ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие сведения о тяге газов конусом и вентилятором. Расположение конуса и дымовой трубы. Типы и конструкции конусов. Типы и конструкции дымовых труб. Расчет конуса и дымовой тру бы. Сифон из "Конструкции паровозов " Первое основное достоинство конусной установки—возможность относительно большого паросъема котла и получения, таким образом, большой работы от компактного (по размерам поверхности нагрева) котла. Другим основным достоинством конуса является почти полная автоматичность его работы, чрезвычайно ценная при переменном режиме работы паровоза. При увеличении расхода пара увеличивается и количество выбрасываемого конусом пара. Скорость выхода последнего из конуса увеличивается, увеличивается и трение между частицами струи пара и окружающими газами сгорания. Последние более энергично засасываются в дымовую трубу, разрежение в дымовой коробке увеличивается, горение в топке из-за большой тяги воздуха оживляется, и котел, получая большое количество тепла, готовит и большее количество пара. Наоборот, при уменьшении расхода пара, а также и при закрытии регулятора парообразование котла также соответственно уменьшается. Правда, точной зависимости здесь нет, но все же в эксплуатации паровоза это саморегулирование работы котла является чрезвычайно ценным качеством работы конуса. Наконец, достоинством конуса является крайне простое и компактное оформление всех его деталей и большая надежность работы. [c.177] Зависимость величины разрежения от количества выхлопного пара, вообще говоря, ценная при нормальной работе паровоза, иногда является и отрицательным моментом, когда, например, нужно усилить горение в топке при небольшом расходе пара. Здесь приходится пользоваться сифоном, лишь частично достигающим своей цели, или ставить на паровоз конус с переменным сечением выхлопного отверстия,— переменный конус. С другой стороны, для работы конуса нужно подводить к нему, т. е. выбрасывать в атмосферу, большие массы отработанного пара и терять, таким образом, содержащееся в них огромное количество тепла. Эти соображения побудили изыскивать способы вообще отказаться от применения конуса, заменив его другими, более совершенными способами тяги. Если вдувание особыми форсунками воздуха в топку не получает распространения, а в том виде, как предложены такие приборы, и не может получить его (большой расход пара на форсунки, необходимость останавливать дутье для каждой подброски топлива), то механическая тяга газов сгорания дымососами заслуживает серьезного внимания. [c.177] В стационарной котельной практике тяга дымососами, установленными у основания дымовых труб, себя вполне зарекомендовала. Учитывая это, завод Геншель построил ряд опытных паровозов, у которых разрежение в дымовой коробке достигается работой вентилятора, установленного в дымовой коробке. Одним из существенных преимуществ вентиляторного дымососа перед конусом является вполне равномерное разрежение в дымовой коробке и, следовательно, в топке. Пульсации разрежения, неизбежные при работе конуса с его отдельными резкими выхлопами, здесь отсутствуют вовсе. Сгорание топлива на решетке даже при больших форсировках происходит в достаточно спокойных условиях, унос топлива, а также и провал резко уменьшаются, кпд котла возрастает, мощность его увеличивается. [c.177] Под рукой у машиниста имеется маховичок вентиля, посредством которого машинист перепускает большую или меньшую часть выхлопного пара из машины паровоза, минуя турбину дымосос а—непосредственно в трубу мятого пара, идущую к тендеру. Такое устройство дает машинисту возможность в самых широких пределах регулировать работу дымососа, т. е. и работу топки. [c.178] В США также делаются отдельные испытания приборов механической тяги на паровозах, но там конусное устройство пока имеет почти исключительное распространение. Рассмотрим конусную установку, пользующуюся исключительным распространением на всех паровозах, не снабженных конденсаторами. [c.178] Тяга газов сгорания посредством конуса осуществляется постановкой в дымовой коробке 1) насадка ( форсового конуса ), сужающего выхлопное отверстие пароотводных труб, 2) петикота или иного устройства, облегчающего нужное заполнение дымовой трубы газами сгорания без подсоса воздуха через трубу в дымовую коробку, и без удара струи отработавшего пара о кромки нижнего отверстия трубы и тем более о барабан дымовой коробки, и 3) дымовой трубы. Эти три основных элемента, вместе взятые, и составляют один органически цельный аппарат искусственной тяги газов сгорания. [c.178] Как указано выше, все части вытяжного устройства должны быть размещены так, чтобы была обеспечена нужная тяга газов в трубу при минимальном давлении пара, подводимого к конусу. [c.178] Размеры конуса и дымовой трубы выбираются на основании расчетов, приведенных в дальнейшем. Взаимное расположение конуса, петикота и трубы устанавливается главным образом на основании законов истечения струи, отчасти на основании опытных данных. Вообще говоря, размеры конуса и дымовой трубы находятся в теснейшей связи один с другим. [c.180] Сравнивая расположение дымовой трубы и самого конусного насадка по фиг. 4 и 162—163, мы видим, что у первого паровоза труба расположена целиком над дымовой коробкой, у второго на половину утоплена в дымовую коробку, но отношение длины трубы к ее диаметру остается, примерно, одно, и то же. Понижение трубы относительно верхней образующей дымовой коробки у мощных паровозов вызывается габаритными соображениями. Крупнейшие американские паровозы, по тем же соображениям, имеют дымовые трубы, возвышающиеся над дымовой коробкой на 250—280 мм. Подчеркнем, что общая высота трубы при этом отнюдь не должна быть меньше установленных минимальных величин. [c.180] Что касается конуса, то его выхлопное отверстие у старинных паровозов располагалось часто очень высоко,—непосредственно под дымовой трубой конус может быть расположен также и на середине высоты дымовой коробки, как это практиковалось при постройке очень многих паровозов сравнительно современных типов (паровозы сер. Э , Э , Б , У Ы , 04 и целый ряд других) или наконец в нижней части дымовой коробки. Именно последнее расположение конуса имеют все современные мощные типы паровозов (см., например, фиг. 162— 163). Низкое расположение конуса объясняется не столько понижением дымовой трубы, все более и более углубленной в дымовую коробку, сколько стремлением отдалить насадок конуса от нижнего отверстия дымовой трубы и таким образом получить наибольшую поверхность соприкосновения газов сгорания, заполняющих дымовую коробку, с отработавшим паром. [c.180] Конструкции [переменных конусов вообще и показанного на фиг, 166 в частности—сложны, громоздки. Механизмы переменных конусов обычно работают неудовлетворительно, так как части механизма (груша) находятся под ударами выхлопного пара. Отсюда—случаи заедания в шарнирах, срывы груши и т. п. [c.181] Затянутый конус, давая более оживленное горение топлива, одновременно значительно ухудшает условия работы машины при затянутом конусе увеличивается противодавление в цилиндрах, и на преодоление противодавления (до 2—3 атм) тратится соответствующая доля работы пара в рабочей полости цилиндра. Полезная мощность машины, таким образом, уменьшается—при том же расходе пара. Поэтому по миновании надобности конус непременно надо отпустить. Учитывая, что сечение постоянного конуса может быть подобрано так, что парообразование будет удовлетворительным для преимущественного режима паровоза и для сжигаемых на ж.-д. транспорте углей, НКПС еще ряд лет назад предложил выпускать все вновь строящиеся паровозы с постоянными конусами. Так, например, паровозы сер. С еще с 1925 г. (год выпуска первых паровозов сер. С ) выпускаются с постоянньши конусами, и жалоб дорог на плохое парообразование у этих паровозов нет. [c.181] За последние годы получают распространение новые фасонные насадки конусов, резко улучшающие работу паровоза и дающие значительное понижение противодавления в цилиндрах. Это показывает, что до самого последнего времени конусная установка еще не исследована до конца. [c.182] Более рациональными фасонными насадками являются прямоугольные, крестообразные, звездчатые. Действительно, струя отработавшего пара, имеющая круглое сечение (обычный конус ), имеет относительно небольшую поверхность соприкосновения с газами, так как круг представляет собой геометрическую фигуру с наименьшим периметром при данной площади. При круглом конусе значительная доля пара, находящаяся в центральных внутренних участках сечения струи, выбрасывается почти непроизводительно, так как, будучи окруи ена периферийными слоями пара, не входит в непосредственное соприкосновение с газами сгорания, заполняющими дымовую коробку. Придав отверстию насадка прямоугольную или, лучше, крестообразную форму, как показано на фиг. 167, мы увеличиваем периметр сечения струи и тем самым увеличиваем поверхность соприкосновения пара с газами сгорания. [c.182] Размеры насадков на фиг. 167 предусматривают постановку последних на паровозы сер, Э . Испытания этих насадков показали целесообразность их применения, так как разрежение в дымовой коробке при наличии таких насадков увеличивается. Кривые на фиг. 168 показывают величины разрежения, даваемого всеми тремя насадками конусов,—круглым насадком, две самых верхних—прямоугольным и крестообразным. Заметим, что сечение у всех насадков одинаковое следовательно, и противодавление в цилиндрах при наличии различных насадков тоже примерно одинаковое. Фиг. 168 показывает сравнительную величину разрежения, даваемого конусом с круглым отверстием диаметром 162 мм (достаточным для нужного парообразования), и разрежения, даваемого фасонными насадками. Увеличенное разрежэние позволяет несколько увеличить сечение фасонных насадков и получить при этом уменьшение противодавления в цилиндрах, т. е. увеличить кпд паровоза. [c.182] Произведенные в США испытания фасонных насадков конусов, где расщепление струи пара производится еще в самом насадке, показали еще лучшие результаты. [c.184] При увеличенных диаметрах дымовой трубы и при редких выхлопах отработавшего пара (и небочьших отсечках) может иметь место обратный подсос воздуха по дымовой трубе,—из атмосферы в дымовую коробку. Если этот подсос иногда имеет место и при обычных круглых конусах, то при звездчатых конусах подсос значительно увеличивается, что, естественно, вызывает значительное падение разрежения в дымовой коробке. [c.184] Вернуться к основной статье