68874 IMG 11

Zamiana ciepła na pracę może się odbywać za pośrednictwem układa tłokowego (maszyna parowa) lub wirnikowego (turbina parowa).

Silnik tłokowy składa się z żeliwnego cylindra, w którym porusza się szczelny tłok, z organów rozrządczych, suwaków lub zaworów, otwierających się lub zamykających w sposób przymusowy, synchroniczny z ruchem tłoka; dopuszczają one do cylindra świeżą parę, która przemowa tłok i wykonuje przez to pracę, albo wypuszczają na zewnątrz W atmosferę lub do skraplacza parę już rozprężoną, która wykonała pracę. Silniki parowe mogą więc być wydechowe lub ze skraplaczami.

Skraplacze mogą być natryskowe A albo powierzchniowe B. W pierwszych woda chłodząca parę jest wtryskiwana bezpośrednio na strumień pary uchodzącej z cylindra (rys. 128) powodując jej skroplenie się, a w drugich woda chłodząca nie styka się bezpośrednio z parą i nie miesza się ze skroplinami, lecz działa za pośrednictwem dobrze przewodzących ciepło rurek metalowych, przez które przepływa.

84. Obieg Rankine’a. Do tego, aby zrealizować w maszynie parowej najkorzystniejszy pod względem termodynamicznym obieg, tzw. obieg Carnota, ciepło musiałoby być doprowadzane do pary izotermicznie, | specjalna sprężarka musiałaby sprężać parę odlotową jeszcze niecały kowieie skroploną do ciśnienia i stanu początkowego., gdyż tego wy* maga ją warunki obiegu Carnota.

Schemat obiegu Carnota jest następujący (rys. 129): w kotle parowym A, przy izotermicznym doprowadzaniu ciepła, wytwarzana jest

o ciśnieniu p, dopływająca następnie do maszyny parowe) li, P^rej oddaje adiabatycznie pracę L; potem pod ciśnieniem po dostaj# '! Ao chłodnicy C, w której zwiększa swą wilgotność, oddając izoter-^•canie ciepło Q₀ wodzie chłodzącej skraplacz, po czym sprężarka D ^nll _iera tę parę i kosztem pracy L<> spręża ją adiabatycznie do stanu po-^tkówego.

Rys. 130-Obieg Carnota w układzie T-s

Na wykresie T-s (rys. 130) widać to wyraźnie. Praca wykonana l przedstawiona jest polem 1-2-3-4, ciepło zaś oddane do chłodnicy polem 4-3-sj-Si Oczywiście wobec tego, że przemiany 1-4 i 2-3 są adiabatyczne, ciepło dostarczone do obiegu wynosi

I — I+q₀

W rzeczywistości warunki te nie mogą być zachowane. Przede wszystkim ciepło może być doprowadzane przy stosowaniu pary przegrzanej, co obecnie jest w silnikach zjawiskiem niemal powszechnym, nię izotermicznie jak linia 1-2 na rys. 130, lecz izobarycznie według linii 1-2-5, tak bowiem odbywa się doprowadzanie ciepła w przegrzewa-czu. Poza tym maszyna parowa nie jest wyposażona w sprężarkę, lecz tylko w pompę zasilającą kocioł wodą powstałą ze skroplenia pary w skraplaczu, w którym doprowadzany jest proces skraplania do ostateczności.

Z tego powodu sprawności i pracy maszyn parowych nie porównuje się z obiegiem Carnota, który nawet w teoretycznych, doskonałych maszynach nie może być realizowany. Jako obieg porównawczy doskonały przyjmuje się obieg Rankine‘a. W obiegu tym odbywa się izobaiyczne doprowadzanie ciepła i pełne skraplanie pary w skraplaczu. Jedno i drugie założenie odpowiada warunkom rzeczywistym pracy silnika parowego.

Schemat tego obiegu przedstawiono na wykresie T-s na rys. 131, !3J, 133. Bez względu na to, czy w obiegu bierze udział para nasycona,

233