Le macchine a pistoni non hanno soddisfatto l'umanità progressista per molto tempo. E il noto inventore Felix Wankel, che è stato il primo a creare un vero campione motore rotativo era, a quanto pare, tutt'altro che la prima persona che si è posta il compito di sbarazzarsi dello schema familiare e affidabile, ma, tuttavia, inizialmente vizioso di un motore a pistoni con un classico manovella meccanismo. C'erano altri inventori, non meno brillanti, tra i quali ci sono i nostri compatrioti.Certo, in questo articolo, con tutto il desiderio, non sarà possibile raccontare tutto, le macchine presentate sono solo una piccola parte dei progetti noti. Quindi, fai conoscenza: motori a vapore rotativi che esistevano sia nei disegni che nel metallo, senza successo e effettivamente funzionanti.

IL MOTORE A VAPORE DI BRAHMA E DIKENSON

Lo schema del motore a vapore a palette va bene per tutti: è affidabile e offre una buona tenuta. Solo ora ... è inutilizzabile a velocità più o meno gravi. I sovraccarichi creano forze che superano di gran lunga la resistenza alla trazione non solo dei materiali antichi, ma anche moderni. Pertanto, ha trovato applicazione solo come ... pompa dell'acqua. Ma non è stato possibile creare un motore a vapore funzionante secondo questo schema ...

MOTORE A VAPORE DI CARTWRITE

L'inventore ha cercato di imbrogliare: ha fatto piegare i cancelli. Solo questo non ha risolto il problema degli impatti e la compattazione è peggiorata ancora di più. Male!

MACCHINA A PIETRA ROTATIVA



Qui il problema della "scomparsa" delle paratoie al momento del passaggio della lama è risolto in modo più bello e razionale - dagli ammortizzatori rotanti a forma di mezzaluna - i e k nel diagramma. Ma dopo averne migliorato uno, il creatore di questo dispositivo non è riuscito a far fronte a un altro problema: la sigillatura delle cavità di lavoro qui è semplicemente disgustosa! L'accuratezza della lavorazione a quei tempi non era così calda, inoltre i materiali non brillavano né per forza né per resistenza all'usura. Lo schema del pistone ha scricchiolato questo "bouquet", ma lo ha perdonato, ma la macchina rotativa no. Il risultato è un design impraticabile.

MOTORE ROTANTE A TRATTO

Un altro tentativo di sfuggire ai problemi dovuti a ... ulteriore complicazione del design. Qui i rotori non sono più uno, ma due: una lama e un anello. Di conseguenza, nuove guarnizioni, nuove superfici di attrito e carichi inerziali sbilanciati. Il risultato è prevedibile...

IL MOTORE A VAPORE DI DOLGORUKOV

Ma questa è già una vera macchina: ha funzionato, ha acceso il generatore ed è persino riuscita a visitare Esposizione Internazionale d "Elettricità. Dove è stato apprezzato. È comprensibile - il suo schema, anche oggi, è abbastanza moderno: è un classico compressore volumetrico a doppio rotore.

Una coppia di rotori sincronizzati si "scorre" reciprocamente, comprimendo il fluido di lavoro e spostandolo dalla cavità di scarico all'uscita. La tenuta è tollerabile, non ci sono strappi o urti. Perché non dovrebbe lavorare!

Tutte le immagini e in parte i materiali sono tratte dal sito npopramen.ru/information/story
Se c'è interesse, questo argomento può essere continuato, ma per ora ti consiglio di guardare questo sito. Non te ne pentirai!

Il mondo moderno costringe molti inventori a tornare nuovamente all'idea di utilizzare un impianto a vapore nei veicoli destinati al movimento. Nelle macchine, è possibile utilizzare diverse opzioni per le unità motrici a vapore.

motore a pistoni

I moderni motori a vapore possono essere suddivisi in diversi gruppi:

Strutturalmente, l'installazione comprende:

• dispositivo di avviamento;
• blocco di potenza a due cilindri;
• generatore di vapore in apposito contenitore, dotato di serpentina.

Il processo è il seguente. Dopo l'inserimento dell'accensione, l'alimentazione viene fornita dalla batteria dei tre motori. Dal primo viene messo in funzione un soffiatore che pompa masse d'aria attraverso il radiatore e le trasferisce attraverso i canali dell'aria a un dispositivo di miscelazione con bruciatore.

Contemporaneamente un altro motore elettrico aziona la pompa di travaso del combustibile, che fornisce le masse di condensa dal serbatoio attraverso il dispositivo a serpentina dell'elemento riscaldante al corpo del separatore d'acqua e il riscaldatore posto nell'economizzatore al generatore di vapore.
Prima di avviare il vapore, non c'è modo di raggiungere i cilindri, poiché la valvola a farfalla o la spola, che sono azionate da una meccanica a bilanciere, bloccano il percorso. Ruotando le manopole nella direzione necessaria al movimento e aprendo leggermente la valvola, il meccanico mette in funzione il meccanismo a vapore.
I vapori esausti vengono convogliati attraverso un unico collettore ad una valvola di distribuzione, nella quale sono divisi in una coppia di quote disuguali. Una parte più piccola entra nell'ugello del bruciatore di miscelazione, si mescola con la massa d'aria e si accende dalla candela. La fiamma emergente inizia a riscaldare il contenitore. Successivamente, il prodotto della combustione passa nel separatore d'acqua, si forma la condensa, che scorre in un apposito serbatoio dell'acqua. Il resto del gas si spegne.

L'impianto a vapore può essere collegato direttamente all'unità motrice della trasmissione della macchina e la macchina si mette in movimento quando inizia a lavorare. Ma per aumentare l'efficienza, gli esperti consigliano di utilizzare la meccanica della frizione. Questo è conveniente per lavori di traino e varie attività di ispezione.

Il dispositivo è caratterizzato dalla capacità di funzionare praticamente senza restrizioni, sono possibili sovraccarichi, esiste un'ampia gamma di regolazione degli indicatori di potenza. Va aggiunto che durante qualsiasi sosta motore a vapore smette di funzionare, cosa che non si può dire del motore.

Nella progettazione non è necessario installare un cambio, un dispositivo di avviamento, un filtro dell'aria, un carburatore, un turbocompressore. Inoltre il sistema di accensione è in versione semplificata, c'è solo una candela.

In conclusione, possiamo aggiungere che la produzione di tali macchine e il loro funzionamento saranno più economiche delle auto con motore. combustione interna, poiché il carburante sarà poco costoso, i materiali utilizzati nella produzione saranno i più economici.

Il 12 aprile 1933, William Besler decollò dall'Oakland Municipal Airfield in California su un aereo a vapore.
I giornali hanno scritto:

“Il decollo è stato normale sotto ogni aspetto, tranne che per l'assenza di rumore. Infatti, quando l'aereo si era già alzato da terra, agli osservatori sembrava che non avesse ancora guadagnato una velocità sufficiente. Sul piena potenza il rumore non era più evidente che con un aereo in planata. Si sentiva solo il sibilo dell'aria. Quando lavorava a tutto vapore, l'elica produceva solo un leggero rumore. Era possibile distinguere attraverso il rumore dell'elica il rumore della fiamma...

Quando l'aereo stava atterrando e attraversava il confine del campo, l'elica si fermò e si riavviò lentamente rovescio facendo retromarcia e poi aprendo leggermente l'acceleratore. Anche con una rotazione inversa molto lenta della vite, la discesa è diventata notevolmente più ripida. Subito dopo l'atterraggio, il pilota ha dato il massimo inversione, che, insieme ai freni, fermò rapidamente l'auto. Breve corsa era particolarmente evidente in questo caso, poiché durante il test c'era tempo calmo e di solito il raggio di atterraggio raggiungeva diverse centinaia di piedi.

All'inizio del XX secolo, i record dell'altezza raggiunta dagli aerei venivano stabiliti quasi ogni anno:

La stratosfera prometteva notevoli vantaggi per il volo: minore resistenza dell'aria, costanza dei venti, assenza di nuvole, furtività, inaccessibilità alla difesa aerea. Ma come volare fino a un'altezza, ad esempio, di 20 chilometri?

La potenza del motore [benzina] scende più velocemente della densità dell'aria.

Ad un'altitudine di 7000 m, la potenza del motore diminuisce di quasi tre volte. Per migliorare le qualità ad alta quota degli aerei, alla fine della guerra imperialista, si tentò di utilizzare la pressurizzazione, nel periodo 1924-1929. i compressori sono ancora più introdotti nella produzione. Tuttavia, sta diventando sempre più difficile mantenere la potenza di un motore a combustione interna ad altitudini superiori ai 10 km.

Nel tentativo di aumentare il "limite di altezza", i progettisti di tutti i paesi rivolgono sempre più lo sguardo al motore a vapore, che presenta numerosi vantaggi come motore ad alta quota. Alcuni paesi, come la Germania, ad esempio, sono stati spinti su questa strada da considerazioni strategiche, vale a dire la necessità di raggiungere l'indipendenza dal petrolio importato in caso di una grande guerra.

Per l'anno scorso Sono stati fatti numerosi tentativi per installare un motore a vapore sugli aerei. La rapida crescita dell'industria aeronautica alla vigilia della crisi ei prezzi di monopolio dei suoi prodotti hanno permesso di non affrettarsi con l'attuazione del lavoro sperimentale e delle invenzioni accumulate. Questi tentativi, che assunsero una portata particolare durante la crisi economica del 1929-1933. e la depressione che ne è seguita, non è un fenomeno casuale per il capitalismo. Sulla stampa, soprattutto in America e in Francia, venivano spesso lanciati rimproveri grandi preoccupazioni che hanno accordi per ritardare artificialmente l'attuazione di nuove invenzioni.

Sono emerse due direzioni. Uno è rappresentato in America da Besler, che ha installato un motore a pistoni convenzionale su un aereo, mentre l'altro è dovuto all'uso di una turbina come motore aeronautico ed è associato principalmente al lavoro di designer tedeschi.

I fratelli Besler presero come base il motore a vapore a pistoni di Doble e lo installarono su un biplano Travel-Air. [una descrizione del loro volo dimostrativo è data all'inizio del post].
Video di quel volo:

La macchina è dotata di un meccanismo di inversione, con il quale è possibile cambiare facilmente e rapidamente il senso di rotazione dell'albero della macchina, non solo in volo, ma anche durante l'atterraggio. Oltre all'elica, il motore aziona una ventola attraverso il giunto, che soffia aria nel bruciatore. All'inizio usano un piccolo motore elettrico.

La macchina ha sviluppato una potenza di 90 CV, ma nelle condizioni di una ben nota forzatura della caldaia, la sua potenza può essere aumentata a 135 CV. Insieme a.
Pressione del vapore nella caldaia 125 a. La temperatura del vapore è stata mantenuta a circa 400-430°. Per automatizzare il più possibile il funzionamento della caldaia è stato utilizzato un normalizzatore o dispositivo, con l'ausilio del quale l'acqua veniva iniettata a una pressione nota nel surriscaldatore non appena la temperatura del vapore superava i 400 °. La caldaia era dotata di una pompa di alimentazione e di un motore a vapore, nonché di riscaldatori dell'acqua di alimentazione primaria e secondaria riscaldati dal vapore di scarico.

L'aereo era dotato di due condensatori. Uno più potente è stato convertito dal radiatore del motore OX-5 e montato sopra la fusoliera. Quello meno potente è ricavato dal condensatore dell'auto a vapore di Doble e si trova sotto la fusoliera. La capacità dei condensatori, si leggeva sulla stampa, non era sufficiente per far funzionare la macchina a vapore a tutto gas senza sfiato nell'atmosfera, "e corrispondeva all'incirca al 90% della potenza di crociera". Gli esperimenti hanno dimostrato che con un consumo di 152 litri di carburante, erano necessari 38 litri di acqua.

Il peso totale dell'impianto a vapore dell'aeromobile era di 4,5 kg per 1 litro. Insieme a. Rispetto al motore OH-5 che ha funzionato su questo aereo, questo ha dato peso in eccesso a 300 libbre (136 kg). Non c'è dubbio che il peso dell'intera installazione potrebbe essere notevolmente ridotto alleggerendo le parti del motore e i condensatori.
Il carburante era gasolio. La stampa ha affermato che “tra l'accensione e l'avviamento piena velocità non sono trascorsi più di 5 minuti.

Un'altra direzione nello sviluppo di una centrale a vapore per l'aviazione è associata all'uso di una turbina a vapore come motore.
Nel 1932-1934. le informazioni sulla turbina a vapore originale per un aereo progettato in Germania presso la centrale elettrica di Klinganberg sono penetrate nella stampa estera. L'ingegnere capo di questo impianto, Hütner, ne fu chiamato l'autore.
Il generatore di vapore e la turbina, insieme al condensatore, erano qui combinati in un'unità rotante con un alloggiamento comune. Hütner osserva: “Il motore rappresenta una centrale elettrica, un segno distintivo caratteristica saliente che consiste nel fatto che il generatore di vapore rotante forma un tutt'uno costruttivo e operativo con la turbina e il condensatore che ruotano in senso opposto.
La parte principale della turbina è una caldaia rotante formata da una serie di tubi a forma di V, con un gomito di questi tubi collegato al collettore dell'acqua di alimentazione, l'altro al collettore del vapore. La caldaia è rappresentata in Fig. 143.

I tubi sono posizionati radialmente attorno all'asse e ruotano a una velocità di 3000-5000 giri/min. L'acqua che entra nei tubi si precipita sotto l'influenza di forza centrifuga nei rami di sinistra dei tubi a forma di V, il cui ginocchio destro funge da generatore di vapore. Il gomito sinistro dei tubi presenta alette riscaldate dalla fiamma degli iniettori. L'acqua, passando da queste nervature, si trasforma in vapore e sotto l'azione delle forze centrifughe derivanti dalla rotazione della caldaia si verifica un aumento della pressione del vapore. La pressione viene regolata automaticamente. La differenza di densità in entrambi i rami dei tubi (vapore e acqua) determina un dislivello variabile, funzione della forza centrifuga e quindi della velocità di rotazione. Uno schema di tale unità è mostrato in Fig. 144.

La caratteristica costruttiva della caldaia è la disposizione dei tubi, in cui durante la rotazione si crea il vuoto nella camera di combustione, e quindi la caldaia si comporta come se fosse un aspiratore. Pertanto, secondo Hütner, "la rotazione della caldaia è determinata simultaneamente dalla sua potenza, dal movimento dei gas caldi e dal movimento dell'acqua di raffreddamento".

L'avviamento della turbina in movimento richiede solo 30 secondi. Hütner prevedeva di raggiungere un'efficienza della caldaia dell'88% e un'efficienza della turbina dell'80%. La turbina e la caldaia hanno bisogno di motori di avviamento per avviarsi.

Nel 1934 balenò sulla stampa un messaggio sullo sviluppo di un progetto per un grande aereo in Germania, dotato di una turbina con caldaia rotante. Due anni dopo, la stampa francese affermò che in condizioni di grande segretezza, il dipartimento militare tedesco aveva costruito un aereo speciale. Per lui è stata progettata una centrale a vapore del sistema Hütner con una capacità di 2500 litri. Insieme a. La lunghezza dell'aeromobile è di 22 m, l'apertura alare è di 32 m, il peso del volo (approssimativo) è di 14 tonnellate, il soffitto assoluto dell'aeromobile è di 14.000 m, la velocità di volo a un'altitudine di 10.000 m è di 420 km / h, la salita ad un'altezza di 10 km è di 30 minuti.
È del tutto possibile che questi resoconti della stampa siano molto esagerati, ma è certo che i designer tedeschi stanno lavorando a questo problema e l'imminente guerra potrebbe portare qui sorprese inaspettate.

Qual è il vantaggio di una turbina rispetto a un motore a combustione interna?
1. Nessun movimento alternativo quando alte velocità la rotazione consente di rendere la turbina abbastanza compatta e più piccola dei moderni potenti motori aeronautici.
2. Un vantaggio importanteè anche la relativa silenziosità del motore a vapore, che è importante sia dal punto di vista militare che in termini di possibilità di alleggerimento dell'aeromobile grazie alle apparecchiature di insonorizzazione sugli aerei passeggeri.
3. La turbina a vapore, a differenza dei motori a combustione interna, che non vengono quasi mai sovraccaricati, può essere sovraccaricata per un breve periodo fino al 100% a velocità costante. Questo vantaggio della turbina consente di ridurre la lunghezza della corsa di decollo dell'aeromobile e facilitarne l'ascesa in aria.
4. Anche la semplicità del design e l'assenza di un gran numero di parti mobili e innescate sono un importante vantaggio della turbina, rendendola più affidabile e duratura rispetto ai motori a combustione interna.
5. Fondamentale è anche l'assenza di un magnete sull'impianto a vapore, il cui funzionamento può essere influenzato dalle onde radio.
6. Determina la capacità di utilizzare combustibili pesanti (petrolio, olio combustibile), oltre ai vantaggi economici più sicurezza motore a vapore in relazione al fuoco. Crea anche la possibilità di riscaldare l'aereo.
7. Il vantaggio principale di un motore a vapore è mantenere la sua potenza nominale con l'aumento di un'altezza.

Una delle obiezioni al motore a vapore viene principalmente dagli aerodinamici e si riduce alle dimensioni e alle capacità di raffreddamento del condensatore. Il condensatore di vapore, infatti, ha una superficie 5-6 volte maggiore del radiatore ad acqua di un motore a combustione interna.
Ecco perché, nel tentativo di ridurre la resistenza di un tale condensatore, i progettisti sono giunti a posizionare il condensatore direttamente sulla superficie delle ali sotto forma di una fila continua di tubi, seguendo esattamente il contorno e il profilo dell'ala. Oltre a conferire una rigidità significativa, ciò ridurrà anche il rischio di formazione di ghiaccio sugli aerei.

C'è, ovviamente, anche intera linea altre difficoltà tecniche nel funzionamento della turbina sull'aeromobile.
- Il comportamento degli ugelli ad alta quota è sconosciuto.
- Per modificare il carico veloce della turbina, che è una delle condizioni per il funzionamento di un motore aeronautico, è necessario disporre di una riserva d'acqua o di un collettore di vapore.
- Difficoltà note sono presentate anche dallo sviluppo di un bene dispositivo automatico per la regolazione della turbina.
- Anche l'effetto giroscopico di una turbina in rapida rotazione su un aereo non è chiaro.

Tuttavia, i progressi compiuti danno motivo di sperarlo presto la propulsione a vapore troverà il suo posto nella moderna flotta aerea, in particolare sugli aerei commerciali da trasporto, oltre che sui grandi dirigibili. La parte più difficile in quest'area è già stata fatta e gli ingegneri pratici saranno in grado di raggiungere il successo finale.

MOTORE ROTANTE A VAPORE e MOTORE A PISTONE ASSIALE A VAPORE

Motore rotativo a vapore (motore a vapore tipo rotativo) è unico macchina di potenza, il cui sviluppo della produzione non ha ancora ricevuto il dovuto sviluppo.

Da un lato, nell'ultimo terzo del XIX secolo esistevano vari progetti di motori rotativi e funzionavano anche bene, anche per guidare le dinamo al fine di sviluppare energia elettrica e l'alimentazione di tutti gli oggetti. Ma la qualità e l'accuratezza della produzione di tali motori a vapore (motori a vapore) erano molto primitive, quindi avevano bassa efficienza e bassa potenza. Da allora, i piccoli motori a vapore sono diventati un ricordo del passato, ma insieme a ricambi alternativi davvero inefficienti e poco promettenti motori a vapore Anche i motori rotativi a vapore, che hanno buone prospettive, sono scomparsi nel passato.

Il motivo principale è che a livello di tecnologia della fine del XIX secolo, non era possibile realizzare un motore rotativo di alta qualità, potente e durevole.
Pertanto, di tutta la varietà di macchine a vapore e macchine a vapore, solo le turbine a vapore di enorme potenza (da 20 MW e oltre) sono sopravvissute con successo e attivamente fino ad oggi, che oggi rappresentano circa il 75% della produzione di elettricità nel nostro Paese. Più turbine a vapore ad alta potenza fornire energia dai reattori nucleari nei sottomarini che trasportano missili da combattimento e sui grandi rompighiaccio artici. Ma questo è tutto macchine enormi. Le turbine a vapore perdono drasticamente tutta la loro efficienza quando vengono ridotte di dimensioni.

…. Ecco perché motori a vapore e motori a vapore con potenza inferiore a 2000 - 1500 kW (2 - 1,5 MW), che funzionerebbero efficacemente con vapore ottenuto dalla combustione di combustibile solido economico e vari rifiuti combustibili gratuiti, non sono ora nel mondo.
È in questo campo della tecnologia oggi vuoto (e assolutamente spoglio, ma bisognoso di una nicchia commerciale), in questa nicchia di mercato delle macchine a bassa potenza, i motori rotativi a vapore possono e devono prendere il loro degno posto. E il loro bisogno solo nel nostro paese è di decine e decine di migliaia ... Soprattutto le macchine elettriche di piccole e medie dimensioni per la produzione di energia autonoma e l'alimentazione indipendente sono necessarie alle piccole e medie imprese in aree remote dalle grandi città e grandi centrali elettriche: - in piccole segherie, miniere remote, in campi e appezzamenti forestali, ecc., ecc.
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Diamo un'occhiata ai fattori che rendono i motori a vapore rotativi migliori dei loro parenti più stretti, i motori a vapore sotto forma di motori a vapore alternativi e turbine a vapore.
… — 1) I motori rotativi lo sono macchine di potenza espansione volumetrica - come i motori a pistoni. Quelli. hanno un basso consumo di vapore per unità di potenza, perché il vapore viene fornito di volta in volta alle loro cavità di lavoro, e in porzioni rigorosamente dosate, e non in un flusso costante e abbondante, come in turbine a vapore. Ecco perché i motori rotativi a vapore sono molto più economici delle turbine a vapore per unità di potenza di uscita.
— 2) I motori a vapore rotativi hanno una spalla di applicazione del funzionamento forze gassose(braccio di reazione) è molto (molte volte) maggiore dei motori a vapore alternativi. Pertanto, la potenza da loro sviluppata è molto superiore a quella dei motori a pistoni a vapore.
— 3) I motori rotativi a vapore hanno una corsa di potenza molto maggiore rispetto ai motori a vapore alternativi, ad es. hanno la capacità di convertire la maggior parte dell'energia interna del vapore in lavoro utile.
— 4) I motori rotativi a vapore possono funzionare in modo efficiente con vapore saturo (umido), consentendo senza difficoltà la condensazione di una parte significativa del vapore con il suo passaggio all'acqua direttamente nelle sezioni di lavoro del motore rotativo a vapore. Ciò aumenta anche l'efficienza della centrale a vapore utilizzando un motore rotativo a vapore.
— 5 ) I motori rotativi a vapore funzionano a una velocità di 2-3 mila giri al minuto, che è la velocità ottimale per generare elettricità, invece che troppo lenta motori a pistoni(200-600 giri/min) di motori a vapore tradizionali tipo locomotiva, o da turbine troppo veloci (10-20 mila giri/min).

Allo stesso tempo, i motori rotativi a vapore sono tecnologicamente relativamente facili da fabbricare, il che rende i loro costi di produzione relativamente bassi. A differenza delle turbine a vapore estremamente costose da produrre.

QUINDI, RIASSUNTO DI QUESTO ARTICOLO - un motore rotativo a vapore è una macchina a vapore molto efficiente per convertire la pressione del vapore dal calore della combustione di combustibili solidi e rifiuti combustibili in potenza meccanica e in energia elettrica.

L'autore di questo sito ha già ricevuto più di 5 brevetti per invenzioni su vari aspetti dei progetti di motori rotativi a vapore. Sono stati prodotti anche alcuni piccoli motori rotativi con una potenza da 3 a 7 kW. Ora stiamo progettando motori rotativi a vapore con potenza da 100 a 200 kW.
Ma i motori rotativi hanno un "difetto generico": un complesso sistema di guarnizioni, che per i piccoli motori risulta essere troppo complesso, in miniatura e costoso da produrre.

Allo stesso tempo, l'autore del sito sta sviluppando motori a pistoni assiali a vapore con movimento del pistone opposto. Questa disposizioneè la variazione di potenza più efficiente dal punto di vista energetico di tutte schemi possibili sistema a pistone.
Questi motori di piccole dimensioni sono in qualche modo più economici e più semplici. motori rotativi e i sigilli in essi sono usati i più tradizionali e i più semplici.

Di seguito è riportato un video che utilizza un piccolo pistone assiale motore boxer con pistoni opposti.

Attualmente viene prodotto un tale motore boxer a pistoni assiali da 30 kW. La risorsa del motore dovrebbe essere di diverse centinaia di migliaia di ore, poiché la velocità del motore a vapore è 3-4 volte inferiore alla velocità del motore a combustione interna, nella coppia di attrito. pistone-cilindro» — sottoposto a nitrurazione ionica-plasma in ambiente sottovuoto e la durezza delle superfici di attrito è di 62-64 unità HRC. Per i dettagli sul processo di indurimento superficiale mediante nitrurazione, cfr.

Ecco un'animazione del principio di funzionamento di un tale motore boxer a pistoni assiali, simile nel layout, con un movimento del pistone in arrivo

La macchina a vapore nel corso della sua storia ha avuto molte varianti di realizzazione in metallo. Una di queste incarnazioni era il motore rotativo a vapore dell'ingegnere meccanico N.N. Tverskoy. Questo motore rotativo a vapore (motore a vapore) è stato utilizzato attivamente in vari campi della tecnologia e dei trasporti. Nella tradizione tecnica russa del XIX secolo, un tale motore rotativo era chiamato macchina rotativa. Il motore si distingueva per la sua durata, efficienza e coppia elevata. Ma con l'avvento delle turbine a vapore è stato dimenticato. Di seguito sono riportati i materiali d'archivio raccolti dall'autore di questo sito. I materiali sono molto estesi, quindi per ora ne viene presentata solo una parte.

Pergamena di prova aria compressa(3,5 atm) motore rotativo a vapore.
Il modello è progettato per 10 kW di potenza a 1500 giri/min a una pressione del vapore di 28-30 atm.

Alla fine del XIX secolo, i motori a vapore - i "motori rotativi di N. Tverskoy" furono dimenticati perché i motori a vapore alternativi si rivelarono più semplici e tecnologicamente avanzati nella produzione (per le industrie dell'epoca) e le turbine a vapore davano più potenza .
Ma l'osservazione relativa alle turbine a vapore è vera solo per il loro peso elevato e le dimensioni complessive. Infatti, con una potenza di oltre 1,5-2mila kW, le turbine multicilindriche a vapore superano sotto tutti gli aspetti i motori rotativi a vapore, anche con l'elevato costo delle turbine. E all'inizio del XX secolo, quando le navi centrali elettriche e unità di potenza le centrali elettriche iniziarono ad avere una capacità di molte decine di migliaia di kilowatt, quindi solo le turbine potevano fornire tali opportunità.

MA - le turbine a vapore hanno un altro svantaggio. Quando si ridimensionano i loro parametri massa-dimensionali verso il basso, le caratteristiche prestazionali delle turbine a vapore si deteriorano bruscamente. La potenza specifica è notevolmente ridotta, l'efficienza diminuisce, mentre l'elevato costo di produzione e alti regimi l'albero principale (la necessità di un cambio) - rimane. Ecco perché - nel campo delle capacità inferiori a 1,5 mila kW (1,5 MW) efficaci a tutti gli effetti turbina a vapore quasi introvabile, anche per tanti soldi...

Ecco perché in questa gamma di potenza è apparso un intero "bouquet" di design esotici e poco conosciuti. Ma il più delle volte, altrettanto costoso e inefficiente ... Turbine a vite, turbine Tesla, turbine assiali e così via.
Ma per qualche ragione, tutti si sono dimenticati delle "macchine rotanti" a vapore: motori a vapore rotanti. Nel frattempo, questi motori a vapore sono molte volte più economici di qualsiasi meccanismo a pale e viti (lo dico con cognizione di causa, come persona che ha già fabbricato più di una dozzina di tali macchine con i propri soldi). Allo stesso tempo, le "macchine rotanti a vapore di N. Tverskoy" hanno una coppia potente fin dai giri più piccoli, hanno una frequenza media di rotazione dell'albero principale a piena velocità da 1000 a 3000 giri/min. Quelli. tali macchine, anche per un generatore elettrico, anche per un'auto a vapore ( auto-camion, trattore, trattore) - non richiederanno cambio, giunto, ecc., ma saranno direttamente collegati con il loro albero a una dinamo, ruote di un'auto a vapore, ecc.
Quindi, sotto forma di un motore rotativo a vapore - il sistema "motore rotativo N. Tversky", abbiamo un motore a vapore universale che genererà perfettamente elettricità da una caldaia a combustibile solido in un remoto villaggio forestale o taiga, in un campo o generare elettricità in una centrale termica di un insediamento rurale o "girare" sullo spreco di calore di processo (aria calda) in un impianto di laterizi o cementifici, in una fonderia, ecc., ecc.
Tutte queste fonti di calore hanno solo una potenza inferiore a 1 mW, e quindi le turbine convenzionali sono di scarsa utilità qui. E altre macchine per il recupero del calore convertendo la pressione del vapore risultante in lavoro - il totale pratica tecnica non lo sa ancora. Quindi questo calore non viene utilizzato in alcun modo: viene semplicemente perso stupidamente e irrimediabilmente.
Ho già realizzato una "macchina rotativa a vapore" per azionare un generatore elettrico da 3,5 - 5 kW (a seconda della pressione del vapore), se tutto va come previsto, presto ci sarà una macchina da 25 e 40 kW. Proprio ciò che è necessario per fornire elettricità a basso costo da una caldaia a combustibile solido o calore industriale di scarto a una tenuta rurale, una piccola fattoria, un campo, ecc., ecc.
In linea di principio, i motori rotativi scalano bene verso l'alto, pertanto, montando molte sezioni del rotore su un albero, è facile moltiplicare la potenza di tali macchine semplicemente aumentando il numero di moduli rotore standard. Cioè, è del tutto possibile creare macchine rotanti a vapore con una potenza di 80-160-240-320 kW o più ...

Ma, oltre alle centrali elettriche a vapore medie e relativamente grandi, nelle piccole centrali elettriche saranno richiesti anche circuiti elettrici a vapore con piccoli motori rotativi a vapore.
Ad esempio, una delle mie invenzioni è “Generatore elettrico per campeggiatori a combustibile solido locale”.
Di seguito è riportato un video in cui viene testato un prototipo semplificato di tale dispositivo.
Ma il piccolo motore a vapore sta già facendo girare allegramente ed energicamente il suo generatore elettrico e sta generando elettricità utilizzando legna e altri combustibili da pascolo.

La direzione principale di commerciale e applicazione tecnica motori rotativi a vapore (motori a vapore rotativi) è la produzione di elettricità a basso costo su combustibili solidi a basso costo e rifiuti combustibili. Quelli. piccola potenza - generazione di energia distribuita su motori rotativi a vapore. Immagina come un motore a vapore rotativo si adatterà perfettamente allo schema di funzionamento di una segheria-segheria, da qualche parte nel nord della Russia o in Siberia (Estremo Oriente) dove non esiste un'alimentazione centrale, l'elettricità è fornita da un generatore diesel su un diesel carburante importato da lontano. Ma la segheria stessa produce almeno mezza tonnellata di trucioli di legno-segatura al giorno - croaker, che non ha nessun posto dove andare ...

Tali scarti di legno sono una strada diretta per il forno della caldaia, la caldaia emette vapore alta pressione, il vapore aziona un motore a vapore rotativo e fa girare un generatore elettrico.

Allo stesso modo, è possibile bruciare milioni di tonnellate di scarti colturali dell'agricoltura, di volume illimitato, e così via. E c'è anche torba economica, carbone termico economico e così via. L'autore del sito ha calcolato che i costi del carburante per la generazione di elettricità attraverso una piccola centrale a vapore (motore a vapore) con un motore rotativo a vapore da 500 kW saranno da 0,8 a 1,

2 rubli per kilowatt.

Di più opzione interessante l'uso di un motore rotativo a vapore è l'installazione di un tale motore a vapore macchina a vapore. Il camion è un'auto a vapore con trattore, con una coppia potente e che utilizza combustibile solido economico, un motore a vapore molto necessario agricoltura e nel settore forestale. Quando applicato moderne tecnologie e materiali, così come l'uso del "Ciclo Rankine organico" nel ciclo termodinamico consentirà di portare l'efficienza effettiva fino al 26-28% su combustibile solido economico (o liquido poco costoso, come "combustibile da fornace" o speso olio per macchine). Quelli. camion - trattore con motore a vapore

e un motore a vapore rotativo con una potenza di circa 100 kW, consumerà circa 25-28 kg di carbone termico per 100 km (costo 5-6 rubli per kg) o circa 40-45 kg di trucioli di segatura (il cui prezzo in il Nord è da asporto per niente) ...

Esistono molte altre applicazioni interessanti e promettenti del motore a vapore rotativo, ma le dimensioni di questa pagina non ci consentono di considerarle tutte in dettaglio. Di conseguenza, il motore a vapore può ancora occupare un posto molto importante in molte aree. tecnologia moderna e in molti rami dell'economia nazionale.

LANCIO DEL MODELLO SPERIMENTALE DI GENERATORE ELETTRICO A VAPORE CON MOTORE A VAPORE

Maggio -2018 Dopo lunghi esperimenti e prototipi, è stata realizzata una piccola caldaia ad alta pressione. La caldaia è pressurizzata a una pressione di 80 atm, quindi manterrà pressione di esercizio a 40-60 atm senza difficoltà. È stato messo in funzione con un modello sperimentale di un motore a vapore a pistoni assiali di mia progettazione. Funziona alla grande - guarda il video. In 12-14 minuti dall'accensione a legna è pronto per erogare vapore ad alta pressione.

Ora sto iniziando a prepararmi per la produzione in pezzi di tali impianti: una caldaia ad alta pressione, un motore a vapore (pistone rotante o assiale), un condensatore. Le unità funzioneranno in circuito chiuso con circolazione di "acqua-vapore-condensa".

La domanda di tali generatori è molto alta, perché il 60% del territorio della Russia non dispone di un'alimentazione elettrica centrale e utilizza la generazione diesel. E il prezzo del gasolio cresce continuamente e ha già raggiunto i 41-42 rubli al litro. Sì, e dove c'è elettricità, le compagnie energetiche stanno aumentando le tariffe e richiedono molti soldi per collegare nuove capacità.