w odniesieniu do cylindra maszyny parowej przedstawiają się następująco.

Decydujące znaczenie ma tu współczynnik przejmowania ciepła a, okazało się bowiem, że przy stosowaniu pary nasyconej współczynnik ten jest bardzo duży. Wartość tego współczynnika. przy wlocie pary do zimnego cylindra, gdzie ulega skropleniu, wynosi

a = 10000 kcal/m^ah°C (lub 11 630 W/(m² • deg)

gdy tymczasem w tych samych warunkach przy zastosowaniu pary przegrzanej (która traktowana być może jako gaz) wartość tego współczyn-

Rys, 150-Str»ty w maszynie parowe} Rys- 151-Straty w maszynie parowej wskutek oddziaływania ścianek cylin- wskutek oddziaływania ścianek cylindra na parę nasycona    dra na parę przegrzaną

uika jest wielokrotnie mniejsza. Mianowicie, zależnie od stopnia przegrzania pary, zależnie od tego, czy zjawisko odbywa się spokojnie, czy przy tworzeniu się wirów, zależnie wreszcie od tego, czy tworzące się skropliny są od razu odprowadzane, czy nie, wartość współczynnika przejmowania ciepła dla pary przegrzanej wynosi a = 4 g= 10 kcal/m*h°C 4,65—11,6 W/(m* • deg).

Tym się tłumaczy powszechne dziś stosowanie pary przegrzanej przy napędzie maszyn parowych, dające bardzo skuteczny sposób zmniejszania strat cieplnych wskutek oddziaływania metalowych ścian cylindra.

Jeżeli poglądowo porównamy na wykresie T-t zachowania sic; pary nasyconej i przegrzanej w maszynie parowej, to wpływ przegrzanej pary wystąpi wyraźnie, jak to widać na rys, 150 i 151.

W całej pełni występują korzyści stosowania przegrzania pary dolotowej w maszynie parowej dopiero jednak wówczas, gdy podczas całego okresu rozprężania się pary do punktu przełomowego C nie wychodzi ona ze stanu przegrzania, jak to pokazano na rys. 151. Jednak wysokość przegrzania pary podlega ograniczeniu ze względu na nieodpomość na wysokie temperatury smarów cylindrowych i dławnic.

Rys. 152-Stosowanie ogrzewka cylindra

Skropliny

Dawniej stosowano ogrzewek, tzn. ogrzewanie cylindra płaszczem parowym,, przez który przepływa świeża para po drodze do cylindra, jak na rys. 152; obecnie wobec pary przegrzanej sposób ten stosuje się rzadko. Ogrzewek daje mniejsze korzyści w stosunku do pary przegrzanej, a wymaga stosowania cylindrów trudnych do wykonania ze względu na kształty.

Drugim czynnikiem mającym wpływ na straty cieplne wskutek cieplnego oddziaływania ścian cylindra jest powierzchnia wymiany ciepła F, jak to wynika ze wzoru [XI,5]. Tutaj wpływ mają kształty konstrukcyjne, które powinny dać przy danej objętości cylindra jak najmniejszą jego wewnętrzną powierzchnię. Najkorzystniej wypada to dla stosunku skoku tłoka do jego średnicy jak 1:1; jednak stosunek ten jest przeważnie w rzeczywistości większy ze względu na działania ruchomych mas przyspieszających i opóźniających się na każdy skok.

Współczynnik czasu r (równanie [XI,5]) należy rozumieć w tym przypadku tak, że im liczba obrotów na minutę jest większa, im częściej następują po sobie okresy wymiany ciepła między parą i cylindrem, tym straty cieplne są mniejsze, bo mniej pozostaje czasu pomiędzy jednym okresem a drugim na wędrówkę ciepła w głąb ścianek cylindra. Zatem z punktu widzenia tych strat liczba obrotów n maszyny powinna być możliwie wysoka, czemu przeciwdziałają znów względy dynamiczne,

347