Паровые турбины используют пар, создаваемый извне, для привода лопастей. Нет внутреннего сгорания. Они использовались в морской силовой установке по крайней мере с 1894 года на «Турбинии» . После этого паровые турбины типа Парсонса становились все более популярными на флоте.
Я хочу знать, какой был сплав лезвия в то время. Приличный сплав лопаток имеет решающее значение, иначе турбина слишком быстро расплавится, расползется или подвергнется коррозии.
Это важно, чтобы проследить аналогичную технологию турбореактивных двигателей, разработанных во время Второй мировой войны. Я хочу посмотреть, похожи ли сплавы этих ранних реактивных двигателей на морские паровые турбины.
Я сделал Google вокруг для этого, но был разочарован. В Википедии есть целая статья о паровых турбинах , и очень мало о сплаве лопаток. В нем было несколько небольших абзацев, описывающих сплавы Ni-Al-Ti (без упоминания соотношений), а также защитные покрытия, без указания каких-либо временных рамок. Обычно это означает, что это современный контекст, и даты цитирования, кажется, подтверждают это.
Еще одна вещь, которую я нашел, это статья из Wikisource . Единственный раз, когда в нем упоминался сплав лопастей, была турбина 1888 года из Швеции, «лопастное колесо из прочнейшей стали». Вряд ли научное описание. Какая сталь была самой прочной в 1888 году? Какой % углерода был? Разница в углероде между кованым железом и сталью составляет всего 1%. Кроме того, похоже, что это не турбина типа Парсонса, ставшая столь популярной на флоте десять лет спустя. И другого упоминания сплава клинка в статье нет.
Ранние лопатки турбины Парсонса изготавливались из латуни или из чистой меди для более высоких температур пара. В лекции памяти Парсонса 1994 года Дж. Р. Болтер заметил:
На ранних турбинах лопасти были из латуни, сначала штампованной, а затем прокатанной, с лопастями из чистой меди для более высоких температур пара, чтобы избежать охрупчивания. По мере роста окружных скоростей и увеличения напряжений были введены стальные лезвия, а в 1925 году в качестве стандарта был введен ковкий нержавеющий чугун. Этот материал превратился в стали с 12-процентным содержанием хрома, которые сегодня используются почти во всех лопатках паровых турбин.
Сам сэр Чарльз Парсонс в лекции Реде 1911 года сказал:
«Лезвия были отрезаны по длине от латуни, жестко прокатаны и вытянуты до нужного сечения, вставлены в канавку с прокладками между ними и плотно зачеканены».
Паровые турбины Parsons были установлены, например, на многих британских подводных лодках класса K во время Первой мировой войны.
Я нашел некоторые дополнительные подробности о конструкции лопастей турбины в книге Джона Уильяма Сотерна « Морская паровая турбина»; практическое описание морских паровых турбин Parsons и Curtis в том виде, в каком они в настоящее время построены, установлены и работают .
Лопасти турбины Парсонса сделаны из латуни и производятся различными фирмами; она обычно поставляется длиной от 5 до 6 футов. Сама турбина состоит из лопастей различной длины и расстояния между ними, которые называются «расширениями», лопасти обрезаются по длине на машине, которая срезает их и одновременно время отмечает двойную или тройную канавку на конце.
Сотерн также обращает внимание на то, что латунные лезвия будут расширяться больше, чем стальной корпус, что уменьшит зазор между кончиком лезвия:
Зазор кончика лопасти (в холодном состоянии) для вышеуказанного варьируется от 49/1000 дюймов при 1-м расширении до 50/1000 дюймов при 4-м или последнем расширении; однако при нагреве фактический зазор между кончиками лопастей составляет всего около двух третей от зазора при первом расширении и несколько меньше при последнем расширении, причем латунные лопасти расширяются больше, чем стальной барабан ротора или чугунный корпус. Крейсерский клиренс манекена в холодном состоянии составляет всего около 15/1000 дюймов, но обычно при прогреве он увеличивается примерно до 25/1000 дюймов или даже больше. Пар, пройдя через первую маршевую турбину, поступает во вторую или маршевую турбину СД, если она установлена, затем в передние турбины высокого и низкого давления, выбрасываясь, наконец, в конденсатор. Если на каждый агрегат установлена только одна маршевая турбина, то пар из нее выходит прямо на переднюю турбину высокого давления,
Что касается конкретного используемого латунного сплава, Джеймс Амброуз Мойер в своей книге 1908 года « Паровая турбина»; Практический и теоретический трактат для инженеров и конструкторов прокомментировал:
Утверждается, что обычный сплав, используемый в Англии для лопастей турбин Парсонса, представляет собой сплав 63 Cu 37 Zn ; но любой цинковый сплав совершенно непригоден для перегретого пара или высоких скоростей.
Он также заявил, что к тому времени металл Монно начал использоваться в паровых турбинах:
Недавно был разработан составной металл, известный как Монно или «дуплексный» металл. Он состоит из стального сердечника, покрытого тонкой медной оболочкой, химически приваренной к стали таким совершенным образом, что лезвия могут быть вытянуты из исходного слитка в требуемое готовое сечение, никоим образом не влияя на связь между медью и сталью. сталь.
Такие лопасти тогда использовались в турбинах Вестингауза.
В лекции Реде , процитированной выше, сэр Чарльз Парсонс упомянул упомянутую вами шведскую турбину 1888 года, но кажется, что де Лаваль приводил в движение стальное крыльчатое колесо со струей пара высокого давления, а не настоящую лопасть турбины:
«В 1888 году д-р де Лаваль из Стокгольма приступил к решению этой задачи со значительным успехом. Он заставил пар выходить из воронкообразной струи, так что энергия расширения могла быть использована для придания скорости пару. эксперименты показали, что в таких струях около 80 % всей доступной энергии пара преобразуется в кинетическую энергию скорости по прямой линии, причем скорость, достигаемая в вакууме, составляет около 4000 футов в секунду. заставил пар столкнуться с гребным колесом из прочнейшей стали , которое вращалось с максимальной скоростью, соответствующей безопасности…»
Питер Дир
Аарон Брик
кузнец37