oceanjaro
oceanjaro
Bejelentkezés
Felhasználónév:

Jelszó:
SúgóSúgó
Regisztráció
Elfelejtettem a jelszót
 
Menü
 
Hányan voltak eddig?
Indulás: 2007-05-08
 
óra
 
Naptár
2014. Október
HKSCPSV
29
30
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
01
02
<<   >>
 
Queen
Tartalom
 
Gőzgép
 

Gőzgép

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A gőzgép hőerőgép, amely a gőz hőenergiáját mechanikai munkává alakítja. Az első kezdetleges gőzmeghajtású szerkezetet (eolipila) Alexandriai Herón találta fel az i.e. I. században, de csak játékszer maradt. Az első igazi gőzgép feltalálójaként James Wattot tartjuk számon (1769).[1]

A gőzgépet szivattyúk, gőzmozdonyok, gőzhajók és gőzüzemű traktorok (lokomobilok) hajtására használták, és alapvető fontossága volt az ipari forradalomban. Tulajdonképpen a gőzturbina is a gőzgépek egy fajtája, mely jelenleg is fontos szerepet tölt be az energiaellátásban.

A gőzgép működtetéséhez szükség van egy gőzkazánra, mely a vizet felforralja és nagy nyomású gőzt szolgáltat. Bármely hőforrás használható gőz előállítására, leggyakrabban fa, kőszén és olaj a használatos tüzelőanyagok. (Tulajdonképpen minden égő anyag használható tüzelőanyagként: papír, szemét, fáradtolaj, kukoricacsutka, trágya, földgáz, alkohol, száraz fű, széna, száraz gyom stb.) A gőz kitágul és megmozgat egy dugattyút, ezt a haladó mozgást egy mechanizmus általában forgómozgássá alakítja át, mely további gépeket hajt.

Tartalomjegyzék

 A gőzgépek fajtái

  • Kialakítás szerint a legtöbb gőzgép dugattyús gőzgép vagy gőzturbina.
  • Felhasználás szerint
    • Stabil gőzgépek: helyhez kötve dolgoznak. További két részre oszlanak:
      • Gőzgépek, melyeket üzemük közben gyakran le kell állítani és reverzálni (ellenkező irányban elindítani), például a sodrony készítő gépeket vagy acélhengerművet hajtó gőzgépek.
      • Állandó üzemű gépek, ilyenek az erőművekben, gyárakban, malmokban alkalmazott gőzgépek, valamint a villamos hajtások előtt széles körben használt kábelvasút és drótkötélpálya hajtását ellátó gőzgépek.
      • Szivattyúk, pl. Schwade-féle gőzszivattyú vagy a pulzométer, melyeket manapság a villamos szivattyúk már kiszorítottak.
    • Járművek hajtására szolgáló gőzgép

 Története

Heron labdája
Heron labdája
Az első dugattyús gőzgép, melyet Denis Papin készített 1690-ben.
Az első dugattyús gőzgép, melyet Denis Papin készített 1690-ben.

Az első gőzzel működő szerkezet egy alexandriai görög, Heron labdája néven ismert turbina i.e. 1. századból, ezt azonban csak játékként használták. Bár a görögországi Korintoszban már 700 évvel korábban feltalálták a sínt, a két találmány összevonására soha nem gondoltak.

1665-ben Edward Somerset, Worcester márkija gőzzel hajtott szivattyút építtetett a Raglan kastély vízellátásához. Denis Papin francia fizikus 1687-ben Leibniz segítségével elkészítette az első dugattyús gőzgép működő modelljét, mely egy sor hasznos aprósággal rendelkezett, mint például egy biztonsági szeleppel. Sir Samuel Morlandnak ugyanebben az időben születtek tervei gőzgépekről. XIV. Lajos király számára több gőzzel működtetett szivattyút készített 1680 körül. Az első iparilag használt gőzgépeket Thomas Savery ("tűz-gép" 1698) és Thomas Newcomen (1712) tervezte. Végül 1769-ben James Watt szabadalmaztatta a később is használt megoldásokat gőzgépén. Mondhatni, hogy a Watt óta a gőzgépen végzett fejlesztések nem hoztak alapvető újdonságokat, inkább az ő megoldásainak finomításából álltak. Humphrey Gainsborough építette az első kondenzációs gőzgép modelljét az 1760-as években.

1802-ben William Symington készítette el az első gyakorlatilag is használható gőzhajtású csónakot, 1807-ben pedig Robert Fulton használta fel Watt gőzgépét először sikeresen hajó hajtására. Az első gőzgépeket a lecsapódó gőz vákuumja működtette, míg a későbbi gépek (mint például a gőzmozdonyok) a nagynyomású gőz feszítőerejét hasznosítják.

 Fejlesztések

Newcomen atmoszférikus gőzgépe
Newcomen atmoszférikus gőzgépe

Az atmoszférikus gőzgépek első ipari alkalmazásként mély bányák aknáiból vízet szivattyúztak. Newcomen gőzgépében a hengerbe gőzt vezettek, a szivattyú rúdja és dugattyúja a saját súlyánál fogva felfelé mozdította el a gőzgép dugattyúját. A felső holtpontnál elzárták a gőz útját és kinyitottak egy csapot, melyen keresztül vizet porlasztottak a hengerbe. A hideg víz lecsapta a vízgőzt, vákuum keletkezett a hengerben, és a dugattyú másik oldalára ható légnyomás megemelte a szivattyú dugattyúját: vizet szivattyúzott a bányából a felszinre. A szivattyú önműködő szelepei gondoskodtak arról, hogy amikor a szivattyú dugattyúja felfelé mozgott, a víz szabadon áramolhasson felfelé, míg a dugattyú lefelé irányuló mozgásakor a szelep zárt, hogy az egyszer már felemelt víz vissza ne csoroghasson. Ugyanígy egy másik szelep, mely a szivattyú szívó csövébe volt beépítve, szíváskor nyitott, és nyomáskor zárt, hogy a dugattyú által beszívott víz vissza ne folyjon a bányába.

A gőzgépen az első jelentős újítást 60 évvel később James Watt hajtotta végre a skóciai Glasgow Greenben, amikor különválasztotta a működtető hengert a kondenzációs kamrától egy szelep segítségével. Ezt követően módszeresen tökéletesítette a gőzgépet Birminghamben, a fejlesztési munka végeredménye Watt gőzgépe lett, jelentősen megjavított hatásfokkal. A következő újítás a kézzel nyitott-zárt szelepek felváltása olyan szelepekkel, melyeket a gőzgép saját maga működteti.

Az ilyen korai atmoszférikus gőzgépek hatásfoka igen korlátozott volt, de üzemük biztonságos volt az alkalmazott kis gőznyomás következtében. Ezekben az időkben a kazánrobbanás ismeretlen volt, legfeljebb a vákuum miatt a külső levegő nyomása roppantotta össze a szerkezetet üzemzavar esetén. Az atomszférikus gépek teljesítményét behatárolta a levegő nyomása, a dugattyú elmozdulása, az égés és gőzképződés viszonyai, és a kondenzátor kapacitása. A legnagyobb elméletileg elérhető hatásfok kicsi volt a víz alacsony forráspontja (100 °C) és az atmoszférikushoz közeli gőznyomás miatt. Kazánok

A kazánoknak két fő fajtája van:

  • A tűzcsöves kazán tipikus alkalmazása a korai gőzhajtású hajókban és csónakokban, valamint a gőzmozdonyokban volt. A tűzcsöves kazánban a forró gázok a tűzszekrényből (égéstérből) perforált lemezfalakat összekötő csöveken keresztül áramlanak a füstszekrénybe, majd a kéménybe. A kazán vízszintes vagy függőleges elrendezésű lehet. A függőleges elrendezést egyes hajóknál, lakóházak fűtésére szolgáló kazánoknál és hómaróknál használták. A gőzmozdonyok és az első gőzhajók vízszintes elrendezésű kazánt használtak hosszú kéménnyel, amelyre a megfelelő huzat miatt volt szükség, mivel nem rendelkeztek aláfúvó vagy elszívó ventillátorral. A gőzmozdonyoknál indulásnál a szükséges huzatot a gőzsugár kémény alá irányításával érik el, ez részleges vákuumot hoz létre a füstszekrényben.
  • A vízcsöves kazánban a vízet sok párhuzamos csőben melegítik, mely érintkezésben van a füstgázokkal. A vízcsövek egy gőzgyüjtő kamrába csatlakoznak, mely a kazán tetején helyezkedik el. Ennek a rendszernek lényeges előnye, hogy kisebb a veszélye katasztrofális kazánrobbanásnak, mivel nincs sok víz a kazánban, és a nincsenek nagy alkatrészek, melyeket mechanikus roncsolódás érhet. A gőzgyűjtő felett a füstgáz útjában további csöveket is lehet építeni, ezt a részt túlhevítőnek hívják, ez tovább növeli a gőz hőmérsékletét, egyúttal javítva a gőzgép hatásfokát is. A legfejlettebb gőzmozdonyokba szintén építettek túlhevítőt.

Az egyszerűbb kazánokban a víz áramlását a különböző hőmérsékletű folyadékrészek közötti fajsúlykülönbség okozza. Egészen nagy teljesítményű korszerű kazánok kényszeráramlásosak, itt az áramlást szivattyúval biztosítják. iiuiui

 Gőzgép szerkezetek

A nagynyomású gőzzel működő gép vagy dugattyús gőzgép, vagy gőzturbina. Dugattyús gőzgépek:

 Kettős működésű gőzgép

Gőzgép működése
Gőzgép működése

A gőzgépek fejlesztésében a következő lépés a kettős működésű dugattyúk alkalmazása volt. Itt a dugattyú mindkét oldalára hat felváltva a gőz nyomása és ezzel a gőzgép teljesítménye megkétszereződik. A legtöbb dugattyús gőzgép ezt a megoldást alkalmazza ma. A dugattyúra ható erőt a dugattyúrúd közvetíti, a henger és a dugattyúrúd közé beépített tömítés gondoskodik arról, hogy a gőz ki ne szökjék a dugattyúrúd mellett. A dugattyúrudat a keresztfej vezeti egyenesbe és a dugattyúval ellentétes végén egy csapágyon keresztül a hajtórudat mozgatja, ez a forgattyún keresztül forgatja a forgattyús tengelyt és igy a dugattyú haladó mozgását forgó mozgássá alakítja. Egy további forgattyú mozgatja a tolattyút vagy szelepeket, melyek a gőz be- és kiáramlását vezérlik általában egy reverzáló mechanizmuson keresztül, mely a forgásirány megváltoztatását teszi lehetővé.

Ha két hengert alkalmaznak, akkor a forgattyúkat 90°-al elékelték. Ennek az a célja, hogy a gőzgép a forgattyús tengely bármely helyzetében el tudjon indulni.

Háromszoros expanziós gőzgép
Háromszoros expanziós gőzgép

 Többszörös expanziójú gőzgép

A többszörös expanziójú gőzgépnek több (általában három), egyre nagyobb átmérőjű hengere van. A kazánból a gőzt először a legkisebb átmérőjű hengerbe vezetik, miután itt munkát végzett és nyomása lecsökkent, a dugattyú kitolja a gőzt az első kamrába, ahonnan a második, nagyobb hengerbe jut, ahol a gőz tovább expandál, végül a lecsökkent nyomású gőz egy újabb kamrán keresztül a harmadik, legnagyobb átmérőjű hengerbe jut, ahol a munkavégzés befejeződik és a gőz a szabadba, vagy a kondenzátorba távozik.

A mellékelt ábrán látható egy ilyen gőzgép modellje, a gőz balról jobbra áramlik. A tolattyú kamra minden henger baloldalán helyezkedik el.

Ennek a megoldásnak egy változata az, ahol négy hengert alkalmaznak V elrendezésben, két dugattyú felülete akkora, hogy a hozzájuk tartozó henger helyettesíti az előző konstrukció harmadik hengerét. Előnye, hogy dinamikusan jobban kiegyensúlyozott mechanizmust eredményez. Ennek a megoldásnak fontos szerepe volt a hajók meghajtásánál. A gőzgép után elhelyezett kondenzátorban a gőz lecsapódott és a kondenzvizet csekély veszteséggel vissza lehetett vezetni a kazánba. Stabil gőzgépek a fáradt gőzt egyszerűen a szabadba engedték, és a kazánba állandóan friss vizet tápláltak, ez azonban a hajókon nem volt kivitelezhető, mivel a tengervíz sótartalma kicsapódott volna a kazánban és a gőzgépben.

A II. világháborúig a hajók hajtását túlnyomórészt gőzgépek végezték, ahol a kis sebesség nem jelentett hátrányt. Kivételt képeztek a hadihajók és a gyorsjárású óceánjáró személyszállító hajók, ahol a gőzgépet legyőzte a nagy fordulatszámú gőzturbina hajtás. Az első modern csatahajónál, a HMS Dreadnought-nál alkalmazták először a korszerű gőzturbinát a dugattyús gőzgép helyett 1905-ben.

 Szelepes gőzgépek

Egyes gőzgépekeben tolattyú helyett szelepeket használnak, ezeket ugyanúgy bütykös tengely nyitja és zárja, mint a robbanó motoroknál. Ennek a konstrukciónak az előnyei: Amennyiben a vezértengely több bütyökkel rendelkezik, a vezértengely axiális eltolásával lehetőség van arra, hogy a pillanatnyi üzemállapothoz leginkább megfelelő szelepnyitást és zárást valósítsanak meg. A szelepek megfelelő elhelyezésével elérhető, hogy a gőzgép alkatrészei mindig közel azonos hőmérsékletű gőzzel érintkezzenek, ez az üzembiztonságot növeli.

 Gőzzel hajtott járművek

Gőzmozdony dugattyúja és rudazata működés közben
Gőzmozdony dugattyúja és rudazata működés közben

Nicolas-Joseph Cugnot mutatta be az első működőképes önjáró gőzzel hajtott járművet, a gőz kocsit 1769-ben. Ez volt tulajdonképpen az első gépkocsi. Míg azonban a lokomobil, ahogy a gőzerejű traktort nevezték nem volt általában sikeres szállítóeszköz, nagyon hasznosnak bizonyult a mezőgazdasági üzemek önjáró erőgépeként, ezért például cséplőgépek vagy széna bálázók meghajtására használták.

A gőzhajtású gépkocsik a 20. század elején a hagyományos autók komoly vetélytársai voltak. A belsőégésű motorok végül azért szorították ki az autóknál a gőzgépet, mert indításkor még a speciális kazánok esetén is 30 másodpercet vett igénybe a megfelelő gőznyomás elérése.

Az első gőzmozdonyt Richard Trevithick a walesi Pen-y-Darren-i vasművekben 1804. február 21-én helyezte üzembe. A gőzmozdony tette lehetővé a közlekedés forradalmát a szárazföldön, míg a tengeren a vitorlás hajózás korszakának a gőzhajók vetettek véget.

 Miért használják még mindig?

A gőzgép legnagyobb előnye az, hogy bármilyen forrásból származó hőenergiát mechanikai munkává tud alakítani. A belsőégésű motorok csak igen szűk határok között változtathatják üzemanyagukat, a gőzgépeknél viszont közömbös, milyen forrásból származik a gőzképzéshez szükséges hőenergia. A nukleáris energia hasznosítása nem is volna lehetséges gőz felhasználása nélkül. A gőz előállításához néha égésre sincs szükség. Naperőművekben gőzt lehet előállítani egy központi hőtermelő torony és megfelelően mozgatott tükrök segítségével.

A gőzmozdonyok a magas hegyeken át vezető vasutaknál előnyösebbek a Diesel-hajtásnál, mert a gőzgép működését nem befolyásolja a levegő nyomása. Az utóbbi években magas hegyi vasutaknál több olyan korszerű, a mai technológiai lehetőségeket kihasználó gőzmozdonyt helyeztek üzembe, mely minden tekintetben felveszi a versenyt más megoldásokkal.

A gőzgép egyik előnye a többi hőerőgéppel szemben, hogy terhelés alatt is elindítható, ha a dugattyú nem éppen az egyik holtpontban van. Ez utóbbin a gőzmozdonyoknál úgy segítettek, hogy a két oldali hengerhez tartozó hajtórudat 90°-al elékelve szerelték, így amikor az egyik oldalon holtponti helyzet volt, a másik oldali gőzgép teljes nyomatékkal tudott indulni.

 Hatásfok

Egy gép hatásfokát úgy tudjuk kiszámítani, ha a gép által szolgáltatott mechanikai munkát elosztjuk a gép működtetéséhez szükséges üzemanyag elégetéséből származó hőenergia mennyiségével. A két enregia különbsége a hasznos munka számára elvész és a környezetet melegíti. Egyetlen hőerőgép hatásfoka sem lehet jobb az ideális Carnot-körfolyamat hatásfokánál, ahol a hő egy magasabb hőmérsékletű tartályból egy alacsonyabb hőmérsékletű tartályba áramlik munkavégzés közben. A Carnot-körfolyamat hatásfoka a két tartály abszolút hőmérsékletének hányadosa.

A gyakorlatban a kazán-gőzgép rendszer hatásfoka abban az esetben, ha a kiömlő gőz atmoszférikus nyomáson a szabadba távozik, kb. 5%, azonban kondenzátor alkalmazásásval a hatásfok 25%-ig növelhető. Kombinált ciklus esetén, ahol a tüzelőanyag elégetése először egy gázturbinát hajt és csak utána használják gőzfejlesztésre, a hatásfok 60% is lehet. Hőhasznosítás esetén, amikoris a rendszerből távozó hőenergiát fűtésre használják, az összhatásfok 90%-ot is elérhet.

 
Szavazás
Lezárt szavazások
 
Chat
Név:

Üzenet:
:)) :) :@ :? :(( :o :D ;) 8o 8p 8) 8| :( :'( ;D :$
 

Szeretnél egy fansub csapat tagja lenni? Ha tudsz mangát szerkeszteni, vagy jó vagy angolból, jelentkezz!    *****    nerd világom. | <3 | nerd világom. | <3 | nerd világom. | <3 | nerd világom. | <3 | nerd világom. | <3 | nerd világom...    *****    Így lehet 36 millió forintod. Nézd meg ebben a videóban!    *****    *OKTÓBERI NYEREMÉNYJÁTÉK* "IDE MINDIG ÉRDEMES BENÉZNI!" Picur Mini ABC Nyitva:mindennap 5-21h-ig Bp. IV. Nádor u. 87    *****    Egymillióan az internetadó ellen - Nemzeti összefogás az internetadó bevezetése ellen. Like-old facebook oldalunkat. - Egymillióan az internetadó ellen - Nemzeti összefogás az i    *****    Regisztrálj a szamlazz.hu-n és használj egy kiváló, naprakész számlázó szoftvert akár teljesen ingyen!    *****    ILYEN OLDALT MÉG NEM LÁTTÁL!!! NEM MERED MEGNÉZNI!!! :O ILYEN OLDALT MÉG NEM LÁTTÁL!!! NEM MERED MEGNÉZNI!!! :O HIHETETL    *****    http://littleblackfashion.blog.hu. Minden ami divat!    *****    ARROW OLICITY EGY RAJONGÓI OLDAL FELICITY&OLIVER KAPCSOLATÁRÓL ARROW OLICITY    *****    Térburkolat készítés - Kertépítés - Víz-, gáz- és központifûtés szerelés    *****    Tetõfedés - Kõmûves munkák - Festés - Burkolás - Villanyszerelés - Speciális tisztítás    *****    Dokumentummentés - Helyreállítás - Építés - Bontás - Felújítás - Házépítés - Lakásfelújítás - Generál kivitele    *****    Penészmentesítés - Épületszárítás - Palabontás - Szagtalanítás - Ózonkezelés - Fertõtlenítés - Könyvek tisztítása    *****    Mûszaki eszközök tisztítása - Gépek tisztítása - Koromeltávolítás - Kármentesítés - Tûzkár utáni takarítás - Ért&eac    *****    Tûzkármentesítés - Vízkármentesítés - Azbesztmentesítés - Ipari tisztítás - Bútorok tisztítása - Mûszaki eszközök tisztít&a    *****    {BLOG} - Elõre felnõtté válás útján, ami hót' ziher, hogy tele van buktatókkal - {BLOG}    *****    A tenyeremben a hullócsillagok, mint hunyorító durcás kismadár*-eszmefuttatások egy gimnazista lány klaviatúrájából-KATT    *****    SZÍNHÁZ!!! Békés Pál: A nõi partõrség szeme láttára címû komédiája a Kispesti Vigadóban 2014. október 18-án 19 órakor!    *****    SZÍNHÁZ!!! Békés Pál: A nõi partõrség szeme láttára címû komédiája a Kispesti Vigadóban okt. 18-án 19 órakor!!!    *****    MERCEDES LAMBRE | a VIOLETTALudmila-ja | MERCEDES LAMBRE | a VIOLETTA Ludmila-ja | MERCEDES LAMBRE |