Ответственный редактор
инж. В. К. Запорожец
Технические редакторы
Л. Т. Васильев
Я. Я. Бычков

Предисловие к 15-му изданию
Общераспространенный технический справочник для инженеров
Хютте имеет уже более чем 75-летнюю давность. За эти 3/4
столетия справочник был выпущен в Германии 26 изданиями, из коих
первое вышло в 1857 г., последнее в 1932 г. Настоящее 15-е
русское издание является переводом, с переработкой и дополнениями
последнего, 26-го немецкого издания.
Изданием справочника Хютте преследуется цель дать книгу,
которая содержала бы в ясном изложении не только формулы,
таблицы и выводы из специальных курсов, необходимые при
выполнении учебных работ по проектированию и расчету, но которая
служила бы, главным образом, удобным и надежным справочником
в практической деятельности инженеру. Такого характера книга
должна включать все необходимые для работы справочные
сведения, и, следовательно, избавить от поисков их в капитальных
сочинениях, что связано с большой затратой времени. В соответствии с этим
справочник Хютте заключает формулы и таблицы как
теоретического, так и практического характера, выводы из элементарной
и высшей математики, машиностроения, электротехники,
строительного дела, инженерного искусства, механической и химической
технологии — все это в свете последних достижений науки и техники.
Для советских технических кадров справочная книга типа Хютте
имеет особо актуальное значение, как концентрирующая в одном
месте необходимейшие сведения общего и специального
технического характера, нужные для повседневной практической работы.
Однако, для того чтобы эта книга могла превратиться в
настольный справочник советского инженера и техника, конструктора
и проектировщика, необходимо было отразить в ней, если не в
полном объеме, то хотя бы в основном, характерные особенности
технического развития в СССР.
Последнее обстоятельство побудило редакционную коллегию
дополнить книгу рядом важных для советского инженера сведений,
примечаниями и технически и условиями.
Так, отдел силовых установок снабжен рядом дополнений по
теплоэлектроцентралям, переработан и дополнен отдел
материаловедения, дан целый том дополнений в виде ОСТ и технических
норм (IV том справочника), даны оригинальные статьи по
прикладной механике, значительно дополнен отдел сопротивления
материалов, переконструирован отдел технической физики, приведены

IV
Предисловие
извлечения из советских правил по технике безопасности и дан
ряд других сведений.
В соответствии с исключительной ценностью и
оригинальностью справочника Хютте, со стороны редакционной коллегии
была проявлена особая осторожность и тщательность при
проведении этой работы.
Признавая, что за краткостью срока, предоставленного редакции
для подготовки справочника, эта доработка не везде проведена
с желательной глубиной и последовательностью, редакционная
коллегия, отнюдь не преуменьшая огромной ценности Хютте, считает
все же, что кардинальным решением в этом вопросе было бы
создание своего оригинального общетехнического справочника,
построенного на базе советских и иностранных материалов и
требований, но созданного в основном советскими учеными и
инженерами. Последнее вызвано желанием устранить свойственный даже
лучшим иностранным справочникам чуждый для советского
читателя характер изложения справочных данных и компиляции их, так
как эти материалы предназначены для обслуживания чуждых нам
условий сущесгвования и развития техники.
Выполненный план великих работ на фоне широко
разлившегося в стране стахановского движения, приведшего к мощным
сдвигам в советской индустрии, создал достаточно материалов для
такого спразочника, воспитал достаточное количество передовых
советских ученых, рабочих и инженеров, вооруженных творческим
опытом и знаниями, способных теперь уже взяться за
осуществление этого трудного и сложного задания.
В настоящее время редакция занята разработкой вопроса
о подготовке к изданию такого целиком советского
общетехнического справочника и надеется провести эту работу в кратчайший
срок.
Переходя к особенностям настоящего издания Хютте,
необходимо отметить прежде всего, что крупные успехи
научно-технических исследований за последние годы не могли не оказать
влияния— и часто глубокого—на работу инженера на производстве,
на обработку материалов, на конструирование и методы постройки
и, наконец, на само руководство промышленными предприятиями.
В настоящем издании это развитие техники учтено: все
разделы подверглись переработке и целый ряд вопросов обработан
заново.
При расположении материала справочника преследовалась цель
дать наиболее легкую ориентировку в нем. Применение нонпарели
для примеров и пояснений конструкций и т. д. вызвано
стремлением усилить практическую часть справочника.
Чтобы обеспечить быстрое нахождение нужного материала,
в начале каждого тома дается систематизированное его
содержание и в конце — алфавитный указатель. Кроме того, в IV томе
будет помещен общий алфавитный указатель. Нововведением также
является помещение перед каждым самостоятельным разделом
краткого содержания, позволяющего быстро отыскать те главы,

Предисловие
V
формулы и таблицы, которыми приходится пользоваться особенно
часто.
Расположение материала в этом издании и разбивка его по
томам в основном остались прежними, но для удобства
пользования справочником первые два тома немецкого издания разбиты
на три тома, и кроме того, как указывалось выше, будет дан еще
один дополнительный, IV том ОСТ и технических условий в виде
приложения ко всем предыдущим томам (в основном ко II тому).
Первый том содержит, как и в предыдущих изданиях,
вспомогательные разделы техники, т. е. теоретические основы, которые
заканчиваются во II томе, посвященном в основном
машиностроению и III—машиностроению и электротехнике.
Содержание III тома. Все разделы II тома 26-го немецкого
издания, вошедшие в настоящий III том, подверглись
переработке.
Отдел „Производство пара* при редактировании приведен
в соответствие* с нормами проектирования, производства и экспло-
атации паровых котлов, принятыми в практике СССР. Так, наряду
с немецкими данными помещены сведения о котлах системы Шухова,
прямоточных котлах системы Теплотехнического института (в
Москве), приведены обширные данные „Котлотурбины* о цепных
топках, изготовляемых в СССР в настоящее время, «и т. д. С
исчерпывающей полнотой представлены правила о паровых котлах НКТ
и ВЦСПС. В целях ориентирования читателей наряду с
утвержденными правилами приведены также имевшиеся к выходу
справочника правила и положения в виде проектов, находящих уже
практическое применение и подлежащих еще утверждению, а именно:
тгравила о сосудах, работающих под давлением выше атмосферного,
и правила о паропроводах.
Отдел .Паровые машины" и в особенности отдел „Паровые
турбины" пересмотрены и пополнены новыми расчетными данными,
чертежами и таблицами. Оба эти отдела снабжены
соответствующими ссылками и примечаниями, относящимися к советской
практике.
Обстоятельно изложенный отдел „Двигатели внутреннего
сгорания" расширен оригинальной статьей проф. Мазинга
(Кр. МММИ) о тепловом расчете рабочего процесса двигателей
внутреннего сгорания, хорошо дополняющей основные материалы,
приведенные проф. Кутцбахом.
Отдел „Водяные двигатели" снабжен новыми данными, как
равно и отдел „Насосы и компрессоры", в который помимо того
внесены коррективы из практики работы ЦАГИ. Значительно
переработан отдел „Теплосиловое хозяйство*. Он дополнен рядом
данных, относящихся к советским условиям строительства и экспло-
атации теплоэлектроцентралей.
При переработке отдела „Электротехника" отбор материала
производился на прежних основаниях. Поэтому при рассмотрении
-электрических машин вопросы теории, расчета и конструкции
затронуты лишь в той мере, в какой это необходимо для понима-

VI
Предисловие
ния процессов, происходящих в маш шах и аппаратах. Более
подробно освещены эксплоатационные свойства, веса и другие данные,
относящиеся к электрическим машинам. Обстоятельный материал
приведен также по единицам измерения и основным законам
электротехники.
Вопросы прохождения тока через газы и жидкости вызвали
необходимость рассмотрения основных положений теории
электронов.
Прежние главы о производстве электрической энергии, выборе
системы тока, повышении коэфициента мощности и улучшении
передачи полностью переработаны. Эти данные теперь объединены
в двух главах: „Производство электрической энергии" и
„Распределение электрической энергии". Переменному току,—в соответствии
с его особым значением, — отведено больше места, чем
постоянному.
При этом особое внимание уделено электросиловым
установкам высокого напряжения (выше 1000 V).
Установки низкого напряжения рассмотрены, поскольку это
оказалось необходимым, совместно с установками для собственных
нужд электростанций.
Сведения об открытых и закрытых распределительных
устройствах поясняются примерами.
Способы расчета проводов даны в таком виде, что их можно
применять и для длинных линий сверхвысокого напряжения.
Наличие таблиц и диаграмм позволяет подсчитывать такие .линии
довольно просто.
Впервые значительное внимание - уделено вопросам эксплоа-
тации и среди них — вопросам короткого замыкания и
перенапряжения. Тут же рассмотрены с возможной полнотой различные
защитные мероприятия для линий передач.
Отдел заканчивается главой о применении в технике теплового
действия тока (электротермия).
Содержание отдела „Свет, источники света, освещение"
и его построение в основном остались прежними, однако, в связи
с сильным развитием осветительной техники и большой работой
по нормированию в этой области, почти все цифровые данные были
изменены или дополнены.
Оба последних отдела снабжены материалами,
характеризующими особенности электро- и светотехники в условиях СССР.
В целях усиления этих особенностей в упоминавшемся IV т. будут
дополнительно помещены утвержденные технические нормы и
стандарты (ОСТ и Промстандарты), относящиеся к этим и также
ко всем остальным отделам настоящего тома.
Обработка материала и просмотр справочника были проведены
с максимальной тщательностью, но все же в отдельные места могли
вкрасться неточности, ошибки, опечатки. За все указания о
необходимых исправлениях редакция заранее приносит благодарность и
просит все замечания направлять по адресу: Москва, Пушечная, 9,
Главная редакция литературы по машиностроению и металлообработке.

Предисловие уц
Редакторами и авторами отделов III тома являются:
1. Производство пара .... Проф. А. А. Предтеченский
2. Паровые машины . . . .Доктор технических наук проф.
Л. П. Смирнов
3. Паровые турбины . . . . Проф. В. В. Уваров
4. Двигатели внутреннего
сгорания „ Е. К. Машнг
5. Газовые турбины „ В. В. Уваров
6. Ветряные двигатели ... , В. Александров
7. Водяные двигатели . . . • н А. А. Отт
8. Насосы и компрессоры . Инж. В. И. Поликовский
9. Теплосиловое хозяйство . Проф. Н. А. Доллежаль
„ „и инж. Б. М. Якуб
10. Электротехника | Проф. С. И. Курбатов |
,, _ и проф. М. Ф. Поярков
П. Освещение . Проф. П. И. Мартынов \
Третий том составляйся под общей редакцией редакционной
коллегии в составе: инж. В. К. Запорожец (отв. редактор),
j проф. С. И. Курбатова| и инж- Н. Л. Мануйлова.
Техническое оформление издания производилось техническими
редакторами Л. Т. Васильевым и Я. Я. Бычковым, корректуру
держал А. Б. Пахман.

Оглавление
ТОМА III
I ОТДЕЛ
Производство пара
Стр.
Общие сведения - • • 3
I. Паровыекотлы 5
a) Общие определения и классификация котлов 5
b) Газотрубные котлы 8
c) Водотрубные коглы 17
d) Специальные котлы • 28
e) Методы комбинированной работы водяного пара с парами других
веществ 35
f) Построение паровых котлов • 35
g) Повреждения и ремонт паровых котлов • 4ff
II Пароперегреватели 49
a) Основные типы перегревателей и общие сведения 49
b) Конзекционные пароперегреватели » 51
c) Радиационные пароперегреватели 52
d) Промежуточный перегрев 52
e) Регулирование перегреза 53
f) Построение и установка пароперегревателей 54
511. Водяные экономайзеры 55
a) Типы экономайзеров и общие сведения «... 55
b) Чугунные гладкотрубные экономайзеры 57
c) Ребристые экономайзеры 58
d) Экономайзеры со стальными трубами 59
IV. Воздушные экономайзеры 60
a) Основные типы и общие сведения 60
b) Трубчатые воздушные экономайзеры 62
c) Пластинчатые (или карманные) воздушные экономайзеры 62
а) Воздушные экономайзеры регенеративного типа 63
V, Арматура паровых котлов....* 64
VL Т о пк и 69
a) Общие сведения • 69
b) Основные теоретические данные 70
c) Пример испытания котельной установки • 77
d) Сжигание топлива в топках • 79
e) Топки для твердых топляв 84
f) Тбпки длч пылевидного топлива 100
g) Топки для жидкого топлива 102
Ъ) Топки для газового отопления 103
т) Отопление отходящими газами 103

Оглавление
IX
Стр.
VII. Приготовлениепитательнойводы 104
VHI. Обмуровкакотлов 111
IX. Т я г а 115
X. Измерительные и регулирующие приборы и
приспособления для паровыхкотлови котельных топок 131
XI. А к к у м у л я т о р ы • 132
XII. Приложение 136
1. Правила устройства, установки, содержания и освидетельствования
паровых котлов, пароперегревателей и водяных экономайзеров . . 136
Нормы на материалы для изготовления и ремонта паровых котлов ера-''
бочим давлением до 22 am включительно, пароперегревателей и
водяных экономайзеров 156
Нормы на материалы для изготовления и ремонта паровых котлов вы-
ского давления (с рабочим давлением свыше 22 am) и
пароперегревателей при них 162
2. Общие технические условия на изготовление паровых котлов на
давление до 22 am 165
3. Германские правительственные правила построения стационарных
паровых котлов (BLD) . • 170
4. Инструкции и нормы, относящиеся к материалам и изготовлению
водяных экономайзеров 185
5. Правила устройства, установки и освидетельствования сосудов (паро-
приемников и других приборов и аппаратов), работающих под да-
' влением выше атмосферного . * \ . . 187
6. Правила устройства, установки, содержания и освидетельствования
паропроводов 194
7. Правила по применению дуговой электрической и газовой сварки при
проектировании и изготовлении паровых котлов и сосудов,
работающих под давлением 198
8. Правила испытания электро- и газосварщиков для допущения их
к ответственным автогенным работам . 205
XIII. Пример теплового расчета котельной установки 209
II ОТДЕЛ
Паровые машины
I. Расчет паровых машин 214
a) Подсчет индикаторной мощности 215
b) Оценка среднего индикаторного давления 237
c) Подсчет расхода пара ч 238
d) Исследование использования тепла. • 251
e) Использование отработанного пара и промежуточный отбор • . . 258
I) Выбор скорости поршня . .* 260
Ё) Соотношение между ходом и диаметром « 261
п) Механический коэфициент полезного действия, сопротивление
холостого хода, добавочное трение 261
II. Парораспределение 264
а) Общие требования 264
\ РРостые золотниковые парораспределения 266
9 Расширительные парораспределения 276
а) Механизмы для перемены хода машины ЗОТ
III. Деталипаровыхмашин 313
a) Цилиндр 313
b) Подвод и отвод пара . ". . . 324
c) Рамы . . ' ' 326

X Оглавление
Стр.
d) Коренной подшипник 327
e) Оборудование паровых машин 329
f) Конденсация 329
III ОТДЕЛ
Паровые турбины
I. Общие данные • • 352
a) Основная форд а превращения энергии 352
b) Классификация по используемому теплопадению 352
c) Классификация по конструкции 352
d) Классификация по общей компановке • 353
e) Сравнение паровой турбины с паровой машиной 354
I) Полезный тепловой перепад и полезное количество тепла (расход
тепла) 355
g) Распределение энергии и термический к. п. д 357
п) Влияние изменения состояния пара на удельный расход 360
i) Расход пара 362
II. Детали.... • 364
a) Сопла и направляющие аппараты 364
b) Рабочие лопатки • ... 367
c) Лабиринты и уравновешивающие поршни 368
d) Потеря ка трение в паре турбинного ротора 369
III. Активные турбины •••• 269
a) Одноступенчатые с 1 —4 ступенями скорости 369
b) Многоступенчатые с несколькими ступенями скорости в каждой . . 373
c) Многоступенчатые с одним венцом в каждой ступени 373
IV. Реактивные турбины 374
a) Детали 374
b) Ход расчета 379
V. Конструкции паровых турбин , . . . 385
a) Активные турбины с одновенечными колесами Целли 385
b) Активные турбины с многовенечными колесами 388
c) Комбинированные турбины Кертис-Целли 391
d) Реактивные турбины (Парсонса) 392
e) Комбинированные турбины Кертис-Парсонса и Целли-Парсонса . . 393
f) Реактивные радиальные турбины с противоположным вращением
(Ljungstrom) 398
g) Теплофикационные и промышленные турбины 400
IV ОТДЕЛ
Двигатели внутреннего сгорания
I. Характеристика основных групп 410
a) Круговой процесс 410
b) Смена рабочего тела (зарядка и выхлоп) • 412
II. Расчет и конструкция поршневых двигателей... 414
a) Обозначения и основные уравнения 414
b) Литровое тепло. Коэфициеит наполнения, коэфициент полезного
действия, среднее давление 417
c) Смешение, зажигание, регулирование, распределение и
трубопровод ♦ 427

Оглавление XI
Стр.
d) Рабочее пространство, приводной механизм, выравнивание хода,
пуск в ход . » 447
e) Примеры выполнения 462
f Тепловой расчет процесса двигателей внутреннего сгорания 471
V ОТДЕЛ
Газовые турбины
Общие данные • 487
a) Сухая газовая турбина- с постоянным давлением сгорания 487
b) Сухие взрывные турбины (газовые турбины с постоянным объемом
сгорания) 490
c) Мокрые взрывные турбины 492
VI ОТДЕЛ
Ветряные двигатели
a) Сила ветра 495
b) Основные расчетные данные 495
c) Конструкция ветряных двигателей ...*., 499
d) Самодействующая установка ветряных колес по направлению
ветра . • 500
e) Регулирование ветряных двигателей 501
f) Принятие и аккумулирование энергии 501
g) Установка 502
VII ОТДЕЛ
Водяные двигатели
I. Водяные колеса 504
a) Верхнебойные колеса . . . . • • 504
b) Водяные колеса с кулиссой или направляющим устройством (сред-
небойные) • . • 506
c) Колеса с водосливным впуском 508
И. Водяные турбины 509
a) Общие сведения • • • • . 509
b) Применяющиеся виды турбин » 510
c) Гидравлические соотношения 516
d) Расчет и проектирование турбин Френсиса • . • 521
e) Основные соображения при проектировании 530
III. Регулирование водяных турбин • • . . . . 535
a) Общие сведения • 535
b) Конструкции регуляторов • 536
c) Требования, предъявляемые к регуляторам 540
d) Устройства, имеющие целью уменьшение колебаний давлений . ♦ . 545
VIII ОТДЕЛ
Насосы и компрессоры
I. Машины для подъема жидкостей (н ас-осы) 648
А. Поршневые насосы б49
a) Способ действия • 54^
b) Наибольшая возможная высота всасывания 551
c) Расчет воздушного клапана • б6*

XII Оглавление
Стр.
d) Клапаны 555
e) Основные размеры, выбор числа оборотов . • . . 559
I) Детали поршневого насоса 560
g) Привод и регулирование поршневых насосов 561
h) Конструкции • 561
B. Крыльчатые и ротационные насосы 568
C. Центробежные насосы 569
a) Основное уравнение 570
b) Выбор величины угла выхода лопатки р2. 572
c) Поправки на конечность числа лопаток 573
d) Определение размеров колеса • . 575
e) Вычерчивание рабочих лопаток . . 578
f) Направляющие аппараты • . . 581
g) Характеристика насоса ....♦• 583
п) Регулирование 587
i) Наибольшая допустимая высота всасывания 588
к) Пределы применимости центробежных насосов; удельное число
оборотов . 589
1) Насосы с лопатками двойной кривизны . • 589
щ) Пуск в ход • 599
п) Конструкция центробежных насосов 590
о) Сравнение поршневых и центробежных насосов 590
D. Специальные конструкции 597
a) Подъем сжатым воздухом 597
b) Пульсометры 598
c) Гидравлический таран • 599
d) Струйные насосы , . . . • 600
II. Воздуходувки, газодувки и компрессоры 601
A. Поршневые нагнетатели. Поршневые воздуходувки и поршневые
компрессоры • ...•#..., 606
a) Охлаждение 606
b) Действительный рабочий процесс 609
c) Определение основных размеров 611
d) Определение необходимой мощности 611
e) Уравновешивание сил • 613
f) Распределение . . . • • 613
g) Регулирование подаваемого количества воздуха 616
h) Конструкции • 617
B. дотационные нагнетатели. . . . : 619
С Центробежные нагнетатели 621
a) Вентиляторы 622
b) Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры 627
D. Специальные конструкции нагнетателей 641
• а) Струйные аппараты 641
Ь) Гидравлические компрессоры 643
П риложение. Правила устройства, содержания и обслуживания
воздушных компрессоров и воздухопроводов 643
IX ОТДЕЛ
Теплосиловое хозяйство
1. Условия нагрузок Ш)
II. Паросиловые установки 656
a) Оборудование установок 656
b) Устройство станций 673

Оглавление ХШ
Стр*
c) Экономичность 676
d) Исправление (выравнивание) графика нагрузки 680
III. Теплофикация и теплоэнергоцентрали. • 683
IV. Силовые установки с двигателями внутреннего
сгорания 698
a) Оборудование 69$
b) Устройство станций • 70&
c) Экономичность 704
X ОТДЕЛ
Электротехника
I. Общие данные • 706*
a) Системы и единицы электрических измерений 706
b) Основные законы постоянного тока 707
c) Электрическое поле 717
d) Магнитное поле • 721
e) Соотношение между электрическим и магнитным полями ..... 728
f) Основные законы переменного тока • • . • 732
g) Правила для определения направления токов и действия
магнитных и механических сил 739=
л) Изолирующие материалы 740
II. Элементы и аккумуляторы • ♦ . . . 74&
A. Первичные элементы 74&
B. Вторичные элементы (аккумуляторы) 747
a) Свинцовые аккумуляторы 747
b) Щелочные аккумуляторы 761
c) Регулирование напряжения 752
Щ. Электрически е'г е н е р а т о р ы и двигатели 754
A. Основные определения и классификация электрических машин .... 754
a) Классификация электрических машин по роду их функций . . • • 754
b) Классификация электрических машин в отношении их назначения
и конструкции ' 755
c) Классификация машин по способу возбуждения 755
d) Классификация двигателей по скоростным характеристикам.... 755
e) Классификация машин по системам охлаждения ......... 756.
f) Классификация машин по способу защиты 756
g) Номинальные значения величин • 757
B. Машины постоянного тока 75ft
a) Общие данные 759
b) Конструкция ч способ действия машин постоянного тока . . • . . 7б£
c) Генераторы постоянного тока . • 767
а) Электродвигатели постоянного тока 775
C. Синхронные машины переменного тока . • 786
a) Общие данные 78&
b) Конструкция синхронных машин переменного тока 788
c) Конструкция турбогенераторов 795
d) Работа синхронной машины как генератора 800
e) Синхронная машина как двигатель и как машина реактивной
мощности 816
D. Асинхронные машины переменного тока . . . • 81£
a) Общие данные - 819
b) Конструкция асинхронных машин переменного тока 82-

XIV
Оглавление
Стр.
c) Способ действия асинхронных машин 823
d) Улучшение коэфициента мощности асинхронных двигателей .... 838
e) Асинхронные генераторы 840
f) Однофазные индукционные двигатели 841
Е. Коллекторные машины переменного тока 843
a) Общие данные 843
b) Конструкция коллекторных двигателей переменного тока 845
c) Действие однофазных коллекторных двигателей 846
а) Действие коллекторных двигателей трехфазного тока 854
IV. Трансформаторы, вращающиеся преобразователи
ивыпрямители*. . . . • • 864
A. Трансформаторы 864
a) Общие данные 864
b) Способ действия трансформаторов 866
c) Конструкция трансформаторов 872
d) Трансформаторы трехфазного тока 876
e) Трансформаторы специального назначения 879
f) Трансформаторы с регулированием напряжения • . 881
B. Преобразователи 883
a) Общие данные • • . . 883
b) Одноякорный преобразователь 884
c) Каскадные преобразователи 890
d) Двигатель-генераторы 891
C. Выпрямители 893
a) Ртутные выпрямители 893
b) Другие виды выпрямителей . . • 898
c) Выпрямители очень высоких напряжений ... • 899
V. Электрические измерения • « 899
A. Электрические измерительные приборы 899
a) Определения 900
b) Измерительные приборы для постоянного тока 903
c) Электромагнитные измерительные приборы для постоянного и
переменного токов • 904
d) Измерительные приборы для переменного тока 907
e) Специальные измерительные приборы для переменного тока . . . 909
f) Измерительные трансформаторы 912
g) Счетчики 913
B. Методы электрических измерений » 917
a) Измерение силы тока и напряжения 917
b) Измерение мощности • . 919
c) Измерение сопротивлений 922
d) Изменение температуры 923
e) Дистанционные измерения • 923
f) Электрические измерения нгэлектрических величин . 924
VI. Испытание электрических машин. •• 924
A. Нормы для испытания электрических машин 924
a) Повышение температуры 924
b) Перегрузка 928
c) Повышение скорости 929
d) Коммутация 929
e) Изоляция • 930
f) Коэфициент полезного действия • . 932
g) Изменение напряжения 933
B. Измерения при испытании электрических машин 933

Оглавление XV
Стр.
VII. Производствоэлектрическойэнергии 947
A. Выбор системы тока • 947
B. Производство электрической энергии постоянного тока 951
a) Схема включения источников тока . . . . * 951
b) Параллельная работа машин постоянного тока 955
C. Производство электрической энергии переменного тока ... ..... 95S
a) Схемы электрических соединений 956
b) Распределительные устройства 957
c) Машинная часть электрической станции 967
d) Установки для собственных нужд 975
VIII. Распределение электрической энергии 981
A. Устройство сетей 981
B. Электрические подстанции 983
C. Провода (сети и линии передачи) 990
IX. Применение теплового действиятокавтехнике . . 1035
A. Нагревание жидких или содержащих жидкость тел 1036
a) Электрические паровые котлы 1036
b) Подогреватели воды №44
c) Приборы для варки для домашнего, сельского хозяйства и ремесла 1047
B. Нагревание газообразных тел 1047
a) Обогревание помещений 1047
b) Нагревание воздуха 1050
c) Сушилки 1С50
C. Нагревание твердых тел • 1051
XI ОТДЕЛ
Свет, источники света, освещение
I. Основные понятия, мет о дыизмерений ирасчет
освещения 1053
А. Основные светотехнические величины и единицы 1053
В- Оценка источников света 1056
С» Фотометрические измерения « 1058
D. Вычисление световых потоков, силы света и освещенностей по
кривым распределения силы света 1060
a) Вычисление световых потоков и силы света 1060
b) Вычисление освещенностей 1061
II. Источники света.. 1066
A. Общие сведения об освещении, основанном на непосредственном
сжигании горючего , 1066
B. Свечи 1067
C. Лампы для жидкого горючего 1068
a) Керосиноьые лампы 1068
b) Спиртовые лампы 1068
c) Бензольные лампы 1068
d) Бензиновые лампы 1069
D. Лампы для газообразных горючих 1069
a) Лампы для светильного газа 1069
b) Лампы для масляного газа Ю72
c) Ацетиленовые лампы • 1072
d) Лампы для воздушного газа W74

XVI
Оглавление
Стр.
E. Электрические лампы 1074
a) Электрические лампы накаливания 1074
b) Лампы с газовым разрядом • 1080
F. Рефлекторы и арматуры 1084
О. Важнейшие классы светильников 1085
Ш. Проектирование осветительных установок 1095
A. Общие соображения о выборе системы освещения 1095
B. Основные соображения о расчете осветительных установок 1099
a) Коэфициент использования осветительной установки . 1099
b) В ияние высоты подвеса и расстояния между светильниками ... 1105
c) Методы расчета освещения , 1105
C. Внутреннее освещение 1108
a) Необходимая величина освещенности 1108
b) Выбор рода освещения и расположения ламп 1111
c) Отраженное освещение 1112
d) Специальные случаи 1112
D. Освещение внешних пространств и больших крытых помещений . . . 1114
E. Освещение прожекторами • • 1117
F. Осветительный календарь 1118
Дополнения . Ш9
Алфавитный указатель ИЗО

Замеченные опечатки
Строка
Напечатано
25 сверху
11 снизу
2 ,
Табл. 10, первая' |
колонка справа
6 сверху
Табл., 3
колонка слева
12 снизу
22 „
1 сверху
12 „
11 снизу
Табл. 13, вторая
колонка слева
5 снизу
Табл. 1, вторая
колонка слева
18 сверху
12 строка сверху
Табл. 1, 4
колонка слева,
17 строка снизу
3 строка снизу
6 сверху
16 „
16 снизу
14 ,
13 „
10 00
cen'
до 4 мм
9-10
1 ,
52,37
. . {3.7Н1'1 - . •
4
0,167
58 39 6
ах — 0,8 а
-At
я,' = 60 У г 1 g/r.
-(cJs'2:2g)
...(i+4-)
На фиг. 10J и ПО
D =
сГФ
е
dt
к
а' = [1 4- * (*i - 20)1
£/ = ...
ЛГ = Е/. . .
Y
I : С
Должно быть
10 000
срвп'
до 4 м
9-11
— т-а г- я3 .
55,37
...(2.714U —.,
^1
0,067
56393
ах = 0,8 а
Фиг. 36 перевернуть
n,'=60V7J7/*
•••)1+2т-- )
Фиг. 109 и ПО
Фиг. 8 перевернуть
Фиг. 21 и 22 поменять
местами
X
a'=a:[l+*tfi-2D)l
К = ...

Продолжение
и
747
758
815
828
832
832
851
891
923
939
941
942
955
95ь
960
996
997
1006
1028
107ь
Строка
13 сверху
2 снизу
1
16 „
9 сверху
12 снизу
Табл. 10, 3
колонка справа
17 свгрху
4 снизу
14 »
4 сверху
ю ш
30
Подпись под
рисунком
27 снизу
21 сверху
24 .
2 снизу
Табл.
Напечатано
...4-H2SO, +• ..
•i
ы= ...
и = . . .
/ = ...
973
85
...«,<*-yi
Должно быть
...+2H2S04-f • -
J/i
яи = ...
й= ...
'* = •••
0,973
Фиг. 8Э и 81
поменять местами
89
...«/,(/-У1
В подкоренном выражении должно быть т.
... + />„ + ..-
Pfl =(/« + /«)•
(фиг. 4)
абл. 1, 2, 3
Фиг. 5
«£ = 0
{Ut-UtfR
... + Рй + ...
^й = (/а+/е>2
(фиг. 5)
Табл. 2, 3, 4
Фиг. 9
А(/а_р=0
(tf« ~U$)'R
В уравнении 54 надо 10~~6
6—10 м I 6—10 т
14 в последней колонке должн
о быть 20%.
Зак. 2893. — Hiiue, г. *Л,

I ОТДЕЛ
Производство пара
В обработке проф. др.-инж. М а р к а р д, Ганновер
Перевод и дополнения под редакцией проф. А. А. Предтеченского, Москва
Стр.
Общие сведения 3
I. Паровые котлы
Общие определения и
классификация котлов 5
Газотрубные котлы 8
Водотрубные котлы 17
Специальные котлы 28
Методы комбинированной работы
водяного пара с парами
других веществ 35
Построение паровых котлов ... 35
Повреждения и ремонт паровых
•котлов. . 46
II. Пароперегреватели
Основные типы
пароперегревателей и общие сведения .... 49
Конвекционные пароперегреватели 51
Радиационные пароперегреватели 52
Промежуточный перегрев .... 52
Регулирование перегрева .... 53
Построение и установка
пароперегревателей 54
III. Водяные экономайзеры
Типы экономайзеров и общие
сведения 55
Чугунные гладкотрубные
экономайзеры 57
Ребристые экономайзеры 58
Экономайзеры со стальными
трубами 59
IV. Воздушные экономайзеры
Основные типы и общие сведения 60
Трубчатые воздушные экономай-
* зеры 62
Пластинчатые (или карманные)
воздушные экономайзеры . . 62
Стр-
Воздушные экономайзеры
регенеративного типа 63
V. Арматура паровых котлов . 64
VI. Топки
Общие сведения 69
Основные теоретические данные . 70
Пример испытания котельной
установки 77
Сжигание топлива в топках ... 79
Топки для твердых топлив .... 84
Топки для пылевидного топлива . 10J
Топки для жидкого топлива ... 102
Топки для газового отопления . . 103
Огопление отлодящими газами . . 103
VII. Приготовление
питательной воды 104
VIII. Обмуровка котлов .... 111
IX. Тяга 115
X. Измерительные и
регулирующие приборы и
приспособления для паровых котлов
и котельных топок 131
XI. Аккумуляторы 132
XII. Приложение
Правила устройства, установки,
содержания и
освидетельствования паровых котлов,
пароперегревателей и водяных
экономайзеров 136
Общие телнические условия на
изготовление паровых котлов
на давление до 22 am .... 165
Германские правительственное
правила построения стацио-
• нарных паровыл котлов (BLD) 170

Стр.
Стр,
Инструкции и нормы,
относящиеся к материалам • и
изготовлению водяных
экономайзеров ......* 185
Правила устройства, установки и
освидетельствования сосудов
(пароприемников и других
приборов и аппаратов),
работающих под давлением выше
атмосферного • 187
Правила устройства, установки,
содержания и
освидетельствования паропроводов 194
Правила по применению дуговой
электрической и газовой
сварки при проектировании и
изготовлении паровых котлов и
сосудов, работающих под
давлением 198
Правила испытания электро- и
газосварщиков для допущения
их к ответственным
автогенным работам 205
ХШ. Пример теплового расчета
котельной установки .... 209

Общие сведения г)
О паровозных котлах см. особо отдел .Железнодорожное дело"
(III том нем. изд. „Хютте"); о пароходных котлах см. отдел «Судовые
машины" (IV том нем. изд. „Хюттс"); об отопительных котлах см. отдел
„Отопление" (III том нем. изд. „Хютте").
При установке паровых котлов должны соблюдаться правила, изданные
Народным комиссариатом труда от 2 сентября 1929 г., см. „Приложение", стр. 136.
Разрешение на установку. Установка каждого парового котла может
производиться лишь с разрешения Технической инспекции НКТ.
Назначение котельной установки. Назначение котельной установки
заключается в производстве водяного пара с абсолютным давлением более одной
атмосферы (1 кг/см*), используемого вне самих производителей пара и получаемого за
счет тепла продуктов горения топлива.
Применение. Производимый пар применяется для целей выработки силовой
энергии паровыми двигателями, варки, выпаривания, сушки и отопления.
Поверхностью нагрева 2) котла называется поверхность всех его элементов,
входящих в систему циркуляции собственно котла, измеренная в квадратных
метрах со стороны газового потока и омываемая с одной стороны водой, с другой—
обогревающими гагами.
Части котла, хотя и обогреваемые газами, но омываемые не водою, а паром,
не должны входить в состав поверхности нагрева котла.
Поверхности экранов, т. е. элементов, располагаемых в пределах топочного
устройства для понижения температуры топки, кладки или для обеспечения
охлаждения золы и входящих в систему циркуляции котла, включаются в состав
поверхности нагрева котла и кроме того указываются отдельно,
Под поверхностью нагрева экономайзера вообще подразумевается по-
верхность элементов котельной установки, омываемая водой с температурой ниже
температуры кипения в котле, причем вода имеет независимое от циркуляции
котла движение. Элементы, не входящие в систему циркуляции котла и не
соединяющиеся с его паровым про транством, рассматриваются как экономайзеры.
Границей между котлом и экономайзером в этом случае является обратный клалан.
Элементы, соединяющиеся с паровым пространством котла ^являющиеся как бы
неразрывной частью котла, составляют в совокупности с 1сотлом „к о т л о-э к о н о-
м а й з е р, причем поверхность нагрева упомянутых элементов включается в
общую поверхность нагрева котла.
В состав поверхности нагрева пароперегревателя входит поверхность
всех элементов, омываемых с одной стороны газами, с другой—только паром.
Если чачтъ перегревателя располагается в топке, ее поверхность по дочитывается
и указывается отдельно.
!) Литература. Munzinger*, Berechnung und Verhalten von Wassefrohrkes-
seln, Bcriin 1929, J. Springer. — M unzinger, Kesselanlagen fur GroSskrafiWcrka,
Berlin 1928, VDI-Verlag. —Munzinger, Dampfkjss.lw^sen in den Vereinigten
Staaten von Amcrika, 1925, VD1-V~rlag. — N u b e r*, Warmetechnische Bercchnungen
der Feuerungs- und Dampfkesselanlagcn, Munchen u. Berlin i927, Oldenbourg-Vertag. —
Spalkhaver — Schneiders — RUster*. Die Dampfkessel nebsi ihrcn Zu-
'behort-ilen und Hillseinrichtung.n, 2 Aufl., B.rlin 1924, J. Springer. - H e г b e r ?*,
Feuerungs echnik und Dampfkesselbeiricb, B-rlin 1928, J. Springer. — H б h n, Der
Dampfb.trieb, Berlin 1929, J. Springer.
Журналы: Archiv f. \ arm.wirtschaft, Feuerungstechnik, Die Warm2, Z. d.
V. D. I., Z. Baycrisch. R. V., „Известия Тв11лотехнического института", Тепло и
сила", „Электрические оанции".
См. также в дальне тшем подстрочные ссылки на источники.
2) См. Материалы к IV Всесоюзному теплотехническому съезду. Нормы
испытаний котельных агрегатов. „Изв. Т. И." 192Ь, № 4/<*7, стр. 69.
1*

4 Т. III Отд. 1. Производство пара. Общие сведения
Поверхности экономайзера .и перегревателя измеряются со стороны газового
потока.
Поверхность воздушного подогревателя (воздушного экономайзера),
использующего тепло газов на подогрев воздуха, определяется как полусумма
поверхностей со стороны газового и воздушного потоков.
Под паропроизводительностью котла (или котельной установки)
подразумевается часовое количество снимаемого пара. Паропроизводительность D дается или
в килограммах пара заданных характеристик, т. е. давления р атмосфер (или кг/см),
и температуры пара (перегретого) t , образованного из питательной воды с
температурой г (температура при входе в экономайзер или в случае отсутствия
такового в котел), или в пересчете на „нормальный пар" (/=640 кал). В первом
случае паропроизводительность называется „видимо й", во втором
„приведенной к нррмальному пару"
Часовая паропроизводительность d, отнесенная к 1 м% поверхности нагрева,
называется соответственно „видимым" или .приведенным" паронапряже-
н и е м поверхности нагрева. Паронапряжение указывается по отношению к 1ж!.
поверхности нагрева собственно котла, а в случаях более точной характеристики
и суммарной—котла и перегревателя; таким образом d—~- (в некоторых случаях
2 \
"k+Hne J'
Теплота парообразования (тепло, сообщенное 1 кг пара- в котле) А/ равно
теплосодержанию пара заданных характеристик (р и tne) за вычетом теплосодержа-
i ,
ния питательной воды при температуре tQ . Значения А/ при заданных р и t
находятся из таблиц пара (см. I том, стр. 667 и ел.) или же при помощи /«S-диа-
граммы (I том, стр. 678).
Испарительностью топлива „видимой" или „приведенной" называется
отношение количества действительно полученного пара, или пересчитанного на
нормальный пар, к количеству топлива (В), израсходованного за тот же
промежуток времени.
Видимая испарительность Я = —-.
Л
D А/
Приведенная „ Ис = — X g^p
'Так как тепло, сообщаемое 1 кг пара в котле, А/в зависимости от давления,
температуры пара или от температуры питательной воды может изменяться
в широких пределах, то для возможности сравнения результатов работы
различных котельных установок делают пересчет на нормальны йпар. Нормальным
паром считают пар с температурой 10J°, полученный из воды с температурой 0°
и имеющий теплосодержание 64J кал\кг (точнее 639,4, однако в правилах и
нормах приемочных испытаний принято счисть округленно 6Ю кал\кг).
Коэфициснт полезного действия котельной установки т\у есть отношение
тепла, полезно израсходованного на превращение 1 кг воды в пар заданных
характеристик, к теплу, содержащемуся в 1 кг сожженного топлива (т. е. к его
теплотворной способности Q):
DXM гж А/
^=-BXQ ИЛИ ЯХ О"'
1) Индекс с означает „сравнительный", так как приведение к нормальному
пару определяет цель привести к условиям сравнимости для оазличаых
установок.

Паровые котлы
5
Коэфициент полезного действия котла в значительной степени зависит от
ухода за топкой, правильного подбора ее размеров и комбинирования с
поверхностью нагрева, условий тяги, напряжения и от состояния котла и обмуровки.
Значительные колебания нагрузки, а тем более полные остановки и
последующие растопки понижают коэфициент полезного действия вследствие
появления добавочных потерь в окружающую среду (на прогрев воды, кладки и массы
металла) и в продуктах горения. Выравнивание нагрузки котлов производится при
помощи или аккумуляторов питательной воды или тепловых аккумуляторов Р у т-
с а (см. „Аккумуляторы", стр. 132), в зависимости от характера колебаний
нагрузки. При продолжительных изменениях нагрузки необходимо прибегать к регули-*
рованию работы топок.
I. Паровые котлы
а) Общие определения и классификация котлов
Табл. 1 дает представление о границах применяемости
различных типов котлов в отношении их величины, паропроизводитель-
ности и рабочего давления. По этой таблице можно примерно
Таблица 1
Цифра, стоящая под названием типа котла, означает паронапряжение его
поверхности нагрева нормальное, в скобках — возможная форсировка при особо
благоприятных условиях (топливо, тяга).
ТдаШ
\ ние
am
[ Во15
8-15
| 10-25
110-100
\ 10-120
\lOO-225
Поверхность нагрева мг I
нормальное паронапряжение поверхности нагрева D/Нн кг/м г чае \
2-в 16-10110-15 115-20\20-30 \30S0
Вертикальные/стоячие)
0о20 (&'30)
* 1
i
С одной жаровой,
труб до 20 (30-50)
50-100
■ 1
*!
100-150
С 2-"* жацовыми
труб, до24(35)
150-200
Газотрудные (с дымогарной труб)
до 15
200-300
300-500
1 Газотрубные комбинированные 4
1 жаровой труб до 15(20)
Локомобильные | | |
500-700
Горизонтально-Водотрубные
камерные 15-36
*
700-1000
"
Свыше Ю00м^\
Горизонтально-водотрубные секииональные
*
Вертикально - водотрубные
20-70
Специальные конструкции
Газотрубные
\
*) Встречается реже.
уценить, какой тип котла является подходящим для
рассматриваемой цели. При практическом подходе всегда возможны отклонения
от нормы. Более подробно относительно отдельных типов и
конструкций котлов излагается в следующем разделе.
Сообразно тому, проходят ли через трубы котла обогревающие
газы или находящаяся под давлением вода и пар, принципиально
разделяют различные типы котлов на два отдельных класса: г а з о-
трубные и водотрубные котлы.

6 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
1. Газотрубные котлы. К этому классу относятся паровые
котлы, у которых топочные газы движутся по трубам котла,
омывая их по внутренней поверхности, вода же омывает внешнюю
поверхность труб (см. табл. 1). Трубы в таких котлах носят
название дымогарных или в том случае, когда трубы большего
диаметра (обычно с расчетом размещения топки внутри трубы), —
жаровых труб.
Достоинства. Большее водосодержание. Котлы этого класса называют также
котлами большего водяного объема. Это в особенности относится
к жаротрубным котлам. Большая аккумулирующая способность и
нечувствительность к колебаниям нагрузки. Простота очистки котла от накипи и газоходов от
золы и сажи (относится главным образом к жаротрубным котлам). Меньшая
требовательность к качеству питательной воды.
Недостатки. В виду того что при больших размерах или высоком давлении
изготовление корпуса большего диаметра представляет затруднения и котел
получается очень тяжелым, величина поверхности нагрева и допускаемое рабочее
давление ограничено в сравнительно узких пределах. Растопка котлов, в виду
их большего водосод;ржания и сравнительно плохой циркуляции, требует
продолжительного времени. Мало экономны в отношении использования площади.
Невысокая паропроизводительность (относится к котлам с дымогарными трубами).
2. Водотрубные котлы. Топочные газы омывают наружную
поверхность труб котла; внутри трубы заполнены водой. В этих
котлах трубы носят название кипятильных труб.
Достоинства. Возможно изготовление для самых высоких давлений (до
критического давления включительно, например котлы Бенсона) и самого крупного
метража (в США'свыше 4W0 м*, в Германии—до 2 40Э м\ в СССР—до 2 5J0 и*2).
Эластичность и при:пособляемость в отношении комбинирования с другими эле-
м.нтами котельной установки. Экономны в отношении использования площади.
Быстрая ра-тоака.
Нед статки. Чувствительность к качеству питательной воды. Требуют
надежного регулирования питания и тщательной водоподготовки.
3. Выбор котла обусловливается размером и характером паро-
потребления (колебания нагрузки), рабочим давлением, родом и
сортом топлива и качеством питательной воды. Стоимость котла
сама по себе не может являться решающим фактором при выборе
той или иной системы котла; необходимо одновременно оценивать
котел с точки зрения его долговечности и безопасности в эксплоа-
тации. Более высокая стоимость котельной устаноьки повышенного
и высокого давления должна окупаться экономией, достигаемой
лучшим использованием тепла.
Размер (величина) котла определяется требуемой его п а р о п р о-
изводительностью (в тоннах пара в час). Исходя из паропроиз-
водительности котла и паронапряжения его поверхности нагрева
d = -77-, определяется соответствующая поверхность нагрева котла.
"к
Необходимо при выборе котла принимать во внимание размеры
участка земли, располагаемого для установки котлов. Важно
также учитывать стоимость эксплоатации, главным образом в
отношении обслуживания, подачи топлива, вывоза золы и' шлаков,
чистки котлов и текущего ремонта.

Основные характеристики котлов
7
4. Водосодержание котла различно в зависимости от
конструкции котла. Для ходовых систем котлов (давление 15—17 ату
водосодержание в литрах на 1 м* поверхности нагрева колеблется'*
Жаротрубные котлы и другие котлы большого водяного объема . 150—250
Горизонтально-водотрубные камерные 60— 70
Горизонтально-водотрубные секциональные, нормального типа
(Бабкок и Вилькокс) 45— 55
Секциональные морского типа 25— 35
Вертикально-водотрубные (3—4-барабанные) 50— 80
В эксплоатации с сильной неравномерностью расхода пара
предпочтительно иметь возможно большее водосодержание котла
для возможного использования его аккумулирующей способности.
В установках мелкого масштаба, в которых приходится считаться
с сильными колебаниями паропотребления, применяют котлы
большего водяного объема. В установках, оборудованных
водотрубными котлами, прибегают к устройству топок с малой
инерцией (например форсунки) или же к установке специальных
аккумуляторов (стр. 132).
5. Питательный объем (или зона питания) есть часть
водяного пространства котла, ограниченная с одной стороны
высшим, с другой стороны—наинизшим допускаемым уровнем стояния
воды в котле. Зона питания должна быть возможно более велика.
В крупных котлах и котлах высокой паропроизводительности
устанавливают регуляторы (автоматы питания).
6. Влажность пара. Форма и размеры парового пространства
(в м*) и зеркала испарения (в м2) им^ют влияние на
степень сухости пара.
По последним оцытам Эберле *) увлечение воды с паром
зависит от паропроизводительности (начиная с так называемой
„предельной" паропроизводительности, выражаемой в кг на 1 мъ
парового пространства, происходит резкое увеличение уноса воды
паром), от зеркала испарения, от высоты парового пространства,
от способа ввода пара из кипятильных труб в барабан, от
содержания в воде солей. С уменьшением зеркала испарения и высоты
парового пространства влажность пара увеличивается, точно также
увеличивается с повышением содержания в воде растворенных
солей. Чем выше давление пара в котле, тем при более высокой
форсировке начинается сильный унос воды с паром.
Для увеличения парового пространства и отделения частиц
воды от пара применяют сухопарники; при высоких
напряжениях зеркала испарения и парового объема прибегают к
установке сепарирующих приспособлений (отражательные щитки, паро-
отъемные трубы со щелями, сепараторы).
7. Установка котлов. Стационарные котлы устанавливаются
в особых котельных помещениях, устраиваемых с соблюдением
требований закона (см. ст. 30—52 Правил НКТ СССР от 2 сентября
1929 г. — стр. 141).
1) Е b е г 1 е, Das Mitreissen von Wasser aus dem Dampfkessel, Arch. f. Warme
wirtsch. 1929, стр. 329.

8
Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Ь) Газотрубные котлы
1. Вертикальные (стоячие) котлы выполняются или с
поперечными кипятильными трубами (фиг. 2) по типу труб Галловея,
или в виде трубчатых котлов с дымогарными трубами (фиг. 1)
и в зависимости от назначения, с перегревателем или без него.
В СССР наиболее
распространена конструкция
вертикальных котлов инж.
Шухова с пучками
поперечных кипятильных труб,
доступных для внутренней
очистки. Котлы этого типа
выполняются поверхностью
нагрева от 10 до 35 м'г.
Табл. 2 дает основные
размеры этих основных
конструкций.
Вертикальные котлы,
благодаря незначительности
занимаемой площади,
предпочтительно применяются на
подвижных установках:
краны, баггеры, пловучие
снаряды, паровые копры,
отопление вагонов и т. п. Кроме
того,.употребляются в
мелких постоянных или
временных установках: водокачки,
мелкие шахты, горные
разведки, шерстомойки,
красильни, мыловаренные
кустарные мастерские и пр.
Котлы обыкновенно не
обмуровываются, а лишь
обмазываются изолирующей
массой.
В стационарных
установках следует обращать вни-
Фиг. 1.
Вертикальный (стоячий) котел
с дымогарными
трубами.
Фиг. 2. Вертикальный
(стоячий) котел с
поперечными трубами.
мание на то, чтобы топка была хорошо доступна для очистки и
топочные дверки расположены достаточно высоко над полом в целях
большего удобства обслуживания. Последнее достигается
постановкой котла на особый цоколь, который одновременно может
служить зольником. На уровне верха огневой коробки, на уровне
низшего стояния воды в котле и в нижней части корпуса котла
делаются люки для чистки.
Пароперегреватель обычно не ставится, но в случае
необходимости может быть поставлен или в борове или непосредственно
над дымогарными трубами. Дымогарные трубы укрепляются раз-

Жаротрубные котлы 9
Таблица 2. Основные размеры вертикальных (стоячих) паровых котлов
Название
Котлы
с поперечными
трубами
Котлы
с дымогар
ными трубами1
Котлы
Шухова
Высота мм
Диаметр мм
Водосодержание на 1 м2 поверхности
н_грева . - л/'м2
Вес 1 м2 поверхности нагрева при
8 am рабочего давления . . кг/м2
1200-4000
600—1700
80—100
440—300
1750-3600
650-1500
60-80
280—140
3055-4525
850-1350
200—160
вальцовкой с отгибом борта (по крайней мере со стороны
огневой коробки). Нижнюю часть огневой коробки, которая больше
всего загрязняется осадками ила и накипи, следует защищать от
сильного нагрева футеровкой из огнеупорного кирпича. Чугунное
кольцо, которое обычно подкладывается под котел, служит для
уменьшения напряжения на смятие кирпичного фундамента, а кроме того, и
опорой для колосников. Кольцо это предохраняет также нижние
кромки корпуса и огневой коробки от ржавления, которое может
вызываться течью в люках или грунтовой сыростью (последнее в
особенности при длительных перерывах в работе).
2. Жаротрубные котлы имеют чрезвычайно широкое
распространение. Имея большую поверхность нагрева, расположенную
внутри котла (жаровая труба), подверженную лучеиспусканию,
окруженную со всех сторон водой, эти котлы обладают хорошей
теплопередачей и использованием тепла, имеют незначительные
потери в окружающую среду топкой при расположении последней
внутри жаровой трубы. Величина площади колосниковой решетки
ограничена диаметром жаровой трубы в ширину и длиною решетки,
удобной для обслуживания (не более 2,4 м). Этим ограничивается
паропроизводительность. Для обеспечения хорошей паропроизво-.
дительности требуется применение высокосортного топлива. Для
сжигания низкосортных и сильно влажных топлив требуется
устройство выносных топок. Сравнителыто простая очистка котла и
газоходов. Мало чувствительны к качеству питательной воды. Простое
обслуживание. Расходы на текущий ремонт котлов и внутренних
топок, а также обмуровки, не подвергающейся в большей своей
части действию высоких температур, невелики.
Предельные размеры ограничены — не более 150 ж1 поверхности
нагрева [в СССР стандартом является двужаротрубный
(ланкаширский) котел 1U0 м2 для давления 10 am]. Пределы давления также
ограничены, обычно не более 15 am, так как при более высоких
давлениях вследствие большой толщины стенок котлы получаются
очень тяжелыми.

10 Т. III. Отд. 1. Производство пара. 1. Паровые котлы
Недостатком жаротрубных котлов и вообще котлов большого
водяного объема является неэкономное использование площади
пола. Этот недостаток, не устраняемый даже при сдваивании таких
котлов (комбинированные котлы, см. стр. 12), ведет к тому, что
всякая возможность применения котлов с большим водяным
объемом в крупных установках совершенно исключается, так как иначе
котельные получались бы огромными по занимаемой площади,
дорогими и неудобными с точки зрения общего надзора.
Механизация подачи топлива, и в особенности золоудаления, крайне,
затруднена, что ведет к необходимости держать при котельной большой
и дорого стоящий штат вспомогательных рабочих.
Типы котлов1). Ниже приняты следующие обозначения:
F—занимаемое котлом место на 1 и*2 поверхности нагрева [ж2],
Ve — водяной объем на 1 м2 поверхности нагрева [л\
Vn — объем парового пространства на 1 м2 поверхности нагрева [л1,
F3 — площадь зеркала испарения на 1 м* поверхности нагрева [м2],
D/Hfc — напряжение повеохности нагрева на 1 м2/час [/ifг],
D/F — паропроизводительность на 1 м* занимаемой площади [кг].
Таблица 3. Характеристики котлов с большим водяным объемом
Типы котлов
F
м*
DJHk
кг/м* час
D/F
кг
Одножаротрубные . . .
Двужаротрубные . . . .
Комбинир ованные:
двужаротрубн. с 2
паровыми пространствами
с 1 паровым
пространством • ...
Жаротрубные внизу,
трубчатый вверху:
с 2 паровыми
пространствами
1 паровым
пространством
0,5 —0,7
0,45-0,50
0,22-0,24
0,25
0,15
0,125
200—250
180-220
170—180
220—225
100-110
120—125
75-90
80-1001
80-100|
40-50
30—35
20—25
0,25-0,3
0,22—0,3
0,2
0,1
0,075—0,1
0,041—0,05
20-25
22—28
20-22
20
18—20
18
40
45
1С0
120
140
Одно- и двужаротрубные котлы. Ходовые размеры:
одножаротрубные от 30 до 80 м2, двужаротрубные — от 60 до 120 мч
поверхности нагрева. Обмуровка согласно нижепомещенным
чертежам (фиг. 3 и 4). Изолирующие воздушные прослойки в кирпичной
кладке полезны, как понижающие потерю тепла в окружающую среду,
1) Типы и конструкции котлов, изготовляемых в СССР: см. „Котлостроение
в СССР", вып. I Изд. Главн. упр. метал, промышл. 1928, Москва, также „Известия
теплотехн. института" 1926, № 4 (17), „Тепло и сила" 1928, № 10, „Тепло и сила"
1932, № 3. Энергооборудование СССР, Госэнергоиздат 1934 г.

Жаротрубные котлы
И
однако, поскольку они не уменьшают прочности обмуровки.
Целесообразно прослойки эти заполнять инфузорной землей или шлаком.
Жаровые трубы предпочтительнее волнистые или гладкие с
креплением по типу Адамсона. Опираются котлы на чугунные подставки,
при этом котлу дается небольшой наклон в сторону фронта.
Если обозначить через D диаметр в мм корпуса (бочки) котла,
а через d — диаметр в мм жаровой трубы в самом широком
месте,
то для одножаротрубных котлов //= 0,5 D (при волнистых
жаровых трубах несколько больше);
для двужаротрубных котлов d = 0,5 D — 250 до 0,5 D — 300 мм.
Фиг. 3. Одножаротрубный котел.
Наибольший диаметр гладкой жаровой трубы 900, то же для
волнистой — 1300 до 1400 мм; наименьший употребительный
диаметр гладких жаровых труб: для одножаротрубных котлов — 500 мм,
для двужаротрубных котлов — 600 мм; наименьший диаметр для
волнистых жаровых труб 750—800 мм. Наибольший диаметр бочки
для одножаротрубных котлов 1800—2000 мм. Наибольший диаметр
бочки для двужаротрубных котлов 2400 мм, наименьший 1800 мм.
Днища бочки и сухопара обычно выпуклые, реже плоские с
анкерами. Гладкие или ступенчатые жаровые трубы дороги в
изготовлении и чересчур жестки; последнее может повести к появлению
трещин на бортах днищ.
Одножаротрубные котлы. Жаровая труба располагается
не центрально в целях большей доступности внутренности котла и
лучшей циркуляции воды.
Газоходы: 1-й ход — в жаровой трубе, 2-й и 3-й ходы — по бокам
(фиг. 3), или 1-й — жаровая труба, 2-й — под котлом, 3-й — по бокам.
Опорные подставки должны располагаться и сделаны так* чтобы
они не препятствовали чистке дымсх)да. В нижней части переднего
днища должен быть устроен лаз.
Двужаротрубные котлы. Газоходы большей частью по
фиг. 4 или 1-й ход —жаровые трубы, 2-й ход —один бок, 3-й ход-
другой бок, или 1-й ход — жаровые трубы, 2-й — под котлом, 3-й по
бокам, реже с верхним ходом (не рекомендуется). При наличности
верхнего дымохода пар получается более сухой, однако при этом
требуется внимательный надзор за обмуровкой; при неисправности

12 Т. III. Отд. 1. Производство пар?,. I. Паровые котлы
последней в верхний газоход могут попасть слишком горячие газы.
При плохом сгорании в верхнем газоходе может произойти
догорание несгоревших газов и развиться высокая температура. Это
может повести к перегреву стенок котла в области парового про-
Фяг. 4. Двужаротрубный котел с перегревателем.
странства, а следовательно, в лучшем случае к порче китла, а в
худшем —к взрыву. Для повышения качества пара лучше ставить
особые пароперегреватели, которые располагаются в потоке
дымовых газов непосредственно за жаровыми трубами.
Фиг, 5. Комбинированный котел (жаротрубный с трубчатым).
Если пар из котлов предназначается для паровых двигателей,
то установку пароперегревателя надо считать вообще обязательной.
Трехжаротрубные котлы, а также с 4 и 5 трубами
встречаются редко и в СССР не строятся.
3. Комбинированные котлы. Комбинированные котлы
применяются только в случае недостатка места для установки одинарных
котлов с большим водяным объемом, так как никаких других
преимуществ перед последними не имеют, а обходятся между тем
дороже как в постройке и установке, так и в уходе. В конструктивном

Комбинированные котлы 13
отношении комбинированные котлы представляют большое
разнообразие.
Жаротрубный котел внизу, трубчатый вверху с
отдельными паровыми пространствами, как в нижнем, так и в верхнем
барабане.
Дымогарные трубы (фиг. 5) требуют частой очистки от сажи и
летучей золы; очистка котла от накипи внутри затруднительна.
Паропроизводительность на единицу поверхности нагрева не велика,
так как при внутренних топках нельзя иметь решетку достаточно
больших размеров из соображений удобства и надежности ее об-
Фиг. 6. Комбинированный котел (жаротрубный с жаротрубным).
служивания. Во избежание течи в трубной решетке последняя
должна поддерживаться всегда достаточно чистой от накипи.
Употребительное направление газов: жаровые трубы нижнего котла —
жаровые трубы или дымогарные трубы верхнего котла—под верхним
котлом-—под нижним котлом Употребительный диаметр дымогарных
труб 80—90 мм. Общая площадь поперечного сечения дымогарных
труб 0,13 до 0,12 от площади решетки. Следствием такого
невыгодного соотношения является большое сопротивление котла.
Недостаток этот неустраним по чисто конструктивным причинам.
Соединение верхнего котла с нижним осуществляется
преимущественно одним штуцером; помимо того, под верхний котел ставятся
башмаки.
Двойной жаротрубный котел — двужаротрубный
внизу — двужаротрубный вверху, с отдельными паровыми
пространствами в нижнем и верхнем котлах (фиг. 6).
Стандарты для жаротрубныхкотлов и
принадлежности к ним. В настоящее время в Германии поставлен

14 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
на очередь вопрос о выработке как стандартного сортамента для
жаротрубных котлов, так и стандартных типов обмуровки
последних. Имеются уже нормали для о,1ножаротрубных котлов с
поверхностью нагрева от 15 до 50 м2 для рабочего давления от 8
Фиг. 7. Трубчатый локомобильный котел зав. R. Wolf
und Co. в Магдебурге.
до 15 am, а также для двужаротрубных котлов с поверхностью
нагрева от 50 до 150 м2 для рабочего давления от 8 до 15 am изб;
выработаны также нормали топок и принадлежностей к этим
котлам.
Вопросом выработки норм занят в Германии Союз владельцев
котлов большого водяного объема.
По вопросу о стандартизации жаротрубных котлов,
изготовляемых в СССР, см. Промстандарты ВСНХ №№ 2150 и 2151,
разработанные Комиссией по ког-
лостроению при Бюро те-
плотехн. съездов и
утвержденные Бюро
стандартизации ГУМП в 1928 г.
Практически, как было
уже указано, строится
только двужаротрубный
котел 100 л*2 для
давления 10 am.
4. Трубчатые %кот-
лы, как правило,
выполняются с огневой
коробкой, в которой
располагается топка (фиг. 7). По
выходе из огневой
коробки газы проходят по
дымогарным трубам.
Обмуровка обычно отсутствует, так как поверхность нагрева
образована внутренними частями котла. Трубчатые котлы находят себе
применение главным образом в локомобилях (как в
подвижных, так и стационарных), в паровозах и в судовых уста-
Фиг. 8. Котел, отапливаемый отходящими газами,
трубчатый с впереди включенным
пароперегревателем.

Локомобильные котлы
15
новках, а за последнее время также часто в комбинациях с печами
специального назначения для использования тепла отходящих
из последних газов (фиг. 8 и 9). Преимущество трубчатых котлов
в этом случае заключается в
в большей или
меньшей степени в котлах
с кирпичной
обмуровкой; газам в этих
случаях необходимо
давать большую
скорость, а это в свою
очередь вызывает
необходимость работы
с большими разреже-
ниями.Общий вес
котла с водой
сравнительно невелик. Вслед-
отсутствии поисоса, неизбежного
Фиг. 9. Котел, отапливаемый отходящими газами.
ствие малого водяного объема такие котлы быстрее
растапливаются. Поэтому подобного рода котлы применимы преимущественно
в случаях кратковременной работы с частыми перерывами.
Особенно они удобны для мелких и средних паросиловых
установок, так как машину можно поместить без особого фундамента
непосредственно на котле. Вся устаногка получается в таком
случае очень компактной и экономичной по расходу пара вследствие
отсутствия длинных паропроводов. Чистка внутренней
поверхности котла, однако, затруднена, облегчается она при
выдвижной жаровой части (фиг. 10).
Загрязнение накипью котла ведет к течи в местах
развальцовки труб, трещинам в трубной решетке, выпучинам в огневой
коробке и т. п. Поэтому
необходимо применять
мягкую воду для
питания и чаще чистить ко-
гел внутри.
Конструкции
трубчатых котлов можно
разбить на следующие типы:
1) С внешней топ-
кой под котлом.
Простые трубчатые котлы
малоупотребительны. При
неизбежных скоплениях
илистых осадков в нижней части бочки котла, обогреваемой самыми
горячими газами, появление выпучин в этих места обычно. Д ы м о-
гарные трубы располагаются двумя пучками с промежутком
между последними в целях большей доступности труб для
чистки. Число труб берется возможно большее, однако при этом
необходимо иметь в виду доступность труб для очистки от
накипи.
Фиг. 10. Локомобильный котел с выдвижной
жаровой частью завода Ланц.

16 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Обмуровываются обычно следующим образом: топка и первый
ход — под котлом, второй ход — трубки, третий ход— по бокам.
2) С внутренней топкой и пролетными
трубками. Употребительный диаметр трубок от 45 до 60 мм при длине
от 2000 до 2500 мм. Суммарное живое сечение трз'бок от 0,16 до
0,20 от площади решетки. Пароперегреватель располагается в
дымовой коробке (фиг. 10). При установке пароперегревателя
дымогарные трубки делаются короче (1400—1600 мм) в целях получения
более высокой температуры газов в дымовой коробке и,
следовательно, более интенсивного действия пароперегревателя.
Фиг. 11. Оборотный судовой котел завода Melzer, Halle.
Таблица 4. Основные характеристики трубчатых котлов
1. , .
Типы котлов
Трубчатые котлы с
внешней топкой под
котлом
С пролетными
трубками
С оборотными
трубками .......
С поперечными кипят,
трубками
С пролетными труб-
F
м2
0,2-0,3
0,25—0,3
0,2-0,25
0,15-0,3
0,06-0,1
Ув
л
70-80
110-130
100—120
75—100
50-90
Уп
л
40—50
20-30
50-60
50-75
20-25
Рз
м*
0,06—0,08
0,125-0,15
0,125—0,15
0,1-0,15
0,05-0,1
Мк
кг\м."час
15-18
17-22
18-20
15
12
D/F
кг
75
80
100'
100
200

I Водотрубные котлы
17
3)С внутренней топкой и оборотными
трубками. Идут главным образом для мелких судовых котлов (для
речных пароходов) с поверхностью нагрева до 100 м2 (фиг. 11).
с) Водотрубные котлы
1. Общие данные. Газы омывают трубки, заполненные водой.
Образование поверхности нагрева из труб малого диаметра
обусловливает компактность котла: от 5 до 15 м2 и более поверхности
нагрева на 1 м2 площади пола. Хорошо комбинируются с водяными
и воздушными экономайзерами, которые иногда удобно
располагаются над котлами (горизонтально-водотрубными). Имеют
преимущество даже и при небольших размерах, при высоком рабочем
давлении и при отсутствии резких колебаний в отборе пара.
Водяной объем сравнительно мал, поэтому при резких
кратковременных колебаниях в отборе пара приходится комбинировать с
тепловыми аккумуляторами. С другой стороны, благодаря малому запасу
воды, быстро растапливаются и быстро выводятся из работы при
соответствующей эластичности топок; поэтому в особенности
пригодны для удовлетворения внезапной надобности г). Большое
преимущество в последнем случае представляют: искусственная тяга,
дутье и пылевидное сжигание. Особенное внимание должно
уделяться вопросу об устройстве опор. Вес котла должен
восприниматься металлическим каркасом, надежно защищенным в
соответствующих местах от действия жара.
Необходимо тщательное выполнение обмуровки и крепление
плоских стенок последней. При комбинировании с топками нужно
всегда предусматривать топочное пространство достаточных
размеров для обеспечения полноты горения летучих составных частей
топлива и возможно большую прямую отдачу тепла
лучеиспусканием, поскольку последнее не грозит недопустимым понижением
температуры в топке 2). Легко и просто комбинируются с топками
всех типов. Для футеровки топочных камер нужно употреблять
огнеупорные материалы высшего качества, кладку выполнять с
тонкими швами и своды опирать на солидные пяты.
Очень важна хорошая циркуляция воды во всех частях котла,
в особенности в период растопки, так как в противном случае
в верхних барабанах появляются значительные добавочные
напряжения вследствие неравномерных температурных деформаций.
Для устранения тепловых напряжений при растопке, во время
которой отсутствует правильная циркуляция, особенно в барабанах,
прибегают к различным устройствам для создания искусственной
циркуляции во время растопки 3). Хорошее отделение воды от
') Р г е s s e r, Versuche an Hochleistungs-Wanderrosten, „Gluckauf", 1929, № 29. —
Schulte. Der derzeilige Stand der Feuerungstechnik, „Arch. f. warm." 1929, стр. 97.
. *) Munzinger, Die Leistungssteigerung von Grossdampfkesseln, 1922,
J. Springer.
' ^Ouilleaume, Erfahrungen und. Forderungen des praktischen Kesselbe-
triebes, Hochdruck Sonderheft d. VDI, стр. 27.
Зак1. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. III. 2

18 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
пара достигается устройством выводов пара из передних с
наибольшим парообразованием труб непосредственно в паровое
пространство 1).
Зеркало испарения, т. е. поверхность выхода пузырьков пара
из воды, должно быть достаточно велико во избежание уноса вдщы
паром при сильном бурлении.
Таблица 5. Основные характеристики водотрубных котлов
Типы котлов
Двухкамерный с
одним барабаном . . .
Двухкамерный с
двумя барабанами . . .
Котлы высокого
напряжения
вертикальные
водотрубные
Котлы без водяных
камер и без бараба-
F
м2
0,125-0,15
0,075-0,15
0,075-0,5
0,07—0,1
л
50-75
75—100
35-60
25—30
л
25—40
30-50
15-20
15-20
0,075-0,1
0,1-0,15
0,02—0,03
0,02—0,025
D\UK
кг/м2час
20—22
20-25
30-50
12-14
D/F
кг
150
250
400
175
Отложение накипи в трубках быстро ведет к порче последних
(выпучины, трещины), поэтому питание обязательно очищенной
водой и лучше конденсатом, где это возможно. Загрязнение трубок
снаружи сажей и летучей золой понижает экономичность работы
котла и поэтому должно предупреждаться соответствующим
устройством топки и газоходов, а также регулярной обдувкой трубок.
Последнее следует производить перегретым паром или воздухом.
При размещении водотрубных котлов в котельном помещении
необходимо предусматривать возможность смены труб. Те места котла,
где можно ожидать появления течи, должны быть доступны для
осмотра, если не во время работы котла, то во всяком случае во
время перерывов. При многозольном топливе в местах скопления
летучей золы необходимо устраивать сборные карманы достаточных
размеров.
Основные типы водотрубных котлов:
Горизонтальные (с небольшим наклоном труб): камерные
и секциональные.
Вертикальные (с большим наклоном труб): с прямыми и
изогнутыми трубами. В последнем случае получается очень
эластичная конструкция, но менее удобна чистка труб.
2. Горизонтально-водотрубные котлы. При рабочем давлении
не свыше б am, при диаметре трубок не свыше 100 мм в свету,
1) Е b е г 1 е, Das Mitreissen von Wasser aus dem Dampfkessel, „Arch. Warm." 1929.

Ёодотрубйые котлы
19
Фиг. 12. Горизонтально-водотрубный камерный
котел с продольным барабаном.
в целях избежания тепловых напряжений
при отсутствии обогрева горячими газами верхнего барабана эти котлы
могут ставиться под жилыми помещениями. Прежде горизонтально-
водотрубные котлы
обычно выполнялись
с продольными
верхними барабанам л. До
ок. 300 м2
поверхности нагрева — обычно
один верхний
барабан, свыше — два или
три барабана. Вместо
жестких горловин,
соединяющих камеры
с барабаном, теперь
предпочитают ставить
эластичные
соединительные трубы
небольшого диаметра (фиг.
12). Современная
конструкция — один или
два поперечных
барабана с возможно более гибкими присоединениями труб к барабану
'■ " " (фиг. 13).
Число
горизонтальных рядов труб обычно
от 7 до 10 (в так
называемых „морских"
котлах до 22), диаметр труб
от 83 до 102 мм, длина
труб до 8 ж (чаще от
4,5 до 5,5 м). Наклон
труб обычно 1:4 до 1:5
(иногда 1:3). При
плоских колосниковых
решетках и топках с
механическим забросом
газам придается
предпочтительно горизонтальное
направление с целью по
возможности уменьшить
унос при забросе
топлива (за топочным
порогом обычно
предусматривается пространство для
дожигания); во всех
остальных случаях газам
_ _ дают направление попе-
Фиг. 13. Горизонтально-водотрубный камерный прт, Tnvfi Чтим лпгти
котел с двумя поперечными барабанами (Штейн- г** *Pju« ^1ИМ дичп-
мюллер). гается лучшая теплопе-
2*

20 T, III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Фиг. 13а. Котел инж. Шухова *).
*) В последнее время завод „Парострой" несколько изменил конструкцию sthsl
котлов таким образом, что попьречные трубки развальцовываются в цилиндрической
стенке топки и специальных выштамповарных площадок не делается.

Водотрубные котлы
21
редача, малое газовое сопротивление (при небольших скоростях
газов), меньшее загрязнение перегородок отлагающейся золой.
Обмуровка с четырьмя оборотами газов уже вышла из употребления, так
как и при невысоких значениях паронапряжения получается
излишнее сопротивление тяге; теперь обычно обмуровывают в три или
два хода, а для котлов высокой паропроизводительности в один ход.
В последнем случае котел имеет достаточно развитый
перегреватель и экономайзеры для понижения температуры газов.
Пароперегреватель обычно
устанавливается после первого
хода между верхним рядом
труб и барабаном (фиг. 14,
15) или в промежутке между
трубами (фиг. 15). В
последнем случае перегреватель,
работающий при высокой
средней температуре газов,
получает меньший размер
поверхности нагрева (ок.
20—25% от поверхности
нагрева котла вместо 30—35%
при размещении над
трубами).
а) Камерные к о т-
л ы. Камеры имеют плоские
стенки, укрепляемые
связями, склепываются, для
плотности швы
провариваются. Прежняя конструкция
соединения камер с
продольными барабанами при
помощи жестких горловин
при современных
требованиях высокой
паропроизводительности и повышения
давления оставлена и
заменена эластичными трубными
соединениями (фиг. 12). Обращенные к огню швы камер
необходимо самым тщательным образом защищать от действия лучистой
теплоты. Камерные котлы при исполнении ограничиваются
давлением и выше 25—30 am не строятся. В СССР камерные котлы
ограничены давлением 15 am и размером до 300 м2 поверхности
нагрева на один барабан и одну камеру по ширине котла. В
настоящее время на заводах СССР постройка камерных котлов
прекращена.
Менее ограничены давлением котлы инж. Шухова (фиг. 13а),
у которых плоские камеры заменены круглыми короткими
коллекторами (головками), в донышках которых развальцовывается пучок
труб (по 28 шт., диаметр труб 76 мм). Благодаря малому диаметру
f^P " -?Т F°l
trrJ
Фиг.
14. Секциональный котел (морской
тип).

tT. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
п
*н»(.а>"!й5ттл5
4...-о".'.".
jfco ОООООООООООООСУ
II
i
1
•!
1;
jjjo o'o о о о о* о" о о°о|
riliHUnd
барабана и головок (640 мм) котлы этой системы легко выполнимы
и для более высокого давления, могут изготовляться путем сварки
(уже имеются опытные котлы). Путем комбинирования но ширине
элементов, состоящих из одного верхнего барабана и двух
трубчаток, можно образовать котел любой поверхности нагрева.
Практически более 300—400 м2 не идут. Котлы очень легки и дешевы.
Применяются в небольшого масштаба промышленных установках.
Табл. 5
приводит основные
размеры котлов
Шухова.
Ь) С е к ц и о-
нальные к о т-
л ы. Ряды труб по
вертикали
объединяются в так
называемые
„секции" при помощи
змеевидных
(волнистых) стальных
штампованных
коробок. Волнистая
форма придается
в целях соблюдения
шахматного
расположения труб.
Сечение камер обычно
ок. 160 X 160 до
200X200 мм.
Завод „Красный
котельщик" в
Таганроге изготовляет
секции сечением
140 X 140 с
толщиною стенок 14 мм.
Завод строит лишь
котлы 250 м2 и
400 м2 для
давления 15 и 22 am.
Трубы
развальцовываются в
стенках секциональных коробок или под прямым углом (встречается
более часто); в этом случае коробки располагаются наклонно (фиг. 14)
или же под острым углом к стенке коробок--в этом случае
камеры (пилообразной формы) располагаются вертикально под
барабаном (фиг. 15), и этим выигрывается место по длине,
занимаемое котлом в обмуровке. Секциональные котлы отличаются
большей эластичностью, ширина котла может быть любой (предел
ставит длина барабана). В США секциональные котлы строятся, и
rrrrtr
Фиг. 15. Секциональный котгл с пилообразными
водяными коробками. Топка с нижней подачей.

Водотрубные котлы
23
находятся в эксплоатации для давлений до 98 am. При высоком
давлении является затруднительным беспечить плотность
многочисленных лючков.
3. Вертикально-
водотрубные котлы
Преимущества.
Отсутствие камер и секцио-
нальных коробок,
исключается надобность в
лючках, требующих
тщательного уплотнения,
применение в современных
конструкциях изогнутых труб,
что придает котлу
большую эластичность,
устраняя жесткость соединений.
Недостатки
конструкции. Развальцовка
труб может производиться
только изнутри барабанов,
и смена труб требует
проникновения внутрь котла.
Поэтому при прогорании
труб происходят более
длительные остановки
котла, особенно при больших
размерах котла, в виду
необходимости
предварительно расхолодить кладку
обмуровки.
Строятся с 4-мя * (фиг.
16), 3-мя (фиг. 17 и 18) и
2-мя барабанами (фиг. 19),
5-барабанные, равно как в
последнее время 4-барабан-
ные, в значительной мере
заменены 3-барабанными
конструкциями. В целях
дальнейшего снижения
стоимости котлов высокого
давления за счет уменьшения
наиболее дорогой части —
барабанов, котлостроение
идет по пути создания двух-
барабанных конструкций с
сильно развитыми пучками
длинных изогнутых труб.
Барабаны соединяются
кипятильными трубами дли*
ною до 10 м, которые
подводятся к стенкам
барабанов радиально И развальцо- фиг> 17 3-барабанный вертикально-водо-
ВЫВаются» Диаметр труб ОТ трубный котел с механической топкой.
Фиг. 16. 4-барабанный вертикально-водотрубный
котел с механической топкой.

24 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
50 до 85 мм (наиболее обычно 83 мм). Котлы обладают высокой
паропроизводительностью и строятся для давлений до 120 am*).
Хорошая циркуляция достигается устройством достаточного числа
обратных труб, которые по возможности выносятся из сферы
обогрева горячими.
Сечение соединительных труб между верхними барабанами
должно быть достаточно велико как для водяных, так и паровых
труб, дабы избежать
сильного понижения уровня
воды в заднем барабане.
Перегреватель (стр. 51),
преимущественно
конвекционного типа,
устанавливается за первым
ходом. Газы принудительно
направляются вдоль труб
при помощи
перегородок.
Отбор пара
предпочитают делать не
непосредственно из верхних
барабанов, а из
сухопарника.
При проектировании
обмуровки следует
всячески избегать мест, где
может осаждаться и
накапливаться зола
(тупики, горизонтальные
участки и т. п.);
предусматривают
автоматические обдувочные
аппараты (стр. 114).
Барабаны и места
развальцовки труб
следует защищать от
нагрева горячими газами при
помощи особых
изолирующих устройств
(подвесные фасонные
кирпичи, торкретирование
и т. п. 2).
4. Экранные котлы и топочные экраны. Экранные котлы
(фиг. J 9) представляют собою парообразователи, у которых пере-
1) Marguerre, Die 100-at Anlage des Grosskrafiwerkes Mannheim. Zd.Vdl
1929, стр. 913. — Schoene, Das Grosskraftwerk fur 120 at Kesseldruck der Use Berg-
bau A. G. „Die Warme" 1929, стр. 328.
2) Binswanger, Torkret, Isoliertmg von Hochdruckkcssdn, „Die Warme" 1927,
стр. 677.
Фиг. 18. 3-барабанный вертикально-водотрубный
котел с пылеугольным отоплением.

Экранные котлъ*
25
дача тепла происходит преимущественно за счет лучеиспускания
(радиации) и в меньшей мере за счет непосредственного
соприкосновения. Так как по закону Стефана-Больцмана (см. I т., стр. 638
теплопередача лучеиспусканием пропорциональна разности
четвертых степеней абсолютных температур, в то время как теплопередача
соприкосновением пропорциональна лишь разности первых степеней,
количество тепла, передаваемого лучеиспусканием в топке через
каждый
квадратный метр лучевос-
принимающей
поверхности нагрева,
значительно
больше, чем через
1 м2 поверхности,
расположенной за
пределами первых,
обращенных к огню
рядов труб.
Тепловые напряжения
в пределах
топочного пространства
могут достигать
величины от 60 000
до" 300 000 кал/м*
час1), против 10 00
до 25 000 кал/м2
час в
конвекционных пучках труб
(т. е.
воспринимающих тепло путем
соприкосновения).
Более низкие
цифры относятся к
100%
экранированным топочным
пространствам, более
высокие — к менее
охлаждаемым
топочным
пространствам. Большую
роль играют
подогрев воздуха,
теплопроизводительность топлива, избыток воздуха; имеет
значение лучеиспускание газов 2).
Фиг. 19. 2-барабанный вертикально-водотрубный котел
с пылеугольным отоплением.
™ и ? Ci}L? * * е sVDie Ausnutzung der Warmestrahlung als Mittel zur Verbilligung
von Kesselanlagen, „Die Warme" 192y, стр. 939.
™CiQoaQk' ?!.Uur5,ErkT^nnVni?&e a.4de??,..Gebi.?ieder Warmestrahlung, ZdVdl
1924, стр. 1328. — S с h a k, "i5e7lndus.ridir"\Va^meubergang
В о s с h? Die Uarrneiibertragung 1927, J. Springer
nSt~i~ ieisen" 1929, ■

26 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
В экранных котлах возможны и достигаются на практике паро-
напряжения поверхности нагрева до 200 кг/м% час. Температура
подогрева воздуха в воздушном экономайзере может достигать
300° за счет использования тепла еще достаточно высоко нагретых
уходящих газов, при достаточно высоком подогреве питательной
воды.
Топочные экраны имеют то же самое назначение, что и
экранные котлы, т. е. максимальное улавливание лучистого тепла
топочного пространства. Постановкой топочных экранов
можно повысить паропроизводительность котельного
агрегата примерно до двойной.
Помимо своего назначения—усиления паропро-
изводительности — топочные экраны служат
защитой стенок обмуровки от действия излишне
высокой и опасной для их сохранности температуры,
снижая температуру в топочном пространстве.
Снижение температуры в топочном пространстве
бывает необходимым и с точки зрения
охлаждения расплавленных шлаков (установка экранов
в нижней части топочной камеры, так
называемые г р а н у л я т о р ы). Экраны присоединяются
к общей системе котла и обладают или общей со
всей системой циркуляцией ,или самостоятельной
циркуляцией. Экраны
выполняются в виде труб,
завальцованных в
коробках прямоугольного
сечения. Экран или скрин
(Water-Screen) в иыле-
Шц угольных топках (фиг. 19
|| и 20) составляется из труб
с приваренными ребрами
(английск. fin-tubes,
американские трубы Мур-
рэя, фиг. 21),
образующими сплошную
металлическую стенку. Трубы
экранов защищаются со
стороны огня
огнеупорными плитками (мало надежно) или защитными плитками
огнеупорного сплава (огнеупорный чугун, футеровка, например
шамотом) — экраны Б э й л и.
5. Стандартизация котельных агрегатов в СССР. В настоящее
время установлена шкала стандартных параметров и шкала
стандартной паропроизводительности котлов *).
Фиг. 20.
Топочный экран.
Фиг. 21. Топочный
экран.
*) „Электрические станции" 1932 г. № 4, стр. 248.—„Тепло и сила" 1932 г. N° 3'
Выбор типов котлов для программы выпуска 1932 г.'%

Стандартизация котельных агрегатов в СССР
V
Шкала стандартных параметров паровых котлов
Давление пара am 23 33 64
Температура перегрева пара °Ц 375 425 470
питательной воды °Ц . . . 100 155 18)
горячего дутья °Ц — до 400 до 400
Стандартные паропроизводительности котлов в т\час
Номинальная 6—12-20—(30) —40—60— 90—120—160-225
Максимальная
длительная 7,5—15-25—(37,5)—50—75-110—155—200—280
Спроектированные и установленные Главэнергопромом (бывш.
Котлотурбиной) типы котлов характеризуются нижеследующей
таблицей:
Пар ©производительность
6—8 т\час
12—20 т/нас
40 т]час
75 — 90 т/час
90—100 т/час
130—160 т/час
Тип котла
Секциональный тип Бабкок и Вилькокс, с
поперечным барабаном, 1-пучковый, 3-ходовый,
давление 17—22 am
Секциональный тип Бабкок и Вилькокс,
350 л*2, с 1 поперечным барабаном, 2-пучковый,
с промежуточным перегревателем, 3-ходовый,
давление 17 и 26 am.
Вертикально-водотрубный, 2-барабанный, 3-пуч-
ковый, для давления 17, 22 и 32 am;
поверхность нагрева ок. 450 м2
Вертикально-водотрубный, 2-барабанный, 3-пуч-
ковый, 22 am, поверхность нагрева ок. 800 лА
Вертикально-водогрубный, 3-барабанный, 3-пуч-
ковый, давление 32 am, поверхность нагрева (для
пылеугольного отопления) 650 м%
Вертикально-водотрубный, 3-барабанный, 3-пуч-
ковый, давление 32 am, поверхность нагрева
i 1600 л*2
I Вертикально-водотрубный, 3-барабанный, 3-пуч-
ковый (для пылеугольного отопления),
давление 32 am, поверхность нагрева 1500 ж2
Вертикально-водотрубный, 3-барабанный, 3-пуч-
180 mi час
ковый, 34 am, поверхность нагрева 2500 м2,
отопление — кусковой торф
Вертикально-водотрубный, 3-барабанный, 3-пуч-
ковый, 34 am, поверхность нагрева 2500 ж2, для
пылеугольного отопления

28 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
В настоящее время вопрос о выборе типа парового котла для
энергетических установок разрешается в сторону возможного
уменьшения числа барабанов. В этом отношении наименьшим
числом барабанов (одним поперечным барабаном) обладает тип
секционального котла.
Конструкторским бюро Главэнергопрома в 1933 г.
спроектированы одноходовые котлы (секциональный и вертикальный
водотрубный тип) с увеличенной скоростью газов.
d) Специальные котлы
При производстве пара высокого давления свыше 100 am до
критического включительно нормальные конструкции паровых котлов
являются уже мало приспособленными (не обеспечивают должной
естественной, циркуляции, получаются слишком дорогими). Поэтому
возник ряд специальных типов или методов для производства пара
высокого давления.
1. Котел Атмос1) — конструкция шведского инж. Бломквиста
для производства пара давлением до 125 am (находятся в экс-
плоатации). Парообразователь состоит из вращающихся труб
(роторов) диаметром 300 мм, делающих 300 об/мин. Трубы питаются
водой при помощи особого регулирующего приспособления. Частицы
воды центробежной силой прижимаются к стенкам труб,
способствуя лучшему их охлаждению; паровые пузыри удаляются из
средины труб. Таким образом вращающиеся роторы являются
одновременно механическими сепараторами пара. По опыту на
германском машиностроительном заводе в Sudenberg'e роторы работают
с тепловым напряжением 111200 кал/м2 час. Паронапряжение
поверхности нагрева роторов (пар 95 am давления) 417 кг/м2 час.
Котлы сложны по конструкции и дороги, а также чрезвычайно
чувствительны к качеству воды, ибо даже ничтожная накипь
осложняет уход за сальниками вращающихся роторов.
2. Котлы „непрямого действия" Шмидта2). Конструкция
разработана и строится Обществом перегретого пара (Heissdampf-
gesellschaft) (схема фиг. 22 к котлу для получения пара 60 am
давления).
Предназначенная к испарению в котле свежая вода поступает
при температуре ок. 40° в подогреватель Ь, где подогревается
змеевиками i до 220°. В змеевиках / циркулирует конденсат,
уходящий из обогревательных змеевиков h при температуре 280°. При
проходе по змеевикам / конденсат охлаждается до 80—100°. При
этой температуре конденсат вступает в систему обогреваемых
отходящими газами змеевиков /, где температура его поднимается до
200—230°, и вступает в коллектор е. Из коллектора е вода проходит
*) Р f a n d е г, Betriebsergebnisse und Betriebserfahrungen mit dem Atmoskessel,
Stud. Komm. f. Hochdruckanlagen b. d. VdEW, Heft 2.—I o s s e, Der neue Atmoskessel,
„Arch. f. Warmewirtsch." 1930, стр. 5.
2) Hartmann, Das Schmidt-Verfahren und die bishergemachten Erfahrungen,
Stud. Komm. ft Hochdruckanlagen, b. d. VdEW? Heft 2,

Специальные юотльт
29
по системе змеевиков g, подвергаемых обогреванию наиболее
горячими газами (над топкой),
происходит уже
парообразование. Образующаяся смесь
вступает в сборник-сепаратор с, где
происходит отделение пара от
воды, причем отделившаяся
вода стекает вниз по трубке к
обратно в коллектор е. Пар из
сборника-сепаратора при
температуре 300° поступает в
систему обогревательных
змеевиков h, помещенную в водяном
пространстве барабана котла я.
Проходя по змеевикам Л, пар
отдает свое скрытое тепло
парообразования питательной воде
в барабане, производя ее
испарение, конденсируется и
опускается, как было сказано выше,
в змеевики / подогревателя
питательной воды.
Образовавшийся в барабане а пар
перегревается в перегревателе:
таким образом в замкнутой си
Здесь в верхней части змеевиков
Обогревающий пар (Soda)
Питательная вода
Рабочий пап
Фиг. 22. Схема котла Шмидта-Гартмана.
стеме змеевиков f—g—h—i происходит круговое обращение одной
и той же дестиллированной воды, служащей носителем тепла,
поглощая его от газов и передавая испаряемой в котле воде. При
этих условиях внутренняя по-
ПспаритепЬнЬй Коллектор ВерХНОСТЬ ЗМвеВИКОВ, КЭКОВуЮ
чрезвычайно трудно, а во
многих случаях невозможно
очистить от накипи, всегда
остается чистой. Наоборот, если
питательная вода в барабане а
была недостаточно очищена, то
наружная очистка змеевиков h
при удобном устройстве для их
вынимания из барабана не
представит трудности. Благодаря
очень благоприятным условиям
теплопередачи от
конденсирующегося пара в змеевиках h
к воде (в основу подсчета Шмидт
полагал 4000 кал/м2 час °Ц)
поверхность их получается
весьма умеренная. Обычно 1 л*2 поверхности змеевиков испаряет до
200 кг пара/час. Оказалось, что и коэфициент полезного действия
котла практически не ниже, чем в обычных котлах прямого действия.
Ц турбине
.. Паробои
цирИупяционнЬй
' насос
Питательный
насос
*чхк питатепоной бодЫ
Фиг. 23. Схема котла Лёффлера.

Т. III. Огд. 1. Производство пара. Г. Паровые котлы
Достоинствами этого типа котлов является: 1) безопасность, так как
барабан находится вне сферы огня, огневая поверхность состоит из змеевиков.
Немцы поэтому назвали этот котел „H6chstdruck Sicherheitskessel"; 2) устранена
возможность образования накипи в частях котла, подверженных нагреванию газами;
3) большой питательный объем ~ практически все содержимое барабана; 4)
сравнительно простое изготовление из трубок малого диаметра и поэтому дешевизна
когла. Некоторые фирмы, например Biit-
tner, предлагали подобный котел для
давления 60 ши, причем не было
существенной разницы в цене с котлом для
обычного давления.
Слабым местом этой конструкции
является то, что при образовании налета
накипи на обогревающих змеевиках коэфи-
ииент теплопередачи быстро снижается,
что сказывается резко на снижении паро-
производительности котла.
3. Котел Лёффлера х)
основан на принудительной
циркуляции пара. Схема представлена на
фиг. 23. Циркуляционный паровой
насос отсасывает из
испарительного коллектора а кг
насыщенного пара при р am давления и
прогоняет это количество пара
через пароперегреватель, где
температура пара поднимается до t°.
На каждый 1 кг пара,
отдаваемого установкой паровой
турбине, разница {а — 1) кг
возвращается в испарительный
коллектор, где тепло перегрева пара
отдается воде и идет на
парообразование а кг пара (давления р am).
Питательная вода,
поступающая в испарительный коллектор,
подогревается до высокой
температуры в экономайзере. Пар
перегревается до температуры около
500° (при давлении 100-130 am).
Возможна работа с неочищенной
питательной бодой.
Испарительные коллектора могут
устанавливаться в любом месте, этим
упрощается устройство каркаса котла.
Метод Лёффлера является выгодным
лишь для высоких давлений (свыше
100 ат\ так как при более низких давлениях паровой циркуляционный насос
получается большим и расходует много энергии. При давлениях сверх 100 am
расход силы на насос 1—2°/0. Для пуска в ход установки может быть применен пар
любого давления. Передача тепла от перегретого пара при 100 am и небольших
Фиг. 24. Котел Бенсона с пылевидной
топкой.
J) L б f f 1 е г, Hochdruckdampfbetrieb und das Zeitalter des Hochdruckdampfes,
Hochdruck-Sonderheft II d. VDI, стр. 10 и 109.

€пеп?иалыгыб котлы1
31
скоростях истечения так же благоприятна, как и для воды. Положительной
стороной котла Лёффлера является его устройство из трубок небольшого диаметра и
расположение барабана (не обогреваемого газами) в любом месте.
4. Котлы Бенсона *) (фиг. 24). Котел работает с
критическим рабочим давлением (224,2 ату 374°), при котором тепло
парообразования равно нулю и объем насыщенного пара равен
объему жидкости, таким образом, что вода без образования
пароводяной смеси песеходит в парообразное состояние. Вода вводится
Фгг. 25.
в котел при давлении, равном около 240 am, создаваемом
гидравлическим насосом. Образующийся при температуре 374° пар вслед
за этим перегревается в обогреваемых газами змеевиках, затем
дроссельным клапаном редуцируется до рабочего давления,
требуемого производством, после дросселирования поступает в
•перегреватель при постоянном давлении и направляется к турбине7.
Барабаны и циркуляционные трубы в этой конструкции отпадают.
Достоинством котлов Бенсона является: 1) поверхность нагрева состоит из
змеевиков малого диаметра (32/20 мм\ поэтому дешева и проста в изготовлении;
2) высокий к. п. д., свыше 90°/0; 3) хорошее охлаждение труб вследствие насиль-
х) Gleichmann, Hochdruckdampf, Sonderheft VDI, стр. 94 и 168.

32 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
ственной циркуляции и отсутствия паровых пузырей; 4) малый водяной объем —
полная безопасность при прогорании и разрыве трубок; 5) надежная работа
циркуляционного насоса, подающего воду, а не пар.
5. Котлы Ла-Монта. Американским инженером Ла-Монтом
в* 1925 г. был предложен принцип применения принудительной
циркуляции к паровым котлам и экранам в целях повышения их паро-
пооизводи тельности. Схема работы котла Ла-Монта заключается в том,
что специальный
циркуляционный насос (фиг. 25) берет воду
из барабана котла и прогоняет
ее через обогреваемый тонкий
передний пучок кипятильных
труб. Этим обеспечивается
надежная и однозначная (т. е.
всегда в одном и том же
направлении) циркуляция в
наиболее теплонапряженном
участке котла. В целях улучшения
теплопередачи Ла-Монт
применил трубы малого диаметра
(38/30 мм). Для обеспечения
равномерного распределения
циркулирующей воды по всем
трубкам пучка приходится
в трубы вставлять особые дроссельные шайбы различных диаметров
проходного сечения. В случае применения экранов Ла-Монта вода
прогоняется через трубы экрана при помощи такого же
циркуляционного насоса. Принцип Ла-Монта получил применение при
устройстве экранов и в котлах, обогреваемых уходящими газами из
производственных печей (в так называемых „запечных" котлах).
6. Прямоточные котлы. В последнее время получил
практическое применение принцип устройства котла с принудительным
движением воды и пара от насоса всегда в одном направлении,
так называемого „прямоточного котла". Котел представляет собою
систему параллельных змеевиков весьма значительной длины. Под
действием питательного (он же и циркуляционный) насоса вода
движется по змеевикам, обогреваемым топкой; вода превращается
Фиг. 26а.

Специальные котлы
аз
по пути движения в пар, а затем пар перегревается до требуемой
температуры. Эти котлы требуют высокой степени очистки
питательной воды, применения при высоком давлении (свыше 100 am)
специальной стали для трубок и явтоматической и весьма точной
регулировки. В СССР в 1934 г. установлен и пущен в эксплоатацию
Фйг. 26Ь.
прямоточный котел на ТЭЦ Теплотехнического института (Москва)
паропроизводительности 200 т/час (давление 130 am, среднее
напряжение^ поверхности нагрева свыше 200 #г пара с 1 м2/час). В
заграничной технике известен прямоточный котел Зульцера (фиг. 26а
и 26Ь).
7. Котел Велокс. Котел Велокс запроектирован специально
в целях службы в качестве „пикового" котла, т. е. допускающего
Зак. 2*Ш. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 3

34 T- HI. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
весьма быстрый пуск в ход и столь же быструю остановку. Котел
состоит из цилиндрической топочной камеры b (фиг. 26 с), в которой
сжигается при помощи форсунки а жидкое топливо. В камере под-

Специальные кбтль*
35
держивается от компрессора g давление около 3 am. Продукты
сгорания с большой скоростью (до 200 м/сек) проходят по
кольцевой части камеры, к которой размещены специальные кипятильные
трубы с. Ввиду высокой температуры газов и большой скорости
теплопередача в этом парообразователе настолько интенсивна, что
на 1 Мг поверхности нагрева образуется до 500 кг пара. По выходе
из кольцевого пространства камеры газы проходят через
пароперегреватель d, затем проходят через специальную газовую турбину е,
в которой используется их статический напор (около 2 am) и далее
проходят через водяной экономайзер/. Турбина е приводит в
действие воздушный компрессор g. На общем валу сидит
вспомогательный электромотор /, необходимый при пуске и для
регулирования циркуляционный насос k и насос для подачи нефтетоплива L
Образующийся пар проходит через водоотделитель т
(центробежного типа). Котлы Велокса строятся фирмой Броун-Бовери
производительностью в 20 т/час. Скорость растопки и пуска котла по
данным фирмы 1—2 мин., по данным испытания проф. Стодола—
47г до 8 мин. с холодного состояния.
е) Методы комбинированной работы водяного пара с парами
других веществ
Комбинирование водяного пара с ртутными парами. По предложению
Эммета (Emmet) для ступеней более низких температур применяется водяной пар,
для ступени более высоких температур применяются пары тел, обладающих более
высокой температурой кипения. Эммет применил водяной пар и ртутные пары,
Day (Dow) предложил комбинирование водяного пара с парами фенилового эфира.
В то время как вода при 0,05 am имеет температуру кипения лишь 32,5е, фени-
ловый эфир имеет темх!ературу х50", а ртуть 222°. Это позволяет в области самых
высоких температур при помощи подобных тел, с высокой точкой кипения,
обходиться без высоких дайленлй. Лошге ((Loschge) путем подсчета приходит к
выводу, что, при перепаде температур с 45J до 2j°, работающая на фениловом эфире
машина на 1о,5% и на ртутных парах на 33% выше по развиваемой мощности, чем
установка только на водяном паре 6J am давления.
Трансформатор давления Кеннемана (Koennemann) основывается на том
явлении, что температура кипения раствора при одном и том же давлении выше, чем
температура самих ингредиентов раствора. Некоторые смеси оказываются способными
поглощать водяной пар низкой температуры. При освобождении скрытой теплоты
парообразования раствор нагревается и "может в свою очередь в устроенном для
этой цели испарителе выработать пар более высокого давления. Разжиженный за
счет поглощения воды водяных паров раствор вновь концентрируется в особом
испарителе и совершает вновь свой цикл.
Термическое улучшение процесса значительно.
f) Построение паровых котлов
При выборе материалов и устройстве паровых котлов, подведомственных
НКТ СССР, следует руководствоваться „Правилами устройства, установки,
содержания и^освидегельствования паровых котлов, пароперегревателей и водяныч
экономайзеров для постоянных паровых котлов" НКТ iXCP от 2 сентября 192Э года.
При расчете котлов на прочность следует руководствоваться Правилами построения
паровьк котлов (б. Гамбургские нормы), разработанными Германской комиссией
по вьк.аботке норм для паровых котлов в 1926—19/8 г. (Bauvorschriften fur Land-
dampfkcssel (BLD), см. приложение, стр. 170). При построении паровых котлов
следует руководствовагься техническими условиями, разработанными Комиссией
по котлостроению при Бюро теплотехнических съездов (см. приложение, стр. 165).
3*

36 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
1. Общие замечания
Соединение отдельных частей котла между собой может быть
выполнено путем склепывания, сваривания, развальцовки и
соединения болтами. Барабаны для очень высоких давлений выковываются
из целых кусков металла. См. Хютте, т. И, отдел „Детали машин",
стр. 303 и дзлее.
Клепка. Склепка тонких листов котельного железа
производится вручную. Ручная клепка применяется также в местах, мало
доступных для машинной клепки. Толстые листы, толщиной
приблизительно в 30 мм, обычно склепываются только машинным
способом (лучше гидравлической клепкой, чем пневматической), хотя
теперь, при такой и большей толщине листов, клепка вообще
заменяется сваркой внахлестку на водяном газе или
электросваркой специальными электродами. При механической клепке давление
на заклепку не должно быть излишне велико (не более 6—8 т на
1 см2 сечения заклепки по опытам Баха и Баумана)1). При
несоблюдении этого условия может иметь место разрушение зерен
металла, что впоследствии поведет быстро к появлению признаков
„старения" последнего. По Hdhn'y конечное давление при клепке
не следует превышать 8000 до 9500 кг/см2, причем более низкое
давление относится к более крупным заклепкам.
Правила клепки см. стр. 167.
Выбор типа заклепочного соединения (см. табл. 7)
в каждом отдельном случае производится из соображений
экономического характера; так, например, швы встык с накладками, более
дорогие по сравнению со швами внапуск, дают возможность применения
оолее тонкого железа. При толщине железа свыше 12 мм
однорядную склепку следует применять только для поперечных швов. При
высоком давлении пара и большом диаметре котла, швам внапуск,
при которых как заклепки, так и листы подвергаются
значительному напряжению на изгиб, следует предпочесть соединение встык
с накладками. В поперечных швах напряжение ov, развивающееся
в листе толщиною s, в направлении оси цилиндрического котла
с диаметром D, при избыточном давлении внутри котла в р кг/см2,
определяется из приближенного уравнения -j nD2p = kDsq'v в виде
qv = Dp : 4 5, в то время как напряжение qv — по направлению,
перпендикулярному к предыдущему, т. е. направленное по радиусу
котла, получается из уравнения Dp = 2sgv в виде vv = Dp: 2s, т. е.
превышает в два раза величину <s'v. На этом основании котлы,
имеющие двойные продольные швы, снабжаются одинарными
поперечными — только до тех пор, пока <s'v не примет таких
размеров, которые потребуют двойных поперечных швов.
х) См. Loch, ZdVdl, 1924, стр. 194; там же описание клепки по
способу Schuch'a. Кроме того, см. Schlesinger в журн. .Werkst.-Technik" 1913, стр. 387-

Построение паровых котлов
37
При определении напряжений в котле в продольном направлении не следует
упускать из виду, что горизонтальные котлы работают как балки в большей или
ке и>шей степени на изгиб, и что односторонний при этом нагрев способствует
увеличению вышеупомянутого напряжения. Эти соображения должны приниматься
во внимание при устройстве опор для таких котлов (см. стр. 111).
Расчетное напряжение на разрыв свыше 37 кг/мм2 для
корпусных листов может быть допущено лишь в случае, если обработка
листов производится в холодном состоянии или при красном
калении, если, кроме того, кромки строганы, обточены или фрезерованы,
или в крайнем случае, за отсутствием соответствующего
оборудования, обрублены вручную, если при этом продольные швы делаются
встык с двойной накладкой и если, наконец, клепка выполняется
механическим способом. Хедер *) предлагает руководствов?ться
следующими соображениями: мерой напряжения, допускаемого
в заклепочном соединении, должна быть нагрузка в кг из. I см
ширины листа w~ n -т-#и: 2 = -=-.
В этой формуле приняты следующие обозначения:
D — диаметр котла [см]%
р —давление (сверх am) [am],
п — число заклепок,
rf—диаметр закчепок [см],
кп — сопротивление срезыванию по Баху [кг!см2],
t — шаг заклепок [см].
Надо подсчитать w и затем выбрать тип заклепочного
соединения согласно приводимой ниже табл. 6.
Таблица 6. Заклепочные соединения
Dp
2
200 300 400 500 600 700 800 900 1000
12J0 ,1400
inn
ill
Продольный шов
Однорядный
внахлестку
Двухрядный
внахлестку
Трехрядный
внахлестку
Поперечный шов
Однорядный внахлестку
Двухрядный
с двойной
накладкой
Двухрядный
внахлестку
Продолж. табл. 6
DP
2
1600 | 1800 | 2000
I 2000 | 2200 I
2200 |
ill
2400 1 2вС0 I 2800
Продольный шов
Трехрядный с двойной
накладкой
Четырехрядный с двойной
накладкой
Поперечный шов
Двух- и трехрядный внахлестку
!) Н а е d e г, Паровые котлы, 7 издание, 1923.

38
Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Типы заклепочных соединений см. т. И, отдел „Детали
машин", стр. 303,
Толщина стенок котла и допускаемое давление
определяются по формулам:
s =
D • р*х
200-я,.ср
+ 1 мм; р =
200-/rg.cp.(s-l)
D*x
При проектировании заклепочного соединения надо обращать
внимание, чтобы напряжение на разрыв в сечении места, которое
остается за вычетом заклепочных отверстий, отвечало требуемому
по закону допускаемому напряжению, равному —-*- .
Ослабление <р заклепочного шва
отверстиями есть отношение минимальной крепости
продольного шва к крепости цельного листа.
Ослабление <р, например, для
многорядных швов должно быть определено для каждого
ряда в отдельности, наинизшее значение 9
должно быть принято в расчет при
определении толщины стенки.
При расчете толщины стенки котлов
должно также приниматься во внимание
ослабление листов отверстиями для труб.
^
4=
Пример (фиг. 27):
Фиг. 27.
1)Внешнийряд ft as (/ — ф : I.
2) В т о р о й р я д: следует принять во внимание,
что если бы лист разорвался по этому ряду, то заклепки
внешнего ряда ранее были бы срезаны. Сопротивление
на срез этих заклепок должно поэтому быть прибавлено к сопротивлению на
разрыв листа во втором ряду заклепок, поэтому:
<Ра!
Пх<Рк
•s.t
3) Третий ряд. В этом случае должны были быть срезаны (%T-2rte)
сечений заклепок (в первом ряду 1, во втором два раза 2)
¥з:
— ,s.(t- пМ + — («1 + 2 л2) ft п
Kz_
X
s-t
По Германским правилам (BLD), раздел III, допускаемое напряжение на
заклепку kn = 7 кг/мм*, если только не было доказано более высокое сопротивление
металла, чем 38 кг/мм*.
272-ный шов с двумя накладками (фиг. 27).
de = d-\-l MM — диаметру заклепочного отверстия,
d — диаметр заклепки,
е & 1,5 d; ex К от 2,2 до 2,4 d.

Построение паровых котлоз
39
Рад I
» и
Число заклепок
на 1 шаг t
щ = 1
й3= П/г
Число сечений заклепок
на 1 шаг t
2пй = 3 > в примере к фиг. 27
2ла = 3 J
В составленной F. Prohmanп'ом таблице (табл. 7) собраны
данные, относящиеся к хорошим конструкциям, поэтому этими
данными можно руководствоваться при проектировании всякого
рода заклепочных соединений.
Сварка. В прежнее время производилась в горне и
применялась для изготовления частей, подверженных наружному давлению,
как то: жаровых труб, огневых коробок, дымовых труб, а также
и для таких деталей котла, подверженных внутреннему давлению,
как сухопарники, водяные камеры, кипятильные трубы и
соединительные штуцеры.
Горновая сварка в котлостроении практически выведена
из употребления.
Сварка на водяном газе внахлестку дает
возможность производить работы с большей надежностыо и сваривать
более толстые листы. Поэтому этот вид сварки предпочтительно
применяется при изготовлении элементов котла и широко внедрился
в практику изготовления барабанов для котлов высокого давления (до
60 am): способ завода Август Тиссен, Маннесман, заводы Рейсхольц).
В СССР применяется заводом „Красный котельщик* в г. Таганроге.
Сваренные барабаны подвергаются тщательной термической
обработке (отжигу) в целях устранения вредных последствий для
структуры металла и остающихся вредных напряжений, а также
в качестве более надежной меры против явлений старения металла.
При определении прочности сварного шва, согласно BLD,
считать коэфициент ослабления для сварки горновой (на коксе) 0,8
и для сварки на водяном газе до 0,9. Барабаны изготовляются
либо' с вклепанными днищами, либо со сферическими
обжатыми днищами по концам одного общего цилиндра. При
длинах, начиная с 10 м и выше, применяются исключительно обжатые
днища, причем, помимо продольного сварного шва, применяются
и поперечные швы. Обычно поперечные швы предпочитают
относить ближе к концам барабана (в целях устранения работы шва
на изгиб при прогибании длинных барабанов). При расположении
трубных отверстий следует это делать таким образом, чтобы
отверстия не располагались в шве и сам сварной шов по возможности
не был обращен к топочным газам.
Сварка плавлением (автогенная) — газовая и
электрическая. Не допускается в конструкциях, где сварной шов подвергается

40 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Таблица 7. Заклепочные соединения
5 —толщина листа железа [мм]; d — диаметр заклепки [мм]; t —шаг заклепок
[мм]; z — отнэшение сопротивления листа в заклепочном шве к сопрогивлению
листа в цельном ме~те.
Толшина
листового
железа
z
Односрезный шов (внахлестку
и всгык с одной накладкой)
Заклепки и
листы из
литого железа
d
t
z
Заклепки из
сварочного
железа в листах
из лит. железа
d
t
2
Одинарный шов
7
9
10
И 1
12
13
14
15
16
17
18
17
18
19
2J
21
22
23
КЛ
25
26
27
28
44
45
46
47
48
49
50
51
53
54!
55
57
0,61
0,60
0,59
0,57
0,56
0,55
0,54
0,53
0,52
0,52
0,51
0,51
17
18
19
20
21
22
23 {
24
25
26
27
28
4l]
42
43
44
45
46
47
48
49!
51
52
53
0,59 1
0.57
и,56
0,55
0,53
0,52
0,51 |
0,5Э
0,49
0,48
0,43
0,47
Двойной шов
8 ,
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
58
60
61
63
65
66
6S
70
72
74
76
78
83
0,/2
0,71
0,70
0,69
0,69
0.63
о;в8
0,67
0,67
0,67
0,67
0,66
0,66
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
54
55
56
58
59
61
1 63
65
66
68
70
72
74
0,70
0,69
0,68
0,67
0,66
0,63
0,65
0,65
0,64
0,63
0,63
0,63
0,62
Тройной шов
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
1 18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
72
74
77
80
82
85
88
91
94
97
99
102
105
108
112
114
117
0,75
0,74
0,74
0,74
0,74
0,73
0,73
0,73
0,72
0,72
0,72
0,72
0,72
0,71
0,71
0,71
0,71
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
.33
^34
65
68
1 70
73
75
78
80
83
86
88
91
94
96
99
101
104
106
0,73
0,72
0,71
0,71
0,71
0,71
0,70
0,70
0,70
1 0,69
0,69
0,69
0,69
0,69
0,68
0,68
0,68
Двухсрезный шов (в-тык с двумя
накладками)
Заклепки и
листы из
литого железа
d
/
z
Заклепки из
сварочного
железа в листах
из лит. железа
d
t
z
Одинарный шов
15 |
16
17 1
18 1
19
20
21
22
23
24
25
26 |
53
54
55
56
58
59
61
63
65
66
68
70
0,72
0,70
0,69
0,68
0,67
0,63
0,65
0,65
0,65
0,64
0,63
0,63
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
48
49
53
51
53
54
55
57
59
61
63
64'
0,69
0,68
0,66
0,65
0,64
0,63
0,62
0,61
0,61
0,61
0,6Э
0,59
Двойной шов
1 14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
72
74
76
78
82
85
87
90
93
96
99
102
106
0,81
0,80
0,79
0,78
0,78
0,77
0,77
0,76
0,76
0,76
0,76
0,75
| 0,75
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
65
66
68
71
73
76
78
81
84
86
89
92
95
0,78
0,77
0,76
0,76
0,75
0,75
0,74
0,74
0,74
0,73
0,73
0,73
0,73
| Тройной шов
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
92
, 96
100
104
108
ИЗ
117
121
126
130
134
138
141
145
149
154
158
0,83
0,82
0,82
0,82
0,81
0,81
0,81
0,81
0,81
0,81
0,81
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
16
17
18
19
20
! 21
1 22
! 23
! 24
25
26
27
28
29
30
31
32
82
85
89
93
97
103
104
108
112
116
120
124
128
132
136
140
144
0,81
0,80
0,80
0,80
0,80
0,79
[ 0,79
0,79
0,79
0,78
0,78
0,78
0,78
0,78
0,78
0,78
0 78

Построение паровых котлов
41
изгибающим усилиям. Требуется максимальная тщательность
изготовления и допускается при условии выполнения сварки вполне
компетентной фирмой, заводом, мастером. Этот род сварки часто
применяется для уплотнения швов и других соединений. Таким
образом обвариваются кромки швов для создания герметичности;
точно так же обвариваются при изготовлении барабанов котлов
ввернутые на резьбе или поставленные на развальцовке трубы,
штуцеры и т. п. В последнее время автогенная и в особенности
электрическая сварка начала шире применяться в котлостроении.
Так например уже сваривают камеры камерных котлов и барабаны
путем электросварки. Многие наши заводы в настоящее время
изготовляют опытные котлы целиком сварными (Людиновский,
Коломенский, Парострой и т. д.), некоторые из них приступают к массовому
изготовлению сварных котлов (Парострой и завод „Январское
восстание"). Дальнейшее о сварке см. правила и инструкции по
сварке (стр. 198).
Ковка, вследствие большой ее стоимости, применяется только
для изготовления барабанов для котлов (свыше 60 am) высокого
давления. При таком способе изготовления барабан не имеет никаких
ни заклепочных, ни сварных швов. Цельнотянутые» барабаны
готовятся на гидравлических прессах из целых болванок в виде
полых цилиндров, которые затем подвергаются механической
обработке для придания стенкам равномерной толщины. Концы
барабанов обжимаются до полусферической формы, причем оставляются
лишь дыры для лазов. Таким образом барабан с обоими днищами
представляет одно целое без каких-либо швов.
В 1934 г. в Германии начали прокатывать толстостенные цилиндры
по способу Рекнера, из которых затем изготовляются барабаны.
Цельнокованные барабаны изготовляются заводами Ф. Крупп,
прокатными заводами Рейсхольц *).
Цельнотянутые барабаны зав. акц. о-ва Крупп доставляются или в виде
цилиндрических обечаек, к которым затем приклепываются штампованные днища,
или в виде цельнокованных барабанов с полусферическими днищами.
В отличие от способа сваривания барабанов котлов высокого
давления при ковке барабанов завод меньше связан определенным
качеством и свойствами металла и может применять для наиболее
высоких давлений легированные стали (ни-келевую, хромовую,
хромоникелевую, молибденовую), обеспечивающие при высоких
температурах, соответствующих высоким давлениям, высокую крепость,
предел текучести и нечувствительность против явлений старения.
Развальцовка 2) применяется только для уплотнения труб
в трубных решетках.
ber 1925F—Bu?b-—d-S ? h !-е *.?'. Hochdruckkessel, „Kruppsch. Monatshefte", Okto-
turen
Dussel<

42 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Болтовое соединение применяется, главным образом, в котлах
выдвижной жаровой частью для соединения последней с
корпусом котла и в стоячих котлах с разъемным корпусом, для
соединения частей корпуса между собой. О расчете болтов см. т. I, стр. 262.
2. Детал-и
Соединение барабана с днищем. 1. Посредством отогнутого,
обычно внутрь, реже наружу, борта днища (фиг. 28). 2. При
помощи кольца из углового железа, расположенного внутри или
снаружи (фиг. 29 и 30).
*
Фиг. 28. Фиг. 29. Фиг. 30.
Соединение днищ с жаровой трубой. 1. Выпуклые,
машинным способом изготовленные, днища имеют всегда горловину
Фиг. 31. Фиг. 32. Фиг. 33.
для укрепления жаровой трубы, причем в переднем днище
горловина большей частью отогнута наружу, а в заднем всегда внутрь
Фиг. 34. Фиг. 35. фиг. 36. Фиг. 37. Фиг. 38.
(фиг. 31 и 32). То же самое относится к плоским днищам (фиг. 33).
2. Посредством снаружи или изнутри расположенных колец из
углового железа (фиг. 34, 35, 36).
Соединение корпуса с огневой коробкой в стоячих котлах.
1. Посредством толстого железного кольца (фиг. 37). 2.
Посредством кольца П-образного сечения (фиг. 38). 3. Посредством раструба

Построение паровых котлов
43
в нижней части огневой коробки (фиг. 39). 4. То же, с
прокладкой кольца из плоского железа (фиг. 40), что облегчает
чистку котла.
Соединение барабанов,
расположенных рядом или один над другим.
В большинстве случаев посредством
приклепанных штуцеров со сваренными
продольными швами.
Изготовление штуцеров: 1) лучше
из целого листа; 2) из двух частей, с
соединением на фланцах; если фланцы
свертываются на болтах, то между Фиг-39- фкг»40*
ними закладывается уплотнительная
прокладка; если фланцы склепываются, то между ними закладывается
кольцо из мягкого литого железа для возможности подчеканки шва;
последний способ предпочтительнее перед другим.
Фиг. 41.
Соединение стенок водяных камер между собой и горловин
камер с верхними барабанами (фиг. 41, а — /).

44
Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
Трубные соединения. Дымогарные трубы
развальцовываются в гнездах трубной решетки вальцовкой с гладкими
валиками-роликами; концы, обращенные в топку, кроме того, отборто-
нываются (фиг. 42 и 43). Анкерные трубы
(примерно 10% общего числа труб), служащие для
укрепления противоположных плоских стенок,
Фиг. 42,
Фиг. 43.
Фиг. 44
(5олее толстостенные (толщиной стенок 6—3 мм), вводятся в гнезда
на резьбе и затем развальцовываются.
Кипятильные трубы: цельнотянутые трубы вставляются
и гнезда без нарезки и развальцовываются без отбортозки, но
по концам раздаются на конус
(фиг. 44). Для усиления
сопротивления труб против
вырывания в стенке гнезда
"растачивают на одну или несколько
канавок (бороздок). Применяют
специальные развальцовки (тру-
борасширители).
Развальцовываются и чистятся трубы через круглые отверстия, расположенные
чротив каждой трубы в противоположной стенке камеры. Отверстия эти
закрываются крышками (грибками), которые ставятся так, чтобы давлением в котле они
прижимались к стенке камеры. Испы-
Фиг. 46.
Фиг. 47.
ганную конструкцию
дает фиг. 45.
такого затвора
3. Крепления
1. Крепление жаровых
груб. При гладких
трубах — соединением отдельных
обечаек по способу Адам-
сон а (фиг. 46). При склепке
фланцев между последними
вводится плоское кольцо
толщиной от 10 до 15 мм; с огневой
стороны кольцо утоплено между
фланцами, а с водяной
выступает за кромку фланцев ~ на 10 мм. Радиус закругления
(внутренний) в отгибе фланца от 20 до 25 мм.
При волнистых трубах особого укрепления трубы
Фиг. -

Построение паровых котлов
45
Фиг. 49.
не требуется, так как волны сами по себе придают трубе,
составленной из обечаек длиной около 6 м, достаточную жесткость при
удовлетворительной эластичности. Отдельные обечайки
склепываются в закрой (фиг. 47) или также на
кольцах Адамсона (предпочтительнее).
2. Крепление плоских стенок.
Распорными болтами. Если расстояние между
стенками не велико (стенки огневых корсбок и
водяных камер), то стенки соединяются между собой
распорными болтами, которые вводятся в
соответствующие гнезда в стенках на резьбе и по
концам обычно расклепываются. Оба гнезда имеют
противоположную нарезку и служат как бы
гайками для болта, поэтому при ввертывании болт
стягивает стенки (фиг. 48). Распорные болты
лучше делать со сквозным сверлением, небольшого диаметра, по оси,
так как в таком случае разрыв болта во время работы котла
сейчас же обнаружится появлением течи или парением через
образовавшийся открытый каналец.
Продольными связями из круглого железа или
анкерными трубами. Для укрепления противоположных днищ
или трубных решеток коротких котлов (локомобильные, паровозные
и пароходные котлы, а также котлы с дымогарными трубами).
Угловыми связями,
связующими днище с
корпусом, укрепляются плоские
лобовые днища. Угловые анкеры
делаются цельными и должны
иметь возможно большую длину,
К днищам и корпусу котла
приклепываются при помощи
накладок из углового железа
(фиг. 49).
Скобами или
анкерными балками укрепляют
потолок или нёбо огневых ко*
робок. При потолках из
волнистого железа необходимость
особых креплений отпадает.
3. Укрепление вырезок
в корпусе. Всякого рода огвер
стия (лазы, ручные люки для
удаления грязи, отверстия для соединительных патрубков, вырезки
в верхних барабанах для соединения таковых с водяными
коробками в водотрубных котлах и т. д.) должны иметь вообще
минимальные размеры. Особенно это относится к отверстию в корпусе
котла для соединения последнего с сухопарником (фиг. 50). Края
отверстий должны обязательно укрепляться, если такое укрепление,
не обусловливается самим способом выполнения отверстий (напри-
Фиг. 50.

46 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
400
мер штамповкой с отгибом борта). Обычным способом укрепления
вырезов является наклепка колец из плоского или углового
железа. Укрепительные кольца для лазов обычного типа делаются
шириной от 60 до 100 мм при толщине от 12 до 18 мм. Сухопарник
следует приклепывать к
корпусу котла по возможности
двухрядным швом.
Двухрядное соединение в этом
случае обязательно, если
произведение из диаметра
сухопарника в мм на давление
пара составляет более 6000.
Так как напряжение
материала в котле в осевом
направлении в 2 раза меньше,
чем в радиальном,то при
расположении вырезов
эллиптической формы большая ось
эллипса должна быть
перпендикулярна оси котла.
Крышки лазов заводятся
обычно изнутри для того, чтобы давлением пара они прижимались
к поверхности прилегания, и притягиваются болтами с диаметром
около 30 мм к скобам, опирающимся на края выреза. Для лазов
в корпусе котла можно рекомендовать как удовлетворяющую
требованиям хорошего уплотнения конструкцию штампованных из
литого железа кольца, крышки и скобу, изображенную на фиг. 51.
Особого внимания требуют к себе вырезы
в верхних барабанах водотрубных котлов
для присоединения к последним водяных
камер. На фиг. 52 изображено подобное
крепление завода Борзиг.
g) Повреждения и ремонт паровых
котлов
Недостатки в качестве материалов.
Хрупкость и ломкость железа,
обусловленные большим содержанием фосфора и серы,
ведут к появлению трещин не только в
местах, ослабленных заклепочными дырами, но
и в целом месте, к изломам в местах
отгиба бортов, к разрывам в трубах.
Устранение перечисленных недостатков
производится путем замены поврежденных частей
котла новыми. Появление пленок и вздутий как с огневой, так и
с водяной стороны, является следствием дефектов прокатки —
шлаковых прослоек, пузырьков газа. При незначительной толщине пленок
и при небольших размерах пораженного участка опасности не пред-
Фиг. 52.

Повреждения и ремонт паровых котлов 47
ставляется, и никаких особых мероприятий не требуется (пленки
срубаются), в противном случае поврежденное место нужно
вырубить и на его место положить заплату. Неодинаковая толщина
стенок чаще всего встречается в цельнотянутых трубах. Устранение
возможно только путем замены негодных труб новыми.
Недостатки конструкции и выполнения. Неточная сборка
и пригонка отдельных частей котла перед их склепыванием;
обработка при синем накале; неудовлетворительная сварка, приправка
в холодном состоянии, в особенности при отбортовке и загибе или
отгибе горловины; неправильный способ продырявливания листов
при заклепочных соединениях (пробивание вместо сверления) или
применение чрезмерно большого давления при клепке (холодная
клепка); неточная пригонка дыр при склепывании. Указанные
недостатки ведут за собой неплотность швов, разрыв или неплотность
сваренных швов, трещины в местах отгиба бортов, между
заклепочными дырами и но кромке. Трещины и разрывы в сваренных
швах устраняются автогенной или электрической заваркой, а
трещины по бортам — наложением заплат или обрубкой
поврежденного борта и заменой его кольцом из углового железа. Последнее
допустимо только при котлах с низким рабочим давлением.
Трещины на кромках заклепочных швов обычно завариваются
автогенным или электрическим способом.
На неукрепленных анкерами сферических днищах (верхних
барабанов водотрубных котлов, бестопочных локомотивов, паровых
аккумуляторов и т. п.) при малой выпуклости и при слишком
круто отогнутых бортах часто появляются трещины вдоль отгиба
борта вследствие чрезмерно больших напряжений материала в этом
месте. Способ устранения — замена поврежденных днищ более
выпуклыми с более плавно отогнутыми бортами (эллиптические
днища типа Пинча). При недостаточной разводке на конус концов
тРуб, укрепляемых вальцовкой в гнездах трубной решзтки, трубы
могут в работе выскакивать из гнезд. Способ устранения — повре-
жденные трубы необходимо вынуть и развести должным образом
концы у них на оправке или вальцовкой. Трубы вырываются
иногда из гнезд и вследствие того, что перед развальцовкой были
плохо отожжены.
Неправильная постановка распорных болтов (не
перпендикулярно к стенке, с плохой нарезкой по концам) влечет за собой
неплотность и даже поломку болтов. Способ устранения — смена
болтсв. Небрежная постановка арматуры на кохлах связана с
появлением течи и, следовательно, с разрушением котла от ржавления
железа. Ьедостаюк устраняется уплотнением или сменой арматуры,
если последняя уже окончательно испорчена. Протравления
ржавчиной завариваются автогенным или электрическим способом.
Недостатки ухода. Упуск воды вызывает перегрев и
деформацию стенок котла (выпучины) в местах, гАе стенки
омываются газами с высокой температурой (жаровая труба, потолок
огневой коробки). Выпучины на жаровых трубах появляются обычно
в верхней части трубы; однако при большом диаметре трубы

48 Т. III. Отд. 1. Производство пара. I. Паровые котлы
могут появляться и сбоку, на высоте огневой линии. Способ
устранения — m большие по размерам и -неглубокие выпучины могут
быть выправлены под нагревом до яркокрасного накала, при
помощи специальных оправок, форма которых должна
соответствовать размерам трубы в каждом частном случае. При большой выпу-
чине требуется смена всей поврежденной части, например обечайки
жаровой трубы.
В трубчатых котлах упуск воды влечет за собой неизбежно
течь в местах развальцовки труб, а в котлах с огневыми коробками,
помимо выпучин в нёбе огневых коробок, также и разрыв
распорных болтов, укрепляющих боковые стенки огневых коробок.
Способ ремонта — вправка выпучин, развальцовка или смена труб,
смена поврежденных расперных болгов.
Загрязнение котла накипью и илом в жаротрубных
котлах редко вызывает образование выпучин, но в цилиндрических
котлах (батарейные, котлы с кипятильниками) с внешней топкой
появление выпучин вследствие указанной причины вполне
возможно. В последнем случае выпучины получаются на огневых
листах бзрабянов, расположенных в пределах топки и первого
газохода. В котлах с дымогарными трубами загрязнение накипью ведет
к течи в местах развальцовки труб, а также к появлению трещин
в трубных решетках. Устранять эти дефекты приходится повторной
развальцовкой или сменой труб, засверливаниш или заваркой
трещин в трубных решетках или даже сменой последних.
Повторной развальцовкой концы труб настолько ослабляются, что это
в свою очередь может потребовать смены труб. Также и трещины
в трубных решетках могут появляться как следствие повторных
развальцовок, так как при вальцовке труб в трубных решетках
появляются значительные напряжения материала.
В горизонтально-водотрубных котлах загрязнение накипью
вызывает появление отдулин, главным образом на трубах нижнего ряда;
прогиб труб и течь в местах развальцовки труб — явление
сравнительно редкое. Трубы с небольшими отдулинами обычно оставляются
в работе без всякого ремонта; при больших отдулинах, грозящих
разрывом трубы, и при прогибах труб требуется смена последних.
Содержание масла в питательной воде в
большинстве случаев ведет к перегреву и к выпучинам в частях котла,
подверженных прямому действию огня. В жаровых трубах
выпучины такого происхождения обычно появляются по бокам трубы.
Ремонт производится, как указано выше.
Присутствие воздуха в питательной воде
вызывает протравления стенок котла с внутренней стороны, в
особенности когда питание котла устроено неправильно. Необходимо
принимать меры к удалению воздуха из питательной воды. Полезна
бывает также смазка стенок котла веществами, препятствующими
ржавлению. Ввод питательной воды в котел нужно располагать
в зоне наивысших температур и ближе к паровому пространству
для более легкого выделения воздушных пузырей и увлечения их
с паром. Разъедание стенок котла наблюдается также и при нали-

Пароперегреватели
49
чии в воде других примесей (углекислоты, хлора, гумусовой
кислоты и ее солей). Способ предупреждения — постановка
водоочистителя. Предположения о том, что трещины в листах по
заклепочным дырам обусловливаются щелочностью содержимого котла
(щелочная хрупкость), не нашли себе пока полного подтверждения.
Длительные перерывы в работе часто связаны
с появлением протравлений на внутренней стороне стенок, если
котлы оставляются после остановки неопорожненными, или если
и опоражниваются, но в них не открываются лазы, и внутренность
котлов, таким образом, не вентилируется. Протравления появляются
главным образом на уровне стояния воды и под слоем ила.
Опоражнивание котлов, хорошее вентилирование их и целесообразно
выполненная смазка веществами, предупреждающими ржавление, —
вот средства предупреждения появления протравлений во время
длительных перерывов в работе. При продолжительном стоянии
котлов в бездействии (на консервации) лучше всего их опорожнить,
просушить воздухом, поставить внутри котла ящик с негашеной
известью или натронной известью, хлористым кальцием, и затем
плотно закрыть все люки и лазы.
Ремонтировать части котла, пострадавшие от ржавчины
и протравлений, нужно только в том случае, если эти протравления
настолько велики, что лишают котел требуемой по закону
надежности. Поэтому в первую очередь нужно обращать внимание
на разъедания в заклепочных и сваренных швах, а также в связях
и анкерах. Ослабления в листах по целому месту становятся
опасными лишь в том случае, когда благодаря этим ослаблениям
крепость целого листа делается меньше, чем крепость по заклепочному
шву. За последнее время для ремонта котлов широко применяется
автогенная и электрическая сварка. Однако сварка в этом случае
является надежным средством лишь тогда, когда она производится
умело. Особенно следует быть осторожным в тех случаях, когда
сваренное место должно работать на разрыв или изгиб.
Ряд ценных указаний по эксплоатации паровых котлов помещен в сборнике*
изданном Союзом германских котловладельцев „Vereinigung der Grosskesselbesitzer"»
и?дан в русском переводе: „Эксплоатация котельных установок", Энергоиздат
19о>3 г.
II. Пароперегреватели
а) Основные типы перегревателей и общие сведения
Пароперегреватели служат для повышения температуры пара
све^х его температуры насыщения при постоянном давлении.
Основные типы перегревателей. Сообразно месту размещения
перегревателя в котельной установке или по своей конструкции
перегреватели разделяются на:
1) Центральные перегреватели с самостоятельной
топкой, в настоящее время почти совершенно вышедшие из
употребления (сильный износ, плохое регулирование).
Зак. 2893 — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 4

50 Т. Ш. Отд. 1. Производство пара. II. Пароперегреватели
2) Конвекционные перегреватели, выполняемые
в виде горизонтальных или вертикальных (висящих) змеевиков,
обогреваемых газами обычно после первого хода котла.
3) Радиационные перегреватели.
Выгоды пароперегрева: 1) испарение воды, уносимой из.
котла паром; 2) уменьшение потерь от конденсации пара в
паропроводах, т. е. приход пара к месту потребления в сухом виде;
3) уменьшение расхода пара паровым двигателем сообразно
увеличению теплоперепада по /5-диаграмме; 4) при глубоком
расширении пара в паротурбинах коррозия лопаток, связанная с работой
в областях влажного пара, уменьшается.
Температура перегрева устанавливается, сообразуясь с
местными условиями: чем выше давление, тем выше должен быть
перегрев пара. Охлаждение труб лучше, чем выше давление пара.
При 100 am температура доводится до 500°. Нормально
устанавливаются примерно следующие температуры перегрева:
о г 10 до 20 am 325 до 375°
„ 30 „ 50 „ 400 „ 425е
„ 100 „ 274 „ 450 „ 475°
Поверхность нагрева. Размер поверхности нагрева в
зависимости от температуры перегрева и конструкции колеблется
в широких пределах и для конвекционных перегревателей
обычно представляет от 20 до 50% от поверхности нагрева котла.
Поверхность первого газохода котла (до перегревателя) от 20 до
48% от всей поверхности, причем более низкие цифры относятся
к высоким температурам перегрева.
Расчет поверхности нагрева перегревателя Нпе в м\
Обозначения:
D — вес перегретого пара, проходящего в 1 час через перегреватель [кг/час],
w — количество воды, увлекаемой паром в о'0 от D,
tH — температура насыщенного пара, соответствующая давлению пара
в котле р [°Ц],
tne — температура перегретого пара [° Ц],
Тпе— температура газов при входе в перегреватель [°Ц],
//
Тпе —температура газов при выходе из перегревателя {°Ц]>
ine — теллосодержание перегретого пара [кал\кг\у
'м ~~ теплосодержание насыщенного пара [кал\кг\у
г — теплота парообразования [кал/кг],
О — вес газов, проходящих в 1 час через перегреватель [кг],
пе' '
с — средняя теплоемкость 1 кг газов между температурами 0° до Т
[кал/кг0],
пе" "
с — средняя теплоемкость 1 кг газов между температурами 0° до Т
[кал к?"],
k — ко^^ыциент теплопередачи поверхности нагрева перегревателя
[кал\ и*°час],
&т — средняя разность перепадов температур между обогревающими газами
и паром [°Щ,

Конвекционные пароперегреватели
51
Количество тепла, отдаваемого пару в перегревателе в час:
Qrte:=D(lne'~lH) +TOO'= GlTne'cp -Tne'cp J
и поверхность нагрева определяется из выражения
Qne
причем
где
_ А' - А"
м~ t А' '
А' = Т' - *
Д" = Г"
t } -
противотоке.
Только при противотоке можно считать с достаточной точ-
Д' + А"
ностью Дш как среднюю арифметическую jz (I т., стр. 635
и 636). ,
w, в зависимости от нагрузки котла, величины зеркала испарения,
расположения кипятильных труб, устройства сепарирующих приспособлений, берется от 1 до
3 и до 5о/0.
k в железных перегревателях в зависимости от расположения, температуры,
скорости газов и пара колеблется от 20 до 36 кал. При более высоких
температурах и скоростях (особенно пара) коэфициент k достигает более высоких значений.
В случае, если количество газов, проходящее через
перегреватель, подсчитано не в килограммах, а в кубических метрах, то
в подсчет должны, быть введены объемные теплоемкости газов.
Во избежание потери давления перегреватели следует
выполнять с достаточно большим живым сечением для прохода пара.
Малые скорости пара ведут к прогоранию трубок. Обычные
средние скорости пара в перегревателе ~ 12 до 20 м/сек.
Потеря давления должна быть по возможности меньше
и нормально не должна превышать г/2о от рабочего давления пара
в котле.
Потеря температуры в паропроводе в
зависимости от совершенства изоляции составляет от 0,5 до 1° на 1 пог. м
длины паропровода. Вентили и фланцы при перегретом паре
необходимо тщательно изолировать.
Ь) Конвекционные пароперегреватели
В этого типа перегревателях (фиг. 55) передача тепла
производится только соприкосновением (конвекцией) от нагретых газов.
Характеристика конвекционных перегревателей показывает возра-
4*

52 Т. III. Отд. 1. Производство пара. И. Пароперегреватели
стание температуры перегрева пара с повышением нагрузки котла
(фиг. 53). На фиг. 4, 8, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 изображены
различные конструкции конвекционных перегревателей.
У жаротрубных котлов и других котлов большого водяного объема, у
которых растопка благодаря большему водосодержанию котла производится
продолжительное время, перегреватели должны устраиваться таким образом, чтобы их
можно было выключать из потока горячих газов (фиг. 4, стр. 12). При этом требуется
устанавливать поворотные заслонки или шиберы. Перегреватель при растопке
следует защищать от пережога трубок. При помощи этих заслонок возможно
регулировать температуру перегретого пара. На практике устраивают перегреватели
и с горизонтальными и с вертикальными змеевиками.
У локомобильных и паровозных котлов, где располагаемое для
установки перегревателя место весьма ограничено, применяют перегреватели,
размещаемые в дымогарных трубка t котла
(перегреватель Шмидта). В каждую
дымогарную т^убу увеличенного диаметра (эти трубы
называют в паровозах „жаровыми")
вставляется пучок из четырех трубок малого
диаметра.
У
горизонтально-водотрубных котлов обычно устанавливают
перегреватели с горизонтальными (лежащими)
змеевиками, размещаемыми между рядами
труб и барабанами. В котлах высокой паро-
производительности (морского типа), у
которых трубы по всей своей длине подвержены
действию лучеиспускания топки,
перегреватели обычно размещают в промежутке между
рядами труб, обычно над первыми рядами
наиболее теплонапряженных тр./б (фиг. 15,
стр. 22).
У вертикально-водотрубных котлов применяется
преимущественно конструкция висящих змеевиков (фиг. 16, стр. 23), подвешиваемых в
промежутках между соединительным.! трубами верхних барабанов.
Напряжение поверхности нагрева
Фиг. 53.
с) Радиационные пароперегреватели
В этого типа перегревателях передача тепла происходит
преимущественно за счет лучеиспускания топки и раскаленных газов.
Широко распространены в США, реже в Германии и других
странах *). Имея значительно меньшую поверхность нагрева, чем
конвекционные перегреватели (ок. i/5 до Vio)> радиационные
перегреватели позволяют придать котлу компактную конструкцию.
В противоположность конвекционным радиационные
перегреватели дают снижение температуры перегрева с возрастанием
нагрузки котла (см. характеристику — фиг. 53).
d) Промежуточный перегрев
При высоких давлениях (ок. 50—60 am) является необходимым
прибегать ко вторичному перегреву пара после его расширения
в ступенях высокого давления турбины для того, чтобы не дать
ему при дальнейшем расширении попасть в область влажного пара
1) Munzinger, Dampfkasselwesen in dan Vereiniglen Staaten von Amerika, VDI-
Verlag. 1925.—Bleibtreu, Kohlenstaubfeuarungen, стр. 3C5, Berlin 1930, J. Springer.

Регулированию перегрева
53
и предотвратить разъедание турбинных лопаток образующимся
конденсатом. Для указанного вторичного (промежуточного)
перегрева применяют промежуточные перегреватели, обогреваемые
газами или же паром.
В США, например, в установке 84 am на ЦЭС Эдгар (Edgar) из четырех котлов
один снабжен перегревателем для промежуточного перегрева конвекционного тила;
в 91 am установке .ЦЭС Лэксайд (Lakeside) каждый котел снабжен промежуточным
перегревателем радиационного типа. В Германии на 100 am установке в Мангейме
установлены промежуточные перегреватели с паровым обогревом J). На фиг. 54
представлена схема установки. Пар высокого давления 100 am при температуре
47(Г в разветвлении А разделяется; большая часть
направляется в промежуточный перегреватель /7,
охлаждается до 430° и идет к форшальттурби-
не. Меньшая часть пара направляется в
промежуточный перегреватель I, где конденсируется
и отдает не только тепло перегрева, но и
скрытую теплоту парообразования. Конденсат при
температуре 310° возвращается в котельную
установку. Отработавший пар, противодавления 19 am
и температуры 250°, проходит сначала в
промежуточный перегреватель I, где нагревается до
295°, затем в //, где перегревается до 340"* и
затем идет в турбичу В указанных условиях Ман-
геймской установки нужно было остановиться на
этой схеме. В условиях новой установки можно
пар примерно от 10 до 12 am вторично перегревать
только путем конденсирования ответвляемого
перегретого пара до температуры около 30J°.
РеоукционныО
перегреватель
Конденсат I
cSflomno В Нотел\ 1
9*агпг~~\ Форшалып
Преимущества: отпадает
надобность обратного паропровода, от
турбины к котлам, безопасность при рас- Фиг- 54«
топке, очень малые размеры, трубы
перегревателя служат экраном, защищающим обмуровку топки от
действия высоких температур,
е) Регулирование перегрева
Точное регулирование температуры перегрева имеет
чрезвычайно важное значение для сохранения турбины от повреждений.
При высоких температурах цель регулирования направлена не
только к тому, чтобы не допускать повышения температуры
перегрева свыше определенного предела, но и чтобы помешать
развитию излишне высокой температуры в самом перегревателе для
того, чтобы избежать повреждений перегревателя, считаясь со стой-,
костью металлу при высоких температурах.
Регулирование э)
Существующие способы:
1) Изменение количества пропускаемых газов, при помощи поворотных
заслонок и шиберов (фиг. 4, стр. 12),
iQoo1)Mamoguerre' Die 10° at-Anlage des Grosskraftwerks, Mannheim, ZdVdl
1929, стр. 913. ?
2) „К вопросу регулирования температуры перегрева в пароперегревателях
стационарных паровых котлов". Труды III Всесоюзн. теплотехн. съезда, Москва 1926.

54 Т. III. Отд. 1. Производство пара. II. Пароперегреватели
2) Обратный отвод части перегретого пара в необходимом для регулирования
количестве по замкнутому паропроводу черзз водяное пространство котла.
Охлажденный таким образом пар примешивается к остальному перегретому пару
(фиг. 14, стр. 21).
3) Разделение перегревателя и включение отдельных частей в противоток
или параллельный ток.
4) Разделение перегревателя и впрыскивание мелко распыленной воды в
промежутке между обеими разделенными половинами перегревателя. Возможно
увлечение воды.
Для способов 1, 2 и 3 пределы регулирования малы, для способа 4 пределы
большие.
5) Комбинирование радиационного и конвгкционного перегревателей таким
образом, чтобы благодаря противоположности их характеристик результирующая
кривая температуры перегрева выдерживалась практически постоянной (фиг. 53).
f) Построение и установка пароперегревателей г)
Материал. Чугун (для более низких давлений до 10 am часто
применявшийся ранее в пароперегревателях Хейцмана, Швёрера)
теперь совершенно вышел из употребления. Теперь применяются
Фиг. 55. Пароперегреватель горизонтального типа.
почти исключительно цельнотянутые камеры и змеевики. Для высоких
давлений (100 am) и высоких температур (свыше 450°)
легированная сталь (для труб) никелевая, хромоникелевая, молибденовая.
Прибегают к разделению: часть перегревателя, работающая с более
низкими температурами из более дешевого сименс-мартеновского
материала» часть с высокими температурами из ценной,
легированной стали 2), трубки редко спиральной* формы (фиг. 4, стр. 12), чаще
всего в виде изогнутых змеевиков (фиг. 18, стр. 24),
развальцованных в стенках камер. Камеры преимущественно прямоугольного
поперечного сечения, при высоких давлениях круглого. Против
трубных отверстий ставятся пробки (по одной на каждую трубу)
или лючки с крышками (обычно для четырех труб одновременно).
Расчет камер по BLD нормам см. приложение (стр. 177).
По закону требуются предохранительный клапан и спускной
кран. Последний чаще всего применяется в качестве устройства
для заливки перегревателя водой перед растопкой (при неочищен-
*ной воде не рекомендуется).
») „Пароперегреватели в стационарных паровых котлах", „Изв. Т. И.и, 1928 г.,
№ 9/42, стр. 75-105.
2) М а г g u е г г е, Die 100 at Anlage des Grosskraftwerkes Mannhein, ZdVdl,
1929, стр. 9U.

Водяные экономайзеры
55
Рекомендуется установка манометра. Правилами НКТ СССР
требуется установка термометра для измерения температуры
перепева. Пароперегреватель должен быть снабжен запорными
приспособлениями, отъединяющими его от паровой магистрали (§ 98 правил).
Если позволит конструкция, камеры перегревателей следует
выносить за пределы газового потока с целью сохранения мест
развальцовки, удобства осмотра, ремонта и т. п. В крайнем случае
коробки располагают в области более низких температур (см.
фиг. 14). Фланцевые соединения должны лежать вне потока горячих
газов. Следует избегать излишне больших скоростей газов, так как
это создает большие сопротивления тяге, а также такого
расположения змеевиков, опорных балок, перегородок, при котором
образуются места завалов золой. Необходимо предусматривать
свободный доступ к перегревателю для осмотра труб и наружной.их
чистки путем обдувки струей перегретого пара или сжатого воздуха.
III. Водяные экономайзерых)
а) Типы экономайзеров и общие сведения
Назначение. Водяной экономайзер служит для: а) подогрева
питательной воды, Ь) для улавливания тепла, заключающегося
в уходящих газах за котлом, и снижения их температуры, чем
достигается повышение коэфициента полезного действия котельной
установки.
Типы экономайзеров. По конструкции и сообразно
допускаемому рабочему давлению применяют:
a) чугунные гладкотрубные экономайзеры до 22—25 am
b) „ ребристые „ „ 40—60 „
c) экономайзеры из стальных тянутых труб „ 225 am.
По роду установки различают индивидуальные и
групповые (центральные) экономайзеры.
Установка всегда за котлом или в одной общей обмуровке
с последним (фиг. 17, стр. 23) или отдельно (в зависимости о г
условий располагаемого места и направления движения газов) или
в виде центрального экономайзера, общего для котельной или
группы котлов (фиг. 57).
Преимущества. Уменьшение потери с уходящими газами
за котлом. Температура уходящих газов за котлом в современных
котельных установках всегда на 120 до 150° выше температуры
насыщенного пара в котле 'tH (гак, например, при давлении
я = 40 amt *w = 250° и 7^ = 370-400°).
Теплосодержание газов за котлом при отоплении каменным
углем и содержании в.газах С02=12% достигает ок. 20-22%,
1 Possner, Die Oestal.ung und Berechnung von Rauchgasvorwarmern, Berlin
1 ' ?A.$PTJi?seT' "" " u h 1» ^ie Spaisewasservorwarmung mictels .Kesselabgas^,
Wittenberg 1927, Ziemsen. •

56 Т. III. Отд. 1 Производство пара. III. Водяные экономайзеры
•Точка росы
а при отоплении бурым углем в зависимости от влажности угля-
до 32% от теплотворной способности топлива. В зависимости от
местных условий (температура питательной воды, температура
уходящих газов) установкой водяного экономайзера самого по себе
(т. е. без воздушного экономайзера) достигается снижение
температуры газов до 180 и 200°.
Температура питательной воды. При выходе из
экономайзера в зависимости от местных условий — ниже температуры воды
в котле на 40—50°. В настоящее время
приобретают интерес так называемые „кипящие*
экономайзеры, в которых конечная температура равна
температуре насыщенного пара в котле.
Температура воды при входе в экономайзер должна
быть допущена с принятием во внимание
температуры конденсации водяных паров (точки росы)
в продуктах горения сжигаемого топлива, т. е.
должна быть несколько выше точки росы в
целях устранения потения и ржавления труб.
Значение температур точки росы для разных топлив
см. фиг. 56 !).
Пробное гидравлическое давление после
сборки:
Содержание СО^
Фиг. 66. Точка росы
У продуктов горения.
по правилам НКТ СССР 1,25/7 + 5
„ германским нормам 1,3/? -{• 10
где р — рабочее давление в котле.
Расчет поверхности нагрева
Обозначения:
Н9 — поверхность нагрева \м%
D — вес воды, подогреваемой экономайзером в 1 час \кг\час\,
ta'— темлература питательной воды при входе в экономайзер 1°Ц],
^э" ~~ » п » » выкоде из экономайзера [°Ц],
Тэ'— „ газов при входе в экономайзер [°Ц],
Тэ"'— „ „ „ выходе из экономайзера [°Ц],
G — вес газов, проходящих в 1 час через экономайзер [кг/час],
с — средняя теплоемкость газов между 0° до Тд' [кал кг/час],
э"
ср ~ » ■ - Q0 - V . -
дт~ » разность перепадов температур между газами и водой |*Ц].
Передаваемое в 1 час в экономайзере количество тепла
выражается
Q = D(t ff — t ') = g(t 'с* ~Т "с*")
wa ч a a ' \ a p ар'
l) Practorius, Warmowirisshaft ha Kesselha^s, Dresden 1927, Sleinkopff

Водяные экономайзеры
57
и поверхность нагрева
Qs A' - Л"
Только при противотоке Дт с достаточной точностью может
А' + А"
быть принята как средняя арифметическая ^ .
Если количество газов выражается не в килограммах, а в
кубических метрах, то весовые теплоемкости газов при подсчетах по
указанным формулам заменяются объемными.
Коэфициент теплопередачи к, в зависимости от расположения,
скорости газов и разности температур равен примерно:
Для чугунных гладкотрубных экономайзеров . от 12 до 16 кал/.и2 час
» » ребристых „ . „ 8 „ 12 * .,
„ экономайзеров из стальных труб . . . . „ 18 „ 26 „ „
Средняя скорость воды в первых двух конструкциях
обычно от ОД до 0,2 м/сек, в стальных (железных) экономайзерах
скорость берется от 0,4 до 0,6 м/сек с тем, чтобы вода при
движении смывала со стенок труб выделяющиеся и прилипающие
к стенкам воздушные пузыри и этим было бы предотвращено
разъедание труб. Скорость газоЪ ок. 5—7 м/сек.
В отдельных случаях является более выгодным итти на
повышение скоростей, не считаясь с увеличением газового
сопротивления, с целью повысить коэфициент теплопередачи, уменьшить
поверхность нагрева и создать более компактную установку.
Чрезвычайно сильно отражается на теплопередаче поверхности нагрева
экономайзера содержание его стенок в чистоте, особенно со
стороны газов. В гладкотрубных экономайзерах устанавливают
механические скребки для удаления сажи и золы с поверхности труб.
Ребристые и змеевиковые трубы обдуваются струей перегретого
пара или воздуха. Следует периодически продувать экономайзеры
через спускной кран и не реже раза в год производить очистку
стенок от накипи. Под экономайзером, необходимо
предусматривать золоуловительную камеру. Относительно арматуры и пр.
см. Правила НКТ СССР (стр. 136).
Ь) Чугунные гладкотрубные экономайзеры
Основой для развития конструкций гладкотрубных
экономайзеров послужил тип английского экономайзера Грина,
разработанный в 70 —80-х годах. Экономайзер состоит из чугунных труб
длиною около 4200 мм (до 4500) и наружного диаметра ок. 100 мм.
Трубы по обоим концам обточены на пологий конус (ок. 1:110)
и впрессовываются в холодном состоянии—чаще всего
гидравлически—в соответствующие гнезда, расточенные в верхней и нижней
камерах. Расположение труб вертикальное, что облегчает золе и, саже

ob т. Ill Отд. 1. Производство пара. III. Водяные экономайзеры
ссыпаться вниз между камерами. Ведение газов—поперек или вдоль
труб. Для удаления золы и сажи применяются непрерывно
действующие механические скребки (приводимые от электромотора).
Скребки подвешены на цепях и ходят периодически вверх и вниз,
соскабливая при подъеме вверх оседающую на трубках сажу и золу
(фиг. 57). Расход силы на очистку считают 0,5 л. с. на 100 труб.
Фиг. 57. Центральный экономайзер Грина.
Недостатки конструкции: занимают большую площадь,
плохо комбинируются с котлами в одной обмуровке (главным
образом при поперечном ведении газов), большой присос воздуха через
отверстия для пропуска цепей скребков. Потеря С02 от 1 до 2%.
Экономайзеры Гринч за последние годы были значительно улуч иены приме-'
нением специального чугуна для труб и камер. Трубы отливаются центробежным
способом, что обеспечивает равномерность толщины стенок и устраняет
образование при отливке раковин. Камеры отливаются из специального чугуна
(перлитовый чугун, электрочугун, чугун Тиссен-Эммеля, способ отливки со
встряхиванием скопа вагранки). Применение для давлений сверх 25 am допускается лишь
при условии специального крепления труб в камерах (постановка связей).
с) Ребристые экономайзеры
Ребристые экономайзеры составляются из отдельных труб,
снабжаемых ребрами для увеличения полезной поверхности (со стороны
газов) (фиг. 58). Ребра значительно повышают прочность труб, так
что при применении специального чугуна экономайзеры могут при-

Водяные экономайзеры
59
меняться и при высоких давлениях. При холодной гидравлической
пробе разрушение труб происходит при 800 am. Благодаря
увеличению поверхности нагрева и несмотря на несколько более низкую
теплопередачу, использование объема занимаемого экономайзером
помещения в 2—3 раза выше, чем у гладко-
трубных экономайзеров.
Трубы укладываются обычно
горизонтально таким образом, что ребра стоят
вертикально; это позволяет легче избежать
скопления сажи и золы. Трубы
соединяются друг с другом попарно коленами
(калачами) на фланцах и болтах таким
образом, что образуется одна трубчатая система,
по которой вода движется непрерывно и
равномерно. Форма ребер—квадратная или круглая.
Расстояние между ребрами от 22 до 30 мм. Главнейшие размеры см.
помещенную ниже таблицу.
Фиг. 58. Ребристая
труба.
Длина
/
м
1,5
2,0
2,5
Поверхн.
нагрева
трубы
3,25
45
5,75
Живое
сечение для
газов на
трубу
м2
0,15
0,20
0,25
Диаметр трубы
д/внутр. д/наружн.
ММ
8Э/100
80/100
80/100
Расстояние
между
трубами
мм
22Э
220
220
Водосодер-
жание
л/м*
2,5
2,5
2,5
Наружная очистка труб производится при помощи паровых
или воздушных сажесдувателей.
d) Экономайзеры со стальными трубами
о Для крупных котлов и высоких давлений применяют
экономайзеры из стальных гладких труб, чаще всего изгибаемых в виде
змеевиков; в такой »форме эти экономайзеры легче могут быть
скомбинированы с котлом, сообразуясь с местными условиями.
Вследствие более высокой крепости катаной стали трубы имеют
тонкие стенки и легче по весу, высокий коэфициент теплопередачи,
небольшие поверхности нагрева. Так как стальные трубы более
чувствительны к химическому разъеданию водой и со стороны
топочных газов, необходимо предусматривать достаточно высокую
очистку и тщательное дегазирование питательной воды до входа
в экономайзер. Ни в коем случае не допускать температуру при
входе в экономайзер ниже точки росы. Скорость воды в трубках
экономайзера должна быть выше критической (обычно 0,4—0,5 м/сбк).
Конструкция и расчет — как перегревателей. Трубы
цельнотянутые, изогнутые в виде змеевиков от 30 до 40 мм
диаметром, камеры прямоугольного или круглого сеченця, цельнотянутые.

60 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IV. Воздушные экономайзеры
IV. Воздушные экономайзеры
а) Основные типы и общие сведения *)
Назначение. Воздушный экономайзер или
воздухоподогреватель служит для: а) подогрева воздуха, поступающего в топки;
Ь) для улавливания тепла, заключающегося в уходящих газах за
котлом и снижения их температуры (часто совместно с водяным
экономайзером), чем достигается повышение коэфициента
полезного действия котельной установки. Воздушные экономайзеры
в настоящее вр^мя получают все большее и большее
распространение. С возрастанием давления и повышением паропроизводи-
тельности котлов температура газов за котлом становится все выше.
С другой стороны, расширяется область применения
регенеративного подогрева питательной воды; таким образом, использование
тепла в уходящих газах делается возможным лишь при помощи
воздушных экономайзеров. Введение воздухоподогрева не только
делает возможным использование тепла уходящих газов, но и
создает улучшение процесса горения. Повышается мощность топки,
уменьшаются потери от недожога 2). Тощие и низкосортные топлива
иногда вообще возможно сжечь лишь при подогреве воздуха. При
охлажденном топочном пространстве, вследствие сильной
теплопередачи лучеиспусканием и сильного снижения температуры
топочного пространства, применяется и необходим высокий подогрев
воздуха для того, чтобы поддерживать способность топки зажигать
поступающее свежее топливо. Однако, вводя высокий подогрев
воздуха, следует подходить с осторожностью к топливам с низкой
температурой плавления золы.
Подогретый воздух может находить применение для целей
сушки или отопления.
Типы экономайзеров: а) рекуперативные, в которых
тепло от газов передается воздуху прямо через стенку: 1)
трубчатые экономайзеры, 2) пластинчатые экономайзеры.
Ь) Регенеративные экономайзеры, в которых
передача тепла от газов воздуху происходит не прямым образом, а
путем нагрева железных или чугунных частей, которые затем
отдают свое тепло воздуху.
Расположение: всегда за коглом и при наличии водяного
экономайзера по большей части за последним. Обычно общая
обмуровка с котлом и водяным экономайзером в одном блоке.
Воздух засасывается в экономайзер и затем в подогретом состоянии
нагнетается вентилятором в топку или же прямо проталкивается
венгилягором чзрез воздушный экономайзер.
1) Gumz, Die Luftvorwarmung im Dampfkesselbetrieb, Leipzig 1927, Spamer.
2)"Loschge, Virsuche mic Vorschubtreppenrosten und Luftvorwarmung an
ei:ie.n D-mp"k:532l fir Rohb:a:inkohle, ..Arch. War.n." 1923, стр. 33.

Воздушные экономайзеры
6i
Преимущество первого способа: разница давлений между газом и
воздухом не велика, и неплотности, которые могут повлечь ухуд пение качества
воздуха за счет присасывания С02, оказывают сравнительно малое влияние.
'Недостаток. Вечтилягор, просасывающий воздух через возд/шный
зконсмайзер, должен быть сконструирован для горячего вэздуха. Возду иные
окономапзеры рекуперативного типа обычно работают под давлением воздуха, так
как при этом проще выполнение воздушных каналов. Поэтому на практике
применяют второй слособ.
Температуры: температура подогрева воздуха, смотря по
конструкции, для колосниковых топок до 20) и 300° и бэлее для
пылеугольных топок. Охлаждение газов до температуры 120—150°;
основным условием является достаточная тяга (дымососом).
Следует избегать впуска холодного воздуха ниже точки росы,
так как будет происходить потение и ржавление экономайзера.
Для поцогрева воздуха перед входом в воздухоподогреватель
рекомендуется отбирать часть подогретого воздуха и подводить обратно
к всасывающему патрубку вентилятора таким образом, чтобы
получающаяся температура смеси была выше точки росы. (О точке
росы см. стр. 56, фиг. 56.) Для обдувки применяют сажесдуватели,
работающие перегретым паром или сжатым воздухом.
Расчет поверхности нагрева воздушных экономайзеров
Обозначения:
Нвч —поверхность нагрева воздушного подогревателя (экономайзера) [и2],
L — вес воздуха, подогретого в воздушном экономайзере [кг\час],
ten'—температура воздуха при входе в воздушный экономайзер [°Щ,
ten" — „ „ вы .оде из возд. экономайзера [°Ц],
7вп' — температура газов при входе в возд. экономайзер рЦ],
Теп" ~~ » »>» выходе из возд. экономайзера рЦ],
О— вес газов, проходяших в один час через воздушный экономай:ер [кг],
— средняя теплоемкость воздуха между темпер. 0° и Твп",
газов между 0° и Твп'^
Р
вп"
с
р
дт~~ » разность перепадов температур между газами и водой-
. Количество тепла, передаваемого в воздушном экономайзере:
О = I ( £ " — / '\ Г as П(Т 'гв}1' Т "ГвП"\
Чвп Ь{*вп lm ) сРв0$д — и\ 1 вп'с ' вп ср )
и поверхность нагрева
"вп — и\
В случае отбора части горячего воздуха и примешивания при
входе в воздушный подогреватель tQnf представляет собою
температуру смеси.
Коэфициент теплопередачи k в большей степени зависит от скорости газов и
воздуха и при обычных с-сор остях 5—7 м\сек колеблется от 10 до 14 кал/м^час
В специальных случаи^ и конструкциях идут на значительный перерасход энергии,
на более мощный воздушный ве^илятор и дымосос и повышают скорость до
Д) м/сек; при этих условиях k возрастает до 25—30 кал.

62 Т. in. Отд. 1. Производство пара. IV. Воздушные экономайзеры
Преимущество — малая поверхность, малое сечение каналов.
Недостаток-— дороже эксплоатация за счет увеличенного расхода энергии.
Воздушные каналы следует устраивать, по возможности
внутри котельного блока; при цепных топках выгодно использовать
для этой цели пространство между золовыми воронками. При
высоких температурах подогрева воздуха требуется внутренняя изоляция,
особенно каналов из листового железа. Необходимо опробовать
каналы на плотность, так как при неплотностях создаются большие
потери воздуха и тепла.
Материал: при температурах до 300—400° применяется
обычная мартеновская сталь, при более высоком подогреве
требуется применение специальных материалов, так как обычная сталь
(железо) бысгро прогорает. В некоторых конструкциях применяют
чугун.
Ь) Трубчатые воздушные экономайзеры
Применяют или конструкции, в которых воздух омывает трубы,
а газы идут по трубам, или же обратно. Трубы по большей части
круглые, в некоторых же конструкциях в целях меньшего
сопротивления воздуху трубам придается сплюснутое сечение. Тр) бы
развальцовываются в трубных стенках или ввариваются. Диаметр труб от 50
до 100 мм, толщина стенок 2—4 мм} длина б м. Трубы обычно
располагаются в шахматном порядке и таким образом, чтобы
скорость воздуха и газов были примерно одинаковы. При
устройстве крупных воздушных экономайзеров их разделяют на несколько
частей (пучков труб), которые соединяются друг с другом
последовательно кожухами в виде колен.
Преимущественно применяется смешанный (перекрестный) ток,
реже противоток. Следует обратить внимание на хорошее
уплотнение в обмуровке. На каждый 1 л/3 занимаемого объема приходится
от 11 до 15 м2 поверхности нагрева.
с) Пластинчатые (или карманные) воздушные экономайзеры
Экономайзеры этого типа состоят из целого ряда пластинок
(обычно железных, редко тонких чугунных), разделяющих газовый
и воздушный поток на ряд тонких слоев, причем слои газа и
воздуха чередуются.. Этим достигается возможность установки
большой поверхности нагрева в незначительном по объему
помещении (до ок. 40 м2 на 1 и*3 габаритного объема экономайзера).
Толщина железных листов от 2 до 4 мм. Более толстое железо
применять в тех случаях, где есть основание предполагать
ржавление и разъедание. Расстояние между листами делают от 10 до 35 мм
таким образом, чтобы и газы и воздух имели примерно одинаковую
скорость. При отоплении зольными топливами и со значительным
уносом рекомендуется применять большие расстояния. Длина
элементов (так называемых „карманов") от 2 до 4 мм, листы увариваются
друг с другом. Для избежания смятия и коробления расстояние

Воздушные экономайзеры
63
Фы\ 59. Воздушный
экономайзер „Ротатор".
между железными листами устанавливается прокладкой или при
Помощи полосок, которые одновременно служат для направления
газов, или заклепок, распорных болтов
и т. п. Карманы всегда устанавливаются
вертикально в целях облегчения провалч-
вания вниз золы и сажи, комбинируются В
в элементы, и из элементов комбинируется *"
весь экономайзер требуемых расчетом
размеров. Соединение производится обычно
сваркой, реже при помощи болтов, стяжек
и т. п. Сварка гарантирует плотность
соединений и таким образом препятствует
присасыванию к воздуху С02 из топочных
газов.
Включение противотоком или
параллельно или перекрестным током, смотря
по местным условиям. При перекрестном
токе соединения отдельных элементов
включаются последовательно при помощи
переходных соединительных колен (фиг. 59).
При составлении экономайзеров из чугунных пластин (как это
предложено в некоторых конструкциях в СССР — экономайзеры
Каблиц и др.) пластины имеют ребра. Этим обеспечивается
возможность отливки пластин тонкостенными, так как ребра придают
пластине жесткость, сами же ребра образуют при сборке пластин
в один элемент ряд каналов. Недостатком этих конструкций
является более трудная сборка и обеспечение плотности (так как
чугунные пластины при литье ко-
пдга$оВ тгшрь Выхвдвоцдуха робятся и не гибки) и отно-
\ "X сительно более тяжелый вес.
d) Воздушные
экономайзеры регенеративного типа
В противоположность
металлургическим
регенераторам, в которых в качестве
аккумулятора и передатчика
тепла употребляется насадка
из огнеупорного кирпича, попеременно нагреваемая газами и
охлаждаемая воздухом, в воздушных экономайзерах употребляются
металлические поверхности (пластинки), имеющие большую боковую
поверхность, которые быстро нагреваются и также быстро отдают
свое тепло воздуху.
Известная конструкция воздухоподогревателя этого типа Люнгстрема (фиг. 60).
В неподвижном корпусе вращает я на оси решетчатый регенератор^ обогреваемый
с одной стороны газами, с другоч стороны — отдающий тепло воздуху. Воздух по
большее части всасывается для того, чтобы уменьшить разность давлений между
воздухом и газами.
Фиг. 60. Воздушный экономайзер
Люнгстрема.

Ь4 т III. Отд. 1. Производство пара. "V. Арматура
V. Арматура паровых котлов
1. Питательные приборы. В качестве питательных приборов
применяются главным образом поршневые и центробежные насосы
и инжекторы. Для новых и более крупных установок применяются
только центробежные электронасосы и турбонасосы. Применение
приводных (через трансмиссию) насосов редко.
О производительности питательных приборов и о числе
насосов с паровым двигателем см. Правила Народного комиссариата
труда, ст. 21 (стр. 139).
2. Питательные клапаны и питательные трубопроводы. При
высокой паропроизводительности котлов и высоких давлениях
в целях уменьшения размеров, а также
для повышения надежности
целесообразно делать не менее двух вводов воды
в котел. Напорный трубопровод следует
располагать, избегая образования
воздушных мешков. При поршневых
насосах обязательно ставить воздушные
колпаки. При питательных насосах с
механическим приводом (рекомендуется и при
паровых поршневых насосах) на
нагнетательной трубе надо ставить
предохранительный клапан.
Скорость воды в питательных трубо-
фиг. 61. проводах при поршневых насосах до
1 MjceK, при центробежных насосах —
до 1,5 м/се/с. На нагнетательной линии должен быть обратный
клапан, автоматически закрывающийся под давлением воды в котле
(фиг. 61). Обратный (также называется питательным клапаном)
клапан должен иметь направляющие снизу и сверху клапана, чтобы
была устранена всякая возможность перекашивания и
заклинивания.
Между котлом и обратным клапаном ставится обязательно
какое-либо запорное приспособление (вентиль, задвижка, кран)
для того, чтобы, закрыв последнее, можно было произвести
осмотр и ремонт обратного клапана, не выключая котла из
работы.
Ввод воды в котел следует располагать у наинизшего уровня
воды в котле или выше с целью обезопасить котел от
опоражнивания при неплотности обратного клапана.
В водотрубных котлах питание целесообразно производить
в особый лоток (корыто), обеспечивающий равномерное
распределение поступающей воды по всему барабану. Эго препятствует
охлаждению стенок барабана холодной водой, прогревает воду,
способствует частичному выделению накипеобразующих (при питании
неочищенной водой) в самом корыте и выделению воздуха прямо
в паровое пространство.

Арматура паровых котлов
65
Автоматическое регулирование питания
обеспечивает равномерность питания. Это особенно необходимо и
важно при питании водотрубных котлов высокой паропроизводи-
тельности, водяной запас которых испаряется в несколько минут;
также важно при сильных колебаниях отбора пара.
Фиг. 62 изображает автоматический регулятор питания системы Ганнемана
(Hannemann), основанный на принципе поплавка. Поплавок е, направляемый
стержнем d, направляющей трубой Ь, действует при помощи стальной ленты, движущейся
по роликам, на
регулирующий клапан, включенный
в общий питательный
трубопровод.
В месте с
расположены два отверстия для
входа пара;
g—регулирующий клапан, /—нагнетал ь-
ный трубопровод. При
высоких и самых высоких
давлениях, по соображениям
безопасности и удобства
обслуживания, поплавок
помещают в особый сосуд,
рядом с барабаном. При
этих условиях поплавок
работает в спокойной и
плотной воде (без паровых
пузырей) и может быть
выключен при различных
повреждениях.
Применяются различные
комбинации поплавковых
регуляторов с сервомоторами
или электрическими
приводами. Другие регуляторы
действуют на
регулирующий клапан при помощи
диафрагм, или тгрмостатов (используется линейное расширение металлической
трубы при колебании температуры во время заполнения трубки паром при
понижении уровня воды в котл^). Применяются различные сигнальные пробки,
дающие знать кочегару, что уровень воды в котле упал ниже допустимого или
поднялся выше допускаемого. Наиболее надежно работают поплавковые паровые
свистки, менее надежно—легкоплавные пробки со свистком.
Часто применяемый в современных котлах регулятор К о п е с а
(Copes) работает с термостатом. Последний находится вне котла и
соединен с паровым или водяным пространством котла. Каждое
изменение стояния уровня воды (в определенных границах) вызывает
линейное удлинение термостата, которое используется для
перестановки регулирующего клапана.
3. Запорные и спускные приспособления, а) В качестве
запорных приспособлений служат проходные или угловые
вентили и задвижки, диаметр которых определяется по формуле
Фиг. 62. Автоматический регулятор питания
Ганнемана.
где: й —диаметр проходного сечения [мм],
D — максимальное часовое количество пара [кг],
Y — удельный вес пара [кг/мЦ, см. I т., стр. 661 и ел.
Зак. 2893 — Htitte, Справочник для инженеров, т. III

66 T UT. Отд. 1. Производство пара. V. Арматура
Фиг. 63. Паровая задвижка для высокого давления
(Шумана).
w— скорость пара [м\сек\, w выбирается от 20 до 30 м\сек для насыщенного
пара, до 50 м\сек для перегретого пара.
При крупных котлах и высоких давлениях в целях избежания
крупных диаметров вентилей или задвижек целесообразно разделять
трубопровод на
несколько параллельных
меньшего сечения.Пе-
ред пароотборными
вентилями ставят в
котле щитки,
сепараторные трубы,
сепараторы для
задержания уносимой с
паром воды.
М атер и ал. При
давлениях свыше 12 am
— стальное литье, при
очень высоких
давлениях — кованая сталь.
Гарнитура (клапан, седло, кольца, шпиндель) —из никелевых
сплавов, никеля или из нержавеющей стали.
Неизбежные в запорных вентилях резкие повороты струи
пара ведут к довольно значительной потере давления, которая
возрастает по мере увеличения диаметра
вентиля и скорости пара в вентиле1). Поэтому
предпочитают, особенно при установке
крупных паропроводов, применять специальные
вечтили (Косва, Идеал и т. п.) или задвижки
(Шулана и др.), (фиг. 63). Задвижки имеют то
преимущество перед вентилями, что при
полном открытии дают прямой и полный (равный
диаметру трубопровода) проход пару. Полное
грижатие друг к другу уплошяющих колец
производится механическим путем, например
затяжкой клином, раздвигающим обе тарелки
задвижки.
Ь) Спускные приспособления.
Располагаются в наиболее низком месте котла.
Употребляются вентили, задвижки, краны.
Вентили обычно менее плотны, чем краны и
задвижки, так как скопление кусков накипи или
ржавчины под клапаном нарушает плотное
прилегание и при остановке питания котла может по- "
вести к его опоражниванию. Требуется частая чистка и притирка.
Краны при высоком давлении труднее открываются. Двойной запорный
Фиг. 64. Спускной
вентиль»
1) Опыты Guilleaume на Берлинской ЦЭС 1915 г., также журнал Баварского
о-ва надзора за котлами 1924 г. № 9, 10, 11, 12, „Die WSrme- 1929 г. № 36 — 42
1925, № 3, 4 и Ь.

Арматура паровых котаов
67
Фиг. 65. Спускной кран с
двойной стенкой для паровых
котлов.
вентиль между котлом и краном является потому наиболее
рациональным. Фиг. 64 представляет особую конструкцию спускного вентиля
с легким обслуживанием,быстрым
открытием и закрытием и возможностью
производить притирку под давлением. Для
высоких давлений седло и клапан
выполняются из никелевого сплава. Важно,
чтобы спускное' приспособление было
легко доступно, защищено от газов и
сырости. Для непрерывной продувки
употребляются особые краны или
задвижки, позволяющие точную отрегули-
ровку (фиг. 65).
4. Указатели уровня воды в котле.
Для давлений до 25 am применяются как
круглые стекла, так и отражательные
плоские стекла типа Клингера (фиг. 66).
Диаметр круглых стекол 20 мм, длина
по возможности не менее 250 мм.7 Для
защиты кочегара от ожогов и ранений
осколками при разрыве стекла
последние защищаются особыми ограждениями
(см. Правила НКТ СССР, ст. 24).
Стекла Клингера не нуждаются в ограждении. Преимущество этих стекол—
ясность показания, так как вода кажется темной, а пар—серебристо светлым. Для
облегчения наблюдения при высоких
котлах стекла наклоняются на ок. ЗЭ°, кроме
того, применяются приборы дальнего
показания, т. е. удаленные от барабана котла
и приближенные к полю зрения кочегара
обычно вниз. Примером таких
отнесенных водоуказателей может служить водо-
указатель системы Igema, схема которого
представлена на фиг. 67. Передача
показания производится при помощи воды котла
и залитой в трубку нерастворимой в взде
жидкости, имеющей такой удельный вес,
что разность уровней жидкости в U-образ-
ной трубке устанавливается и колеблется в
соответствии с положением уровня воды
в котле.
Материал. При давлениях
свыше 25 am применяется для
седел и клапанов никелевый сплав
или чистый никель, и требуются
особые резервные
предохранительные запорные приспособления.
Корпус водоуказателя для высоких
давлений—стальная отливка или
кованая сталь. Наиболее труден
вопрос выбора стекла, которое должно
противостоять не только механическим усилиям, но и
химическому воздействию, не теряя при этом своей прозрачности. Чаще
Фиг. 66. Водоуказа-
тел»ный прибор
Клингера.
Фиг. 67. Во-
доуказатель-
ный прибор
„Игема".
5*

68 1\ III. Отд. !.• Производство пара. V. Арматура
всего в этих случаях ставят ряд небольших круглых или
прямоугольных стекол в шахматном порядке в одной общей оправе таким
образом, что одно стекло является как бы смещенным в сторону
продолжением другого. Чрезвычайно важно—особенно при высоких
давлениях — охранять стекла от сквозного ветра, который может
вызвать разрыв стекла при одностороннем его охлаждении.
5. Указатель наинизшего уровня в виде металлического
знака (стрелки или дощечки) должен быть прикреплен к котлу и,
кроме того, отмечается на самом стекле заметным образом.
6. Предохранительные
клапаны. Необходимые
размеры предохранительного
клапана определяются по формуле
(см. правила НКТ СССР, ст. 10
по 19)
Фиг. 68. Предохранительный клапан. * ' р '
где d — диаметр клапана [см],
h — подъем клапана [см],
Р — абсолютное давление в котле [am],
Н — поверхность нагрева котла [м2].
В основу этой формулы положено паронапряжение поверхности
нагрева котла £>/// = 50 гс2/м2час.
В Германии применяется формула Reischke и Cario1):
'=£.#]/"«
Где F— сечение клапана [мм2],
k —15 для низкоподъемных клапанов> 5 для полнопроходных клапанов,
Н — поверхность нагрева котла [м*]*
р — рабочее давление в котле [am],
Y — удельный вес пара при давлении р [кг\м*\.
В основу этой формулы положено паронапряжение й/Н=*
£= £0 кг\м-час\ при более высоких значениях D/H, например 40—
50 л*3 и более, производится пересчет.
Полнопроходные клапаны — подъем составляет не
менее ХД их диаметра — могут иметь площадь поперечного сечения
в 3 раза меньше, чем обыкновенные клапаны.
Давление пара на каждый клапан, как правило, не должно
превышать 600 кг9 при большем давлении следует ставить два или
большее количество клапанов (исключение из этого правила см.
ст. 18 Правил НКТ СССР). Клапаны с рычажной нагрузкой обычно
предпочитают клапанам с непосредственной нагрузкой.
На фиг. 68 изображен открытый, хорошо доступный клапан;
его правильное положение, строго горизонтальное во всех
направлениях, легко может быть проверено. Опорная призма точки
поворота рычага заключена в обойме, которая прикрепляется к фланцу
х) В последнее время применяется формула Clave F = 3 —

Топки
69
коробки сквозным болтом с гайкой, а не шпилькой. Точка, в
которой передается давление рычага на клапан, может лежать в одной
плоскости с опорной поверхностью седла или немного ниже. Рычаг
покоится на ножах. Ось вращения, точка, в которой передается
давление на клапаны, и точка подвеса груза должны лежать в одной
плоскости. Рычаг должен иметь достаточно прочные размеры, ножи
должны иметь достаточную длину.
Правильные размеры клапаны получают при соблюдении
следующих соотношений: наименьшее расстояние между ножами равно d>
высота рычага над средним ножом — 2d/3, толщина рычага — d/S.
Седло клапана плоское или реже коническое — не должно быть шире
2—2,5 мм. При плоском седле клапан реже заедает, но конические
гарантируют большую
плотность (угол седла 45°).
Направляющие клапан крылья
должны быть возможно
длиннее. Рычаг направляется
вилкой или серьгой, сверху
замкнутой, ограничивающей
вместе с тем подъем клапана.
Фиг. 69 изображает
строенный
предохранительный клапан полнопроходный
для крупного котла. При
устройстве четырех
клапанов в виде одного
агрегата необходимо рычаг с грузом ставить попеременно в ту и
другую сторону.
Вместо грузовых иногда употребляют пружинные клапаны (очень
распространены в США), с непосредственной или с рычажной
нагрузкой. Применяются преимущественно на котлах,
подверженных сотрясениям (подвижные, котлы паровозные, пароходные).
Грузовые рычажные клапаны надежнее, чем пружинные.
7. Манометры применяются обычно пружинные (Бурдона) или
пластинчатые. Манометры не должны подвергаться действию
температур, значительно первышающих температуры, при которых
устанавливалась шкала. Поэтому их необходимо оберегать от
действия лучистой теплоты, кроме того, передавать давление через
так называемую сифонную трубку, заполненную водой.
Фиг. 69, Строенный полнопроходный
предохранительный клапан.
VI. Топки')
а) Общие сведения
Котел, перегреватель, водяной и воздушный экономайзер
являются теплообменными аппаратами, т. е. получают
1) Н a i е г, Dampfkesselfeuerungen, Berlin 1910, J. Springer. — L e n ha г t, pampf-
kesselfeuerungen Lux Braunkohle, Berlin 1928, J. Springer. — В 1 e i b t r e u, Konlen.

70 Т. Ш. Отд. 1. Производство пара. VI. Тонки
тепло от газов и отдают его в виде пара, горячей воды, нагретого
воздуха. Топка является устройством для производства тепла,
т. е. для выделения химически связанной в топливе потенциальной
тепловой энергии (теплопроизводительности топлива), путем
соединения топлива с кислородом воздуха (горение).
Обстоятельства, влияющие на выбор системы топки, чрезвычайно
разнообразны. Нижепомещаемая схема (табл.8) дает указания на
примерную зависимость типа топки от сжигаемого топлива и его тепло-
производительности. Следует обратить внимание, что хотя как
зольность, так и влажность топлива значительно влияют на теплопро-
изводительность топлива, имеется существенное различие, явилась
ли пониженная теплотворная способность топлива следствием
высокой влажности или же высокой зольности (засоренности) топлива.
При выборе и* конструктивном оформлении топки играет также
весьма значительную роль размер кусков, содержание летучих,
свойства кокса, спекаемость, растрескивание в огне, свойства шлака
(температура плавления) и т. п.
Пределы колебаний различных характеристик топлива:
1. Теплотворная способность от ок. 12000 до 1000 кал/кг
2. В л а ж н о с т ь „ „ 1 „ 65 %
3. 3 о л ь н о с т ь „ „ 1 „ 80 %
4. Основные виды: нефтетопливо и другие жидкие топлива, антрацит,
тощий, жирный, пламенный, газовый, коксовый, каменные угли, лигниты, бурые
угли, древесное топливо, торф и т. д.
5. Размеры кусков зависят от рода топлива, от сортировки и
установленного торгового сортамента кусков.
6. Содержание летучих, в зависимости от рода топлива.
7. Свойства в топк е—сдекаемость, растрескивание, слеживание, земли*
стость.
8. Температура размягчения и плавления золы: тугоплавкая»
легкоплавкая (от 1500 до 1000°).
Табл. 8 показывает сферу применения различных топок.
Само собою разумеется, нельзя буквально следовать этой
схеме, так как выбор, например, механической топки или ручной
решается не теплопроизводительностью топлива, которое имеется
в виду сжигать, а размером котла. Возможно применение в
отдельных случаях и специальных топок. В последнее время с развитием
пылеугольных топок приобрели значение при конструировании
топок топочные пространства (его форма, объем, высота, тепловое
напряжение,, форма и расположение сводов и т. п.)*
Ь) Основные теоретические данные
Пусть означает: "*
В — часовое количество (вес) сжигаемого топлива [кг\час]^
D — п » п выоабатыв. пгра »
ti — тепло парообразования [кал[кг\, _
etaubfeuenmgen, Berlin 1930, J. Springer. — Seufert, Verbrennungslehre und-Feuer-
ungstechflik, Berlin 1923, J. Springer-—M а с a r d, Zusammenhange zwischen Feuerraum,
Feuerraumtemperatttr und Wirkungsgrad, „Die Wa^me", 1930. —H e г b e г g, Feuerungs-
lechnik und Dampfkesselbetrieb, 1928, J. Springer,

Таблица 8. Примерная схема применения типов топок в зависимости от топлив
Теплопроизводитель-
ность QJi кал/кг
кал(м9
Мелкие топки для
котлов большого водяного
Объема, для небольш ut
водотрубных котлов
(до 200 и*2)
Среднего размера
установки *■
Крупные установки
высокой jiaponpo-
изводительности
8000-5000
Каменные угли
Антрациты
Каменноугольные
брикеты
Плоская ручная
решетка. Плоская
решетка с механич.
забросом.
Наклонная решетка
Мелк. топки
с нижней подачей
Цепная топка
Цепная топка
с позоиным дугьем
Топки с нижней
подачей (стоккеры)
Цепные топки
с позонным дутьем
Топки с нижней
подачей (стоккеры)
Пылевидные топки
Нефтяные топки
Газовые топки
5000—3000
Бурые угли
\ Коксовые
отбросы
Шла мм
Штыбы
Плоская ручная
реиетка
Наклонная
решетка
Цепная
решетка
с позонным

дутьем.Наклонные и
ступенчатые
механические топки
Цепные топки
с позонным
дутьем.
Наклонные
переталкивающие
решетки с
нижним дутьем
30СО—1200
•Бурые угли.
Дрова, торф,
сланцы, корье,
огдубина
Ступенчатая
peine iKa
Ступенчатые
толки
переталкивающего тила или
каскадные.
Двускатное топкл
Шахтные топки
Наклонные
переталкивающие
топки с нижним
дутьем. Шалтно-
целные с нижним
дутьем. Сжигание
во в вешенном
сотоянии |
у в качестве вспомогательных !
)
800Э—6000

Каменноугольная
пыль
Буро-
угольная
пыль
1опки
для пыле- |
видного
отопления
12 000—600С
Нефте-
топливо
Масла,
смолы
Нефтяные
толки
8^00—950
Натуральный
газ, светильный
газ,
коксовальный газ,
генераторный
газ, доменный
газ
Газовые
топки

72 Т. III Отд. 1. Производство пара. VI. Тогога
г\у — коэфициент полезного действия котельной установки,
сР — теплотворная способность (низшая) рабочего топлива \кал\кг\
и *
Количество сжигаемого топлива В для образования D кг пара
определяется по формуле:
В = — кг/час,
так как
или
^-OS
Ъ^И'~7&~ (см* стр* 5)
ор
то
В = D/Я,
где Я—и спа р ите ль н о с ть топлива.
Коэфициент полезного действия котельной установки.
В работающих установках к. п. д. устанавливается путем
проведения испытаний по возможности при различных нагрузках.
Указать значение к. п. д. в общей форме и в достаточной степени точно —
затруднительно, так как играет роль целый ряд факторов. Грубо ориентировочно
можно считать: ручные топки, малые котлы (до 150 м2) без экономайзера — 67—
— 70°/0, с воздушным или водяным экономайзером —- 75—80°/0; механические топки
и средних размеров котлы (до 40Э м2) без экономайзеров — 70—74<"0; с
экономайзерами — 80—83о/0; крупные котлы с водяным или воздушным экономайзером —
84—88о/0.
При проектировании приходится заранее оценивать
к. п. д* установки, причем наиболее надежным является установить
потери тепла £#, т. е. составить тепловой баланс. Тогда
^=100 —£?.
Тепловые потери
1. Потеря с уходящими газами = Q8 кал\кг или — X Ю0 =q2 в °,0.
2. Потери от химически неполного горения (Q3, g3)
3. Потери от механически неполного горения (Q4, #4)
Эти потери слагаются из:
потери от провала q?*P \
потери со шлаком и золой . . ....... q^A
потери от уноса gXw
Потеря в топке
4. Потеря в окружающую среду (лучеиспускание) (Q5, #5)
5. Потеря при растопке, пуске, остановке (ф6»2б)

Тепловой баланс 73
Коэфициент полезного действия топки
^ - 100 - q3 - q, - qf = 100 - q3 - q'f - q™ - tf" - tf %,
„m
Сумма потерь
причем q'£ — доля потери в окружающую среду, относящаяся
к самой топке.
Е? = Я2 + % + ч\ + чь + % %;
£Q = Q2+ <?з+ Q4 + <?5+ % кал/кг \
<?2 = <?1 + <?2+<?з+С?4+<?5+<?6 (баланс тепла)
Полезное тепло, утилизируемое котлом, перегревателем и
экономайзером:
1. Потеря с уходящими газами. Эта потеря представляет собою
внешнее тепло, заключающееся в продуктах горения по выходе за
пределы поверхностей нагрева котельной установки. Эта потеря
обычно подсчитывается по формуле (Bunte):
-■ * - [d,536 «£,+со) • °>32+^тг- • °'48 ] -(7^каЛ^
где С — содержание в топливе углерода (С) за вычетом углерода,
содержащегося в провале, уносе, шлаках, т. е.
и - юо '
где
с — °/о содержания углерода в очаговых остатках,
А — количество очаговых остатков (провала шлаков, уноса) в о|0 от 1 кг
топлива.
Для быстрых подсчетов потеря с уходящими газами
определяется по формуле Siegert'a:
Q2 = k • (Ту — te) • С02 кал/кг,
где
te — температура воздуха,
С02 — °/о содержания углекислоты в уходящих газах в о/0 объема,
ft — коэфициент, значение которого в зависимости от влажности топлива
и различного содержания СОа берут по кривой на фиг. 70.
Формула Зигерта практически применима при
содержании'продуктов неполного горения не более 0,3%; в случае превышения
этого предела результаты подсчета по формуле получаются сильно
преувеличенными.
При ^точных подсчетах, при обработке приемочно-сдаточных
испытаний котельных установок или научно поставленных
испытаний, с составлением точного теплового баланса следует руково-

74
Т. Ш. Отд. ,1. Производство пара. VI. Топки
диться „Нормами испытаний котельных агрегатов",
утвержденными IV Всесоюзным теплотехническим съездом 1).
2. Потеря от химической неполноты горения. При химически
неполном горении образуются газообразные продукты неполного
горения (СО, СН4, Н2, CmHn) как при сжигании топлив с большим
содержанием летучих, у которых в период выделения газов
уносятся в газоходы несгоревшие углеводороды, так и при более
тощих топливах (антрациты,
тощие угли), при сжигании
которых не всегда обеспечивается
полное сжигание образующейся
окиси углерода (СО).
Имеющие место и опасные
для целости котлов явления
догорания газов в газоходах,
например в перегревателе,
являются всегда признаком
неполного химического горения
в топке. Избежать это
явление помогает: большое
топочное пространство,
перемешивание газов в топке (завихрива-
ние), ввод вторичного воздуха
(особенно полезно, когда
воздух подогрет). При тщательном уходе за топкой и правильной
конструкции топочного пространства потеря q* не превосходит 1%
(см. ниже таблицу значений qs).
Так как высшая теплопроизводительность одного нормального м*
го зо w so
Влажность топлива
Фиг. 70.
60Qw%
водорода (Н2) = 3070 кал
окиси (СО) = 3050 „
""■^ = 9470 „
метана (CHJ
и теплосодержание одного нормального ж3 продуктов горения при '
температуре горения и содержании С02 = 12% равно 500 до 570 кал,
то 1% содержания в газах Н2 или СО вызывает потерю 5—6%,
1% СН4 —16—19%. F /0'
Условно считая, что продуктами неполного горения является
только окись углерода (СО), — это делается для упрощения анализа
газов и подсчетов,— потерю от химического неполного горения
определяют по формуле:
СО
<?3-56J- CQ,c^^M
где R02 = С02 + S02 — определяемое анализом газа
(аппаратом Орса).
*) „Изв. Теплотехнического института" 1928 г. № 4/37). См. также инж. Т а-
т и ще.в С» „В. „Тепловой баланс" Сборник по энергегике 1932 г.

Тепловые потери
75
Практические значения для #3 (в %)'
Ручные топки на пламенном топливе 2—5
„ » » антраците 0—2
Механические топки с вертикальным забросом 1—-3
То же с топливным затвором 0—1
Шахтные топки ...» 0—1
Ступенчатые и наклонные решетки ...... 0—3
3. Потеря от механически неполного горения, а) Потеря
от провала является следствием широких Прозоров между
колосниками, большого содержания мелочи в топливе, при сжигании
рассыпающихся и неспекающихся углей. Практически значения q%p
колеблются в пределах (в %): '
Ручная топка на крупном топливе...... J—-4
То же на мелком „ 3—5 и более
Механические топки 1—3 (в предтопочной части
цепных решеток до 5о/0)
Шахтные топки на дровах 1—0
я „ „ торфе 3—5
При сжигании топлива с содержанием мелочи на. цепных
топках в целях уменьшения провала ставятся колосники с узкими
прозорами (1—2 мм) или специальные колосники. Смачивание
топлива уменьшает провал. Важна проба топлива для определения
содержания мелочи. Во всех случаях следует использовать
возможность собирания провала через колосники и его обратного
возвращения и использования в топке.
Ь) Потеря со шлаками и золой подсчитывается при
содержании золы в угле А°/0 и при и % горючей массы в очаговых
остатках (огарках) по формуле
ашл_л и ',7900
Теплопроизводительность горючей массы в огарках принимается
за 7900 кал, зольность топлива А дается анализом топлива,
значение и берется из следующей табл. 9.
Таблица 9
Тип топки
Малозольное
топливо
Зольное
топливо
Ручные топки •
Цепные толки без шлакового_порога . .
Цепные топки со шлаковым порогом
Топки с нижней подачей и шлакозажигательной
камерой
.Перетаскивающие топки с верхней подачей или
ступенчатые механические топки со шлаковым
порогом или щлакодоясигатедышй камерой* • . .
20
15
10
10
10
40
30
20
20
-Цифры в табл> 9 указаны для нормальной нагрузки тонок.

76 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
Если отобрана проба шлака и золы и определена в лаборатории
теплотворная способность очаговых остатков QMA шлака и
количество их по весу равно Ь кг, то потеря q™A шлаков определяется
по формуле;
чГ =
ъ.о>шл
•ioo<y0
с) Потеря от уносаисажеобразования зависит от
рода топлива и размеров топочного пространства (зависит от
напряжения топочного пространства); особенно велика потеря от уноса
при сжигании более тощих углей, при высоких напряжениях может
доходить до 10 — 2С%. Использование
уноса, удаляемого из газоходов за
котлом и воздушным или водяным
экономайзером, возможно и желательно из
экономических соображений также
устройство особых уловителей и
транспортирующих приспособлений для* обратного
возвращения в топку. Относительно
нагрузки топочного пространства см. стр.83.
________ Сажеобразование при сжигании углей
* юхюом* со значительным выходом летучих про-
ПоВерхностьнагпева котла исходит от расщепления углеводородов
фиг- п* на углерод и водород, причем углерод
выделяется в виде сажи. Основными
мерами борьбы с сажеобразованием является высокое топочное
пространство, перемешивание газов устройством особых
направляющих сводиков и впуск вторичного воздуха.
4. Потеря в окружающую среду зависит от конструкции и
размеров котельной установки, ее паропроизводительности, кон-
струкции, качества обмуровки и изоляции, футеровки и способа
охлаждения топочного пространства (экранирование, воздушное
охлаждение) и колеблется в широких пределах. В малых установках
около 100 м2 эта потеря может доходить до 10% и более, в
крупных установках с котельными агрегатами до 1500 м2 и более эта
потеря ниже 1%.
Абсолютная потеря с повышением нагрузки котла несколько
повышается вследствие более высокой температуры стенок
обмуровки, относительная потеря (т. е. на 1 кг сжигаемого топлива)
снижается.
Кривая на фиг. 71 дает примерные значения qb водотрубных
котлов при нагрузке 30—40 кг/м2 час, в зависимости от метража
котлов.
5. Потеря на растопку, пуск, остановку котлов имеет место
при прерывистом режиме и в зависимости от местных условий
может доходшь до 10%. Так как практически невозможно
обеспечить совершенную плотность дымовых заслонок, то во время оста-

Испытание котельной установки
77
новок котла в котельные газоходы присасывается холодный воздух,
охлаждающий котел и обмуровку. Эти зачастую весьма
значительные потери тепла при пуске котла в эксплоатацию должны быть
сперва восстановлены (т. е. котел и топка вновь нагреты).
Применением глушителей тяги эти потери могут быть весьма значительно
снижены.
Прочие потери (остаточный член баланса). Так как при
испытаниях котельной установки обычно определяются только потери
апр
чТ
то все остающиеся потери объединяют в одну общую потерю
остаточный член Qocm.
Очевидно п v« i i i
сюда же входят и потери вследствие неизбежных погрешностей
наблюдений и измерений.
Обратить внимание при эксплоатации. При сжигании малозольных топлив
потеря в очаговых остатках настолько невелика (1—2о/0), что выгоднее, не считаясь
с этими потерями, ипи на повышение С02 в целях сокращения потери с уходящими
газами; наоборот, при зольных топливах (особенно с легкоплавкой золой) часто
выгоднее работать с несколько более низким С02 в целях дожигания топлива.
В каждом отдельном случае это возможно проверить и установить простым
расчетом. Надо стремиться не к минимуму каждой потери q2, q% и qif а к тому, чтобы
сумма их была минимальной.
с) Пример испытания котельной установки
I. Руководитель испытания
II. Описание и основные
размеры установки
Поверхность нагрева (например вертикаль-
То же (например с висящими змеевиками)
То же (например ребристого) водяного эко-
То же (например карманного типа) воздуш-
Площадь (например цепной с дутьем топки)
III. Данные измерений
а) Топливо
Месторождение, анализ, данные пробного
грохочения, размеры кусков, максимальное
С02, содержание летучих
Единица
измерения
"
5/IX 1932
мин.
кал\кг
кг
Числовые
значения
40С
150
280
300
13
480
7500
| 13 600

78
Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топтаг
Сожжено в час .
*„ на 1 mz решетки
Ь) Очаговые остатки
Всего (провал, шлак, унос из дымоходов) .
В °/о от сожженного топлива
Содержание горючего в очаговых остатках
вода y
поверхности
с) Питательная
Испарено всего за опыт . .
„ за 1 час
» „ 1 „ на 1 л*
нагрева
Исларено за 1 час на 1 м2 поверхности
нагрева в пересчете на нормальный пар
640 кал/кг
Температура при входе в экономайзер . .
„ „ выходе из экономайзера .
d) П ар
Рабочее давление в котле
Температура перегретого пара за
перегревателем •
Затрата тепла на парообразование в котле
„ „ „ перегрев пара в
перегревателе
Затрата тепла на подогрев воды в
экономайзере ... • • . .
Полная затрата тепла на парообразование
е) Продукты горения
Содержание С02 за котлом
C02-f О, за котлом (для контроля содерж.
СО)
С02 за водяным экономайзером
С02 „ воздушным экономайзером ....
Температура газов (в топке, над трубами,
цо и за перегревателем)
Температура за котлом • . . . .
„ „ водяным экономайзеэом .
„ „ воздушным экономайзером
f) Воздух
Температура воздуха при входе в
воздушный экономайзер
Температура воздуха при выходе из воз*
душного экономайзера
Температура воздуха при входе в телку .
g) Тяга
.Давление дутья под решеткой. ... ...
Разрежение под решеткой
„ га котлом
„ „ водяным экономайзером . .
„ „ воздушным экономайзером
Единица
измерения
Числовые
значения
кг/час
кг/час м2
кг
кг/час
кг/час м*
°Ц
кг/см2
°Ц
кал/кг
мм вод. ст.
1700
130
952
7
8
125 С40
15 630
39,1
42,8
95
140
25
380
526,7
95,0'
45.0
666,7
14
19,4
13,5
13,0
400
290
190
15
120
114
±?
—13
—20
-28

Испытание котельной установка
79
h) Испарите л ьность
Видимая испарительность: 1 кг топлива
испарит
Приведенная испарительность к
нормальному пару 640 кал/кг
IV. Тепловой баланс, отнесенный к
1 кг топлива:
а) Использовано:
Ь) Потеряно:
с внешним теплом уходящих газов .
остальные потери (от химич.
неполноты, унос, в окружающую среду
Единица
измерения
кг
кал
5123
921
436
1 6480
675
45
300
Числовые
измерения
9,7
10,1
°/о
68-3
12,3
5,8
£6,4
9,0
0,6
| 4,0
| 1020 1 13,6
7500 1 100о/о
d) Сжигание топлива в топках 1)
Общие данные. Относительно химических соотношений в
процессе горения см. т. I, „Теплота". Процесс горения есть окисление
горючих частей топлива (С и Н и незначительно S) в конечные
продукты горения С02, Н20 и 02. Происходящее в котельных
топках горение топлива является сложным процессом, с одной стороны,
газификации топлива, т. е. выделения его летучих частей, смешения
продуктов газификации с воздухом и сгорания этой смеси в виде
пламени, а с другой стороны — сгорания путем поверхностного
окисления твердого остатка (кокса) топлива, остающегося на
решетке после выделения летучих. Практически процесс горения
нельзя вести с теоретически необходимым количеством воздуха,
всегда должен быть обеспечен больший или меньший избыток
воздуха. Избыток воздуха не должен спускаться ниже определенного
минимума (различного для разных топок и топлив), иначе
получается значительная неполнота горения (образование СО). В случае
излишне большого избытка воздуха происходит понижение
температуры, ухудшение условий, благоприятствующих химическим
реакциям, и в результате также может происходить неполное
1) Aufhauser, Brennstoff und Verbrennung, Berlin 1928, J. Springer.—Hu'.te,
Taschenbuch fur Eisenhtittenleute, Abschn. Verbrennungstechn,, Berlin 193u.

80 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
горение (помимо того, что потеря с уходящими газами сильно
возрастает). На фиг. 72 и 73 представлены соотношения между
теплопроизводительностью топлив, теоретической потребностью
воздуха для сжигания 1 кг (LQ) и объемом образующихся
продуктов горения. Для различных избытков воздуха Rosin и Fehling1)
установили соотношения между топливом, потребным количеством
воздуха Ц и теоретической температурой горения и выразили
эти соотношения в /^-диаграммах для топочных газов.
Qg-низшая теплоппоизвадительностъ топлиба вн -низшая теплоппоизводитслъностъ топлидс
Фиг. 72. Объем продуктов горения
твердых топлив при различных избытках
воздуха.
Фиг. 73. Объем продуктов горения
жидких топлив.
Связь между избытком воздуха а и С02 дана соотношением
С02
тАТ-, достаточно точным для всех твердых топлив (ошибка
по большей части не превышает 1%). Для жидких топлив и газов,
особенно с высоким содержанием Н, требуется точный подсчет,
так как упрощенная формула дает результаты подсчета,
отклоняющиеся в сторону увеличения до 8%. Значения C02max ДЛЯ
различных топлив приведены ниже.
С0*тах С°2тах
Каменные угли . . 18,5—19,0 Бурый уголь . . . 18,3—18,6
Антрацит 19,6—20,0 Кокс, древесный 20,5—20,8
Дрова 20,1—20,4 уголь
Торф 19,2—19,8 Нефтяные остатки 15,5—15,7
Площадь решетки рассчитывается по заданному расходу
топлива В (см. стр. 72) и по принимаемому для данной конструкции
топки и топлива тепловому или весовому напряже-
Q В
нию решетки -=г или -^-, где R — площадь решетки в
непринятые (в Германии) обычные тепловые напряжения решеши
и содержания С02 за котлом приводятся в табл. 10.
iRosin и Fehling, Das It-Diag-raram der Verbrennung, VDI-Verl, 1929.

Равчет топки
Таблица 10
81
Уголь
Конструкция топки
В 1O00 |
кг.кал/м*час
С02, о/0
за котломж
Каменный уголь
Буроугольн.
брикеты
Бурые угли
Ручная, плоская колосниковая решетка
Плоские решетки с автоматическим
забрасывателем
Цепная решетка без дутья
п п с дутьем под решетку
„ я с поьонным дутьем
Топки с нижней подачей
Цепная топка
Переталкивающая топка
Ступенчатая топка (с ручным
обслуживанием)
Ступенчатая механическая топка без
нижнего дутья
То же с дутьем
600— 650
650— 750
80 J— 930
£50—1050
1300-140Э
1300-1400
700— 800
850- 950
450- 500
550— 600
650- 700
8-10
9—10
10-12
10-13
12-14
11-13
11-13
11-13
10-12
11-13
12—14
Деля значения Q/R в данной таблице на теплопроизводитель-
иость (низшую) топлива, которое имеется в виду сжигать, получаем
гесовое напряжение решетки, т. е. B/R кал/м2. В табл. 11
значения Q/R относятся к нормальному режиму топок; при более
напряженной работе обычно берут значения Q/R на 25% выше, при
временных форсировках — на 35% выше. Значение С02 сильно
зависит от того, насколько хорошо покрыта топливом решетка. Для
углей, у которых легко происходят прогары на решетке, точно так же
для зольных углей, значения Q/R следует несколько уменьшать.
Практикой СССР установлены следующие средние напряжения
(весовые) решетки (или зеркала горения) для различных видов и
сортов топлива.
Таблица 11
Топливо и конструкция топки
кг\м* час
Сопротивление решетки и
слоя топлива
в мм вод. ст.
Дрова х)
Простая колосниковая решетка
(влажность дров) W<40'>,o
Шахтная с наклонным зеркалом
горения №<45о/0
Шахтная с вертикальным зеркалом
горения (для очень сырых дров)
W<55o/0
350-400
500
1000
(т)2 (jl\
\400j \COj
(BfR)2 (J4\
\5QQj \COj
m)2 (л\
.1000/ VC02/
i) Формулы действительны при Q^=3000 кал/кг. При теплопроизводитель-
ности, отличной от 3000, надо сделать пересчет, умножив на отношение Q^/3000.
Зак.* 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 6

82
Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Тошш
Продолжение табл. 11
Топливо и конструкция топки
BJR
кг/м2 час
Сопротивление решетки и
слоя топлива
в мм вод. ст.
Торф!)
Простая колосниковая решетка
\Г=4Эо/о
Шахтная топка с наклонным зеркалом
горения W до 55о/0
Шахтно-цепные топки W до 55°/0 . . .
Подмосковный курной
уголь
Плоская решетка с опрокидной частью
для просыпки золы с дутьем . . .
То же
Двускатные топки
Ступенчатые топки
То же
Цепные с холодным дутьем
„ с горячим дутьем .
Антрацит
Во внутренних топках (жаровые
трубы) с дутьем
То же
Во внешних топках в зависимости от
расположения топки
То же .
Каменные угли
Донецкий каменный уголь марки:
Д. .
Д. .
ПЖ.
ПС .
Т . .
300-400
300—500
до 600
250-300
(крупный)
200
(мелкий)
200
250—300
(орех)
200—250
(мелкий)
250—300
400
130-140
(кусковой) -
110—120
(мелкий)
140—180
(крупный)
120—130
(мелкий)
Обычно
90—120
с дутьем
выше
150
120
110 .
ПО
100
4 (т)2.(ж)2
\3o0j \COj
в/
40
5-
о) \
-9 мм
14 ^
вод.
)"
ст.
40—50 мм вод. ст.
55-70 „ „ „
7-8 „ „ „
6-12 „ „ „
15-25
при расчете дутья брать
70 до 100 мм вод. ст.
Ч При неспекающемся угле
(B[R\2 [J0\2
Viooy ' \coJ
нцемся угл<
при спекающемся угле
(т)
юо J
l) Формулы действительны при
ности, отличной от 3000, надо сделать
Q^ = 3000 кал/кг. При теплопроизводитель-
пересчет, умножив на отношение QJJ/3G00.

Топочное пространство
83
Топливо и конструкция топки
B/JR
кг/м2 час
Сопротивление решетки и
слоя топлива
в мм вод. ст.
Нефтяные остатки
На 1 м ширины топки при длине
факела 1,5ж
То же при длине факела 2,2 м . .
11 * » П П 3,0 „. .
„ „ » V п 5,6 „ . .
50 кг
100 „
2С0 „
300 „
I 3 до 12 мм вод. ст. в за-
J. висимости от форсировки
I и устройства топки
Для обеспечения вышеуказанных напряжений на решетке
должен держаться соответствующий слой топлива, а именно;
при антраците кусковом , . 100—120 мм
„ мелочи 60— 80 „
при донецких углях спекающихся .... 150—200 „
„ „ „ неспекающихся „ . . .100—150 „
При подмосковном угле сортированном:
на ступенчатых решетках без'дутья . . . 150—200 „
на плоских решетках с дутьем 125—150 „
при золовой подушке
в 300—400 мм
на цепной решетке с горячим дутьем
(начальная толщина слоя):
при содержании мелочи 10—15°/0 220—250 мм
более 50о/о . . . 150—170 „
При торфе:
с влажностью 25—35о/0 600—700 „
35—420/с 800—900 „
При дровах:
береза крупная влажностью 4Э°/0 ок. 100Э „
осина „ „ 40<>/о ок. 1400 „
Живое сечение решетки, т. е. отношение свободной площади для
прохода воздуха ко всей площади, выбирается в зависимости от рода топлива
примерно следующим:
для антрацита 8—15^0
„ донецкого каменного угля 20—50*/0
„ подмосковного угля 28—30о/0
и торфа и дров 28—30«/о
Топочное пространство. При расчете размеров топочного
пространства руководствуются следующими опытными данными тепло-
напряжения -уг, где V—полезный объем топочного пространства,
т. е. за вычетом мертвых углов, образуемых потоком газов.
Значения Q/V
Каменные угли — при 40—50о/0 летучих . . 230 кал/м3 час
40о/0 „ . . 330
30о/0 „ . . 420
А » * * 20°/о „ . . 450
Антрацит и тощие угли 350 „ „
Подмосковный уголь 220
Торф, дрова 300—450 „
Газ , 200-350 „
при специальн. форсунках выше,
см. топки для газового отоплен, стр. 103

84 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
Нефтяные остатки:
при паровых форсунках 250—400 кал!м3 час
т механических форсунках 300—500 п „
Угольный порошок (пылевидное отопление) 100—ЗСО „ „
Более низкие цифры для антрацитовых штыбов, тощих углей, при
специальных, турбулентных форсунках доходит до 350 кал/м3 час.
При больших напряжениях решетки увеличивается унос топлива.
В борьбе с уносом увеличение объема топочного пространства
помогает мало. Более действительным является увеличение длины пути
газов в пределах топки, завихривание и перемешивание газов с
воздухом, устройство отражательных сводиков. Во многих случаях все же
приходится итти на снижение В JR.
Козфициент избытка воздуха а практически держится в
следующих пределах:
Шахтные топки 1,3—1,4
Ступенчатые наклонные решетки 1,4 —1,6
Ручные угольные топки без вторичного воздуха . . 1,7 —2,0
С вторичным воздухом . 1,5—1,7
Антрацитовые с дутьем 1,3 —1,4
Механические с верхним забросом 1,4 —1,6
То же с топливным затвором 1,3—1,5
Газовые топки 1,05—1,1
Пылевидные топки 1,1
Нефтяные топки:
паровые форсунки 1,2 —1,3
механические форсунки 1,1 —1,2
е) Топки для твердых топлив
Колосниковые решетки должны выполнять три основных задачи:
1. Поддерживать топливо, вводимое путем забрасывания (от
руки или механическим способом) в топочное пространство, или
передвигать по топочному пространству, или за счет собственного
веса топлива (наклонные, ступенчатые, шахтные топки), или
механическим способом (цепные, переталкивающие топки).
2. Распределять потребный для горения воздух таким образом,
чтобы он притекал равномерно и в нужном количестве (колосники,
плитки, прозоры между колосниками, щели в плитках, зонное дутье).
3. Шуровка: а) чистка топки от прикипающего шлака для
поддержания равномерного прохода воздуха; Ь) разламывание
спекающихся глыб угля или шлака для обеспечения равномерного
притока воздуха к горючим частям топлива.
Различают ручную шуровку и чистку и* механическую.
I. Простая колосниковая решетка с ручным или
механическим забросом топлива
1. Детали. Топочный фронт предназначается дл^
укрепления шуровочных и поддувальных дверок. Выполняется обычно
из чугуна с толщиной стенки от 15 до 20 мм. У жаротрубных

Топки для твердых топлив
85
Фиг. 74. Топочный фронт для
жаротрубного котла.
котлов каждая жаровая труба имеет отдельную фронтовую плиту.
Если горловина у днища отбортована наружу, то фронт или
крепится к ней болтами или вставляется свободно. Если же горловина
отбортована внутрь, то фронт или крепится к выходящей наружу
части жаровой трубы или
подвешивается к днищу. У котлов с огневой
коробкой особой фронтовой плиты не
делается, и шуровочные дверки
прикрепляются непосредственно к котлу.
У водотрубных котлов фронтовая
плита крепится к лицевой стенке
обмуровки при помощи анкерных
болтов, при этом, если фронт имеет боль
шие размеры и на нем должны быть
расположены две или более
шуровочные дверки, то он делается
составным из двух или более отдельных
плит так, чтобы в каждой плите было
по одной шуровочной и
поддувальной дверке (фиг. 74 и 75). Шуровочному отверстию обычно
придают размеры: 400 мм в ширину и 350 мм в высоту.
Шуровочные дверки чаще всего делаются
одностворчатыми, с вертикальной осью вращения. При ограниченности места
перед фронтом котла (пароходные котлы, паровозы) приходится
делать дверки открывающимися внутрь,
с горизонтальной осью вращения.
Последняя конструкция имеет то
преимущество, что на дверках не
требуется устраивать специальные
запоры для предохранения кочегара ot
ожогов на случай выбрасывания
пламени. Для защиты дверок от прямого
действия лучистой теплоты их делают
либо с двойными стенками либо
ставят на них особый железный
защитный щиток, на расстоянии 80—100 мм.
В дверках делают отверстие для
прохода воздуха, назначение которого
охлаждать дверку. Если в защитном
щитке сделать отверстие против
отверстия в дверке, то при этом можно
будет наблюдать за огнем в топке. Отверстия в топочной дверке
перекрываются розетками для возможности регулирования притока
воздуха.
Поддувальные дверки необходимы для регулирования
доступа воздуха под решетку. Дверки большею частью
одностворчатые с вращением около горизонтальной оси, с приспособлением
для установки в любом положении. Иногда вместо дверок
поддувальные отверстия закрывают приставными заслонками.
Фиг. 75. Топочный фронт для
водотрубного котла.

86 Т. III Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
Шуровочная плита располагается на высоте 750—800 мм
от уровня пола и не выше горизонтального диаметра жаровой
трубы в жаротрубных котлах и служит опорой для шуровочного
инструмента при шуровках. Делается из чугуна толщиной около 20 мм
и прикрепляется на болтах к фронтовому щиту. Чтобы иметь опору
для кирпичной кладки вокруг шуровочного отверстия, на шуровоч-
ной плите укрепляется чугунная рамка. К шуровочной плите
крепятся опорные балки для укладки колосников.
Решетка составляется из колосников, опирающихся на
опорные балки. Колосники обыкновенно чугунные (серый чугун),
реже железные. Форма и размеры колосников должны удовлетво-
Фиг. 76. Простые гладкие
колосники.
Фиг. 77. Полигональные
колосники.
рять условиям: расположение центра тяжести — ниже опорной
плоскости, достаточное живое сечение, хорошее распределение воздуха,
интенсивное охлаждение воздухом и, в силу этого, хорошее
подогревание воздуха, доступность Прозоров между колосниками для
чистки снизу.
Таблица 12. Употребительные размеры колосников
Вид топлива
•
Сильно шлакующееся . .
Толщина
колосника
мм
5 до 6
8 „ 10
10 „ 13
13 „ 20
Ширина
прозора
мм
3 до 6
5 „ 8
8 „ 10
10 „ 15
Длина 1000>/>300 мм в среднем t^60d, где d — толщина
колосника; при длине более 60 см необходимо укрепляющее ребро
по середине. Высота 1/ь до 1/6 от длины, толщина от 5 до 20 мм;
книзу уменьшается. Ширина прозора в зависимости от рода топлива.
Наиболее употребительная форма — простой, плоский колосник
(фиг, 76). Полигональные, ребристые или извилистые колосники
(фиг. 77 и 78) для шлакующегося топлива мало подходящи, так
как затрудняют чистку решетки; более пригодны для низкосортных
малозольных топлив. Плитчатые колосники употребляются для топок
с нижним дутьем (для антрацита и подмосковного угля) при живом
сечении 8 — 12%; щелеобразные отверстия предпочтительнее, чем
круглые, так как дают лучшее распределение воздуха. Для сильно

Топки для твердых топлив
87
шлакующихся углей употребляются пустотелые колосники с
охлаждением водой.
Колосниковые опорные балки служат опорами для
колосников. Передняя балка часто составляет одно целое с шуро-
вочной плитой, а задняя — с опорой порога. Колосники укладываются
с зазором между рядами в 1/зд от длины в расчете на расширение.
С этой же,целью колосники с опорными балками сцепляются только
одним концом, оставляя другой конец
свободным. Опорные балки соединяются ,—пнммшиннтшшп; у
между собой тягами (фиг. 79) и кла- *-=*М\1Щ)\]\^^
дутся в свою очередь на особые желез- £|^Е^^^^^^^^^^Я
ные балки, которые крепятся к шуро- ^^^^^^^^^^^^^^^Э
вочной плите и к опоре порога.
Средние балки делаются С ПрОЗОрами ДЛЯ Фиг. 78. Волнистые колосники,
прохода воздуха, дабы не уменьшать
живого сечения решетки на опорах.
Порог ограничивает решетку, образуя закраину в задней
части последней, и предотвращает переваливание топлива за решетку,
позволяет держать более толстый слой топлива на задней части
решетки и таким путем уменьшает избыток воздуха, производит
некоторое завихрение потока газов, выгодное с точки зрения лучшего
перемешивания газов с воздухом. У топок внутри жаровых труб
порог выкладывается на чугунной опоре, состоящей из
горизонтальной плиты и прилитой к ней вертикальной стенки, замыкаююей
топочное поддувало.
Регуляторы подвода
подвода воздуха в топку служат
"^ЗЕшшвзг
Фиг. 79. Простая колосниковая топка
воздуха. Для регулирования
поддувальные дверки на фронте
топки и шиберы, опускные или
поворотные, в борове за
котлом. Опускные шиберы должны
выходить в направляющую их
раму с возможно малым
зазором, дабы не было прорыва
в боров холодного воздуха,
ухудшающего тягу. Опускные
шиберы подвешиваются с
противовесами.
2. Конструкции. Внутренние топки. В котлах с
жаровыми трубками или огневыми коробками обычно с плоской
колосниковой решеткой. Топочное пространство ограничивается стенками
котла, омываемыми водой, что, с одной стороны, обусловливает
интенсивную теплопередачу, а с другой — низкую температуру
в топочном пространстве. Последнее обстоятельство может быть
причиной химически неполного горения топлива. Преимущественно
годны для сжигания высокоценного топлива, так как размеры
решетки ограничены (не длиннее 2 м). Обслуживание удобное, всю
решетку хорошо видно; чистятся легко и просто, ремонт
небольшой и дешевый. Живое сечение выбирается в зависимости от
сорта топлива (стр. 83). Толщина слоя топлива на решетке дер-

88 Т. III Отд. i. Производство пара. VI. Топки
жится не более 15 см, при более толстом слое увеличивается
сопротивление решетки; тяги может нехватать для црдачи
воздуха в топку в нужном количестве, следствием чего явится
химически неполное горение топлива и появление дыма. Избежать
дымообразования при сжигании жирных углей можно путем ввода
в топку через полый порог или как-нибудь иначе так называемого
вторичного воздуха. Существуют приспособления для
автоматического ввода в топку вторичного воздуха и регулирования тяги,
в зависимости от количества зашурованного угля и содержания
в последнем летучих. Более простым и более надежным однако
путем является возможно более равномерное забрасывание угля на
решетку. В этом отношении хорошие
результаты дают автоматические
самозабрасыватели (фиг. 80). Однако
применение последних, в особенности
в соединении с механизированной
подачей топлива в котельную,
оправдывается лишь при наличии топлива
с устойчивыми качествами и при
равномерной работе, т. е. при
отсутствии резких колебаний в нагрузке
котлов. Если же. качества топлива
в отношении размера кусков, тепло-
производительности, зольности и
свойства золы постоянно меняются,
то применение автоматических
самозабрасывателей не рекомендуется.
В мелких и средних котельных такие
устройства оправдываются также
редко. При необходимости сжигания
низкосортного топлива приходится увеличивать размеры топки
путем пристройки выносной части (фиг. 80).
Наружные топки. Топочное пространство ограничено лишь
сверху поверхностью нагрева котла, с боков же — кирпичной
кладкой и может бытв сделано любых размеров. При недостаточных
размерах топочного пространства пламя заходит в промежутки между
трубами котла, где неизбежно затухает вследствие сильного
понижения температуры, Последствием получается большая потеря от
химической неполноты горения, О размерах топочного
пространства см. стр. 83.
Расход на ремонт огнеупорной кладки значительный. При
открытом поддувале последнее рекомендуется заливать водой, для
чего нижняя часть поддувала должна быть сделана на цементе
водонепроницаемой. Пар, образующийся от испарения воды в поддувале
от падающих туда частиц раскаленного угля, охлаждает решетку,
предупреждает зашлаковывание и облегчает, следовательно, чистку
последней.
При сжигании антрацита таким путем однако предохранить
решетку от перегорания нельзя. Решетка в этом случае делается
Фиг. 80. Механический
самозабрасыватель.

Топки для твердых топлив
89
с малым живым сечением (8—15%), и воздух искусственно
нагнетается с давлением 20—30 мм вод. ст. и более в закрытое
поддувало. Благодаря малому живому сечению решетки и
соответствующей форме отверстий зона наивысшей температуры в слое
удаляется от решетки и последняя таким образом предохраняется от
сильного нагревания. При тугоплавком шлаке антрацит можно
сжигать с „сухим4* вентиляторным дутьем. Если же шлак легкоплавкий,
то приходится прибегать к менее выгодному паровому дутью.
При сжигании подмосковного угля (фиг. 81) решетка тоже
выполняется с малым живым сечением (12—14%) и располагается на
Фиг. 81. Топка для подмосковного угля к котлу „Стерлинг" 329 лР.
350-400 мм ниже шуровочного отверстия. Сжигание ведется на
толстой золовой подушке, способствующей хорошему
распределению воздуха и полной изоляции решетки от раскаленного
слоя топлива. Дутье исключительно сухое с давлением до 80 мм
вод. ст. Для удаления золы из топки некоторые элементы решетки
делаются поворачивающимися на шарнирах. Через образующееся
таким образом отверстие зола сбрасывается в поддувало, откуда
удаляется по особым рукавам в зольный подвал, устройство
которого является обязательным в таких случаях.
При дутье давление в топке держится близким к 0°
(уравновешенная тяга). Расход энергии на дутье вентилятором 1г/2—2%. При
паровом дутье этот расход обычно держится в пределах 6—8%.
Наклонные колосниковые решетки. Кочегар освобождается
от забрасывания угля на решетку. Топливо из загрузочной воронки
сползает под влиянием собственного веса по наклонно
поставленным колосникам. Уклон по естественному откосу для угля 40—45°.
Для сжигания каменных углей колосники делаются во всю длину
решетки, вверху колосники лежат на шуровочной плите, внизу

90
Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Тонки
опираются на балку (большей частью круглое железо). Длина
колосников 1000 до 1600 мм, прозоры между колосниками, как и в обычно
плоских решетках. Применяются в нижних и выносных топках под
простейшими котлами (батарейными). В СССР мало распространены.
Ступенчатые решетки применяются при сжигании
низкосортных, мелких, сильно влажных топлив, например бурых углей,
торфа, опилок. Решетка состоит из наклонных балок (чугунных),
наподобие лестничных косоуров, на которых укладывают концами
ступеньки (плитки 400-ь 500 X 120 X 12 мм (фиг. 82). Угол наклона
решетки при буром угле 32 — 34°, при
торфе 30°, при опилках 40°. Ступенчатая
решетка обычно заканчивается внизу
короткой (длиной около 500 мм)
горизонтальной решеткой, служащей для
скопления золы и шлака и периодического
их удаления. Для этой цели решетки
или выдвигаются или откидываются на
шарнирах. Топливо сползает по решетке
вниз и создает внизу очаг, существенно
Фиг. 82. Ступенчатая топка Фиг. 83. Выносная, отодвигающаяся топка
с сушильной шахтой (КеЦгаапп для лркомобильного котла,
und V61ker)t
влияющий на процесс горения, поэтому требуется внимательное шуро-
Ьание (подталкивание топлива, очистка золы со ступеней) со стороны
кочегара. Длина решеток до 6-т-7 м при высокой паропроизводитель-
ности котла. Требуется устройство переднего и заднего обратного
свода для направления газов и обеспечения зажигания топлива и
поддерживания правильного процесса горения. Для небольших
котлов ступенчатые топки выполняются с ручным обслуживанием, для
крупных —с механическим (механические скребки, толкание
ступенек и т. п.). При очень влажных тоцливах и для увеличения
производительности некоторые топочные фирмы строят особые шахты
для просушки и подготовки трплива. Кроме увеличения
производительности за счет удаления части влаги топлива до его поступления
в активную зону горения, этим экономится также и площадь,
занимаемая топкой (фиг. 83).
Шахтные топки применяются для торфа и дров. В практике

Топки для твердых топлив
91
СССР из значительного количества разнообразных конструкций
шахтных топок в настоящее время имеют преимущественное
распространение:
1. Шахтные топки с наклонными колосниками и постепенно
утончающимся слоем (предложенные в свое время профессором
К. В. Кирш) (фиг. 84).
2. Ступенчатые топки со ступенями, выполненные в виде
чугунных колосников или кирпичных сводов.
Фиг. 84. Шахтная торфяная топка (проект Теплотехнического института).
Преимущества шахтных топок: подсушка топлива в шахте,
непрерывный ввод топлива и автоматическое его движение в топке, вследствие этого
возможность бездымного сжигания топлива с небольшим избытком воздуха (а =
= 1,2—1,3), возможность при небольших разрежениях получить достаточно высокую
производительность.
Недостатки: добавочная потеря в окружающую среду (всегда выносная
конструкция), большой объем кладки, большая теплоемкость, исключающая
возможность быстрого приспособления к колебаниям нагрузки, затруднительность
удаления шлаков.
Условия правильной работы шахтных топок:
1) постепенно утоньшать слой нижней части топок в целях
правильного распределения воздуха через слой;

92 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
2) избегать введения вторичного воздуха в целях избежания
зашлаковывания и уменьшения ремонта;
3) делать позонный ввод воздухз, что позволяет более
экономично весги процесс растопки и прогара шахты (фиг. 84).
Двускатные топки.
Топливо подается не
спереди, а по бокам с двух
сторон через особые
шахты. Две короткие
ступенчатые решетки длиною
примерно по 1 ^
образуют корыто (мульду),
в которое топливо
сползает из загрузочных шахт
по ступенькам.
Целесообразны лишь для
сырых, малозольных топ-
лив, по возможности
одинакового размера кусков
(не более кулака), так как
в противном случае куски
застревают в горловинах.
Загрузочную воронку поэтому целесообразно прикрывать решеткой
(100 X ЮО мм) (фиг. 85).
Фиг. 85. Двускатная механическая топка (Frankel
und Viebahn).
II. Механические топки
1. Цепные топки. Топка (фиг. 86) представляет сэбой
бесконечную ленту, составленную из колосников, медленно движущуюся
и несущую на себе топливо, поступающее на цепь из загрузочной
Фиг. 86. Цепная топка с позонным дутьем (Walter & Co).

Топки для твердых топлпв
03
воронки на фронте котла. По мере своего движения вглубь топки
топливо выгорает, и в конце решетки зола и шлак сваливаются
в золовую воронку. Цепь при обратном ходе под низом охлаждается.
Цепные топки применяются вообще только для водотрубных
котлов, начиная от размера котлов 150 ж2 (в условиях СССР редко
от 200, чаще от 300—400 ж2). Длина топки достигает в
современном исполнении до 7 ж, ширина до 8 ж, при большей ширине
ставят сдвоенные топки, которые прежде разделяли промежуточной
стеной, теперь же в целях экономии площади ставят
непосредственно друг к другу или с прокладкой в промежутке узкой балки.
Различают два рода цепных топок:
1) топки, полотно которых составлено из колосников,
представляющих собой звенья цепи наподобие цепи Галля, собственно
цепная топка (Kettenrost), и
2) топки, полотно которых
состоит из ряда съемных колосников
(длиною 250—350 жж), в виде
отдельных плоских решеток, надеваемых на
две или более движущихся цепи. На
цепях крепятся поперечины (бимсы),
на которых покоятся колосники
(цепная подвижная плоская решетка Wan-
derrost).
Первая (первоначальная) конструкция Фиг. 87. Шлаковый порсг
все более и более выходит из употреблг- Штеинмюллера.
ния и остается в небольших установках по
той причине, что при смене колосника
требуется останавливать топку и разбирать полотно, что сопряжено с потерей
времени. Большим преимуществом второй конструкции является возможность
быстрой смены колосников даже во время эксплоатации. Шлак в конце решетки
попадает в шлаковую воронку, размеры которой выбираются, сообразуясь с
зольностью топлива. В более ранних конструкциях в конце топки не делали особых
затворов и ограничивались шлакоснимателями, Несовременных конструкциях в
случае применения затвора ставится только шлаковый порог (преимуще:твенно маят-
никовою типа, например порог Штеинмюллера) (фиг. 87). Шлаковый порог полезен
не только тем, что уменьшает прорыв излишнего воздуха в конце решетки с утонь-
шением слоя, но и тем, что увеличивает время пребывания в топке шлака,
способствуя его лучшему выжиганию.
Зажигание топлива при малых решетках с более низкой
производительностью и с небольшим топочным пространством
достигается при помощи зажигательного свода (фиг. 13 и 14, стр. 19
и 21), длина которого занимает от 35 до 50% длины решетки. При
более узких решетках, в 2—2,3 ж шириной, свод делается в виде
обычного однопролетного цилиндрического свода. При большей
ширине топки делается подвесной потолок, плоская форма которого
целесообразнее с точки зрения более равномерного выгорания слоя
топлива по ширине решетки. В топках большой
производительности, с высоким (более 3 ж) топочным пространством, с позонным
дутьем, зажигание топлива происходит за счет лучеиспускания
пламени в топке (фиг. 86). Напряжение топочного пространства по
возможности не более 300—400 тысяч кал/мв час. Последние опыты

94 Т. III Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
Таблица 13. Выбор конструкции и размеров цепных решеток
Система котлов и
давление
Конструкции, размеры по ширине и
количество цепей на 1 котел
можно заменить
Л. М. 3. 4-бараб.
Л. М. 3. 4-бараб.
Л. М. 3. 4-бараб.
Л. М. 3. 4-бараб.
А. М. 3. 3-бараб.
400
500
600
750
250
400
500
600
Б.-В. Ц. К. К. Б., давл,
17—22—32 am ... .
Б.-В. Ц. К. К. Б., давл.
17—22—32 am ... .
Б.-В. Ц. К. К. Б., давл
17—22—32 am ....
Ц. К. К. Б. 2-бараб., давл
17—22-32 am ... .
Ц. К. К. Б. 2-бараб., давл
17—22 am
250
350
600
450
800
с
экраном
3940
4460
5380
6400
3270
4400
4720
6020
3200
3200
4800
4550
6400
Система Т.И.,
ширина реш. 1650,
на котел 2 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
.котел 1 реш.
Система Т. И.,
ширина 2400, на
котел 2 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина реш. 3000
на котел 2 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 3000, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 6000, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 3000,
на К01ел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 3C00, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 3000, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 1900, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 1900, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 1900, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 2500, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 2650, на
котел 1 реш.
Система Т. И.,
ширина 1900, на
котел 2 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 6000, на
котел 1 реш.

Выбор размеров и конструкции топок 95
в зависимости от системы и поверхностей нагрева котлов КТО
1 Ориентировочная паропроизводительность котла в т в зави-
1 симости#от рода топлива, размеров решетки и предельной
1 допустимости нагрузки котла по нормальному пару
Кусковой
торф при
влажности
около 35°/0
20
25 ^-^
\^"^ 25
30
40
~~
20 ^^
\^^ 20
25 ^^
L-""^^ 25
40 ^^
V^^ 39
~~
-
30
25 ^^
1^""""^ 25
40
1) Челябинский
бурый уголь
2)Кизеловский
рядовой
3) Анж.-Судж.
4;Кольчугинск.
5) Прокопьевск.
15
25* ^
^^^ 19
22,5
38
13*
20* ^^
.^^17.5
25* ^^-^
^"l7,5
1 38 ^^
\^^^ 25
13* ^^^^
\^^^ 12,5
18
30
25* *,^
^"17,5
38
„АС" или
„АМС" с
примесью 20°/0
жирного угля
13
25 ^^
^^^ 16
20
33,5
13
20* ^^
25 ^^
^"^ 15,5
33,5 ^^^
^^^ 28
1 13* ^^^
г" u
17
25
25 ^^
33,5
1) Коксик с
примесью 20—
25°/0 жирного
угля
2) АШ, АРШ и
АСШ с
примесью 30°/0
жирного угля
9,5
19 ^^^
^^^ 12
14
24
10
19 ^^
^^^ 11
19 ^^^
^^^ 11
24 ^-^
^^^ 16
12 ^^^
^^ 8
12
19
19 ^^
24
Примечание

96 T III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
Система котлов и
давление
Ц. К. К. Б. 3-бараб., давл.
Ц.К.К. Б. 3-бараб., давл.
32 am
Ц. К. К. Б. 3-бараб., давл.
Ц.К.К.Б. 3-бараб., давл.
Ц. К. К. Б. 3-бараб., давл.
32 am
Ц. К. К. Б. 3-бараб., давл.
З.В.Г., давл. 15—18—22 am
Н. М. 3. 2-бараб
Н. М. 3. J-бараб
Метраж котлов м2
650
800
1500
1600
2500
2500
400
400
500
Ширина обмуровки II
в свету мм II
4930
6400
8000
1С000
13200
12215
3400
4400
54С0
Конструкции, размеры по ширине и
количество цепей на 1 котел
подходит
—
Ц. К. К. Б.,
ширш-.а 300U, на
котел 2 реш.
-
Ц. К. К. Б.,
ширина 440Э, на
котел 2 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 60С0, на
котел 2 реш.
-
Топка Таганрогского
завода, ширина 3400,
на котел 1 реш.
Ц. К. К. Б.,
ширина 4400, на
котел 1 реш.
Система Т. И.,
ширина 24J0, на
котел 2 реш.
можно заменить
—
Ц. К. К. Б.,
ширина 6000, на
котел 1 реш.
-
-
-
-
Система Т. И.,
ширина 14С0, на
котел 2 реш.
Система Т. И.,
ширина 1900, на
котел 2 реш.
"
\
Примечания. 1) Размеры цепных решеток к перечисленным котлам согласованы с топочным
2) Размеры цепных решеток Ц. К. К. Б. по ширине ЗОЭО, 4400 и 6000 мм с рас
» „ быв. системы Т. И. по ширине 1400, 1650, 1900,
» п „ Таганрогского завода по ширине 3400 мм с
3) При подсчетах ориентировочных паропроизводительностей котлов с цепными
(исключая котлы 1600 и 25J0 л*2), а для решеток на углях взяты расстояния
4) Указанные в таблице цифры паросъемов и длины цепей взяты ориентиро
5) Приведенные виды теплив подобраны в группы по ориентировочно сходным
6) Цифры паросъемов над наклонной линией в каждой клетке относятся к
Цифры паросъемов под „ „ „ „ „ „
7) Указанные в таблице паросъемы подсчитаны по предельным нагрузкам котлов
щимися нормальными парообъемами котлов для низкосортных топлив. Ре-
паоосъемы против указанных в таблице пределов для двух первых групп.

Выбор размеров и конструкции толок
97
Продолжение табл. 13
1 Ориентировочная паропроизводительность котла в т в зави-
j допустимости нагрузки вотла по нормальному пару
Кусковой
торф при
влажности
около 35°|о
—
40 ^^
L-^^ 4Э
-
90
135
-
—
20 ^»^
\^^ 20
25
1) Челябинский'
бурый уголь
2) Кизеловский
рядовой
3)Анж.-Судж.
4) Кольчуги нск.
5)Прокопьевск.
—
^^ 26
~
60
85
-
16 ^^
^^^^ 13
20* ^^
22,5
1
„АС" или
„АМС" с
примесью 20°/0
жирного угля
—
^^^^ 23
-
53
75
-
14 ^^
^-^"11,5
1 2^* ^^
L^^15,5
20
1) Коксик с
примесью
20—25%
жирного угля
2) АШ, АРШ и
АСШ с
примесью 30°'о
жирного угля
—
24 ^<^
^^^ 16,5
~
38
54
-
10 ^^
^^^ 8,5
1 19 ^^
14
' я-р——— —■
Примечание
Котел должен быть
оборудован пылеуг., нефтяной
или газовой топкой
Котел должен быть
оборудован пылеуг., нефтяной
или газовой толкгй
Этот котел должен
работать на пыли, нефти или
газе
отделом Ц.К.К.Б.
стояниями между осями 6400 и 7860 мм.
213Э, 2800 и 2650 мм с расстояниями между осями 5500 мм.
расстояниями между осями 62Ю мм.
решетками на торфу брались цепи Ц. К. К. Б. с расстояниями между осями валов 6400 мм
между осями 7860, за исключением пунктов, отмеченных звездочками.
вочно и могут в частных случаях изменяться в обе стороны.
Допускаемым тегтлонапряженигм.
решеткам, ближе в его подходящим по размерам к соответствующим котлам
заменяющим предыдущие из-за производственных и т. п. обстоятельств.
и нормальным нагрузкам вписываемых решеток и следовательно могут расходиться с требугс-
шетки к котлам 250, 35j, 400 3-бараб. котлов 500 м* в состоянии дать значительно большие.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. ЦТ
7

08
Т. III Отч. 1. Производство пара. VI. Топки
Фиг. 88. Топка с нижней подачей (BAMAG-
Berlin).
показали *), что цепные топки с позонным дутьем справляются с
задачей сжигания самых разнообразных сортов топлива, начиная от
антрацита и тощих углей и кончая углями с большим содержанием
летучих, от мелкого сортированного угля до рядового, брикетов,
коксовой мелочи, зольных
-*—r-w £Ss углей. Эти опыты показали
также, что в отношении при-
. способляемости к
колебаниям нагрузки цепная топка
не уступает пылеугольной
и после полуторадневной
остановки котла может быть
скоро пущена в работу.
Применение цепных топок в
СССР позволило разрешить
проблему сжигания
низкосортных топлив (торф и дрова) под крупными котлами районных
электростанций. Для сжигания торфа применяется комбинирование
цепной топки с шахтной, так называемые шахто-цепные топки
(Макарьева, Елизарова, Теплотехнического института). Задачей
шахтной части топки является подготовка топлива, задачей "цепи—
сжечь топливо (горение очень активно) и механически удалить
шлаки. Топки этого вида позволяют развить высокую паропроиз-
Фиг. 89. Механическая топка с нижней подачей (стоккер)
системы Riley.
водительность (при хорошем торфе до 55 кг/м2 час) и сжигать
торф с большей влажностью (при горячем дутье до 60%).
Сжигание дров под крупными котлами производится в виде
щепы, получаемой размельчением поленьев на особых рубильных
машинах. При большом масштабе установки расход на рубку щепы
компенсируется экономией на транспортировке дров в топку и об-
1) Р г a s s e r, Versuche an Hochleistungswanderrosten, „Gliickauf" 1929, № 29,
также „Известия Теплотехнического института" 1928 и 1929 г., где помещен ряд
статей по испытанию цепных топок.

Тошш для твердых топлив
99
служивание, самый же процесс горения на цепной топке при
соответствующем устройстве топочного пространства получается весьма
благоприятным. Помещенная выше табл. 13 (стр. 94—97) дает
размеры цепных топок, изготовляемых в настоящее время в СССР
по данным „Котлотурбины".
2. Топки с нижней подачей. Топливо подается снизу решетки
или при помощи шнека (фиг. 88) или при помощи одного или
нескольких поршней (толкачей) (фиг. 89), выталкивается под напором
вверх и попадает на уже раскаленное топливо. Зажигание
производится сверху, так как выделяющиеся летучие вещества должны
пронизать горящий слой; зажигание и сгорание их надежно и без
дымообразования. Подобные топки небольшого размера с одним
корытом (фиг. 88) давно известны в Германии; в США
применяются путем составления из ряда корыт весьма крупные топки.
Длина до 7—8 м. Ширина — любого требующегося размера. Границу
ставит ширина котла или возможный пролег подвесного потолка.
Продвижение топлива — частью благодаря наклону боковых
колосников (угол 12—20е), частью под действием толкания п, ршня. Для
лучшего выжигания топлива в современных конструкциях делают
шахту для выжигания шлака (фиг. 15, стр. 22) (так называемый
„шлаковый генератор"). Шлак раздробляв!ся внизу вальцами.
В новейших мощных топках делается позоннре дутье как по
длине, так и по ширине решетки. Напряжение топочного
пространства 300—400 тыс. кал/мь час *).
• 3. Переталкивающие топки (стоккеры). В этого типа топках
продвижение топлива производится движением (обычно взад и
вперед) самих колосников или колосниковых плиток по наклонной
опорной раме, устанавливаемой в зависимости от конструкции или
от сорта топлива под углом на 3-10° меньше угла естественного
откоса для данного топлива. Движение получается волнообразное.
Привод осуществляется при помощи штанг, рычагов и т. п.,
приводящих в движение колосники. Подобные топки применяются для
низкокалорийного топлива, также применимы для спекающихся
углей, так как движение колосников разламывает спекшийся слой.
Для сжигания очень зольных углей (до 70 — 80%) применяются
с успехом топки со встречным толканием (фиг. 17, стр. 23), их также
называют каскадными топками. Движение колосников, толкание
направлено навстречу спуску вниз топлива по решетке. Свежий уголь
скользит и направляется вниз по наклонной плоскости, в то же
время движущиеся колосники толкают загоревшееся топливо обратно
кверху (навстречу спускающемуся свежему углю). Таким образом
обеспечивается лучшее зажигание трудно воспламеняющихся углей.
Горение поддерживается позонным дутьем под большим давлением.
Для сжигания бурых углей применяются (особенно широко в
Германии) механические ступенчатые решетки (фиг. 16, стр. 23). На
каждый метр ширины топки достижимы цифры паропроизводитель-
1) О цепных топках см. специальный труд А. Д. Моисеев и А. М.Гурвич
Цепные топки, Энергоиздат 1933.
7*

100 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Топки
ности котла до 5000—7000 кг/час нормального пара. Напряжение
топочного пространства 200—300 тыс. кал\мъ час. Допуская
возможно меньшие скорости газов в топочном пространстве, можно
избегать сильного уноса. Применяется дутье холодное и горячее.
4. Дисковые топки, предложенные проф. Макарьевым, состоят
из ряда вращающихся труб (охлаждаемых водой), на которые
нанизаны чугунные диски, представляющие собою колосники. Топка
имеет вид рольганга, по которому движется топливо. В СССР
имеется несколько установок на торфу в комбинации с шахтным
предтопком.
f) Топки для пылевидного топлива 1)
Топки могут выполняться для производительностей до самых
крупных включительно. Превращение топлива в мельчайшую пыль
значительно
увеличивает его окисляемую
поверхность; время
пребывания в
топочном пространстве,
которое при
колосниковых топках колеблется
между 20—60
минутами и более,
сокращается до нескольких
секунд, поэтому
условия сгорания
пылевидного топлива
приближаются к газовым
и жидким топливам.
Приготовление
топлива. Сушка паром или
отходящими газами в
особых сушилках, затем
перемалывание в мельницах
(фиг. 90) различных
систем2). В настоящее
время разработано много комбинаций мельниц с сушильным устройством для раз»
личной влажности топлива. Тонкость помола усганавливается, смотря по сорту
топлива и степени выжигания (к. п. д.), которой стремятся достигнуть. Высокая
тонкость помола удорожает помол, но зато улучшает условия горения,
увеличивая окисляемую поверхность топлива. Обычно для жирных каменных углей
устанавливают тонкость помола, характеризуемую 15—25°/0 остатка на сите 49С0
отверстий на одном см2, для тощих углей 8—12»,о, для б/рых углей до 20°'0 на сите
900 отверстий, для антрацитового штыба (АШ) 10—12°/0 на сите 4900 и не более
0,5о/0 на сите 900.
Существуют центральные углепомольные установки, в которых пыль
из мельниц поступает в бункеры, откуда расходуется по потребности топок, и и н-
дивидуальные установки, при которых каждая топка снабжена одной или
иногда двумя и более мельницами, часто выполняющими одновременно функции
и су иилки.
1) В 1 е i b t r e u, Kohlenstaubfeuerungen, Berlin 1930, J. Springer.
2) См. Т. Флюгель, Выбор типа тихоходной угле^лзмольной мельницы.
„Тепло и сцда", 1932, N° 2.
Фиг. 90.
а — молотковая или ударная мельница; Ь —
трубчатая мельница; с—шаровая мельница; d—~маятниковая
мельница; е—кольцеьая-вальцовая мельница;
/—роликовая пружинная мельница.

Топки для пылевидного топлива
101
Топки для пылевидного топлива применяются в качестве
основных топочных устройств и в качестве добавочных.
1. Пылеугольные топки (фиг. 18 и 19, стр. 24 и 25). Сжигаемая
пыль вводится в топочную камеру через особые горелки (форсунки)
или сверху или снизу, или же по бокам. Пыль в смеси с воздухом
(первичный воздух) — так называемая аэропыль — подается по
трубам к горелкам и вдувается в топочную камеру. Вторичный воздух,
как через особые окна в камере, по пути факела, так и особые
щели в горелке, вводится таким образом, чтобы направление
воздуха создавало турбулентное движение факела. Напряжение
топочного пространства от 100 000 kuajm^ час (для короткопламенных
углей) до 300000 кал\м* час.
В крупных установках с применением высокого подогрева воздуха и с
ведением топки с незначительным избытком воздуха (1,1—1,2), i омимо тщательного
выполнения обмуровки топочной камеры, приходится прибегать к ее охлаждению
путем экранирования (см. фиг. 18 по 21). Охлаждение производится
водяное (водяные экраны), паровое (радиационные перегречател i) и воздушное При
воздушном охлаждении (см. фиг. 18) воздух, необходимый для гоэения, прогоняется
через воздушные каналы в стенках обмуровки и при этом нггревает^я. Водяные
экраны представляют собой систему, присоединенную к циркуляции котла,
состоящую из голых или армированных (шамотными плитками, плитками Бэйлч1),
Важным устройством в пылеугольны v топках является водяной скрин (water-
screen), называемый также гранулятором—экран, замыкающие низ топочной камеры
рядом слабонаклонных водяных труб, которые охлаждают частицы расплавленного
жидкого шлака при приближении их к экрану, превращают в твердое <*осго*ние
в виде застывших капелек-зерен. Зерна шлака проваливаются сквозь трубы в
эоловую воронку.
При легкоплавкой золе в последнее время прибегают к жидкому шлако-
удалению.
2. Вспомогательные пылеугольные топки часто применяются
в комбинации с колосниковыми решетками и служат для покрытия
внезапных пиков нагрузки котла путем временных, переходящих
форсировок топки или же при сжигании топлив, у которых
благодаря неравномерности их качества (сильные колебания зольности
или влажности) создаются изменения режима горения. В последнем
случае пылеугольная форсунка выравнивает режим. Обычно расчет
ведется на 2и% покрытия мощности. Расположение форсунки в
зависимости от местных условий и сжигаемого на основной топке
топлива различно; обычно в начале решетки, для поддержания
надежного зажигания низкосортного топлива на решетке (например
цепной).
Пригототовление пыли—значительно более грубый помол, чем для пылеуголь-
ных самостоятельных топок, так как не представляет никаких осложнений, если
более тяжелые частицы будут падать на решетку и там сгорать. В некоторые
случаях удается даже совершенно сэкономить специальный размол угля, употребляя
мелочь.
При устройстве вспомогательных пылеугольных топок необходимо обеспечить
достаточно просторное топочное пространство. Поэтому в существующих (старых)
установках не всегда удается осуществить этим путем повышение паропроизводи-
тельносш усгановки.
*) Miinzinger, Berechnung und Verhalten von Wasserrohrkesseln, 1929,
J. Springer.

102 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VI. Тоташ
3. Сжигание топлива во взвешенном состоянии. Ряд топлив,
находящихся в искусственно или естественно размельченном
состоянии (торфяная мелочь, фрезерный торф, угольная мелочь,
подсолнечная, рисовая лузга и т. п.), крайне затруднительно сжигать на
колосниковых решетках, так как мелкие частицы слеживаются, плохо
пропускают воздух и представляют малую поверхность для
окисления. В целях сжигания подобного топлива, не прибегая к
специальному помолу для превращения его в тонкую пыль, в последнее
время начали применять принцип сжигания во взвешенном
состоянии. Топливо особым питателем подается сверху в топочную камеру
и силой тяжести стремится упасть вниз. В нижней части камеры
вводится воздушное дутье (преимущественно высоко подогретого
воздуха), дающее струю, направленную вверх и идущую навстречу
падающим частицам топлива. Под влиянием лучистой теплоты
мелкие частицы в струе воздуха загораются, более тяжелые только
обугливаются и спускаются вниз до тех пор, пока воздушная струя
будет в состоянии подбросить их вверх. Поднявшись вверх, частицы
опять попадают в более горячую зону топочного пространства,
обгорают, уменьшаясь в весе, вновь опускаются и т. д., пока частица
не сгорит.
Продукты горения за счет разрежения (тяги) в верхней части
топочной камеры направляются в газоходы котла. Особое значение
этот способ приобрел в вопросе о сжигании
фрезерного торфа в крупных>энергетиче-
ских установках СССР (топки инж.
Шершне ва)1).
g) Топки для жидкого топлива 2)
Для обеспечения правильного процесса
горения жидких топлив необходимо
возможно более тонкое распыливание
топлива (пульверизация) (фиг. 91). В
распыленном состоянии сжигается сырая нефть,
нефтяные остатки (мазут), масла, смолы.
Распыливание топлива производится в
специальных горелках, так называемых
форсунках, при помощи пара или сжатого
воздуха (паровая или воздушная
пульверизация) или же под давлением самого жидкого топлива
(механическая пульверизация). Подвод воздуха осуществляется по
большей части кругом кольцевой шели вокруг форсунки. При густом
Фиг. 91. Установка фор
сунки для нефтяного
отопления (Balcke).
*) Журнал „Тепло и сила" 1932 г., № 3, Инструкция HKT РСФСР но сжиганию
фрезерного торфа—„Изв НКТ СССР" 1932, № 19, стр. 253.
2) Essich, Die Oifeuerungstechnik, Berlin, 19Л, J. Springer. „Изв. ВТИ"
№2/25, 1927, „Тепло и сила", № 12,1930. — Проф. Грановский Р. Т, Котельные
установки, 1933 г. стр. 90—98.

ToiiKir дття газового отопления
103
вязком топливе обязателен его подогрев. Возможно вести
процесс с малым избытком воздуха (при хорошем распыливании и
устройстве топочного пространства). В больших установках
поэтому, как и при пылеугольном отоплении, помимо тщательного
выполнения огнеупорной кладки топочного пространства,
необходимо ее охлаждение. Применяются топки для основного отопления,
также в качестве вспомогательных форсунок для растопки и для
поддержки зажигания трудно воспламеняющихся твердых топлив.
h) Топки для газового отопления
Для хорошего перемешивания газа с воздухом применяются
специальные винтовые горелки (фиг. 92). При сжигании богатых
газов (натуральный газ,
газ коксовых печей,
светильный газ)
развивается высокая
температура, поэтому
необходимо прибегать к
охлаждению кладки. При
сжигании бедных газов
(генераторный, доменный)
этого обычно не
требуется. Скорость горения
очень велика, возможны
очень высокие теплона-
пряжения топочного
пространства (до 2 000 000
кал/мъ час).
Фиг. 92. Газовая горелка (Balcke).
m) Отопление отходящими газами
Горячие уходящие газы из промышленных печей используются
для целей производства пара (фиг. 6 и 8, стр. 13—14), идущего
иногда на покрытие большей части потребности производства в паре
Использование тепла уходящих газов применяется при температур
pax газа от 500° (промышленные печи, уходящие газы из крупных
газовых двигателей). Так как при относительно низких
температурах газов теплопередача происходит только за счет соприкосновения
(не лучеиспускания), то для получения достаточной паропроизво-
дительности требуется прибегать к возможно более высокой
скорости газов. Возможные цифры паронапряжения поверхности
нагрева котлов 8—12 кг/м2 час в зависимости от местных
условий установки (разница температур газов и воды в котле, скорость
газов).
Чрезвычайно важное значение приобрела установка котлов за цемент* мшг
печами. Следует обратить внимание, что увлекаемые газами частицы иемент,.
производят загрязнение поверхности нагрева и требуется ее тщательная
сметка.

104 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VII. Приготовление питат. воды
VII. Приготовление питательной воды *)
1. Общие сведения. Сырая вода, идущая для целей питания
паровых котлов, по большей части мало для этого пригодна, так
как содержит ряд примесей (карбонатов, сульфатов, хлоридов,
кислот, газов), которые причиняют чрезвычайно неприятные и
дорогостоящие нарушения правильной эксплоатации 2). Жесткость
определяется в немецких, французских или английских градусах
жесткости (см. т. I, стр. 1255). Соли, содержащиеся в воде, осаждаются
на стенках котла в виде накипи (котельного камня), которая по
причине своей плохой теплопроводности3) (от 0,1 до 2,0 кал/м°час)
затрудняет теплопередачу, вызывая при этом перегревание стенок
котла и аварии (отдулины, пережог труб). Газы, особенно кислород
и С02, равно как кислоты, вызывают разъедание металла стенок
котла (коррозию)4). Необходимо по этой причине стремиться к
полному возвращению конденсата для питания котлов и пополнять
свежей водой лишь неизбежные утечки конденсата (в хороших
силовых установках 3—5%). Добавочная вода должна быть тщательно
подготовлена. В теплофикационных и других установках, связанных
с потреблением пара в производстве, количество безвозвратно
теряемого конденсата может достигать значительной величины (до 40%),
поэтому вопрос водоподготовки в этих установках является
сложной и весьма ответственной задачей.
Газотрубные котлы практически выносят питание неочищеннбй водой с
жесткостью до 12 немецких градусов (12°Н). В горизонгально-водотрубных котлах,
имеющих относительно малый водяной объем, в известных случаях можно при
жесткости воды ниж*. 5°Н пойти на питание без предварительной очистки. При этом
предполагается, что трубы очищаются периодически и тщательно от накипи, что
легко вылолнимо при прямых трубах. Котлы высокого давления (по правилам НКТ
СССР с 22 am) и котлы высокой паролроизводительности, особенно вертикально-
водотрубныс, должны питаться тщательно очищенной водой.
Проникание и растворение кислорода в питательной воде
следует ограничивать, тщательно закрывая доступ воздуха, или путем
термической обработки воды (цодогрев воды — высокое
парциальное давление пара при высокой температуре отвечает
низкому парциальному давлению газов (или под вакуумом).
При водоприготовлении применяются три операции:
механическая очистка, химическая очистка, дестилляция воды.
1) „Rictblinien fur Bauart. Abnahme und Betrieb von Wasseraufbereitungsanlagen"
Vereinig. d. Grosskesselbesitzer, Beuth-Verlag.—Kesselbetrieb, V. G. В. Русск. перевод
„Практ ка эксплоатации паровых котлов". Изд. „Техника и производство",
Ленинград 1929. Контроль за питательной и котловой водой. Эксплоатация котельных
установок, Эн^ргоиздат 1933. Энергоцентр, Комитет по водоочистке, Энергоиз-
дат 1932.
*) S t u m р е г, Die physikalische Chemie der Kesselsteinbildung, Berlin 1930,
J. Springer.
8) К b e г 1 e, „Arch. Warme", 1929, стр. 334.
*) В 1 а с h e r, Das Wasser in der Dampf- und WSrmetechnik, Leipzig 1925, Spa-
mer. — Stumper, Die Chemie der Bau- und Betriebstoffe des Dampfkesselwesens,
Berlin 19*8, J. Springer.

Приготовление питательной воды 105
2. Механическая очистка в качестве единственной операции
водоприготовления применяется очень редко, большей же частью
производится в комбинации с двумя остальными операциями.
Сущность механической очистки заключается в удалении грубых
механических примесей при помощи сеток в местах забора воды,
осаждении в отстойниках ила, песка и глины и фильтровании,
пропуская воду через гравий, кокс, реже древесные опилки.
Механические фильтры по мере загрязнения должны перемешиваться
и промываться.
3. Химическая очистка. Принцип химической очистки
заключается в том, чтобы действием химических веществ превратить
соли, растворимые в воде, в соли нерастворимые. Практически это
сводится к тому, что накипеобразующие после обработки воды
соответствующими реактивами или превращаются в такие соединения,
которые выпадают и отфильтровываются в самом водоочистителе,
или растворяются в воде и при нагревании воды в котле выпадают
в виде ила, легко удаляемого при продувке котла.
Котловая вода с течением времени работы котла становится
тяжелее за счет концентрации в ней солей. Если котел долго
работает без продувки, эта концентрация может достигнуть значительной
величины и приводить к известному явлению вскипания воды
в котле и пенообразованию, загрязняющему пар. Не следует
допускать концентрацию селей в котловой воде выше 2° Вё, при
давлении в котле 12 am. По нормам Главэнерго приняты следующие
значения допускаемой жесткости котловой воды:
р — до 12 am. Плотность не свыше 2° Вё (уд. вес 1,014)
ш 17 . „ „ „ 1° Вё ( „ „ 1,007)
* 35 „ (горизонтально-водотрубные котлы не свыше 0,5° Вё
35 — 40 am (вертикально-водотрубные котлы) не свыше 0,3 Вё (уд. в. 1,002).
40 — 100 am 0,1—0,2° Вё.
Для поддержания концентрации в требуемых пределах необходимо
соблюдать режим периодических продувок котла или устанавливать
непрерывную продувку, используя воду, спускаемую из котла в
водоочистители.
а) Содово-известковый способ очистки.
Временная или карбонатная жесткость (двууглекислый кальций Са(НС03)2,
двууглекислый магний ^g(nC03)2 устраняется гашеной известью
(известковым молоком) по формулам:
Са(НС03)2 + Са(ОН)2 = 2СаС03 + 2Н20
двууглекислый гидрат окиси кальция углекислый вода
кальций (гашеная известь) кальций
Mg(HC03)2 + Са(ОН)2 = MgC03 + СаС03 + 2Н20
двууглекислый углекисл. углекисл. вода
магний магний кальций

106 т. III. Отд. 1. Производство пара. VII. Приготовление rraTaf. воды
Постоянная жесткость (сернокислый кальций CaS04,
сернокислый магний MgS04, хлористый кальций СаС12, хлористый
магний MgCl2) устраняется содой (Na2C03) по формулам:
CaS04 + Na2C03 = CaC03 + Na2S04,
MgS04 + Na2COs = MgC03 + Na2S04,
CaCl2 + Na2C03 = CaC03 + 2 NaCl,
MgCl2 + Na2G03 = MgC03 -f 2 NaCl.
Необходимо
давать всегда избыток
соды сверх
теоретического количества,
так как реакции
обратимы. При
температуре воды около 50° и
малом избытке соды
остается постоянная
жесткость 3—4°Н; при
50% избытке соды
при температуре 70°
остаточная жесткость
по большей части ниже
1° Н. Этот способ
применяется при воде
с высоким
содержанием углекислых
солей и карбонатов.
Различают аппараты
для водоочистки
периодически действующие и
водоочистители непрерывного
действия. При большие
количествах воды
современных котельных обычно
применяются
водоочистители непрерывного
действия. На фиг. 93
представлен современный
водоочиститель завода Штейн-
мюллер с устройством для
возвращения шламма и
с дегазированием
химически очищаемой содово-
известковым способом
воды.
Сырая кода
направляется распределителем
частью в сатуратор, частью
в подогреватель. Сатуратор снабжен переливным устройством таким образом, что эта
часть сырой воды после смешивания попадает в нижнюю часть подогревателя.
Подогрев производится паром, уходящим из дегазера, и прежде всего паром,
получающимся при перепаде давления (расширении) воды, отбираемой из котлов. В
расширителе д происходит снижение давления с давления в котле до давления в 1 am.
Фиг. 93. Установка для химической и термической
очистки питательной воды (системы Steinmuller).
«—ввод сырой воды, Ь—распределитель воды;
с—подогреватель; d—бак для содового раствора;
«—отстойник; /-—переливная труба; #—расширитель; h—
вода из непрерывной продувки котлов; /—дегазер,
j—спускной кран для продувки шламма; k—фильтр,
/—отбор очищенной воды; т—вход пара;
л—трубопровод для промывки фильтра; о—спускной кран для
опорожнения; р—содовый раствор; #—известковое
молоко; г—сатуратор, s—бак с мешалкой для
приготовления известкового молока; /—вытяжная труба;
й—спуск шламма.

Приготовление питательной воды 107
Освобождающееся тепло идет на парообразование и этот пар используется в
подогревателе. Спускаемый шламм^(ил) из водоочистителя может направляться в
канализацию или же служит в противоточном подогревателе для предварительного
подогрева сырой воды. После смешения в подогревателе с необходимым
количеством известкового молока и содового раствора сырая вода поступает в
отстойник е. Соответственно устроенный конус постепенно уменьшает скорость таким
образом, что хлопья солей и ила, получающиеся в результате химических реакций,
могут свободно осаждаться. Из отстойника вода поступает в дегазер, где она
сливается каскадами навстречу пару (целесообразно применять отработанный пар)
и подогревается почти до температуры кипения. Вследствие повышения
парциального давления пара, с одной стороны (при понижении парциального давления
газов, растворенных в воде), и, с другой стороны, вследствие механического
воздействия пузырьков пара происходит почти полное удаление газов. Из дегазер а вода
проходит через фильтр, откуда идет в сборный бак чистой воды и оттуда в
питательные насосы.
Водоочистители непрерывного действия должны обеспечивать:
1) точность отмеривания требующегося для очистки воды
количества реактивов;
2) непрерывность отмеривания;
3) изменения количества реактивов автоматически с
количеством пропускаемой через аппарат воды и с соблюдением строгой
пропорции;
4) простоту регулировки в случае изменения жесткости воды.
Отмеривание содового раствора производится при помощи
кранов, сифонных трубок с поплавками, при помощи колес с
ковшами, при помощи опрокидывающихся ковшей, при помощи
вытеснения. Последний способ предложен инж. Г. Б. Красиным и
И. Т. Перчихиным в аппарате „Струя", изготовляемом Котлотурби-
ной. Сущность способа заключается в том, что в баке с содовым
раствором плавает другой бдк, куда поступает свежая вода. При
наполнении бака водой он погружается, вытесняя при этом из
первого бака соответствующее количество (объем) содового раствора.
Вытесняемый содовый раствор поступает в смеситель. Кроме того,
в этом водоочистителе осуществлен принцип встречного движения
(встречной струи) известкового раствора и очищаемой воды. На
конференции, созванной Комитетом по водоочистке при
Энергоцентре (26/27 января 1932 г.) по вопросу об установлении стан-
дараного типа водоочистителя, был принят тип «Струя", с
внесением некоторых изменений (введение раздельной коагуляции,
введение высокого подогрева (85—90°), изменение конструкции
раздатчика соды, введение песочно-гравииного фильтра). Разработка
стандартного советского водоочистителя производится Главэнерго-
промом (бывш. Котлотурбиной).
Ь) Способ очистки едким натром и содой.
Реакция протекает по формулам:
Са (НС03)2 + 2NaOH = СаС03 + Na2C03 + 2Н20,
Mg (НС03)2 + 2NaOH = MgC03 4- Na2C03 + 2Н20.
Образовавшийся углекислый натрий (сода) остается в растворе и
разлагает гипс.
MgCl2 + 2NaOH = Mg (OH)2 + 2NaCl.

108 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VII. Приготовление питат воды
Относительно дорогой способ, применяется поэтому главным
образом при воде с высоким содержанием'магниевых солей.
c) Способ очистки воды при помощи соды
(регенеративный способ Неккара) заключается в том, что вводимая сода
действует на бикарбонат натрия (временная жеакость) в
водоочистителе, затем под влиянием нагрева в котле бикарбонат натрия
распадается на соду и углекислоту. Образующаяся (регенерируемая)
сода путем постоянной продувки котла возвращается в
водоочиститель и вновь вступает в реакцию с солями временной жесткости.
Одновременно с этим сода, вводимая в водоочиститель, действует
на соли постоянной жесткости, т. е. разлагая гипс на
нерастворимый СаС03 и растворимый, но трудно выкристаллизовывающийся
(при высокой концентрации) сернокислый натрий. Соли магния
(хлористый магний) с содой дают углекислый магний и хлористый
натрий (поваренную соль), причем углекислый магний сильно
растворим в воде и для осаждения требует большого избытка соды.
Недостатком способа является необходимость работы с большим
избытком соды, недостаточное осаждение магниевых солей и
значительное выделение свободной углекислоты, вредно действующей
на стенки котла (коррозия).
d) Пермутитовый способ. Пермутит содержит
искусственные цеолиты (натриево-алюминиевые силикаты), обладающие
тем свойством, что входящий в их состав натрий замещается
содержащимися в очищаемой воде кальцием и магнием, вследствие чего
происходит умягчение воды. Замещенный натрий цеолита может
быть регенерирован путем промывки фильтра раствором
поваренной соли. Очистка воды в пермутитовых фильтрах при хорошем
уходе может быть доведена до 0,1° Н. Цеолитовая масса крайне
чувствительна к сохержанию в воде железа, марганца, также
углекислоты (новейшие цеолиты, например, неопермутит, нечувствителен
к С02). Для сохранения цеолитовой массы требуется вести работу
при температуре не свыше 35°, очищать воду предварительно от
солей железа. Во многих случаях может оказаться выгодным
комбинировать пермутитовый способ с предварительной очисткой воды
в соло-известковом водоочистителе.
4. Водоочистка воды путем испарения1) представляет собою
единственный, но и наиболее дорогой способ удаления ' воды из
всех содержащихся в ней растворенных веществ. Этот способ
с теплотехнической точки зрения не зависит от процентного
количества добавляемой воды, но экономически выгоден в тех случаях,
когда тепло из испарителя может быть использовано. Получение
дестиллированной воды может быть за счет испарения воды путем
нагревания или под вакуумом.
Испарители представляют собой теплообменные аппараты,
в которых сырая вода нагревается до кипения при помощи пара
А) В а 1 k e, Die tuuzeitliche Speisewasser-Aufbsreitung, Leipzig 1930, Spamer. —
О sen berg, Zur Frage der Speisewasseraufbereicung, „Dii Uarme" 1929, стр. 2ЭЗ.—
P. Г. Грановский, Испарительные установки для дестклляции и деаэрации
добавочной воды, „Тепло и сила" 1929, № 2.

Приготовление питательной воды 109
(редко свежего пара, большей частью паром, отбираемым из машины,
или паром противодавления из вспомогательных машин).
Образующийся пар (так называемый вторичный пар) конденсируется или
непосредственно в
особом конденсаторе или
при последовательном
включении
нескольких испытателей (так
называемые
многокорпусные, или
многоступенчатые испарители)
поступает для
нагревания последующей
ступени.
Скопляющийся в отдельных
ступенях конденсат,
равно как получаемый
из вторичного пара
в последней ступени
направляют на
подогрев, например
конденсата из турбины,
идущего для питания
котлов, путем их
смешивания. Таким
образом тепло полностью
возвращается(фиг.94).
Расход пара на
1 кг дестиллята
зависит от числа
ступеней и конструкции
испарителя и может быть путем последовательного включения
значительно снижен. Расход пара колеблется:
при 1-ступенчатом испарителе... 1,1 до 1,3 кг\кг
„2 п „ ... 0,6 я 0,75 „
п 3 „ „ ... 0,4 я 0,5 и
„4 „ . . . 0,35 „ 0,4 „
„ 5 „ . . . 0,25 „ 0,3 „
При применении термокомпрессора (струйного
аппарата, работающего свежим паром, который отсасывает из
испарителя вторичный пар и вновь нагнетает его в испаритель) с большим
давлением и соответственной температурой число ступеней может
быть уменьшено. Испарители делают по возможности с выдвижной
грубчаюй системой, которая для более удобной очистки может
разбираться на отдельные элементы.
Испарение под вакуумом. Сырая вода подогревается
отработанным паром и вводится в испаритель, в котором
поддерживается более низкое давление, чем то, киторое соответствует темпе-
Фиг. 94. Испарительная установка „Атлас*.
Л—испаритель; В—подогреватель; С—фильтр; £>—
охладитель; Е— насос; F—регулятор;
G—смесительный подогреватель; Н—конденсатный насос;
7—эжектор щелочи; I—эжектор воздуха.

110 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VII. Приготовление литат. воды
ратуре воды. При этом часть внешнего тепла воды идет на
образование водяного пара.
5. Удаление из питательной воды газов (дегазирование).
Расстворяемые в воде газы, особенно же кислород и углекислота,
чрезвычайно вредно отзываются на стенках котла, так как сильно
разъедают металл, в особенности в присутствии различных
катализаторов. Способность воды растворять газы есть функция
парциального давления газа, а поэтому и температуры воды. * Один
литр воды, например, растворяет:
При 0° 10,19 см9 кислорода
„ 20° 6,36 „
„ 100° 0,0 „
Удаление газов из воды чрезвычайно важно, особенно при
высоком давлении в котлах.
Применяются следующие способы:
a) Путем нагревания воды. При нагревании воды
парциальное давление водяного пара возрастает и при точке кипения
достигает 100%» таким образом способность растворять газы падает
до нуля. При содово-известковом способе очистки воды с
подогревом этот способ применяется на практике. Введение в воду пара
ускоряет и усиливает процесс.
b) Кипячением воды под вакуумом достигается
аналогичное действие, причем отпадает надобность вести подогрев
воды до 100°, достаточно например 50—60°.
c) Пропуском воды через кислородный фильтр,
заполненный железной стружкой. Кислород соединяется с железом
и остается в фильтре. Вследствие быстрого заиливания и
ржавления фильтра через короткое время действие фильтра ослабевает,
требуется его очистка. В настоящее время применяется редко.
При подготовке питательной воды для котлов повышенного и
высокого давления прибегают к защите стенок котла от коррозии
(при высоком давлении даже незначительное содержание в воде
кислорода разрушительно действует на металл). Для этой цели
вводят щелочь (NaOH), соблюдая при этом такой режим, чтобы
натронное число (так называют величину —? в -f NaOH,
где Na2C03 и NaOH есть содержание в мг/л соды и щелочи в котловой
воде) находилось бы в пределах 250—600. В некоторых случаях
(при хорошем дегазировании воды) во избежание теплообразования
держат натронное число даже несколько ниже 250.
Для полного освобождения воды от накипеобразуюших в
последнее время начали прибегать к введению в котел тринатриум-
фосфата (Na3P04), который выделяет все накипесбразующие из
воды, переводя их в форму ила. Кроме того Na3P04 служит
защитой от каустического действия щелочи (по мнению американцев в
500 раз действительнее, чем сульфаты, которые раньше вводили для
парализования каустического действия щелочи). При введении
Na3P04 в количестве 20—30 мг/л возможно снижать натронное

Обмуровка котлов
111
число до 100—400, во избежание сильного пенообразования. В Э1их
же целях рекомендуется вводить в котел фосфат лишь в том
случае, если жесткость воды меньше 0,5° Н.
VIII. Обмуровка котлов
1. Общие сведения. Обмуровка имеет назначением объеди
нить котел, топку, перегреватель, водяной и воздушный
экономайзеры в одну систему, направить топочные газы по газоходам и
вывести их за пределы поверхности нагрева, а также представлять-
собою хорошую изоляцию от потерь тепла в окружающую среду.
В широком смысле к обмуровке относят и фундамент котла,
равно как и все золоулавливающие приспособления.
Непосредственно с обмуровкой связан и каркас, несущий котел и
экономайзеры и в то же время служащий для связи обмуровки.
2. Фундамент изготовляется из
кирпича, бетона и в крупных
установках из железобетона или в виде
металлических конструкций. Жаротруб-
ные или газотрубные коглы
устанавливаются обычно на уровне земли,
водотрубные котлы поднимаются в
современных установках настолько
высоко над землей, что под котлом
размещается зольное помещение; это
упрощает вывоз золы прямо по земле
(без подъемника) и обеспечивает естественное освещение и
вентиляцию золового помещения. Высота последнего выбирается при
проектировании таким образом, что нижний край золовой воронки
отстоит от уровня пола минимально на 1200 мм, нормально же на
1800—2000 мм. Это облегчает движение вагонеток в золовом
помещении.
При применении подогретого воздуха выгодно воздушные
каналы помещать под котлом (в зольном помещении).
3. Опоры, связи, каркасы. Цилиндрические котлы
(жаротрубные, газотрубные) устанавливаются на чугунных подставках
(стульях) (см. фиг. 3 и 4, стр. 11—12). Опирать котел на кирпичную
кладку не рекомендуется, так как кладка не представляет собой
прочной опоры. Допускаемая нагрузка чугунной опоры на кирпич не
более 6—8 кг/см2. Стулья надо делать таким образом, чтобы при чистке
котла не создавалось препятствий для пролезания под котлом. В
целях свободного температурного расширения котла рекомендуют один
из стульев (при количестве двух стульев) ставить на роликах
(фиг. 95). При нескольких стульях, за исключением одного
неподвижного, остальные, делают подвижными на роликах.
Комбинированные котлы также ставят на стульях (см. фиг. 5, стр. 12). Кладка
связывается поперечными и продольными связями (тягами),
располагаемыми на расстоянии 2—3 м. Следует избегать прокладки тяг
через газоходы. В комбинированных котлах применяется каркас
Фиг. 95. Чугунная опора (стул; под
котел.

112 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VIII. Обмуровка котлов
из углового или корытного железа, в виду более значительной
высоты.
При установке водотрубных котлов, в виду
значительной высоты обмуровки, требуется устройство полного каркаса из
железных балок. Вес каркаса в больших установках (свыше 1000 ж2)
от 80 до 100 кг на 1 м2 поверхности нагрева, при более мелких
установках значительно меньше. При установке узких котлов
барабаны располагают концами на чугунных подставках,
устанавливаемых на балках каркаса, из которых одна подставка делается
неподвижной, другая же — на роликах для возможности свободного
удлинения барабана при его нагреве. Применяется также
подвешивание барабана за концы на железных хомутах (поясах) из круглого
железа. У крупных котлов с длинными барабанами для уменьшения
пролета и устранения усилий от изгиба барабанов последние
подвешиваются на тягах (шарнирных), прикрепленных к лапам,
привернутым на шпильках к листу барабана. Встречаются установки, в
которых применено подвешивание барабанов к самому верхнему
перекрытию- здания котельной (станция Клингерберг в Берлине).
При значительной высоте кирпичных стен обмуровки ставятся
поперечные связи из балок, которые разгружают ниже лежащие
части стенок от выше расположенных. Применяются особые
температурные швы, позволяющие кладке свободно расширяться.
Необходимо надежно уплотнять эти швы в целях устранения присоса
воздуха. Отдельные части каркаса необходимо тщательно защищать
от действия высоких температур. Применяется воздушное
охлаждение. При расчете железной конструкции каркаса следует учитывать
влияние высоких температур и нагрузки весом котла и кладки1).
4. Кирпичная кладка. Снаружи обмуровка обычным красным
кирпичом или белым, печным (гжельским), внутри при температурах
свыше 400° огнеупорный кирпич, шамотный с температурой
плавления 1630—1750° (конус Зегера № 28—34). Красный кирпич кладется
на глине (малые котлы), известковом растворе, на тощем цементном
растворе. Для огнеупорной кладки — раствор шамотной глины.
Последний должен быть не менее огнеупорен, чем сам кирпич.
Хороший раствор получается из смеси 50—70% дробленого старого
шамг.тного кирпича (зерна l1^—2 мм) и 25—50% жирной
огнеупорной (шамотной) глины. Внутреннюю футеровку огнеупорным
кирпичом необходимо перевязывать с наружной облицовкой. К
огнеупорному кирпичу предъявляют следующие требования: в
условиях топочной температуры он не должен размягчаться,
растрескиваться, увеличиваться в объеме (рост кирпича), обладать
химической стойкостью против влияния золы и шлака2).
Толщина стен — внешних не менее l1/^ лучше 2 или
21/2 кирпича и более в высоких котлах, в топочной части толщина
иногда доходит до 1 м. Между обмуровкой и стеной здания рас-
*) Eisen im Hochbau, „Stahl u. Eisen", 1924, Dusseldorf.
a) См. Трудл III Всесоюзного теплотехнического съезда, также „Изв. Тепло-
тех. института", № 9 (11) 19^5.

Обмуровка котлов
113
•Свод из
клинчатого Засыпка инфузопной
Кирпича £ Г/^Т-^П Диатомит
стояние должно быть не менее 1 м (свободный проход допускается
0,8;. Внутренние стены, разделяющие газоходы, — не менее i/2
кирпича, обычно 1 — 1V2 кирпича при более высоких котлах. При
парной обмуровке котлов средняя стенка должна иметь толщину не
менее \lj2 кирпичей. Рекомендуется эту стену делать не тоньше, чем
наружные, боковые стены в целях лучшей изоляции и удобства
работы по чистке одного котла при работе соседнего. В целях
хорошей тепловой изоляции между огнеупорной футеровкой и
облицовкой прокладывают, например, диатомит, инфузорный кирпич,
шлаковый кирпич, оставлйют воздушные прослойки. Сверху котлы
обмазываются глиной, засыпаются песком, шлаком и по засыпке делается
выстилка кирпичом. Изоляция позволяет уменьшать толщину стен.
Наружные стены хорошо выполнять
в виде сводчатой обмуровки (фиг.
96)г). Облицовка ставится на
некотором расстоянии (ок. 50 мм) и
выполняется в виде сводиков, обладающих
большой упругостью при тепловых
расширениях. Для экономии
площади, занимаемой котлом,
применяется так называемая „морская"
обмуровка, т. е. делается железная
обшивка с огнеупорной футеровкой
и прокладкой между шамотной
футеровкой и железом изолирующего слоя (диатомита). Обмуровка
обходится дорого, но имеет преимущества: экономия места, малая
теплоемкость (важно при быстрых пусках котла), плотность
(минимум присоса воздуха через стенки обмуровки).
В стенках обмуровки устраиваются лазы размером не менее
400X^50 мм для внутреннего осмотра газоходов при их очистке
(§ 28 Правил НКТ СССР о паровых котлах). Эти лазы надо
располагать в достаточном количестве с расчетом полной доступности
осмотра котла со всех сторон. Для наблюдения за состоянием
пламени в топке необходимо устраивать гляделки с крышками и
желательно с перекрытыми слюдой глазками. Для постановки пирометров
и газоанализаторов в конце каждого дымохода следует вмазывать
2" газовую трубу с колпгчком или пробкой.
5. Топочное пространство, газоходы, борова. Топочное
пространство — обычно огнеупорная футеровка не менее как в один
кирпич, в больших котлах устройство охлаждения (экраны,
воздушные каналы) (см. стр. 101). Швы кладки должны быть тщательно
пригнаны и минимальной толщины, особенно в сводах.
Температурные швы по большей части за пределами топки, в первое
дымоходе. Своды при пролетах до 250о мм обь.чные цилищрические,
свыше — в виде подвесного потолка 2). Наивысшая точка Газохода
Фиг. 96. Сводчатая обмуровка.
1) Munzinger, Die Leistungssteigerung von Grossdampfkesseln, Berlin 1922,
J. Springer.
2) См. А. Штре ккер, Топочные и котельные обмуровки и подвесные своды,
„Тепло и сила", 19di, № 12.
Зак. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. Ш. 8

114 Т. III. Отд. 1. Производство пара. VIII. Обмуровка котлов
должна лежать по крайней мере на 100 мм mime наинизшего уровня
50ды в котле (см. Правила НКТ СССР). Скорость газов в среднем
от 4 до 6 м/сек. При тяге дымососами и в котлах высокой паро-
производительности — до 8 м/сек, в котлах, обогреваемых уходящими
газами промышленных печей, — от 12 до 20 м/се/с. Так как
сопротивление проходу газов (тяга) растет пропорционально квадрату
скорости, то при повышении паропроизводительности котельной
установки необходимо предусмотреть соответствующие переустройства,
например замену топки, тщательно проверить условия тяги
(дымовая труба, дымососы). В водотрубных котлах направление газов
создается при помощи перегородок из шамотных плиток, в
горизонтально-водотрубных котлах
перегородки обычно делаются из
чугунных пластин (для
обеспечения плотности и прочности) и
шамотных фасонных кирпичей,
закладываемых между трубами.
Для выключения водяного или
воздушного экономайзеру из потока газов
по большей части предусматривается
обходный боров (например, см. фиг. 17,
стр. 23). Оперируя соответствующим
образом установленными чугунными
поворотными заслонкдми, можно делать любое
выключение по желанию.
Е$ли экономайзер' не имеет
обходного борова, то при нем должна быть
сгонная линия, служащая для
возможности прокачивания воды через
экономайзер при остановке питания коглов или
при их расюпке.
Фиг. 97. Облувочный аппарат, Ддя устранения тепЛОВЫХ
напряжений в барабанах при
обогревании их газами барабаны изолируют кладкой, огнеупорными
плитками на асбесте, при помощи торкретированного шамота или
подвесных потолков (из шамотных камней).
Для удаления золы из газоходов и сдувания ее с труб употребляются или
ручные приспособления для обдувки паром (лучше перегретым) или сжатым
воздухом в виде гибкого рукава и наконечника или же постоянные обдувочные
приборы *) (например, известный в СССР тип Даймонд). Фиг. 97 представляет один из
таких приборов. Обдувочная трубка (покрытая особым защитным от окисления
слоем) располагается вблизи' от труб, обычно в месте, которое надо оберегать от
засорения золой. Вводимый (при открытии во время обдувки вентиля) пар, реже
сжатый воздух, с большой скоростью вырывается в виде расходящихся струй из
ряда отверстий (сопел), расположенные по длине трубки. Трубка вращается при
помощи зубчатой передачи и цепи. Струи пара, с силой ударяясь о трубы, сдувают
сажу и золу. Ударные сажесдуватели в топках могут выдвигаться наружу по
окончании операции обдувки.
Уходящие из котельного агрегата газы подводятся к дымовой
трубе при помощи борова, располагаемого или внизу (обычная
конструкция) или вверху у крупных котлов с дымососной тягой с
\) Pi ae tori us, Vergleichsversuche mit RussbfBsern, „Arch. Warms" 1929, стр. 187

Тяга 115
целью более удобного удаления золы. При присоединении
нескольких котлов к общему (сборному) борову необходимо обеспечивать
плавный и постепенный переход к главному борову. Резкие
изменения направления газов создают сильные сопротивления тяге,
поэтому их надо избегать.
Золоулавливание *) в крупных установках при пылеуголь-
ном отоплении и при сжигании тощих и низкосортных углей
приобретает особо важное значение, так как зола, уносимая в трубу,
загрязняет окрестность.
Различают три способа улавливания золы: 1) сухое механическое отделение
золы путем использования центробежной силы, силы инерции, силы тяжести частиц
золы и пр.; 2) мокрое отделение золы путем увлажнения частиц золы, пропуская газ
через слой воды, и их промывания; 3) электростатическое отделение золы путем
ионизации частиц золы в сильном электростатическом поле постоянного
напряжения 8).
IX. Тяга 3)
1. Общие сведения. Тяга выполняет следующие задачи:
а.) обеспечивает подвод в толку воздуха, необходимого для сжигания топлива;
Р) просасывает (протягивает) образующиеся продукты горения через всю
систему газоходов котельной установки;
7) выводит уходящие газы в более высокие слои атмосферы таким образом,
чтобы по возможности не происходило загрязнения окрестности.
При нижнем дутье пункт а отпадает. Значение пункта y не
теряет своей силы и при применении искусственной тяги, при
установке которой все равно требуется определенная
минимальная высота трубы.
Тягу измеряют в миллиметрах водяного столба (кг/м2) и при проектировании
котельной установки задаются тягой или над решеткой (разрежение в топке) или
за котлом или экономайзером. Целесообразнее всего рассматривать всю установку
в целом и при расчете исходить от потребной тяги у входа в дымовую трубу (или
во всасывающий патрубок дымососа).
Потребная тяга Z слагается из отдельных сопротивлений:
z = sm + sK+s, + sm + s6+sm,
где Sm — сопротивление решетки и слоя,
SK — „ котла,
Sa — » водяного экономайзера*
Sen — » воздухоподогревателя,
S$ — ,. борова,
Sm — „ шиберов, клапанов,
Sm ==S решетки-f-5 слоя топлива + затрата тяги на создание ускорения воздуха.
1) Н е it m а п п, 'iheorie und Technik der Flugaschenabscheidung, VDI-Verlag.
8) См. „Труды Германского государств-иного угольного комитета". Очистка
дымовых газов от летучей золы и серы, Энергоиздат 19«з4.
8) rl е г b е г g, FeuerungSLechnik und Dampfkcsselbeiricb, Berlin 1928, J. Springer.
8*

116 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
Н у б е р *•) для нормальных установок при нормальных
нагрузках дает следующие практические цифры для Sm и SK в мм вод, ст«:
1 ' - ' ——
Каменные угли
Высокосортный бурый уголь
Низкосортный бурый уголь
Sm
3-5
8-10
10-12
sk
12—18
18-22
20-25
Потребная тяга в значительной мере зависит от конструкции
котла, числа и расположения газоходов, от рода топлива, поэтому
указываемые цифры имеют ориентировочный, а не общий
характер 2). Чем мельче топливо и чем оно сильнее спекается, тем больше
должно быть разрежение в топке Sm; то же самое и при болыцих
толщинах слоя.
В крупных установках с водяным и воздушным экономайзером
надо прибавлять Бэ + Sen = до 20 мм вод. ст. При высоких
напряжениях поверхности нагрева, высоких скоростях газов в газоходах
и в воздушном экономайзере в целях повышения коэфициента
теплопередачи соприкосновением затрата тяги может доходить до
значительной величины Z= 80—90 и выше мм вод. ст.
Сопротивление гладкотрубных экономайзеров при нормальных
скоростях 4—бм обычно 3—6мм, в ребристых экономайзерах 6— 10мм.
При подсчете тяги необходимо принимать в основу максимальные
пики нагрузки и учитывать возможные впоследствии требования
о повышении паропроизводительности установки.
На тяге чрезвычайно вредно отзываются неплотности дымовых
заслонов (шиберов) и неплотности кладки, так как сквозь них
присасывается холодный воздух, увеличивающий вес газов и
понижающий их температуру, чем ухудшается работа дымовой трубы. При
работе нескольких котлов на один общий боров необходимо
тщательно проверять, чтобы не происходило присоса воздуха через
шиберы на работающих (например остановленных для чистки или
ремонта котлах).
Различают два рода тяги:
a) естественная тяга дымовой трубой,
b) искусственная тяг а—дымососы прямого и
непрямого действия (струйные приборы, сифоны),
2. Дымовая труба 3). Действие дымовой трубы основано на
разности веса столба газов, нагретых до высокой температуры, и
столба воздуха при наружной температуре.
1) N u b е г, Warmetechnische Berechnung der Feuerungs- und Dampfkesselanlagen,
Munchen u. Berlin 1927, Oldenburg.
2)Munzinger, Zugverlust und Warmeubergang an Rauchgasberiihrten Heiz-
flachen, „Das Kraftwerk", Okt. 193J, стр. 140.
8) J a h r, Anleitung zum Entwerf^n und zur Barechnung der Standfestigkeit von
Fabrikschornsteinen aus Mauerwerk, „Eiscn und Eisenbtfion", 1920. -H5hn, Kamine,
Berechutig ihrer Lichtweiie und Hon г mic eixum Nachtrag tiber Saugzuganlagen,
Zurich 1923, Sweiz. Ver. v. Dampkesselbesitzern.

Тяга 117
Пусть означают:
Z — тяга трубы, измеряемая при входе в боров [им вод. ст.],
Н — высота дымовой трубы, считая над входом в боров \м\,
FCp — среднее поперечное сечение трубы в свету [ и2],
1г — вес 1 л3 дымовых газов при 0° и 760 мм рт. ст. [кг],
Y0 — вес 1 м9 воздуха,
7\ — температура газов при входе в боров [°Ц],
Тг „ » » выводе через устье трубы [°Ц],
t в — температура окружающего воздуха,
v —часовое количество (объем) удаляемых трубою газов при 0° и 760 мм рт. ст.
[норм, ж3],
Ь — баромегрическое давление [мм рт. ст.],
Т =(7"!+Г2)/2 = средняя температура газов в стволе трубы, причем
охлаждение в трубе можно принимать примерно 0,6 до 1° на погонный метр высоты
трубы. У труб с высокими скоростями газов и большим диаметром надо брать
ближе к низкому пределу (т. е. 0,6е),
Г 273 1 Ь л ,
Чг ср =4 Ь' 27з + т " | 760 ^ вгс 1м Газов при температуре Тер и давлении Ь,
1в = \ Y0 * 27з л- t 1 * 760* = Вес 1 М& воздУха при темпеРатуре te и баро-
•- в J метрическом давлении Ь.
Полезная тяга трубы Z при входе в боров при
открытом шибере равна статической тяге трубы Zcm за вычетом потерь
в самой трубе, т. е. потери на трение Zr и потери на создание
скорости Zv.
Пользуясь формулами, с соответствующим их преобразованием,
движения газов по трубам (т. I, стр. 462 и ел.), имеем потерю от
трения
100 р 2g V
где g — земное ускорение, равное 9,81 м/секач
v — средняя скорость газов в трубе [м/сек],
d — средний внутренний диаметр трубы [м],
к — коэфициент трения, принимаемый
= 10 для кирпичной кладки,
= 5 для железных труб.
Потеря на создание скорости
Таким образом полезная тяга у подножья трубы
Z = Я (ув — у? ср) — Zr — Zv мм. вод. ст.
При подсчетах следует принимать во внимание водяные пары,
так как 1 норм. мъ водяного пара (см. т. I, стр. 647 и ел ) весит 0,8 кг9
то, очевидно, содержание водяных паров в продуктах горения играет
немаловажную роль. Тоже относится и к воздуху, особенно в
сырую погоду.

118
Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
При сохранении С02 = 1С% величину ^гср можно полагать:
бурые угли с большим содержанием влаги y» = 1,270,
сср
каменные угли Y* = 1,325,
*гср
воздух Y — 1,293.
ldcp
Скорость газов в устье трубы
принимают от 4 до 10 м\сек\ более
низкие скорости принимают при одном
котле, более высокие — при
обслуживании дымовой трубою нескольких
котлов и в установках высокой паро-
производительности.
Пользуясь графиком1) фиг. 98, можно
быстро определить значения статической
тяги Z для различных средних температур
в дымовой трубе и для различной высоты
трубы. Все значения отнесены к температуре
окружающего воздуха te = 2<Г. Полезная тяга
обычно на 2—4 мм ниже.
Гофман 2) (Hoffmann) -
предложил для быстрых расчетов дымовых
труб процентные формулы и
соотношения, которые для всех
практически применяемых топлив дают
достаточно близкие результаты. Для
точных подсчетов в отдельных
случаях следует сделать проверочный
расчет.
1. Поперечное сечение трубы. На каждые 100 кал сожженного
топлива, относя к скорости газов в 1 м/сек, требуется примерно 1 см2 сечения
трубы. При этом средняя температура газов в трубе принята в 275° и избыток
воздуха принят равным 1,5. На каждые последующие 25° температуры газов
следует отнимать 5%.
2. Тяга дымовой трубы
Z«0,4H при 175—200° средней температуры
Z « 0,5 Н при 250° „
Z « 0,55 Н при 275-300°
3. Высота дымовой трубы Н. Если нет особых условий,
требующих определенной высоты трубы, можно полагать
Н = до 25 d и выше для диаметров менее 2 мУ
Н = до 20 d при более крупных диаметрах труб.
4. Скорость газов в устье трубы принимают примерно
vQ И 0,1 Н и по возможности не более 8 м/сек.
Для кирпичных труб нижний внутренний диаметр трубы при-
W™ + °>016 н Д° авеРхн + °№ Н. При вы-
Ю ВО 90 ЮО
Высота трубы 6ж
Фиг. 98. Статическая тяга
дымовых труб.
нимается dHUmn =deeDXH + 0,016 Н до d(
1) Possner, Die Gestaltung und Berechnung von RauchgasvorwSrmern, Berlin
1929, J. Springer.
2) Hoffmann, Vereinfachte Schornsteinberechnung, Leipzig 1922, Spamer.

Тяга
119
боре диаметра нижней части трубы должна быть учтена устойчивость
трубы. Трубы строят из кирпича, железобетона и из железных
листов. Высота дымовых труб в настоящее время встречается до 150 л*.
Во избежание загрязнения дымом окружающей местноети верхнее
устье трубы должно по крайней мере на три метра превышать
крыши самых высоких жилых зданий на 250 м в окружности.
Наименьшая допускаемая высота трубы по опыту установлена в 16 м.
Для труб, возводимых без лесов (изнутри), верхний диаметр в свету
берется не менее 0,6 м. Толщину стенок вверху принимают 15 см
ПРИ deepxn = 1 Д° Ь5 *» 20 см ПРИ deepxu = !>5 ДО 2 И 25 СМ при
более крупных диаметрах. При кладке из лекального кирпича на
каждые 5 м высоты к толщине стенки прибавляется по 5 см по
направлению сверху вниз.
Форма поперечного сечения дымовых труб. Круглые трубы
представляют собою наименьшее сопротивление давлению ветра,
вращательное (клубящееся) движение дыма встречает в них
наименьшие препятствия, внешняя потеря тепла невелика благодаря
наименьшей поверхности, и, кроме того, для постройки круглых
труб требуется меньшее количество кирпича; единственным
неудобством при возведении круглых труб является большое число
различных сортов лекального кирпича. Восьмигранные трубы не
уступают круглым и могут быть сложены из меньшего члсла
сортов прямого кирпича. Квадратное сечение для труб не
рекомендуется.
Вверху, не доходя приблизительно на 0,5 м до устья, труба
получает небольшую распушку, а самые края ее, под легким
уклоном, покрываются глиняными, чугунными или свинцовыми плитами.
Вверху трубы устанавливается громоотвод.
Дно трубы опускают на 0,6—0,8л* ниже пола борова,
благодаря чему получается приямок, в котором оседает зола; удаление
золы оттуда происходит через особую дверь, устраиваемую в
цоколе, в обычное время закладываемую кирпичом, или через плотно
закрываемый чугунной или каменной плитой люк в борове,
располагаемый у самого входа борова в трубу. Для подъема к этому
люку и по всей трубе, через каждые 3—5 рядов, в кладку закладывают
скобы | [-образной формы из круглого железа ок. 20 мм в диаметре.
Высокие и широкие трубы ради экономии кирпича делают с
двойными стенками, т.-е. пустотелыми. Внутри стенки трубы таким
образом получается кольцевая пустая пазуха, через каждые 50—80 см
перекрываемая рядами кирпича, соединяющими наружную и
внутреннюю стенки. Упомянутая воздушная прослойка понижает потерю
тепла трубой в окружающую среду и, следовательно, повышает тягу,
вызываемую последней. Если в трубу вводится не один, а несколько
боровов, то все они отделяются один от другого особыми дыморез-
ными стенками (языками) таким образом, что продукты горения из
разных боровов взаимно соприкасаются не иначе, как протекая
в одном и том же направлении.
Цоколь делают четырех-, или лучше, восьмигранным. При

120 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
высоте цоколя, равной -^ или -г- Hrt получаются наиболее удобные
о о
его размеры. Наружная ширина цоколя = Du -f- 0,5м или Du -f- 0,1 м.
Толщина стенок цоколя устанавливается по одной из последних
формул, в связи с тем соображением, что внутренний диаметр dx ствола
трубы должен быть доведен до самого низа ее. Основание самой
трубы, т. е. ее ствола, закладывается в массиве цоколя; если это
условие не соблюдено, то цоколь может или совершенно
отсутствовать, или же его выполняют гораздо меньшей высоты, равной -^-
до -^тг Нг. Внутреннюю поверхность цоколя облицовывают огне-
упсрным кирпичом, или, еще лучше, в нем устраивают
самостоятельную футеровочную стенку из такого же кирпича толщиною от 5
до \5см. Между футеровкой, которая кладется на глине, и стенками
цоколя должен быть оставлен зазор для возможности
беспрепятственного ее расширения при нагревании. Этот зазор сверху
перекрывается кирпичом во избежание засорения его золой и пеплом,
уносимыми в продуктах горения.
Фундамент дымовой трубы представляет собой массив
квадратного сечения, уширяющийся книзу в виде пирамиды или
уступами. Глубина этого массива обусловливается положением борова
и свойствами грунта. Точные размеры его определяются путем
статического расчета. Высоту отдельных уступов фундамента делают
от 1 до 1,5 м и обрезают их каждый раз на -=- кирпича, а при
бутовой плите — на 15 см, так что в продольном разрезе линия,
соединяющая вершины уступов, получает уклон около -тг- к
горизонту. Наименьшая допускаемая толщина фундамента 1,0 до 1,5 м.
При плохом грунте фундамент устраивают на плотно
утрамбованном бетонном основании толщиною от 0,75 до 1,25 м или же
прибегают к устройству бетонного ростверка по сваям.
Выпрямление с течением времени покрививлихся труб производят следующим
образом: с той стороны, в которую труба подалась, в швы ее на различной высоте
вбивают клинья, и в то же время на другой ее стороне делают ряд глубоких
запилов. Швы выпрямленной таким образом трубы вновь промазывают цементным
растворсуи.
Статический расчет дымовых труб на сжатие (собственным
весом) и на изгиб (под напором ветра) производят в нескольких
ее сечениях, после того как общие размеры трубы будут
предварительно установлены указанным выше способом. Основание и
нижнее сечение ствола трубы рекомендуется рассмотреть в первую
очередь, так как после этого можно будет видеть, стоит ли
проделывать расчет по отношению к ряду других сечений. Устанавливаемые
иногда на трубах водонапорные баки следует принимать в расчет
как в пустом, так и в заполненном виде. Расчет отдельных попе-
гечных сечений трубы имеет назначением определение наибольшего

Статический расчет дымовых труб
121
сжатия крайних волокон кирпичной кладки; ограничиться расчетом
трубы только на одно опрокидывание нельзя. 3)— давление ветра,
при расчете кладки на сжатие следует принимать равным 150, а при
определении величины расхождения швов 125 кг/м2 поверхности
трубы (при очень благоприятном положении и большой высоте
трубы — 200 кг/м2). Действие острых кромок и ребер в этих
цифрах уже учтено. Подлежащее умножению на F давление ветра 2)
изменяется в зависимости от строительных форм трубы:
при круглом стволе = 0,67 QF I при шестигранном стволе = 0,75 Ф/7
„ восьмигранном „ = 0,71 &F I „ прямоугольном „ = 1,00 <£)F
При этом надо заметить, что F представляет собой площадь
вертикального сечения трубы, которое в случае восьми- и
шестигранных труб берется по диагонали поперечного сечения, а при
квадратном стволе — параллельно одной из сторон его.
Принимают следующие обозначения.
/— площадь рассчитываемого поперечного сечения трубы [еж],
G — вес части ствола вышеозначенного сечения [кг],
h — высота части ствола вышеозначенного сечения [м],
s — высота центра тяжести части ствола трубы, расположенной выше
рассчитываемого поперечного сечения [м],
Р — полное давление в^тра, равное F, на гу же часть ствола [кг],
R — наружный радиус сечения 1 при многоугольных сечениях
г — внутренний „ „ | радиусы вписанных окружностей,
к — наименьшая ширина яцра поперечного сечения О],
W— момент сопротивления сечения [см3],
SQ= —J,— сжимающая нагрузка поперечного сечения [к?/см2],
S — напряжение сечения на изгиб [кг/см2],
S' — напряжение на ободе с надветренной стороны [кг/см2],
S" — напряжение на ободе с подветренной стороны [кг/см2],
S — наибольшее напряжение сжатия крайних волокон кладки [кг/см*],
а— расстояние от точки £ приложения всех внешних сил до средней
линии [м],
z — расстояние от нулевой линии до наружного обода [м].
При расчете устойчивости трубы допускают, что сцепления
между кирпичом и раствором не существует и что, следовательно,
швы с надветренной стороны могут свободно расходиться.
Условия устойчивости трубы (согласно суждению
о том прусской Академии строительных дел) сводятся к тому, что:
1. Швы кладки могут расходиться не более, как только до оси,
проведенной через центр тяжести сечения (при 125 кг/см2).
2. Наибольшее напряжение сжатия крайних (на ободе трубы)
волокон кладки £ж<! 5+0,15 h кг/см2 или <! 7 кг для кладки из
простого кирпича на известковом растворе и < 15 кг для кладки из
клинкерного кирпича на известково-цементном растворе *).
3. Подошва трубы не должна испытывать никаких других
напряжений, кроме сжатия.
1) Под клинкерным кирпичом следует разуметь кирпич, обладающий
сопротивлением сжатию не} менее-25J k2Jcm2. Под известковым раствором —состав из:
1 объемной части "извести и 3 об. ч. песка. Под извеегково-демешным
раствором — состав из: 1 об, ч. тмента, 2 об. ч."извести и от $ до 8 об. ч. песка.

122 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
4. Наибольшее сжатие крайних волокон подошвы фундамента
при хорошем грунте <; 3 кг/см2, в исключительных случаях <; 4 кг/см2.
Под действием напора ветра происходит опрокидывание
сечения трубы вокруг нулевой линии (фиг. 99), и точка Е приложения
всех внешних сил перемещается в сторону на расстояние а, так
что в конечном результате опрокидывающему моменту ветра будет
противопоставлено G, помноженное на плечо а.
Основное уравнение для расчета прочности дымовой трубы:
Ga = Ps; а = Ps: G.
Согласно правилам о сопротивлении на изгиб:
0
0
h-я-ч
^lJE
^ж
__ у-—1
Фиг. S9.
Ga = WS,
следовательно 5 = Ga: W.
Напряжение волокон на одной стороне сечения
будет:
<?" — 9 4.9- G .Ga
о — о0 -f о — "Т~Г "деТ >
а на другой:
<v __ с с _ О Ga
Последнее получает отрицательное значение и переходит в
напряжение растяжения, когда
S>S0 или Ga:W>G:f.
Если нулевая линия расположена вне поперечного сечения или
к нему касателъна, то оно испытывает только сжатие. В таком
случае точка Е лежит внутри ядра сечения, или а < наименьшей
ширине ядра k.
В таком случае
S' = S0-- S = 0
или
откуда
G Ga л W , iV, и с
—? уу = О, а = -j = k или W = £/,
7±f-f(1±l) = so(.±^).
£' _ G _,_Ga
Такое явление возможно при чрезмерной толщине стенок трубы.
Во избежание непроизводительной затраты строительных материалов
растягивающие усилия, выражающиеся в расхождении швов,
официально признаны допустимыми. Для того чтобы швы расходились
не более, чем на половину, а не должно быть больше е (второй
ширины) ядра1). Для любого центрально-симметричного сечения e=kxm:y,
х) Подробнее см. О. J а с k e г, Устойчивость заводских дымовых труб,
Еженедельный журнал общественного строительства, выпуски 12 и 13, Вена 1901.

СтатичеокиЙ расчет дымовых труб
где k обозначает ширину ядра, хт —
расстояние от крайнего слоя сжимаемых волокон до оси,
проходящей через центр тяжести сечения, а у —
расстояние от той же оси до центра тяжести
половинного сечения.
До тех пор пока а<^е, будем иметь:
Sm < «S(+) + S[_) (Sf следует брать
абсолютным).
/а М 2
Точнее: Sm = Srr -\~Sf f——-Л (справедливо
и для а>г).
Значения Sm при различных соотношениях
между R и г и разных размерах а и значения Z
для кольцевидных сечений (при многоугольных —
рассматривают вписанные окружности) даны
в т. II Хютте, в отд. „Сопротивление
материалов" (для сложного сопротивления).
Таблица 14. Площади поперечного сечения тела трубы
и радиусы поперечного сечения внутреннего канала для
дымовых труб различной формы
Фиг. 100.
Наружный Внутренний
контур поперечного
сечения
Площадь
поперечного
сечения /
ж2
Наименьший радиус
внутреннего канала k
Наибольший
радиус
внутреннего канала е
м
Круг

Восьмиугольник
Квадрат

Восьмиугольник
Квадрат
Квадрат
Квадрат
Круг

Восьмиугольник
Квадрат
Круг
Круг

Восьмиугольник
ТС (#2 — Г2)
3,314 (Я2 - г2)
4,0 (^2-г2)
3,314 Я9 - яг2
4 #2 — тег?
4 Я2-3,314 г2
0,250 *(l + ^a)
0,244 *(l+£2)
0,236 R (l + ^з)
(0,876 R* - 0,785 г*) 1,08/#
(1,333 & - 0,785 г*) 1,414 fR\
(1,333 /?* — 0,^76 г4) 1,414 /R\
0,236 tf r= 0,118 Ь
0,47 R + 0,29 г
0,48/? + 0,30 г
0,55 tf+ 0,34 г
0,53 R + 0,24г
0,60 R + 0,24 г
0,60 tf + 0,24 г
Примерный расчет устойчивости
Примерный расчет устойчивости дымовой трубы высотой в 22 Mt при
диаметре верхнего отверстия в свету, 1 м для... к...
Точные размеры трубы указаны на прилагаемых чертежах.
Для расчета служит приведенный выше эскиз (фиг. 100).

124 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
Таблица 15. Строительные формы и размеры трубы
Вид поперечного сечения
Стротельный материал
f цемента об. ч. .
Раствор { извести об. ч. .
1 песка об. ч. . .
Вес g в кг/м*
С г вол
круглый

Радиальный
кирпич
1
2
б
1700
Цоколь | Фундамент
квадратный

Клинкерный
кирпич
1
2
б
1700
квадратный
Клинкерный
кирпич и бетон
1
2
б
17G0
до 2000
Если обозначить в м:
/?0 —верхний наружный радиус стержня
г — нижний внутренний „
#— „ наружный
у — высоту одного пояса (барабана)
о — толщину стенок пояса (барабана)
то вес одного пояса (барабана) в кг G — v.yb • (#0 + г) g; вес цоколя = fhg,
где /= среднему поперечному сечению цоколя в м2.
Примечание. При многоугольных сеченчях /? и г обозначают
радиусы окружностей, вписанных в наружный и внутренний обвод
сечения трубы. При восьмиугольные поперечных сечениях вместо те
подставляют число 3,314, при квадратных — 4,0.
Таблица 16. Вес отдельных поясов (барабанов) стержня трубы
Номер пояса
1
2
3
4
У
4,8
6,4
6,4
6,4
Ро
0,70
0,82
0,98
1,14
г
0,62
0,73
0,76
0,79
5
0,20
0,25
0,38
0,51
Объем
в м*
3,979
7,75
13,287
19,6S0
G
кг
6 764
13 175
22 577
33 440
Поперечное сечение цоколя / = 6,4712 м2 Общий вес стержня 75°56 кг
Вес цоколя .... 55 000 я
Расчет колонны и цоколя
Примечание. Если Р — давление ветра на колонну и М — момент этого
давления относительно подошвы колонны, то момент давления ветра на подошву
цоколя будет
Ж1 = Л1 + Л1(р+-1р1),
где Нх обозначает высоту цоколя.

Статический расчет дымовых труб 125
Таблица 17
Обозначения
R м
г м
G кг
Давление ветра Р кгм
при Я) = 125 кг/м*
Высота центра тяжести
над основным швом м
Момент давления ветра М кгм
при 3) = 125 кг/м?
Вылет (§) = 125л:г/л«2
центра давления!
а=~вм \® =150 =
= 1,2.125 kzJm*
Допустимый размер
вылета е м
Наименьший радиус ядра k м
Площадь попер, сечения / см*
Давление собственного веса
50 = у кг/см*
Вспомогательные напряжения
S" = S0 ( 1-b-f-) в кг/см*
при S) = 150 кг/м*
*-5.(l~£)
Наибольшее напряжение на
сжатие крайних волокон в
кг/см2
s „5.+S. (£=*)•
Колонна
над швом/
Л = 24 м
1,30
0,79
75 956
4 020
10,8
43 416
0,572
0,686
0,84
Колонна
над швом //
h = 17,6 м
1,14
0,76
42 516
2 714
8,1
21983
0,517
0,62
0,756
Колонна
над швом ///
h = 11,2л* i
0,98
0,73
19 939
1575
5,3
8 347
0,417
0,50
0,6723 •
Колонна над
подошвой
цоколя
h = 29 м
1,425
0,725
G!=o5 0)0
G-i-G^lZJQSQ
Pt = 1 781
2,5
Mt = 67 971
0,52
0,62
1,029
Так как а при 2) = 125 кг\м2 меньше £, то швы
могут разойтись самое большее только до оси,
проходящей через центр тяжести.
0,44
33 486
2,27
5,72
— 1,18
6,16
0,41
22 683
1,88
4,72
-0,96
, 4,985
0,37
13 430
1,48
3,48
0,52
4,36
0,40
64 712
2,16
5,54
-1,19
7,0

126 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
Из таблицы видно, что допускаемое напряжение нигде не превзойдено:
Фундамент.
Вес фундамента 79 400 кг
„ цоколя 55 000 „
„ ствола 75 956 „
Общий вес трубы G0 = 210 356 „
Если Р —давление ветра и М— момент давления ветра на колонну, а Рх и Мх —
давление на цоколь и момент давления ветра на подошву цоколя, то момент
давления ветра, действующий на подошву фундамента, будет Mz = М1 + h (P + PJ,
где Л2 — высота фундамента.
Л1 = 84894: я2=Л£ = 0>41 ПРИ ® = ™"°tM h = 0,59.
G0 0,49 „ S) = 15u „
Так как а2 < k2t то напряжения растяжения не могут появиться и основание
фундамента не будет оторвано от земли:
<&0 _ .2°. ^ о,84 кг/см2.
/о
Наибольшее давление на ребре основной плиты &'— @0 у 1 + -г) = 1,54,
тогда как может быть допущено равным 3 кг/см2 (в виде исключения даже 4 кг/см*).
Грунт, на котором можно строить трубы,—обычный хороший строительный
грунт.
Форма подписки. Я» нижеподписавшийся, производитель строительных работ,
принимаю на себя полную ответственность за качество раствора, который должен
иметь точно для этой цели установленный состав, за прочность кирпичной кладки
и за все строительные материалы, которые в отношении их веса, добротности
и крепости должны соответствовать сделанным мною предложениям, а также и за
технически правильное выполнение всей постройки.
.... дня . . . 19. . ... дня . . . 19 . .
Подпись заказчика; Подпись производителя строительных работ
Бетонные трубы. Имеются примеры постройки в некоторых
местах массивных дымовых труб из бетонных кирпичей с железной
арматурой. Сравнительно меньшая толщина стенок подобных труб,
по сравнению с трубами из обыкновенного кирпича, обусловливает
сравнительно более низкую стоимость их сооружения.
Во избежание вредного действия высоких температур и
сернистой кислоты на бетонную массу все такие трубы необходимо
выполнять с футеровкой.
Железные трубы из литого листового железа для подвижных
котлов (локомобилей, стоячих, пароходных и тому подобных котлов),
а также для небольших и средних размеров котлов стационарного
типа. Благодаря их относительной дешевизне и быстроте установки
находят себе применение, несмотря на относительную
недолговечность. На этом основании подобного рода трубы следует употреблять
только в тех случаях, когда вся установка имеет временный
характер и должна быть быстро выполнена, или если грунт непригоден
для возьедения на нем тяжелой кирпичной трубы.
Выполнение. Продольные и поперечные швы отдельных
барабанов всего лучше выполнять путем автогенной сварки. При
длине их от 5 до 6 ж барабаны соединяются между собой
посредством приклепанных фланцев из углового железа. Толщина листов

Статический расчет дымовых труб
127
сверху вниз через известные промежутки возрастает; обычно для
верхнего барабана берут железо толщиною в 3—5 мм, а для
нижнего — в 6—8 мм в зависимости от диаметра и высоты трубы.
Верхний и нижний диаметры ее одинаковы или же последний, т. е.
du = d0 + 0,01 Нг, причем вследствие более сильного охлаждения
d0 следует брать в — раза шире, нежели это было бы необходимо
по расчету при кирпичной трубе. Во избежание ржавления
железные трубы сдедует изнутри и снаружи красить. Наружную окраску
надо возобновлять приблизительно через каждые два года.
Устойчивость достигается путем расчаливания трубы
проволочными канатами или тягами из нетолстого круглого железа
с натяжными скобами. Расчалка должна составлять с трубою угол
не менее 30°. Нижний барабан на конце, обращенном вниз,
снабжается кольцом из углового железа, за которое труба прикрепляется
болтами к чугунной плите, прочно закрепляемой на кирпичном
цоколе посредством анкерных болтов. На надежное закрепление
расчалок надо обращать особое внимание.
Устойчивость трубы обеспечивается обычно тремя способами
закрепления ее:
1) Труба не расчаливается (фиг. 101)
2) „ расчаливается в одном месте . . (фиг. 102)
3) „ „ „ двух местах . . (фиг. 10.3).
Давление ветра "7=150 кг/м2 = 0,015 кг/см2. Так как речь
идет всегда о круглой трубе, то расчетное давление можно
снизить до
о
— р = 0,01 кг\см\
Р = 0,01 DI кг (D — диаметр и / — высота трубы
ы
I
Ё
в см).
Случай 1. Для ствола, равномерно нагруженного давлением
Р и зажатого у основания, имеем:
Р1 Р1 Л/2 л/2
^ = SW, откуда S = -i— = 0,01 -£- = 0,005 i£- /w/слА
32 Л ' D '
Л/2 Л2/2
5 = 0,005 -^- = 0,05 Jr пл кг/см9.
w и*—л>1*
Обозначим через:
G— вес трубы в кг, Ь — ширину фундаментной плиты в см, a — расстояние
между болтами в см, S — нагрузку каждого болта в кг.
Труба начнет опрокидываться при —^- = -у ; следовательно Gb должно
быть > Р1 или Gb > 0,01 DP, а при дс-кратной степени надежности 0.01 xDl*.
При начале опрокидывания, считая, что работагь при этом будут 4 болта, и
пренебрегая величиной /,
Фиг. 101.

128
Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
Условия устойчивости: G&+4 Sa>0,01 DP, при лг-кратной степени
надежности = 0,01 xDP.
PI PI DP P Db
Случай 2. ~ = W» откуда Я = Q = 0,005 t" Z = -Д- = 0,005 , . .
2 "* 2/г /i sin a /t sin a
'Для ствола трубы, равномерно нагруженного на натяжении /t давлением Р„
можно написать:
^- = SW, откуда 5 = i^-=== 0,С0125> ^ **/<?*■
или
5 = 0,0125 . DHftDi — Dj*) кг/см*.
Случай 3. Оба участка трубы, ниже верхнего омута, имеют сдинаковую
длину. Трубу следует рассматривать как балку, лежащую на опорах одинаковой
высоты, отстоящих на равных одна от другой расстояниях (т. II,
„Сопротивление на изгиб; балки постоянного поперечного сече- fT"4!
ния"). В таком случае будет справедливо: \ II /
ш
Рг = 1,25 . 0,01 Dlt = 0,0125 Dlv
Zx =-Д. = 0,0126 3-.
sin ax sm 04
Pa^0,375Pl + pJfl+k'\tl =
= 0,375. 0,01 Z>/1 + (^*)(/1 + |) = I
= 0,01 D f 0,375 h + U + ^j^) .
Г Za=3- = °4^^375/1 + /2 + ^V ^
z sin a2 sin eta I ii2i ^ 1
Наибольшее напряжение трубы у
нижнего хомута. Здесь:
М = 0,125 (0,01 DIJ h = 0,00125 Z)/x2= WS лгг/сж, .
~Г
Фиг. 102.
pk
ft
и-
•4
'-Р,
Ж"
Н*л
Р2Л2
ШШ
5 = 0,00125 -£- = 0,0125 (£>^-^ *г/слА
,Фиг. 103.
Опрокидывающим усилием, которое вызывается натяжением расчалки, обычно
можно пренебрегать.
Локомобильные трубы для локомобилей, работающих с выхлопом мятого
пара в атмосферу, получают диаметр, равный 1- или 1,5-кратному диаметру парового
цилиндра и высоту (над устьем выхлопной трубы), в 6—7 раз превышающую ил
диаметр.
Паровозные трубы. См. т. III Хютте, нем. изд., Отдел железнодорожного
строительства: „Паровозы".
3. Искусственная тяга 1). Тяга дымососами применяется в тех
случаях, когда требуется работать с высокими разрежениями,
например при котлах высокой паропроизводительности, при характере
нагрузки с резкими пиками, при более низких температурах уходя-
!) Г. Ф. К н op p е, Искусственная (механическая) тяга в котельных установках,
Справочник „Теплотехник", т. I, стр, 460—473, Лнгр. Акад. Изд. 1928.

Искусственная тяга
№
щих газов и ограниченности территории, когда построить дымовую
трубу представляет затруднения и, наконец, в случаях переустройств
котельных в целях повышения паропроизводительности, когда
существующая дымовая труба явится недостаточной (например при
прис!ройке водяного, воздушного экономайзера и т. д.)*
Различают:
a) Дымососную тягу прямого действия. Дымосос
отсасывает газы и удаляет их в дымовую трубу, почти всегда
изготовляемую из железа. Расход силы невелик, обычно на 1 м*
площади решеткиttx/2 л- с- Имеет преимущественное применение
в современных установках. При очень высоких температурах
уходящих газов (работа без экономайзеря) дымососы изготовляются из
особого материала, особой конструкции. Подшипники дымососов
в этом случае обязательно с водяным охлаждением.
b) Дымососную тягу непрямого действия.
Вентилятор всасывает воздух и вдувает его через особое сопло (ьонус)
в дымовую трубу, создавая при этом разрежение и захватывая
дымовые газы. Все устройство представляет собою эжектор. Давление
вентилятора в современных установках непрямого действия обычно
150—350 мм вод. ст. Расход силы значительно выше (в 2—2V2 раза),
чем в установках прямого действия. Преимуществом является':
хорошая вентиляция, более надежная работа вентилятора на холодном
воздухе. Иногда приходится прибегать к этому способу по
условиям места (теснота, требования максимальной, компактности).
c) Дымососную комбинированную тягу. В
установке непрямого действия вентилятор, вместо воздуха, как в
случае Ь), засасывает из борова часть уходящих газов, вдувая их по
рукаву в сопло. Расход силы средний между способом а) и Ь).
В паровозах всегда и в локомобилях иногда эжекторное
действие производится при помощи отработанного пара (тяга сифоном).
В некоторых случаях сифон применяют в стационарных котельных
в виде резервного средства, на случай порчи дымососа. Надо иметь
в виду, что в подобных случаях расходуется свежий пар, и очень
неэкономно. В новых установках дымовые трубы, как общее правило,
делаются из листового железа. Дымососная площадка никоим
образом не должна быть связываема с каркасом котла.
4. Нижнее дутье применяется при сильно спекающихся
топливах с большим содержанием мелочи, при тощих углях и
антрацитах, при сильно зольных и шлакующихся низкосортных
юпливах и в установках высокой паропроизводительности. При
устройстве нижнего дутья отпадает та часть работы дымовой
грубы или дымососа, которая протягивает воздух через решетку и
слой топлива, золы и шлака; другими словами, нижнее дутье
разгружает тягу. В существующих установках часто возможно без
переустройства тяги за котлом повысить его naponpoi зводитель-
ность лишь за счет устройства нижнего дутья. При сжигании
некоторых юплив нижнее дутье является просто обязательным
(антрацит) и необходимым для экономичного процесса горения
(подмосковный уголь, торф). Дутье ускоряет процесс горения, делает его более
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 9

130 Т. III. Отд. 1. Производство пара. IX. Тяга
устойчивым. Кроме того, нижнее дутье интенсивно охлаждает
колосники (особенно паровое дутье); при тоиливах с легкоплавкой золой
это охлаждение является обязательным. Различают паровое дутье
(пароструйные приборы) и сухое вентиляторное дутье
(воздух нагнетается вентилятором). Давление воздуха под колосниковой
решеткой в зависимости от рода сжигаемого топлива и толщины
слоя колеблется от 25 до 80—100 мм. Оно регулируется таким
образом, чтобы в топке получилось небольшое, 1—3 мм вод. ст.,
разрежение, в противном случае будет происходить выбрасывание
пламени из топки при загрузках, выбрасывание дыма и будут сильно
нагреваться топочные дверцы.
Недостатки дутья. При сильном давлении под
колосниками воздух с силой прорывается струями через слой, производит
завихривание и способствует усиленному уносу золы и несгорев-
ших частиц топлива, снижая при этом к. п. д. топки. При паровом
дутье отверстия для прохода пэра довольно быстро
разрабатываются; поэтому расход пара может быть очень высок (5—10% от
вырабатываемого котлом).
5. Мощность дымососа. Полное давление (депрессия), созда-,
ваемое дымососом,
^полн ~Ь Ктат == ^динам мм вод- ст#
Статическое давление hcmam расходуется на
преодоление сопротивлений во всасывающей и нагнетательной линии
дымососа, а также в самом дымососе.
Динамическое давление Кдинам расходуется на
сообщение газам (или воздуху — при расчете вентилятора) при удельном
весе их, соответствующем их температуре ?* и скорости их w м/сек
2?
Для уменьшения потери на создание динамического давления
чаще всего выполняют дымовую трубу от дымососа в виде
расширяющегося кверху конуса (диффузора).
Мощность дымососа
», __ ^г (t°) * "-поли
**" 75. w •
где V2(t°) — секундный объем [м?/сек] газов при температуре /°, перемещаемый
дымососом,
Т1дым ~~ к* п* д- дымососа 0,4 -г- 0,6, для крупных и особо тщательного
выполнения 0,7 -*- 0,75.
Мощность электромотора к дымососу
N _ N0um
iVмот — ~ л* Lt>
шот
где т)Мот ~~ Ki п> д* электромотора 0,8 ч- 0,9. Обычно рекомендуют брать мощность
Мотора на 20— 25°/о больше*
Чипам ~ 9^Т*-К* ВОД. СТ.

Измерительные и регулирующие приборы к 131
X. Измерительные и регулирующие приборы
и приспособления для паровых котлов и ко-
тельных топок
1. Задача контрольно-измерительных приборов — контроль
эксплоатации котельной установки сточки зрения надежности,
безопасности и экономичности ее работы. Для надежной и хозяйственно
поставленной эксплоатации необходимо производить ряд следующих
измерений: количества сжигаемого топлива и испаряемой воды,
температур газов, воды, пара, воздуха (при воздухоподогревателе),
тяги и давления. Кроме того, должен производиться анализ газов
для определения их состава.
Относительно различных измерительных приборов см. т. I, стр. 834 и ел. В
последующем указывается, какие точки котельной установки должны подвергаться
контролю при помощи измерительных приборов.
Различают:
1) Измерительные приборы с мгновенными
показани ям и, т. е. указывающими состояние на каждый
данный момент (температуру, давление, содержание С02 и т. д.). По
этим показаниям персонал может производить регулирование работы
котла, топки.
2) Измерительные приборы с регистрирующими
(самопишущими) приспособлениями, отражающими общий
ход эксплоатации за длительный период (смену): записи (графики,
диаграммы) приборов служат для контроля, статистики, отчетов.
3) Измерительные приборы для испытаний переносного
типа, т. е. легко и быстро устанавливаемые на время испытаний.
Приборы должны быть точные и давать быстрые показания. Путем
взвешивания топлива (весы) и измерения количества испарений
воды (водомеры, мерные баки) устанавливается испаритель-
нос т ь топлива (стр. 4 и 72). Измерение температуры воды при
входе и выходе из водяного экономайзера и при входе в котел
одновременно с измерением температуры перегретого пара и
давления в котле дает возможность определить теплосодержание
пара (затрату тепла на образование 1 кг пара) (см. стр. 4).
Контроль температуры перегретого пара необходим, так как
повышение температуры сверх допускаемой для данной установки нормы
может привести к расстройству работы турбины или же самого
перегревателя. Все указанные измерения позволяют подсчитать
коэфициент полезного действия котла или установки, кроме того,
дают возможность вывести заключение о загрязнении поверхности
нагрева.
Измерения температуры уходящих газов за котлом в конце
установки в связи с анализом газов дают все данные для
возможного определения потерь с уходящими газами (см, стр. 73). Повыше-
9*

132 т. III. Отд. 1. Производство пара. XI. Аккумуляторы
ние температуры уходящих газов при неизменном содержании С02
и нагрузке котла дает указание на загрязнение поверхности
нагрева.
Анализ газов в главном сводится к определению С02
для определения потери с уходящими газами, определения избытка
воздуха и контроля процесса горения и плотности обмуровки.
Приборы для определения продуктов неполного сгорания (СО, Н, СН4)
удорожают установку, однако в крупных установках с хорошо
организованной эксплоатацией это удорожание вполне окупается.
Измерение тяги над решеткой, за котлом, за
экономайзером- и т. п. дает прежде всего руководящие указания кочегару
для регулирования нагрузки котла. Кроме того, данные о тяге дают
возможность вывести заключение о пределах возможной нагрузки
при располагаемых тяговых устройствах.
2. Автоматическое регулирование 1). При колеблющемся
режиме работы котла (неравномерность нагрузки) соответствующее
регулирование работы топки ложится на обязанность кочегара.
Слишком сильные и частые пики нагрузки влекут за собой
значительные потери и иногда ведут к перебоям в эксплоатации.
Применением аккумуляторов (см. ниже) можно добиться равномерной
работы котла без необходимости изменять режим топки.
Устройства для автоматического регулирования топки могут, например
при отсутствии аккумуляторов, быстро изменить режим топки
в соответствии с возросшим расходом пара. Эти устройства могут
дать заметные улучшения коэфициента полезного действия
установки, кроме того, они разгружают персонал, дают экономию на
зарплате. В качестве основного указателя и средства для
регулирования топок чаще всего используют давление в паропроводе.
Всякое, даже небольшое, изменение давления (возрастание или
снижение давления) при помощи особых приспособлений передает свое
действие и регулирует например количество поступающего в топку
воздуха, скорость подачи цепной топки, тягу в топке, за котлом
и т. п.
XI. Аккумуляторы
1. Общие сведения. Аккумуляторы имеют целью выравнивать
неравномерность отбора пара из котлов, в период увеличения
нагрузки отдавая тепло, в периоды же уменьшения нагрузки его
накапливая. При аккумуляторах возможно вести работу котельной
по средней паропроизводительности, а не рассчитывать ее на
максимальные переходящие пики. Коэфициент полезного действия при
этом может быть значительно улучшен, так как режим топки ста-
l) Stein, Regelung und Ausgleich in Dampfanlagen, Berlin 1926; русск.
перевод: Штейн, Регулирование я выравнивайте в паровых установках, Гос. научн*
тех. изд. 1931.

Аккумуляторы
133
новится равномернее и протекает в благоприятных условиях.
Значительно повышается производительность, так как в короткое
время может быть заимствовано из аккумулятора большое
количество тепла в виде пара или горячей воды.
Различают:
1) Аккумуляторы постоянного давления,
аккумулирующие горячую воду и отдающие ее в периоды повышения
нагрузки для питания котла. Давление в аккумуляторе постоянно
как при зарядке,так и при разрядке. Называются также
аккумуляторами питательной воды.
2) Аккумуляторы с перепадом
давления — паровые аккумуляторы,
аккумулирующие пар в форме горячей воды и отдающие в виде
пара при разрядке в периоды повышения нагрузки.
Относительно теплотехнической стороны см. т. I стр. 688.
2. Аккуму шторы постоянного давления *).
Выравнивание нагрузки при помощи аккумуляторов этого
типа производится такиь: образом, что питательная водг
или вода для производства нагревается в периоды
пониженной нагрузки, в периоды же усиленного рас
хода пара подогревание или ограничивается или вовсе
прекращается, пар, требуемый для подогревания виды,
идет в производство и котел питается уже ранее
подогретой водой из аккумулятора. Вся эта операция
производится нри постоянном давлении и при
постоянной температуре. Фиг. 104 изображает подобный
аккумулятор вертикального типа. Применение
аккумуляторов питательной воды:
a) Аккумулятор свежего пара при
давлении, равном давлению в котле.
Выходящая из водяного экономайзера питательная вода В
верхней части аккумулятора подогревается свежим паром бального
из котла до температуры насыщенного пара в котле и типа.
в этом состоянии направляется в котел. В период
разгрузки аккумулятора подогревание воды прекращается, вода из
экономайзера направляется в нилснюю часть аккумулятора и
вытесняет соответствующее количество горячей воды из верхней части.
При зарядке циркуляционный насос отбирает из аккумулятора
холодную воду и аккумулятор заполняется поступающей сверху
горячей водой. Регулирование циркуляции воды автоматическое
давлением свежего пара.
b) Комбинирование аккумулятора питательной
воды с регенеративным способом. Аккумулятор под
давлением котла. Подогрев питательной воды производится отбором
пара из турбины и лишь верхняя ступень аккумулятора
подогревается свежим паром.
c) Аккумуляторы питательной воды в установ-
И I *
Ц-7--Ц
у т
i f
i) См. „Тепло и сила* 1932. № 1, стр. 21

Т. III. Отд. 1. Производство пара. XI. Аккумуляторы
ках высокого давления. Аккумулятор имеет более низкое
давление, чем котел. Подогрев отбором пара из турбин.
Применяются нормально в установках с рабочим давлением свыше 20 am.
Выравнивание нагрузки аккумуляторами питательной воды при
котлах с водяными экономайзерами в пределах около 15%, без
экономайзеров 20—25%.
Степень перегрузки установки не зависит от размера (емкости)
аккумуляторов* она обусловливается возможными границами, в
которых может быть изменяема температура питательной воды
(температура питательной воды в сборнике аккумулятора и
температура насыщенного пара в котле). Продолжительность возможной
форсировки установки, напротив, прямым образом зависит от
емкости аккумулятора.
Аккумуляторы питательной воды (фиг. 104) выполняют в виде
стоячих цилиндрических сборников с емкостью до 300 м* и ставят
их по большей части вне котельной, с целью экономии места и
стоимости здания.
Преимущества. Аккумуляторы питательной воды выгодны при питании
котлов химически очищаемой водой, так как при длительном времени реакции
в аккумуляторе, а также в виду малой скорости в нем воды, тончайшие частицы
ила могут оседать и скопляться на дне и время от времени удаляться продувкой.
Этого типа аккумуляторы дают возможность обеспечить хорошее удаление газов.
3. Паровые аккумуляторы. Наибольшее распространение
получил паровой аккумулятор Рутса. Действие его основано на том,
что заключенная в закрытом резервуаре горячая вода с
температурой насыщенного пара, соответствующей внутреннему давлению
в резервуаре, при снижении давления снижает и температуру
насыщения соответственно измененному давлению, выделяя при этом
освободившееся тепло в форме пара (см. табл. пара, т. I, стр. 668).
Каждое изменение состояния путем сообщения тепла (вводом пара)
или же путем отнятия тепла (отбором пара) вызывает
соответственное изменение давления или температуры насыщения в содержимом
аккумулятора.
Вырабатываемый котельной установкой, но в данный момент
не расходуемый, пар направляется в аккумулятор и вводится в
воду, в ней конденсируется и отдает ей свое тепло парообразования
(процесс зарядки). Аккумулированный таким образом пар может быть
вновь возвращен путем снижения давления в аккумуляторе (т. е.
при его разрядке) в периоды пиковой нагрузки котельной
установки.
Фиг. 105 изображает аккумулятор Рутса горизонтального типа. Пар вводится
через ряд инжектирующих сопел таким образом, что содержащаяся в аккумуляторе
вода сильно перемешивается и теплоотдача от пара воде происходит по большей
поверхности и более интенсивно. В случае необходимости экономии. площади пола
применяются аккумуляторы Рутса вертикально/о типа (фиг. 106). Путем особых
внутренних устройств достигается принудительная циркуляция, поэтому при
разрядке все частицы воды могут легко переходить в парообразное состояние.
Наибольшее давление в аккумуляторе около 15 am. Более
высокие давления являются невыгодными, ввиду высокой стоимости

Паровые аккумуляторы
135
Фиг. 105. Аккумулятор Рутса горизонтального типа.
а — распределительная труба; Ь — сопла; е — циркуляционные стояки; d —
обратный клапан; е — ограничительное сопло; /— спускной кран; g— предо*
хранительный клапан.
аккумулятора при незначительном увеличении его
аккумулирующей способности.
Низший предел давления в электрических
станциях от 0,5 am, в промышленных установках
в зависимости от давления производственного
(отопительного) пара—в среднем от 6 до 2 am.
Аккумулируюшая способность в зависимости от
пределов давления и его перепада от 50 до 120
кг/м% (т. I, стр. 689, фиг. 10), емкость до 400 мъ.
Важнейшей частью установки аккумулятора
являются регулирующие
приспособления. Так как в основном вопрос сводится к
соединению двух сетей с различными давлениями,
то необходимо установить минимум два
регулирующих вентиля (клапана), которые уже при
незначительном изменении давления в сети
высокого или низкого давления реагируют на
изменение. Выравнивание колебаний нагрузки в сети
высокого давления при помощи аккумулятора
происходит не прямым образом, так как при
высоком расходе котельная установка разгружается
тем, что часть пара добавляется из
аккумулятора. Колебания в сети низкого давления
покрываются аккумулятором непосредственной
отдачей требующегося изоыточного количества пара.
Аккумуляторы позволяют повысить произво
дительность сокращением периодов прогрева,
запарки и т. п., так как за счет перепада давления
в аккумуляторе можно отдать в производство
любое большое количество пара.
Аккумуляторы также могут служить в
качестве моментального резерва.
Фиг. 106.
Аккумулятор Рутса
вертикального типа, д —
трубопровод для
ввода пара при
зарядке; о — сопла;
а—циркуляционная
труба; с—зарядная
труба; е—циркуля-
ционные кольца;/—
труба для выхода
пара при разрядке.

136 т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
XII. Приложение
1. ПРА^ИПА УСТРОЙСТВА, УСТАНОВКИ, СОДЕРЖАНИЯ И
ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ,
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ И ВОДЯНЫХ ЭКОНОМАЙЗЕРОВ *)
Обязательное постановление ВКТ СССР от 2 сентября 1929 г. М 287
I. Общие положения
1. Настоящие правила распространяются на все постоянные и подвижные
паровые котлы, пароперегревателя в стацчонарны; установкаt и водяные экономай-
зе ы дл<* аостоянны v паровых котлов, кому бы они ни принадлежали (за изъятиями,
указанными в ст. 2).
2. Настоящие правила не распространяются:
а) на паровозные и вагонные паровые котлы и паровозные пароперегреватели
и годяные экономайзеры на железны „ дорогах, подведомственных НКПС;
б) на пчровые котлы, пароперегреватели и водяные экономайзеры на морских
и ре.ных суда , снарядах и ины. пловучих средствах;
в) на ларовые котлы, снабженные выкидной трубой, благодаря которой
давление пара в когле не может превысить полатмосферы по манометру, или
снабженные др гим ! авлозначащим приспособлением (например промежуточным
выкидным баком);
г> на паровые котлы, поверхность нагрева которых не превышает 3 л2 и
притом составлена исключительно из труб с наружным диаметром не свыше 65 мм.
3. Паровыми котлами считаются все зак ыгые приборы, служащие для
получения водяного пара с абсолютным давлением более одной атмосферы (более 1 кг
на 1 см2), используемого вне самого i рибора.
4. Кпостоянным (стационарным) паоовым котлам относятся все те котлы,
которые по своему назначению или по своей конструкции не предназначены для
передвижения в зависимости от работы и требуют для установки постоянного
фундамента.
К подвижным паровым котлам относятся такие котлы, которые по своему
назначению или по своей конструкции предназначены для передвижения в
зависимости от работы и не требуют для установки потоянногэ фундамента.
Если подвижной котел устанавливается для работы в постоянном помещении,
то как помещение котла, так и установка последнего подчиняются соответствую л.им
требованиям настоящих правил, относящимся к помещению и установке
постоянных псовых котлов.
Если локомобиль устанавливается в постоянном помещении для молотьбы или
других сельско озяйственных работ, а также для приведения в действие дробилок,
насосов и т. п. временно, на срок не свыше 372 ме:я^ев в сезон, то в данных
условиях работы он приравнивается к подви кным паровым котлам.
5. Пароперегревателей считаются все закрытые приборы, обогреваемые
горячими газами и служащие для повышения температуры пара.
6. Вод?ними экономайзерами считаются все закрытые приборы, обогреваемые
горячими газами и служащие для повышения темпе атуры питающей паровой
котел воды с давлением более одной атмосферы по манометру.
Экономайзеры, представляющие собою по конструкции неотделимую и не-
выключаемую часть котла, рассматриваются как одно ^неразрывное целое с котлом,
и на них распространяются правила, уг тановленные для паровы-v котлов.
7. В тех случая *, когда настоящими правилами устанавливаются какие-либо
права или обязанности для окружных (или соответствующих им) органов труда
и инспекции труда путей сообщения, по принадлежности, — эти права и обязанности
осуще твлрются:
а) ин лекцией труда путей сообщения —в отношении котлов,
пароперегревателей и экономайзеров, находящиеся под ее надзоре м;
б) окружными (или соответствующими им) < рганами труда —- в отношении
всех остальных котлов, пароперегревателей и водяньх экономайзеров.
•*) Правила для СССР по применению дуговой э."е^тричаской и базовой евчрки
при проект ровании и изготовлении паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением, см. ниже стр, 198.

Правила о паровых котлах 1«3/
Примечание. Под „техническими инспекторами НКТ" в настоящих
правилах разумеются как территориальные технические инспектора труда,
так и технические инспектора труда путей сообщения.
II. Паровые котлы
1. Материал и конструкция паровых котлов
8. Стенки парового котла должны быть изготовлены из литого железа или
красной меди.
Материалы для постройки и ремонта паровых котлов должны удовлетворять
нормам НКТ СССР, установленным для материалов для изготовления паровых
котлов.
Применение чугуна для изготовления частей котла (патрубков, штуцеров,
колен и крышек) не допускается.
Качество материалов для постройки и для ремонта паровых котлов должно
быть удостоверено. При этом качество материалов коглов, приобретаемых за
границей, должно быть удостоверено учреждением, имеющим в стране изготовления
котлов официальное право hi выдачу соо1ветств/ющих удостоверений.
Котлы, построенные и установленные до введе-Ш! в действие настоящих
правил, могут иметь стенки из сварочного же теза, а га же неомываемые продуктами
горения чуг иные детали, штуцеры, патрубки, колена и крышки круглого или
овального сечения с наибольшим диаметрам не свыше 250 мм при максимальном
рабочем давлении пара в 6 cm
В о ношении вновь ' троящихся котлов запрещение применять чугун для
изготовления ча тей ьотлов вступает s силу по иаечении трех лет по введении в
действие настоящих правил.
Примечание. Материалы для изготовтения и ремонта паровых
котлов высокого давления (с раб чим давлением свыше 22 am) должны
удовлетворять нормам, прилагаемым к ст. 148 настоящих правил.
9. Наинизший уро ень воды в паровом котле должен быть по крайней мере
на 100 мм выше наивысшей линии соприкосновения стенок котла с продуктами
горения.
Нагторщая статья не распространяется:
а) на котлы, поверхность нагрева которых образована исключительно
поверхностью водяных труб с наружным диаметром не более ШЗ мм, и
б) на вертикальные газотрубное и водотрубные котлы, которые имеют трубы,
отводящие газы, в самом корпусе котла.
Котлы, указанные в п. „б", должны и^еть наинизший уровень воды выше
нёба топки по крайней мере на 10J мм. Если трубы, отводящие газы, имеют
внутренний диаметр бол.е НО мм, то очи должны быть защищены от
соприкосновения с продуктами 'торания изоляцией или защитными металлическими футлярами,
которые начинаются ниже наинизше^о уровня воды в котле и оканчиваются при
выходе из пределов котла.
Примечание. В котлах, построенных и установленных до введения
в действие настоящих правил, допускав!ся омыиание парового пространства
горячим* газами лишь при условии, если температура га ов не превышает
400°Ц. и если притом стенки котла сделаны из литого железа.
2. Арматура и гарнитура паровых котлов
101). Каждый паровой котел должен быть снабжен по крайней мере двумя
независящими друг от друга предо фанигельнымь клапанами, из которых ояин
должен иметь устройство, не позволяющее обслуживающему котел персоналу
изменять нагрузку клапана.
11. У постоянных котлов по крайней мере один предохранительный клапан
должен быть i ычажный грузовой.
В подвижных котла, оба клапана могут быть пружинные.
12. Нагрузка клапанов должна быть так >ва, и клапаны должны быть
рассчитаны и отрегулированы таким образом, чтобы давление пара в когле не могло
повышаться в котла* с рабочим давлением до 7 а ч более чем на 0,2 am, а в котлах
с рабочим давлением свыше 7 am — более чем на d°/0 против допущенного
рабочего давления.
!) По Германским правительственным правилам (АРВ) 1926—1S29 гг. законом
требуется не менее одного предохрани тельного клапана. (*> е д.)

138 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
13. Диаметр предохранительных клапанов исчисляется (за изъятиями, указа №
ными в ст. ст. 14 и 15) по следующей формуле:
d.ft = 0,38-j^,
где d — диаметр предохранительного клапана в см, h — высота подъема клапана
в см, Н — поверхность нагрева котла в м2 и Р — абсолютное давление пара
в котле в атмосферах.
При расчете диаметра обыкновенного предохранительного клапана подъем
клапана h должен приниматься не более 7и> <*> хотя бы в действительности он был
более указанной величины.
Применение полноподъемных предохранительных клапанов (т. е. высотой
подъема h до У4 d) допускается при условии, если конструкция их испытана в
отношении высоты подъема и удостоверена компетентным государственным органом.
Минимальный диаметр предохранительного клапана должен быть не менее
4 ем, хотя бы расчетом определилась меньшая величина диаметра.
Определенная по выше приведенной формуле площадь проходного сечения
представляет собой полную площадь всех клапанов—как открытых, так и имеющих
устройство, не позволяющее обслуживающему котел персоналу изменять нагрузку
клапана. В том случае, если по расчегу получается только один клапан, должен
быть поставлен второй добавочный клапан.
14. В отношении существующих котлов для проверки клапанов остается
в силе формула проф. Котурницкого, принятая в правилах, утвержденных
НКТ СССР 14 ноября 1923 г. и действовавших до введения в действие насгоящих
правил:
. . 0,006 D
d*h~ —-р—,
где d — диаметр клапана в см, h — высота подъема клапана в см, Z)—наибольшее
количество пара в кг, вырабатываемое котлом в 1 час, и Я — абсолютное
давление пара в атмосферах.
15. При расчете клапанов для котлов с высокой производительностью (свыше
50 кг с 1 м?/час) надлежит пользоваться формулой:
. . 0,0075 D
d • #= р •
где d — диаметр предохранительного клапана в см, h — высота подъема клапана
в см, D — наибольшее количество пара в кг, вырабатываемое котлом в 1 час,
и Р — абсолютное давление пара в котле в атмосферах.
16. Клапаны должны быть устроены таким образом, чтобы всегда можно было
проверять их исправное состояние и поворачивать тарелки их во время действия
котла.
17. Все предохранительные клапаны могут быть расположены на одном
патрубке. При этом от патрубка, на котором установлен один или несколько
предохранительных клапанов, воспрещается брать пар. В случае расположения на одном
общем патрубке нескольких предохранительных клапанов площадь поперечного
сечения патрубка должна быть не менее суммы сечений предохранительных
клапанов. Грузы рычажных предохранительных клапанов должны быть сделаны из одного
или нескольких кусков, прочно закрепляемых на конце рычага. Дополнять грузы
отдельными кусками какого-либо материала, не укрепленными намертво с основными
грузами, воспрещается.
18. Давление на каждую клапанную тарелку не должно превышать, по общему
правилу, 600 кг. В исключительных случаях допускается давление до 1500 кг при
условии устройства приспособлений, облегчающих подъем груза при проверке
клапана.
19. При устройстве общей трубы для вывода пара из пределов котельной
сечение трубы должно быть не мел ее суммы сечений предохранительных клапанов,
для которых труба устроена. При устройстве подобны; отводящих труб
необходимо устанавливать отвод воды и сигнальные приспособления (например свистки),
если выпуск пара не слышен кочегарам.
20. Каждый паровой котел должен быть снабжен верным манометром,
запломбированным Палатой мер и весов или уполномоченным ею другим учреждением; •

Правила о паровых котлах
139
Манометр должен быть рассчитан на число атмосфер, превышающее по крайней
мере на 2 am давление, необходимое при гидравлическом испытании котла.
Деления на циферблате должны быть нанесены в килограммах на 1 см2.
На циферблате манометра должна быть проведена красная черта через
деление, соответствующее наивысшему допускаемому давлению в котле с учетом
добавочного давления от водяного столба при низко опущенных манометрах.
Взамен красной черты, наносимой на циферблате манометра, разрешается
укреплять (путем припайки) снаружи, на крышке манометра, металлическую
пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
Манометр должен быть хорошо освещен, защищен от влияния лучистой теплоты
топлива и так установлен, чтобы показания его были отчетливо видны
обслуживающему котел персоналу.
Каждый манометр должен быть снабжен сифонной трубкой. На сифонной
трубке от стенки котла до манометра не должно быть вентилей, кранов или иных
запорных устройств, за исключением трехходового крана для контрольного
манометра с диаметром фланца в 38 мм при толщине его в 6 мм. Трехходовой кран
должен быть установлен между манометром и сифонной трубкой.
Если манометр установлен на сифонной трубке длиною по прямому напра.-
влению в I м или более, то разрешается кроме трехходового крана, расположенного
непосредственно у манометра, устанавливать на той же трубке кран для
разобщения этой трубки в случае надобности от котла. Указанный кран должен быть
всегда запломбирован в открытом состоянии. Кроме того на длинной сифонной
трубке необходимо устанавливать краник или пробку для выпуска воды.
20а. Для питания паровых коглов допускается лишь такая вода, которая по
данным специального химического анализа оказалась пригодной для этой цели.
Если вода признана пригодной для питания паровых котлов лишь при
условии предварительной ее очистки, то для очистки могут применяться только
вещества, проверенные путем особого химического анализа. Этот анализ должен
установить, что пользование данным веществом не может послужить причиной
разъедания стенок котлов, арматуры, паропроводов и питательных насосов.
Воспрещается применение всякого рода патентованных и непатентованных
средств неизвестного химического состава (как заграничных, так и внутреннего
производства), выпускаемых в продажу под названием „антилитона", „антинакипина"
и т. п. и предназначенных для очистки воды в самих паровых котлах или вне их
(в резервуарах, из которых вода поступает для питания паровых котлов).
21. Для питания паровых котлов с поверхностью нагрева более 10 м2 или
работающих при давлении более 6 am, должно быть установлено не менее двух
питательных приборов, которые должны приводиться в действие независимо один
от другого. Два независимых прибора признаются достаточными и для нескольких
котлов, расположенных в одном помещении, но при условии, если по своей
производительности каждый в отдельности прибор с избытком достаточен для питания
всех котлов.
Производительность питательных приборов должна соответствовать следующим
нормам:
а) При установке двух питательных насосов производительность каждого из
них должна быть не менее двухкратной длительной максимальной
производительности всех работающих котлов, причем один насос должен быть с паровым
двигателем.
б) При установке трех или более питательных насосов общая производитель*
ность их должна быть не менее утроенной длительной максимальной
производительности всех работающих котлов. При этом часть насосов с суммарной
мощностью не менее половины мощности всех насосов должна быть с паровыми
двигателями.
в) При установке двух инжекторов производительность каждого из них
должна быть не менее трехкратной длительной максимальной производительности
котлов, а при установке трех или более одинаковых инжекторов —
производительность каждого из них должна быть не менее учетверенной длительной максимальной
производительности всех работающих котлов, деленной на число инжекторов.
Примечание. В отношении паровых котлов, уже действовавших
до введения в действие настоящих правил, техническому, инспектору НКТ
предоставляется право в отдельных случаях допускать отступления от
указанных в п. п. „а", ,6е и „в" настоящей статьи норм производительности
питательных прибо, ов в сторону снижения их, но не более чем на 25°/0.
22. Для питания парового котла, у которого произведение числа, выражающего
поверхность нагрева котла в м2, на число атмосфер рабочего давления не пре- 1

140 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
вышает 200, в качестве второго питательного прибора (при инжекторе, паровом
или приводном насосе) может применяться ручной насос с разрешения окружного
(или соответствующего ему) ор»ана труда или инспекции труда путей сообщении,
по принадлежности.
Водопровод может заменить один из питательных приборов, если давление
в водопровод превышает разрешенное рабочее давление в котле по крайней мере
на Viz am. Водопровод для питания котлов без второго питательного прибора не
допускается, за исключением случая питания парового котла, имеющего поверхность
нагрева не более 10 м2 и работающего при давлении не свыше 6 am.
Ручной насос в качестве одного питательного прибора допускается для
питания только такил котлов, у которые произведение числа, выражающего поверхность
•нагрева в м2, на чи-ло атмосфер рабочего давления не превышает 50.
Каждая тр>ба, подвозящая воду из питательной сети к котлу, должна иметь
в месте присоединения к нему запорный клапан или вентиль и обратный клапан,
запирающийся автоматически давлением изнутри котла.
Запорной клапан может быть прикреплен или непосредственно к котлу или
к приклепанному к нему штугеру или фланцу ((Т. 27).
Обратный клапан присоединяется непосредственно к запорному клапану <или
вентилю).
2d. Котлы с разным рабочим давлением, установленные в одном и том же
помещении, должны иметь самостоятельные питательные приборы, удовлетворяющие
нормам, указанным в ст. 21. Кроме того к ним должны быть присоединены
отдельные подводящие воду трубы.
Примечание. В отдельных случаях, при разности рабочих давлений
в паровых котлах не свыше 1—2 am, техническому инспектору предоставляется
право допускать питание котлов от общей питательной установки, но с тем,
чтобы к коjлам были устроены отдельные водяные трубопроводы с
соответствующими запорными приспособлениями.
24. На каждом паровом котле должно быть по крайней мере одно водоуказа-
тельное стекло и два пробных к ана для контроля уровня воды в котле.
Внутренний диаметр пробного крана должен составлять не менее 8 мм. К котлу должен
быть укре.шен неподвижный металлический указатель, до .одящий до водомерного
стекла и установленный на высоте наинизшего уровня воды в котле. У этого
указателя должна быть прикреплена надпись: „Ыаинизший допускаемый уровень воды".
Наинизший допускаемый уровень воды в стекле должен быть виден не менее как
на 25 мм выше вер *него края нижней гайки.
Для вновь строящихся котлов с поверхностью нагрева в 100 м2 и выше
установка второго водомерного стекла является обязательной.
Нижний пробн .й кран должен быть установлен на горизонте наинизшего
уровня всы вко.ле, а верхний пробный кран — непосредственно над горизонтом
наивысшего уровня воды в котле. Каждый пробный кран должен соединяться
самостоятельно с котлом. Допускается установка водомерных стекол и пробных кранов на
колонкам (кувшинах), соединенных с водяным и паровым пространствами котла
трубками диаметром не менее 75 мм.
В случае непосредственного соединения с котлом водоуказательных стекол
и пробных кранов трубками длиною до 500 мм диаметр трубок должен составлять
не менее 25 мм, в остальных же случаях —не менее 75 мм.
В тех случаях, когда на котле устанавливаются два водоуказательных стекла,
пробных кранов может и не быть.
Соединение водомерных стекол, а также водопробных кранов с котлом должно
быть таково, чтобы краны водомерных стекол и водощобные краны можно было
прочищать по прямому направлению для устранения засорения их.
Краны водомерных стекол должны быть такого устройства, чтобы можно
было менять стекла во время работы.
Водоуказательные стеклянные трубки должны быть защищены на случай
разрыва приспособлениями, не затрудняющими наблюдения за высотою уровня воды.
При постановке водоуказательных приборов системы Клингера особого
ограждения не требует.я.
Водомерные стерла должны быть освещены настолько, чтобы кочегар легко
мог видеть их показания. При высоком расположении пробных кранов и
водомерных стекол должен б^ть «беспечен удобный и безопаный к ним доступ при
помощи постоянных галлерей или иных приспособлении из не гораемого материала.
Котлы с несколькими паровыми пространствами и само тоятельными
водяными уровнями рассматриваются как отдельные паровые котлы, и каждый из них
должен быть снабжен требуемыми водоуказагельными приборами.

Правила о паровых котлах
141
В водотрубных котлах с двумя или несколькими продольными верхними
барабанами (котлы Бабкок и Вилькокс, Шухова и др.) на каждом
барабане должны быть установлены по крайней мере одно водомерное стекло и
пробные краны. В водотрубных, котлах с двумя или несколькими верхними поперечными
барабанами на том барабане, у которого производится постоянное наблюдение за
высотой уровня, должно быть поставлено не менее двух водомерных стекол.
25. Соединение когла с паропроводом должно производиться через парозапор-
ный вентиль или задвижку, которые присоединяются* или непосредственно к котлу
или к приклепанному к нему штуцеру или фланцу.
26. Каждый парс вой котел должен иметь спускной кран, задвижку или вентиль
для спуска грязной воды к опоражнивания котла, присоединяемый или
непосредственно к котлу или к приклепанному к нему штуцеру или фланцу.
Постановка спускных приспособлений на коленах и отводаv допускается при
обязательном условии выполнения колен и отводов лз литого железа или в виде
стальной фасоютой отливки. Применение чугуна воспрещается.
У котлов с поверхностью нагрева 80 м2 или выше и с давлением пара более
10 am непосредственно между спускным краном и котлом должен быть поставлен
вентиль (или задвижка).
Постановка промежуточного вентиля (или задвижки) преследует цель
облегчить открытие спускного крана при продувке котла под рабочим давлением и
последующим плавным открытием вентиля (или задвижки) обеспечить вытекание воды
из котла без резких толчков.
Водоспускная труба с краном или вентилем должна быть расположена в самой
низкой части котла, если это допускает его конструкция, и не должна иметь
сообщения с питательными или иного назначения трубопроводами. Применение
автоматических спускны,. приборов не исключает необходимости установки спускных
кранов или вентилей. Спускные краны или вентиль и штуцер, к которому они
присоединяются, должны быть доступны для обслуживания во время действия
котла. Выпускаемая из котла вода не должна его подтапливать.
На всех кранах и клапанах питательных (водопроводных) и паропроводных
труб должны иметься отчетливые нестираемые знаки, показывающие направление
воды или пара*
27. Вся арматура должна быть установлена на патрубках (штуцерах или
фланцах), приклепанных непосредственно к котлу. В случае необходимости установки
арматуры непосредственно на стенке котла арматура должна быть прикреплена
к стенке котла шпильками. Этот способ крепления допускается в том случае, если
диаметр отверстия в стенке котла не превышает 25 мм.
На котлах с поверхностью нагрева не более 20 м2, если притом они работают
при давлении не свыше 6 am, арматуру разрешается устанавливать путем
ввертывания в стенку котла или на ниппелях.
В случае постановки шпилек или самой арматуры на резьбе в стенке котла
нарезанные концы с внутренней стороны должны быть укреплены, если это
позволяет конструкция, путем установки контргаек или расклепки (шпилек).
28. Паровые котлы должны быть устроены так, чтобы возможно было
осматривать отдельные их части и очищать их внутренние стенки. Лазы для
проникания внутрь котла должны иметь размеры не менее 300 X 400 мм и закрываться
прочными нечугунными крышками.
В частях котла с размерами между соседними стенками меньшими, чем
необходимо для проникания внутрь котла человека, если притом днища или кожухи
установлены на заклепках, должны быть устроены лючки, если позволяет
конструкция, размером не менее 100 мм в диаметре. В противном случае, если по
конструкции котла устрой тво люка диаметром в 1и0 мм не представляется
возможным, могут быть установлены лючки меньшего размера или отверстия,
закрывающиеся пробками на резьбе. Для осмотра внешних частей коглэ, имеющих кирпичную
обмуровку, в последней должны быть устроены лазы размером не менее 400X450 мм.
29. Всякий котел, изготовленный после введения в действие настоящих правил,
должен быть снабжен на заводе-изготовителе металлической дощечкой с
обозначением на ней завода, изготовившего котел, номера котла по списку завода, года
постройки котла и величины расчетного давления.
Эта дощечка должна быть укреплена на видном месте котла. Кроме того эти
же данные должны быть выбиты в виде клейм на корпусе котла вблизи от водо-
указательной арматуры.
3. Помещения для постоянных паровых котлов
30. Помещения для постоянных паровых котлов, работающих под давлением
свыше 0,5 am по манометру, должны удовлетворять требованиям ст. ст. 31 — 51.

Т. Ш. Отд. 1. Производство па#а. XII. Приложение
31. Стены и пол котельного помещения должны быть несгораемыми или
огнестойкими, а крыша может быть несгораемой, огнестойкой, защищенной от
возгорания или в указанных ниже случаях— сгораемой.
Устройство потолочных перекрытий над котлами в котельных помещениях не
допускается, за исключением особых случаев установки паровых котлов под
мастерскими, жилыми и иными помещениями, а также внутри мастерских (ст. 53).
Материалами для стен котельного помещения могут служить: кирпич, бетон,
железобетон, шлакобетон, пустотелые бетонные камни и т. д.
Пол может быть кирпичный, бетонный, плиточный, асфальтовый, досчатый,
уложенный без воздушных прослоек по бетонной подготовке, торцовый по
бетонной подготовке и т. д.
Материалами для кровли могут служить: железо, черепица, этернит, терро-
фазерит, толь, рубероид и т. д.
Стропильные конструкции, а также покрытия между ними могут быть
железные, железобетонные и деревянные. При этом деревянное покры*ие, уложенное
поверх стропил, а также деревянная подшивка должны быть снизу изолированы
железом по войлоку или асбесту, если это покрытие отстоит от верхней
поверхности обмуровки котлов менее, чем на 3 лс. Устройство деревянной подшивки
допускается по затяжкам стропил.
Временные со сроком службы не более двух лет котельные устройства могут
быть устроены при предприятиях или хозяйствах, имеющих временное назначение
в сгораемых зданиях, причем в них допускается устройство земляных подов.
В тех случаях, когда целевое назначение работ, для производства которых
предназначалась котельная установка, не могло быть осуществлено в течение .2 лет,
срок службы котельной установки может быть продлен, но не свыше чем на 3 года
(всего на 5 лет). Продление срока службы сверх 5 лет допускается только с особого
разрешения инспекции труда.
В лесистых местностях, в которых преобладающим местным строительным
материалом является дерево, в сгораемых зданиях разрешается устройство посто*
янных котельных установок с поверхностью нагрева котлов до 20 м2. Устройство
котельных в сгораемых зданиях с поверхностью нагрева котельной установки более
20 м2 разрешается в особых случаях лишь с согласия «инспекции труда.
В котельные помещениях пол перед фронтом котлов, предназначенный для
непосредственного обслуживания их, не должен быть ниже уровня непосредственно
прилегающей к зданию котельной территории. Отступления от этого требования
допускаются в тех случаях, когда это вызывается экономи ескими или эксплоата-
ционными соображениями (например при шахтных и ступенчатых топках, при
употреблении топлива малой тепловой емкости).
32. В котельных помещениях, в которых устанавливаются паровые котлы
с большим объемом воды (более 100 л на 1 м2 поверхности нагрева), покрытие
котельной должно удовлетворять следующим требованиям:
а) при собственном весе конструкции покрытия (включая стропила, обрешетку,
подшивку, опалубку и кровлю) до 90 кг на 1 м2 покрытие может быть сплошным
без световых фонарей;
б) при собственном весе конструкции покрытия от 90 до 150 кг на 1 м2 в
покрытии над котлами должны быть устроены световые фонари с площадью отверстий
для них в покрытии не менее 10°/0 от площади пола, занятой котлами;
в) при собственном весе конструкции покрытия свыше 150 кг на 1 м2 площадь
отверстий для световых фонарей должна соответственно составлять не менее 20°/0.
Примечание. Вместо предусмотренных в п. п. яба и „в" настоящей
статьи, а также в ст. 33 световых фонарей, если устройство последних не
требуется для достижения необходимой освещенности в котельном помещении, —■
разрешается устраивать перед фронтами котлов расположенные выше
обмуровки котлов застекленные проемы соответствующих размеров, а также
применять иные конструкции, обеспечивающие возможность свободного выхода
пара, образующегося при взрыве парового котла.
33. В котельных помещениях, в которых устанавливаются котлы с малым
объемом воды (не более 100 л на 1 л2 поверхности нагрева), устройство световых
фонарей в покрытии обязательно только в том случае, если вес покрытия
превышает 150 кг на 1 м2. В этом случае площадь отверстий в покрытии для световых
фонарей должна составлять не менее 10°/0 площади, занятой котлами, включая
обмуровку.
34. Устройство в котельном помещении перекрытий над и между котлами для
установки экономайзеров, дымососов, золоуловителей и т. п., а равно перекрытий
между котлами для установки вспомогательного оборудования,
контрольно-измерительных приборов и т. п. допускается в зависимости от конструкции котельной.

Правила о паровых котлах
143
35. Выходные двери котельного помещения должны открываться наружу от
простого нажатия на полотнище двери.
В тех случаях, когда через ворота котельного помещения топливо подвозится
непосредственно к котлам, необходимо устройство тамбура таких размеров» чтобы
вагонетки или другие приспособления, на которых топливо подвозится к котлам,
могли свободно помещаться в тамбуре, когда наружная и внутренняя двери его
закрыты. Тамбур у входных дверей (ворот) может быть деревянным. Вместо
устройства тамбура могут применяться другие приспособления, предотвращающие
врывание холодного воздуха в котельную.
36. Котельное помещение с площадью пола свыше 250 м* должно быть снабжено
достаточным количеством выходов из расчета, чтобы по фронту котлов расстояние
между выходами было не более 50 м; во всяком случае число выходов должно быть
не менее двух. В котельном помещении с площадью пола не свыше 250 л2
допускается устройство одного выхода, с тем чтобы выход этот был устроен в части
помещения, расположенной перед фронтом котлов.
37. В рабочей части, в проходах и над котлами котельное помещение должно
иметь достаточную освещенность естественным светом. В местах, где по
техническим условиям соблюдение этого требования невозможно, допускается применение
искусственного освещения.
38. Для устранения в котельном помещении высоких температур должна быть
устроена вентиляция, которая должна обеспечивать достижение следующего эффекта:
а) в основной рабочей зоне, т. е. зоне обычного пребывания кочегаров,
температура воздуха не должна превышать 27° Ц при всех температурах наружного
воздуха в тени не свыше плюс 17° Ц, при температурах воздуха в тени свыше плюс
17° Ц температура в указанной зоне не должна превышать наружную температуру
более чем на 10° Ц;
б) на рабочих площадках, расположенных в верхней части обмуровки котлов
или над обмуровкой и предназначенных для периодического кратковременного
обслуживания аппаратуры котлов (вспомогательная рабочая зона), температура
воздуха не должна превышать указанную в п. „а" настоящей статьи температуру
в основной рабочей зоне более чем на 5° Ц.
Примечание. Указанные температурные нормы относятся к
местностям, в которых средняя температура наиболее жаркого месяца года не
превышает в 13 часов (1 час дня) 25° Ц в тени. Для местностей с более жарким
климатом нормы допускаемых температур в котельных помещениях
устанавливаются НКТ союзных республик.
39. Котельное помещение должно быть снабжено противопожарным
оборудованием, характер которого определяется по согласованию с местными органами
государственного пожарного надзора.
40. Если котельное помещение непосредственно примыкает к жилому или
рабочему помещению или складу горючих материалов, то оно должно быть отделено
от них во всю высоту глухой каменной, кирпичной илц бетонной стеной толщиною
не менее 38 см или железобетонной стеной толщиною не менее 12 см. В этой стене
допускается устройство необходимых отверстий для паропроводов, трансмиссий
и пр., а также дверных проемов с прочными огнестойкими дверными полотнищами,
открывающимися в сторону котельной. В стене, отделяющей котельное помещение
от машинного зала, разрешается кроме дверных проемов устраивать окна с
армированным стеклом.
41. Расстояние от фронта котлов или от фронта выносных топок, если
обслуживание последних производится со стороны фронта котлов, до противоположной
стены котельного помещения должно составлять не менее 3 м. Если фронты котлов
или выносных топок расположены один против другого, то расстояние между ними
должно составлять не менее 5 м. При этом в промежутках между фронтами котлов,
а также между фронтом котлов и стеною разрешается установка насосов, весов
и т. п., а также устройство соответственно огражденных люков в полу,—с тем
чтобы ширина проходов перед фронтами котлов составляла не иенее 1,5 м.
При устройстве свободного прохода между боковыми стенками обмуровок
двух соседних котлов или между боковой или задней стенкой обмуровки котла
и смежной стеной здания котельной ширина прохода должна составлять не менее
1 м, а между отдельными выступающими частями, расположенными на
поверхности стен обмуровки (например балки каркаса обмуровки, трубы вентиляции и т. п.),
а также между этими частями и частями здания (колонны, лестницы, ведущие на
котел и рабочие площадки, и т. п.) ширина прохода должна составлять не
менее 80 см.
В случае установки котлов, при которых требуется боковое обслуживание
топки или котла (шуровка, обдувка и т. п.), ширина прохода должна обеспе-

144
Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Пр ил оженив
чивать беспрепятственность упомянутого обслуживания и должна составлять не
менее 2 м.
Примечание. Для вертикальных (стоячих) котлов системы Лаша-
пелль, Шухова и др. соблюдение указанных расстояний не обязательно, но
расположение таких паровых котлов должно обеспечивать удобство и
безопасность их обслуживания. При этом свободный проход перед фронтом котла
должен составлять во всяком случае не менее 1,5 м.
42. При отсутствии указанных в ст. 41 проходом обмуровка котяа не должна
вплотную примыкать к стене котельного помещения, но должна отстоять от нее по
крайней мере на 70 мм, причем этот промежуток может быть заложен по концам
и прикрыт сверху кирпичом. Разрешается также засыпать этот промежуток
инфузорной землей или легким нетвердеющим шлаком, или другими негорючими
и нетвердеющими изоляционными материалами.
43. Расстояние от верхней поверхности обмуровки котла или от верхней,
расположенной над обмуровкой когла и предназначенной для его обслуживания
рабочей площадки до нижних конструктивных частей покрытия котельной, должно
составлять не менее 2 м.
44. Для входа на паровой котел и ухода за расположенными наверху
приборами должны быть устроены постоянные лестницы и галлереи из несгораемого
материала, снабженные перилами. На верхней поверхности обмуровки когла
должны быть устроены по краям прочные ограждения из несгораемого материала.
45. Установка над коглами водяных баков допускается с тем, чтобы расстояние
между верхней поверхностью обмуровки и нижней поверхнос.ью баков составляло
не менее 2 м и чтобы баки перекрывали не более 2и°/0 всей верхней поверхности
обмуровки котла и не закрывали световых фонарей, указанных в ст. ст. 32 и 33
настоящих пр вил.
Над проходами баки могут устанавливаться в зависимости от ширины и
длины проходов.
46. Установка в котельном помещении баков для нефти и нефтяных остатков
допускается емкостью не более полусуточного запаса. Нефтяной бак должен быть
закрытый, должен сообщаться с наружным воздухом трубкой диаметром не менее
25 мм и иметь переливною трубку, а также трубку для спуска нефти в безопасное
место на случай пожара.
Установка нефтяных баков над котлами не допускается.
При нефтяном отоплении котлов должны устраиваться безопасные в пожарном
отношении приемники для случайно вытекающего из топок или форсунок
нефтяного топлива, — так чтобы последнее не попадало на пол котельного
помещения.
В котельном помещении при нефтяном отоплении паровых котлов обязательно
должен иметься запас сухого песку в количестве не менее 1 мг.
Для очистки и ремонта нефтяных баков рабочие допускаются в них после
вытеснения из баков газов.при помощи пара.
Отступления от указанной в настоящей статье нормы запаса нефти и
нефтяных остатков допускаются не иначе как с разрешения органов государственного
пожарного надзора.
47. Устройство бункеров разрешается над помещением перед фронтом котлов.
Над бункерами допускается устройство железнодорожных путей и иных
транспортирующих прис. оссблений.
48. На случай резкого понижения расхода пара из мест значительного
потребления его должна быть устроена сигнализация в котельное помещение или в
последнем должен быть установлен указатель расхода пара.
49. Запас твердого топлива в котельном помещении нормально не должен
превосходить суточного расхода его котлами. При этом топливо должно
складываться в таком месте, чтобы подвозка и свалка его не могли стеснять кочегара при
исполнении работ, связанных с уходом за паровыми котлами.
За^ас тошп ва в бункерах может быть любой величины.
50. Запрещается загромождать котельное помещение какими-либо материалами
или предметами или хранить их на котле. Проходы к выходам и самые выходы из
котельного помещения должны быть всегда свободными.
51. Запрещается установка в котельном помещении таких машин, приборов
и аппаратов и прои водство таких работ, которые не имеют прямого отношения
к обслуживанию или ремонту паровых котлов или самого ьомещьния.
Допускается установка в котельном помещении не предназначенных для
обслуживания его динамомашин, паровых машин, локомобилей и дв1гателей
внутреннего сгорания мощностью не свыше 25 л. с. Установка агрегатов мощностью свыше
25 л. с. допускается не иначе как с разрешения в каждом отдельном случае окруж.

Правила о паровых Котлас 145
ного (или соответствующего ему) органа труда или инспекции труда путей
сообщения, по принадлежности.
Установка предназначенных для обслуживания котельной локомобилей и дина-
момашин при них, а также двигателей допускается мощностью и более 25 л. с.
При наличии установок, указанных во 2-й и 3-й части настоящей статьи, запас
смазочных материалов для них в котельном помещении не должен превышать
трехдневного расхода этих материалов, причем последние должны храниться в закрытых
металлических сосудах.
В исключительных случаях допускается, с особого каждый раз разрешения
инспекции труда, установка в общем с котлами помещении производственных
аппаратов и приборов, обогреваемых отходящими от котлов топочными газами.
52. В отношении существующих установок паровых котлов сроки для
переустройств, относящихся к этим установкам, согласно требованиям сг. ст. 31, 32,
33, 36, 38, 41, 43 и 44, где такие переустройства являются
возможными,—устанавливаются в каждом отдельном случае окружным (или соответствующим ему) органом
труда или инспекцией труда путей сообщения, по принадлежности.
4. Особые случаи установки паровых котлов
53. Установка котлов над мастерскими, жилыми и иными помещениями, в
которых могут находиться люди, допускается только с особого каждый раз
разрешения окружного (или соответствующего ему) органа труда или инспекции труда
путей сообщения, по принадлежности.
54. Под мастерскими, жилыми и иными помещениями, в которых могут
находиться люди, а также внутри мастерских, производство которых не огнеопасно,
разрешается устанавливать:
а) паровые котлы, у которых поверхность нагрева составляет не более 30 м
и образована трубами, наружный диаметр которых не превышает 103 мм, а объем
воды не превосходит 50 л на 1 м2 поверхности нагрева;
б) паровые котлы, которые предназначены к работе при давлении не свыше
6 am и у которых произведение числа атмосфер рабочего давления на число
квадратных метров поверхности нагрева составляет не более 20.
При установке котла внутри мастерской место, занимаемое котлом, должно
быть отделено от остальной части мастерской безопасными в пожарном отношении
перегородками высотою в 2 м с необходимыми дверями в них и проходами около
котла.
Вопрос о допустимости установки в данном помещении двух или нескольких
паровых котлов, отвечающих каждый условиям, указанным в п.п. „а" и „б"
настоящей статьи, разрешается в каждом отдельном случае окружным (или
соответствующим ему) органом труда или инспекцией труда путей сообщения, по
принадлежности.
Установка внутри мастерских котлов, не отвечающих ограничительным
условиям, предусмотренным в п.п. „а" и „б" настоящей статьи, разрешается лишь в тех
случаях, если котел обогревается газами, отходящими от производственных печей,
или если он устанавливается временно—на срок не более 6 месяцев.
5. Порядок разрешения установки, перестановки
и употребления паровых котлов
55. На установку или перестановку постоянного котла и на допущение к
употреблению подвижного котла владелец котла должен получить разрешение
окружного (или соответствующего ему) органа труда или инспекции труда путей
сообщения, по принадлежности.
В заявлении о выдаче разрешения обозначаются наименование и
местожительство владельца котла и место установки или действия котла. К заявлению
должны быть приложены в двух экземплярах описание и чертежи котла и
пароперегревателя, если последний имеется, а если котел постоянный, то также и чертежи
котельного помещения.
В описании котла должны быть указаны: а) наименование и местонахождение
завода, на котором построен котел, год постройки котла и № его по списку
завода; б) система, основные размеры и производительность котла; в) система и
основные размеры швов; г) род и качество материалов, из которых построен котел,
е приложением соответствующих документов, удостоверяющих качество материалов;
д) предельное рабочее давление, на которое котел рассчитан; е) величина
поверхности нагрева котла и пароперегревателя, если последний имеется, и ее подробный
подсчет; ж) устройство и размеры предохранительных клапанов; з) перечень и основ-
Заг; 2893. — Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 10

i46 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложений
ные размеры остальной арматуры; и) число, система и производительность
питательных приборов и к) назначение котла.
Чертежи котла должны быть исполнены в масштабе не менее одной двадцатой
натуральной Величины и должны заключать в себе данные, необходимые для про-*
верки прочности котла и для определения поверхности нагрева и высоты
наинизшего допускаемого уровня воды в котле. Кроме того на чертежах должна быть
показана обмуровка котла и схематическое устройство топки его.
Чертежи котельного помещения (план, фасад и разрезы) должны быть исполнены
в масштабе не менее одной Сотой натуральной величины* На них должны быть
показаны размеры помещения и его стен, расположение дверей и окон, устройство
покрытия с указанием материала его й собственного веса на 1 м2, местоположение
котла* его топки и дымовой трубы и назначение соседних помещений.
На каждом чертеже должен быть указан его масштаб.
Чертежи и описание должны быть подписаны владельцем котла или
уполномоченным им лицом*
Для котлов больших мощностей (свыше 100 м*) чертежи могут быть
представлены в масштабе менее одной двадцатой, но не менее одной тридцатой.
Для сельскохозяйственных котлов вместо масштабных чертежей могут пред*
ставляться эскизы с указанием на них всех необходимых размеров.
56. Разрешение дается или безусловно, если представленный проект вполне
удовлетворяет требованиям настоящих правил, или условно—с указанием, что все
обнаруженные при рассмотрении проекта нарушения или недостатки должны быгь
устранены до установки, перестановки или приведения в действие котла. В случае
отказа в выдаче разрешения—в ответе заявителю должны быть точно указаны
мотивы отказа.
При выдаче разрешения заявителю возвращается по одному экземпляру
описания и чертежей котла и чертежей котельного помещения с соответствующими
надписями на них. Эти документы должны быть пришнурованы к котельной
книге.
57. Котел, происхождение или род материала которого неизвестны или со дня
постройки которого прошло 25 лет, может быть разрешен к установке не иначе как
после тщательного освидетельствования всех частей его техническим инспектором
НКТ. В зависимости от состояния котла технический инспектор может потребовать
производства за счет владельца котла испытания материала котла в одной из
государственных лабораторий с представлением результатов испытания в окружной
(или соответствующий ему) орган труда или в инспекцию труда путей сообщения,
по принадлежности.
58. Ответ на заявление о разрешении установки или перестановки котла
должен быть сообщен заявителю не позже двух недель со дня получения
заявления или представления дополнительных данных (если они потребуются),
с присоединением к этому сроку времени, необходимого для пересылки ответа
заявителю.
59. Разрешенный к установке, перестановке или употреблению постоянный
или подвижной котел не может быть приведен в действие без предварительного
освидетельствования его техническим инспектором НКТ. О готовности котла к
освидетельствованию владелец котла должен сообщить подлежащему техническому
инспектору НКТ.
60. Освидетельствование котла (в порядке раздела 7 настоящей главы) должно
быть произведено в возможно кратчайший срок, во всяком случае не позже
истечения двойного срока, необходимого для проезда на место, с добавлением одной
недели.
В случае неприбытия в течение указанного срока технического инспектора
НКТ владельцу котла предоставляется право своими техническими силами и за
своей ответственностью произвести освидетельствование котла, согласно настоящим
правилам, в присутствии лица, обслуживающего котел, и представителя комитета
рабочих и служащих (если последний имеется) и после этого пустить котел в ход.
О результатах освидетельствования и пуска котла в ход немедленно составляется
акт за подписью владельца котла (или его уполномоченного) и указанных выше
лиц. Копия акта немедленно посылается подлежащему техническому
инспектору НКТ.
Паровой котел, пущенный в работу при таких условиях, подлежит
освидетельствованию со стороны технического инспектора НКТ при первой же чистке
котла и во всяком случае не позже шести месяцев после приведения котла в
действие. Продление этого срока допускается с разрешения окружного (или
соответствующего ему) органа труда или инспекции труда путей сообщения, по принад*
нежности.

Правила о паровых котлах
147
6. Обслуживание паровых котлов
61. Владельцы котлов и лица, заведующие паровыми котлами, обязаны
поручать уход за котлами кочегарам в возрасте не менее 20 лет, обученным и имеющим
соответствующее удостоверение от органов по обучению кочегаров.
62. Владельцы котлов и лица, заведующие паровыми котлами, обязаны иметь
надзор за тем, чтобы кочегары точно соблюдали установленные для них правила.
63. Если в котельном помещении установлено несколько паровых котлов, то
владелец котла должен поручить обслуживание их такому количеству кочегаров,
при котором была бы обеспечена в полной мере безопасность работы котлов.
Количество кочегаров и их нагрузка устанавливаются владельцем котла и
контролируются техническим инспектором НКТ.
64. Если в котельном помещении занят один кочегар, то у него должен быть
помощник, который должен замещать кочегара во время его отлучек.
Отступления от требования настоящей статьи допускаются лишь с разрешения
инспекции труда.
65. Воспрещается поручать кочегару исполнение во время работы котла каких
бы то ни было работ, не относящихся к уходу за котлом,—например, доставлять
топливо к котельной, производить ремонтные работы и пр.
66. Уход за паровой машиной, двигателем внутреннего сгорания, динамома-
шиной или насосами может поручаться кочегарам лишь в том случае, если эти
установки находятся в самом котельном помещении.
7. Освидетельствование паровых котлов
67. Всякий находящийся в употреблении паровой котел, на который распро-
страняются настоящие правила, должен подвергаться в установленные сроки
техническому освидетельствованию, производимому технической инспекцией НКТ.
Постоянные котлы свидетельствуются в месте своего действия, а подвижные котлы—
в месте по указанию владельца котла.
Примечание. Освидетельствование котлов, принадлежащих Нарком-
военмору, производится в порядке, предусмотренном в приказе РВС СССР и
НКТ СССР от 7 сентября 1928 г. № РВС—289/НКТ—456 о техническом надзоре
за котлами и приборами к ним, подъемниками и подъемными механизмами
береговой и судовой установки Наркомвоенмора („Изв. НКТ СССР" 1928 г.
№ 44-45).
68. Если после освидетельствования подвижной котел перевезен в другое
место, то назначенный срок следующего освидетельствования сохраняет силу за
исключением случаев бездействия котла или его ремонта (ст. 72). То же правило
соблюдается в отношении подвижных котлов, освидетельствование которых
произведено на заводах изготовления (или ремонта) котлов.
69. Цель технического освидетельствования парового котла заключается в том,
чтобы выяснить состояние котла во всех его частях и состояние котельного
помещения, а также установить:
а) отвечает ли состояние котла требованиям прочности и данному разрешению
на работу его;
б) имеются ли при котле все необходимые приборы и приспособления,
требуемые настоящими правилами, и находятся ли эти приборы и приспособления
в исправном состоянии.
70. Техническое освидетельствование парового котла заключается;
а) в наружном осмотре,
б) во внутреннем осмотре,
в) в гидравлическом испытании, соединенном с внутренним осмотром.
71. Очередные освидетельствования котла должны производиться Нормально
в следующие сроки: наружный осмотр—один раз в год; внутренний осмотр—один
раз в три года; гидравлическое испытание, соединенное с внутренним осмотром,—
один раз в шесть лет.
В исключительных случаях, когда по условиям производства котел не может
быть остановлен для гидравлического испытания и внутреннего осмотра в
указанный в котельной книге (ст. 87) срок, последний может быть продлен окружным
или соответствующим ему органом труда или инспекцией труда путей сообщения,
по принадлежности, на время до трех месяцев, егли котел по своему состоянию
не может вызывать никаких сомнений относительно допустимости такой отсрочки.
72. Внеочередные (досрочные) освидетельствования котла—гидравлическое
испытание и соединенный с ним внутренний осмотр — производятся в следующих
случаях: а) до пуска в ход котла, находившегося в бездействии в течение двух или
10*

148 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложеииё
более лет; б) если котел был снят с места; в) если при ремонте котла была вынута
жаровая труба или другая часть котла, имеющая наружный диаметр более 103 мм^
или сменено более 15% всего числа связей, или 15% кипятильных, или 25%
дымогарных труб, или сделана замена хотя бы части листа, или переклепано не менее
15 рядом стоящих заклепок, или не менее 25°/0 всего числа заклепок в каком-либо
шве; г) после каждого ремонта котла, при котором была применена автогенная
сварка или заварка.
73. Результаты освидетельствований котла как очередных, так и внеочередных
с указанием сроков последующих освидетельствований вносятся техническим
инспектором НКТ в котельную книгу установленного образца (ст. 87).
74. О производстве ремонта котла, после которого котел подлежит досрочному
освидетельствованию, владелец котла должен немедленно известить технического
инспектора НКТ.
После произведенного освидетельствования котла технический инспектор НКТ
должен внести в котельную книгу подробное описание произведенного ремонта.
Сведения о ремонтах котла, не требующих досрочного освидетельствования
его, а равно об остановках котла на чистку владелец котла должен вносить
в особый пронумерованный журнал с указанием времени остановки котла на ремонт
или чистку и с кратким описанием произведенного ремонта. Этот журнал должен
предъявляться инспекции труда по ее требованию.
75. Техническому инспектору труда НКТ предоставляется право во всякое
время удостоверяться в точном исполнении требований настоящих правил и,
независимо от освидетельствований, предусмотренных в ст. ст. 71 и 72, производить
досрочные внутренние осмотры и гидравлические испытания котлов, если по
состоянию котла такая проверка его безопасности окажется необходимой. О результатах
освидетельствования вносится запись в котельную книгу с подробным изложением
причин, вызвавших досрочное освидетельствование котла.
76. Наружный осмотр котла производится без остановки его действия. При
этом осмотре технический инспектор НКТ должен обратить внимание на то, в каком
состоянии находятся котельное помещение, обмуровка и топка котла и паропровод
внутри котельной и правильно ли работают питательные и водоуказательные
приборы, манометр, предохранительные клапаны, приборы для разобщения котла от
паропровода и спускные приборы и какие приспособления применяются для чисугки
котла. Вместе с тем технический инспектор НКТ должен проверить, знаком ли
кочегар со своим делом и в особенности с назначением и употреблением имеющихся
при котле приборов и знает ли он, какие именно меры следует принимать в случае
понижения уровня воды в котле или повышения давления пара за допускаемые
пределы.
77. При внутреннем осмотре котла технический инспектор НКТ
должен обратить внимание преимущественно на состояние стенок, заклепок и
связей как внутри, так и снаружи котла, на состояние жаровых, дымогарных и
кипятильных труб и распорных болтов, на состояние питательных труб внутри котла
и соединительных труб между котлом, с одной стороны, и водоуказателем—с
другой, а также на прочность других: частей котла, на присутствие и физические
свойства накипи и свойства питательной воды и на состояние дымоходов как внутри,
так и снаружи котла.
Примечание. При применении котлов с рабочим давлением в 22 am
или выше котловладелец обязан иметь постоянный химический контроль за
качеством питательной воды.
78. Котел перед внутренним осмотром и гидравлическим испытанием должен
быть остановлен, охлажден и тщательно очищен от накипи, грязи, сажи и золы.
Если при гидравлическом испытании осмотр котла не может быть произведен без
обнажения котла, то кладка или одежда его, по усмотрению технического
инспектора НКТ, должна быть устранена полностью или частью. Вся арматура котла
должна быть тщательно очищена, краны и клапаны притерты, а фланцы, крышки,
люки и т. п. плотно поставлены, чтобы через них не было течи во время испытания
гидравлическим давлением. Если котел соединен с другими работающими котлами
общим трубопроводом, то должны быть поставлены глухие фланцы, вполне
отделяющие осматриваемый котел как от паропровода, так и от водопровода и
спускной линии во избежание проникания в котел пара или горячей воды. При
отоплении доменными и другими газами котел должен быть надежно разобщен и от
общего газопровода.
Котел до осмотра его техническим инспектором НКТ не должен смазываться
или натираться изнутри каким-либо составом, употребляемым для предупреждения
прикипания накипи или против ржавления.
При работах внутри котла "и в дымоходах употребление керосиновых или

Правила о паровых котлах 149
иных ламп с легко воспламеняющимися материалами не допускается. Употребляемые
при осмотре и при работах внутри котла и в дымоходах ручные электрические
лампы, а также провода к последним должны находиться под напряжением не
свыше 24 вольт.
Техническим инспектором НКТ могут быть даны, в случае надобности,
дополнительные инструкции для приготовления котла к внутреннему осмотру и
гидравлическому испытанию.
79. При испытании котлов гидравлическим давлением соблюдаются следующие
правила1):
а) Котел, предназначенный к употреблению при рабочем давлении пара не
более 5 am, подвергается при испытании действительному давлению, вдвое более
сильному, чем то наибольшее давление, при котором котел предназначен к работе,
но во всяком случае не менее 3 am.
б) Котел, предназначенный к работе при рабочем давлении "более 5 am,
испытывается действительным давлением, увеличенным на 25% против наибольшего
допускаемого для котла рабочего давления, причем это увеличение должно
составлять не менее 5 am.
в) Под пробным давлением котел держится в течение 5 минут, после чего
пробное давление постепенно убавляется до величины рабочего давления, которое
и поддерживается затем в котле во все время, необходимое для подробного осмотра
котла. В случае необходимости допускается производство повторного пробного
давления.
г) Давление, которому подвергается котел при испытании, определяется
посредством выверенного контрольного манометра, который должен быть доставлен
техническим инспектором НКТ.
Насос для гидравлического испытания доставляется владельцем котла.
Гидравлическому испытанию подвергается вместе с котлом и вся его арматура.
При этом предохранительные клапаны должны быть заклинены, и водомерные
стекла перекрыты.
80. Котел .признается выдержавшим гидравлическое испытание, если:
а) в котле не оказывается признаков разрыва;
б) не замечается течи (при этом выход воды через швы и заклепки в виде
мелкой пыли или мелких капель—так наз. слезки, а также выход воды из кранов
и других частей арматуры, не препятствующий сохранению гидравлического
давления на требуемой испытанием высоте, течью не считается);
в) не замечается видимых деформаций, остающихся по окончании испытаний.
При появлении слезок в сварных швах котел признается не выдержавшим
испытания.
81. Если техническое освидетельствование котла обнаружит недостатки,
которые не могут быть немедленно устранены, то техническим инспектором НКТ назна^
чается срок для устранения их, после чего котел по требованию технического
инспектора НКТ может быть подвергнут вторичному освидетельствованию.
82. Если при техническом освидетельствовании котла окажется, что котел
находится в состоянии, непосредственно угрожающем опасностью, то действие
котла должно быть немедленно остановлено, о чем составляется акт и делается
подробная запись в котельной книге с указанием причин остановки. По приведении
котла в исправное состояние котел до пуска его в ход должен быть вновь
освидетельствован техническим инспектором НКТ.
83. Если при техническом освидетельствовании котел окажется еще годным
к работе, но прочность его представляется сомнительной, то, по определению тех-
!) Согласно Германским правительственным правилам (АРВ) 1926—1929 гг.
а) для вновь устанавливаемых паровых котлов:
a) при рабочем давлении до 4,3 am пробное давление должно быть 2р (где р
есть рабочее давление) и не менее, чем на 1 am выше рабочего давления,
(3) при рабочем давлении свыше 4,3 am пробное давление должно быть равно
(1,3р -f 3) am.
b) для вновь устанавливаемых или
перестанавливаемых после ремонта старых паровых котлов:
а) при рабочем давлении до 10 am пробное давление должно быть равно 1,5 р
и не менее, чем на 1 am выше рабочего давления;
р) при рабочем давлении от 10 до 16,7 am пробное давление должно быть
равно ОН-5) я/и;
Y) при рабочем давлении свыше 16,7 am пробное давление должно быть
равно 1,3/?,
(Прим. ре д.).

15С T TIL Отд. 1 Производство пара. XII. Приложена©
нического инспектора НКТ, котел может быть допущен к дальнейшему
употреблению или при пониженном рабочем давлении пара, или с сокращением срока еле*
дующего очередного освидетельствования, или при одновременном соблюдении
обоих указанных условий.
84. Если со дня постройки котла истекло 25 лет или если происхождение
и род материала котла неизвестны, то при ближайшем ремонте котла, после
которого требуется досрочное его освидетельствование (ст. 72) или при очередном
внутреннем осмотре его технический инспектор НКТ в зависимости от состояния
котла может потребовать, чтобы было произведено за счет котловладельца
испытание материалов котла в одной из государственных лабораторий. Результаты
испытания должны быть сообщены техническому инспектору.
Испытание, предусмотренное настоящей статьей, производится с соблюдением
циркуляра Отдела охраны труда НКТ СССР от 29 сентября 1924 г. № 415/466 о
временных нормах для испытания материала старых паровых котлов („Изв. НКТ
СССР" 1924 г. № 40) и циркуляра НКТ СССР от 10 марта 1926 г. № 61/330 о
порядке вырезки образцов и испытания материалов старых паровых котлов („Изв.
НКТ СССР" 1926 г. № 14).
85. Наружный осмотр котла производится техническим инспектором НКТ без
предупреждения владельца котла о времени осмотра.
О подготовке котла к внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию
владелец котла уведомляет технического инспектора НКТ по крайней мере за
месяц до наступления срока освидетельствования. День освидетельствования
устанавливается затем по обоюдному соглашению, а если последнее не будет
достигнуто, назначается техническим инспектором НКТ.
Владелец котла обязан остановить котел не позднее срока, указанного в
котельной книге, подготовить котел к освидетельствованию и уведомить об этом
технического инспектора НКТ (телеграммой, телефонограммой или иным способом,
обеспечивающим надежность и быстроту сообщения).
Если в течение трех дней со дня, назначенного для освидетельствования котла,
технический инспектор не прибудет, то владельцу котла предоставляется право
своими техническими силами и за своей ответственностью произвести
освидетельствование котла согласно настоящим правилам в присутствии лица,
обслуживающего котел, и представителя комитета рабочих и служащих (если последний
имеется) и после этого пустить котел в ход. О результатах освидетельствования
и пуска котла в ход немедленно составляется акт за подписью владельца котла
(или уполномоченного им лица) и указанных выше лиц, а копия акта немедленно
же посылается подлежащему техническому инспектору НКТ.
Паровой котел, пущенный в работу при таких условиях, подлежит
освидетельствованию со стороны технического инспектора НКТ при первой же чистке
котла и во всяком случае не позже шести месяцев после приведения котла в
действие. Продление этого срока допускается с разрешения окружного (или
соответствующего ему) органа труда или инспекции труда путей сообщения, по
принадлежности.
Все работы, связанные с подготовкой котла к освидетельствованию и с самим
освидетельствованием котла, должны производиться владельцем котла за его счет.
86. Внутренний осмотр и испытание гидравлическим давлением котлов,
которые во время их бездействия опечатываются государственным органом,
производятся по соглашению технического инспектора НКТ с соответствующим
представителем этого органа.
87. Владелец котла должен иметь для каждого котла особую установленного
образца шнуровую книгу, скрепленную окружным (или соответствующим ему)
органом труда или инспекцией труда путей сообщения, по принадлежности. В эту
книгу вносятся результаты каждого освидетельствования котла (раздел 7
настоящей главы). При переходе котла к новому владельцу котельная книга должна
быть передана вместе с котлом новому владельцу, который о переходе к нему
котла должен сообщить в окружной (или соответствующий ему) орган труда или
в инспекцию труда путей сообщения, по принадлежности,
88. В удостоверение каждого произведенного гидравлического испытания котла
техническим инспектором НКТ выдается металлическая бляха с выбивкой на ней
номера котла, наибольшего допускаемого рабочего давления в атмосферах и
времени следующего испытания котла. Эта бляха прикрепляется на видном месте
котла или на кладке его.
8. Повреждения и взрывы паровых котлов
89. О всяком значительном повреждении котла или помещения, в котором он
находится (в случае пожара, наводнения, разрыва паропровода и т* п.), владелец

Правила о паровых котлах
151
котла или уполномоченное им лицо должно немедленно известить подлежащего
технического инспектора НКТ.
90. В случае взрыва парового котла владелец котла или уполномоченное им
лицо обязаны немедленно уведомить об этом срочной телеграммой или иным
способом, обеспечивающим максимальную быстроту сообщения, окружной (или
соответствующий ему) орган труда или инспекцию труда путей сообщения, по
принадлежности.
До составления акта о происшедшем взрыве поврежденные взрывом постройки
не могут исправляться, а части котла должны оставаться в том самом положении,
в каком они оказались после взрыва котла, за исключением случаев, когда это
представляет опасность для жизни иди здоровья людей или препятствует сообще-
нию но дороге, находящейся в общем пользовании.
Акт о взрыве составляется в установленном порядке при непременном участии
технического инспектора НКТ.
91. Орган труда немедленно по получении направляет в НКТ соответствующей
союзной республики (в подлежащих случаях — через краевой или областной отдел
труда) как копию первоначального уведомления о взрыве парового котла (ст. 90),
так и последующие данные расследования причин взрыва, НКТ союзной республики
немедленно по получении направляет указанные материалы в НКТ СССР.
Инспекция труда путей сообщения направляет указанные материалы
непосредственно в НКТ СССР,
III. Пароперегреватели
1. Материал и конструкция пароперегревателей
92. Материалы для постройки пароперегревателей должны соответствовать
нормам, установленным НКТ СССР в отношении материалов для паровых котлов.
Применение чугуна при изготовлении тех частей пароперегревателей, которые
подвержены внутреннему давлению, не допускается.
Трубы, из которых состоит поверхность нагрева пароперегревателя, должны
быть цельнотянутыми.
При изготовлении змеевиков допускается сваривание их из нескольких труб.
Однако сварка в местах изгиба труб не допускается,
2. Арматура и гарнитура пароперегревателей
93. Каждый пароперегреватель должен быть снабжен предохранительным
клапаном диаметром не менее 25. мм.
94. Клапан должен быть открытым и доступным для осмотра и проверки его
действия.
95. Нагрузка на клапан должна быть такова и должна быть отрегулирована
таким образом, чтобы клапан открывался в случае установки его на подводящей
линии насыщенного пара при превышении давления в пароперегревателе на 10%
сверх допускаемого рабочего давления.
В случае установки предохранительного клапана на исходящей линии он
должен открываться точно при рабочем давлении, с тем чтобы достигалась
возможность проникания пара через пароперегреватель и охлаждение последнего при
внезапном прекращении отбора пара из котла. Предохранительный клапан должен
быть снабжен пароотводящей трубой, обеспечивающей безопасность
обслуживающего персонала.
В случае, если на паровой трубе, соединяющей паровое пространство котла
с пароперегревателем, не установлено запорного приспособления, постановка
предохранительного клапана на пароперегревателе не обязательна.
96. Пароперегреватель должен быть снабжен приспособлением для удаления
из него воды путем спуска ее в нижней точке, где это позволяет конструкция.
97. При выходе пара из пароперегревателя на штуцере камеры или
соответствующей трубе должен быть установлен прибор для измерения температуры
перегретого пара.
98. Пароперегреватель должен быть снабжен запорным приспособлением,
отъединяющим его от паровой магистрали.
3. Помещение для пароперегревателей
99. Помещение, в котором устанавливаются пароперегреватели совместно
с паровыми котлами, должно удовлетворять требованиям ст. ст. 31—51 настоящих
правил.

152 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
4. Порядок разрешения установки и перестановки
пароперегревателей
100. На установку или перестановку пароперегревателей владелец должен
получить разрешение окружного (или соответствующего ему) органа труда или
инспекции труда путей сообщения, по принадлежности, на тех же основаниях, как
и при установке или перестановке паровых котлов.
В случае одновременной установки пароперегревателей с котлами в заявлении
о выдаче разрешения на установку котлов указываются также все необходимые
сведения, относящиеся к пароперегревателям.
.5. Обслуживание пароперегревателей
101. Наблюдение за исправным состоянием пароперегревателей и за
правильным обслуживанием их возлагается на лицо, заведующее паровыми котлами.
102. Обслуживание пароперегревателя, установленного в общей обмуровке
с котлом, поручается кочегару, обслуживающему данный котел.
Обслуживание самостоятельного пароперегревателя, установленного для группы
котлов или установленного в отдельном помещении, поручается отдельному
кочегару.
6. Освидетельствование пароперегревателей
103. Всякий находящийся в употреблении пароперегреватель должен
подвергаться в установленные сроки (ст. 106) техническому освидетельствованию,
производимому техническим инспектором НКТ.
104. Цель технического освидетельствования пароперегревателя заключается
в том, чтобы выяснить его состояние во всех его частях, а также установить:
а) отвечает ли состояние пароперегревателя требованиям прочности и
данному разрешению на работу его;
б) имеются ли при пароперегревателе все необходимые приборы и
приспособления, требуемые настоящими правилами, и находятся ли приборы и
приспособления в удовлетворительном состоянии.
105. Техническое освидетельствование пароперегревателя заключается:
а) в осмотре его и
б) в гидравлическом испытании.
106. Очередные освидетельствования самостоятельных пароперегревателей
должны производиться в такие же сроки и на тех же основаниях, как это
установлено в отношении паровых котлов (раздел 7 главы II).
Освидетельствование пароперегревателей, входящих в состав котлов, должно
производиться одновременно с освидетельствованием котла.
107. Внеочередные (досрочные) освидетельствования пароперегревателей
производятся в следующих случаях:
а) до пуска пароперегревателя в ход после бездействия в течение двух или
более лет;
б) при перестановке на другое место.
108. Результаты освидетельствования пароперегревателей вносятся
техническим инспектором НКТ:
а) в котельную книгу того парового котла, в состав которого входит
пароперегреватель, и
б) в отдельную котельную книгу самостоятельных пароперегревателей.
7. Повреждения и взрывы пароперегревателей
109. При всяком значительном повреждении или взрыве пароперегревателя
соответственно применяются ст. ст. 89—91.
IV. Водяные экономайзеры для постоянных паровых котлов
1. Материал водяных экономайзеров
110. Материалы для постройки водяных экономайзеров должны отвечать
нормам, установленным НКТ СССР.
Применение чугуна допускается при изготовлении водяных экономайзеров
для паровых котлов, работающих с давлением не свыше 22 am. Применение чугуна

Правила о паровых котлах
153
при изготовлении водяных экономайзеров для паровых котлов, работающих
с давлением свыше 22 am, допускается в каждом отдельном случае только с
разрешения НКТ СССР.
2. Арматура и гарнитура водяных экономайзеров
111. Каждый экономайзер должен быть снабжен одним предохранительным
клапаном, расположенным при входе воды в экономайзер, и одним
предохранительным клапаном при выходе воды. При этом один из клапанов должен быть
обязательно расположен в наиболее высокой части экономайзера.
В случае, если на напорной линии питательного насоса к экономайзеру
(в непосредственной близости от насоса или в каком-либо другом месте этой
напорной линии) уже имеется предохранительный клапан, постановка второго
предохранительного клапана непосредственно у экономайзера со стороны входа
воды не требуется.
112. Диаметр предохранительного клапана, устанавливаемый по практическим
данным заводов-изготовителей, должен составлять не менее 25 мм и увеличиваться
в зависимости от количества воды, пропускаемой через экономайзер.
113. Водоотводная труба от предохранительного клапана должна иметь всегда
открытый конец, т. е. не должна иметь каких-либо кранов или вентилей.
114. Клапан должен быть доступным для осмотра и проверки его действия.
115. Нагрузка на клапан должна быть такова и отрегулирована таким
образом, чтобы клапан со стороны входа воды в экономайзер открывался при
превышении давления в экономайзере на 25% сверх допускаемого рабочего давления
в котле, а клапан со стороны выхода воды из экономайзера открывался при
превышении давления на 10% сверх допускаемого рабочего давления в котле.
В случае, если нагрузка на клапан, соответствуя указанным нормам, окажется
практически недостаточной (что может иметь место при больших экономайзерах
и сильно развитой сети трубопроводов, обладающих значительными
сопротивлениями), то допускается отступление от указанных норм (10 и 25%) в сторону
увеличения нагрузки. Однако это увеличение нагрузки должно быть произведено
без .излишнего запаса, с расчетом лишь на обеспечение нормального питания
котлов, чтобы предохранительные клапаны не начинали действовать
преждевременно.
116. В верхних точках экономайзера должны быть установлены краны или
устроены другие приспособления для удаления из экономайзера скопляющегося
воздуха.
Каждый самостоятельный экономайзер должен быть снабжен запорными
приспособлениями на питательной линии, со стороны входа и выхода воды, и
соответственной обводной питательной к котлу линией. Запорные приспособления
должны быть расположены таким образом, чтобы при выключении экономайзера
хотя бы один предохранительный клапан оставался включенным в общую систему
экономайзера и смог в нужный момент выполнить свое назначение. При
выключении экономайзера должна быть обеспечена возможность выключения его со
стороны газов.
117. Каждый экономайзер должен быть снабжен манометром, шкала которого
должна быть отчетливо видна лицу, наблюдающему за питанием котлов вбдой,
а также должен быть снабжен фланцем при манометре для прикрепления
контрольного манометра.
118. При входе и выходе воды из экономайзера должны быть устроены места
(гнезда) для вставки термометра. При этом на выходе воды из экономайзера
обязательно должен быть установлен термометр.
119. В нижней точке экономайзера должно быть устроено вполне доступное
для обслуживания приспособление (кран, вентиль, задвижка) для спуска воды
и осадков при промывке.
Экономайзеры, в которых обеспечено лишь холодное опоражнивание путем
удаления какой-либо соединительной части, поставленной на болтах, или путем
вывертывания пробки, допускаются к дальнейшей работе без упомянутого выше
приспособления.
120. В случае устройства сгонных линий, служащие для возможности про-
качизавания воды через экономайзеры при остановке питания котлов или при их
растопке, необходимо или каждый экономайзер снабдить самостоятельной сгонной
трубой или обеспечить такое устройство общей у экономайзеров сгонной сети
труб, чтобы вода из одного экономайзера не могла проникать через сгонную
трубу в какой-либо из соседних экономайзеров.
Диаметр сгонной трубы должен составлять не менее 40 мм.

154 Т III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
Непосредственно за сгонными вентилями должны быть устроены лючки-глазки
для контроля движения воды. v
Требования настоящей статьи относятся также и к группам параллельно
работающих экономайзеров.
121. Ввиду возможности (в зависимости от рода топлива, условий эксплоата-
ции и устройства газоходов) попадания в газоходы продуктов неполного сгорания
и возможности взрыва последних — вблизи экономайзеров в газоходах, в местах,
к которым закрыт доступ людей, должны быть по возможности устроены в
достаточных размерах отдушины, прикрытые легкими заслонками (клапанами). Через
эти отдушины не должно происходить просачивание газов в помещение.
3. Помещение для водяных экономайзеров
122. Помещение, в котором устанавливаются водяные экономайзеры, совместно
с паровыми котлами, должно удовлетворять требованиям ст. ст. 31—51 настоящих
правил.
123. При устройстве экономайзеров в самостоятельном помещении, последнее
должно быть устроено из несгораемых или защищенных от возгорания материалов.
Оно должно быть достаточно просторным для возможности свободного
обслуживания экономайзера и выемки его элементов в необходимых случаях (осмотр,
ремонт, чистка).
124. Помещение экономайзера должно достаточно освещаться естественным
светом.
В случае невозможности осуществления этого требования допускается
устройство достаточного искусственного освещения.
4. Порядок разрешения установки и перестановки
водяных экономайзеров
125. На установку или перестановку водяных экономайзеров как в одном
помещении с паровыми котлами, так и в отдельном помещении владелец должен
получить разрешение окружного (или соответствующего ему) органа труда или
инспекции труда путей сообщения, по принадлежности, на тех же основаниях*
как и при установке паровых котлов (ст. ст. 55—60).
В случае одновременной установки экономайзеров и котлов в заявлении
о выдаче разрешения на установку указываются также все необходимые сведения,
относящиеся к экономайзерам.
5. Обслуживание водяных экономайзеров
126. Наблюдение за исправным состоянием экономайзеров и за правильным
обслуживанием их возлагается на лицо, заведующее паровыми котлами.
127. Обслуживание экономайзеров, составляющих общий агрегат с котлом,
возлагается на соответствующих кочегаров, обслуживающих котлы.
Уход за экономайзером, установленным для группы котлов или же
установленным в отдельном помещении, возлагается на специальное лицо.
128. Работы в газоходе по ремонту экономайзеров должны производиться
лишь после того, как место работы надежно ограждено от возможности
проникания газов из соседних боровов работающих котлов. Это ограждение должно
быть устроено путем перекрытия заслонок и запора их на замок, замазывания
глиной неплотностей, постановки временных кирпичных стенок и т. п.
6. Освидетельствование водяных экономайзеров
129. Всякий находящийся в употреблении водяной экономайзер должен
подвергаться в установленные сроки техническому освидетельствованию,
производимому техническим инспектором НКТ.
130. Цель технического освидетельствования водяного экономайзера
заключается в том, чтобы выяснить его состояние во всех его частях, а также
установить:
а) отвечает ли состояние экономайзера требованиям прочности и данному
разрешению на работу его;
б) имеются ли при нем все необходимые приборы и приспособления,
требуемые настоящими правилами, и находятся ли приборы и приспособления в
удовлетворительном состоянии.

Правила о паровых тготлах
155
131. Техническое освидетельствование водяного экономайзера заключается:
а) в осмотре;
б) в гидравлическом испытании.
132. Очередные освидетельствования водяных экономайзеров должны
производиться в те же сроки и на тех же основаниях, как это установлено для
паровых котлов (раздел 7 главы II).
При этом пробное давление определяется формулой 1,25Р + 5ят, где Р —
рабочее давление в котле, обслуживаемом экономайзером. Освидетельствования
должны приурочиваться, если это технически возможно, к очередным освидетель'
ствованиям котлов.
Внеочередные (досрочные) освидетельствования экономайзеров —
гидравлическое испытание и соединенный с ним осмотр — производятся в следующих
случаях:
а) до пуска в ход экономайзера, находившегося в бездействии в течение двух
или более лет;
б) при перестановке на другое место;
в) после каждого крупного ремонта.
133. Результаты освидетельствования экономайзеров вносятся техническим
инспектором НКТ:
а) в котельную книгу того парового котла, который обслуживается
отдельным экономайзером;
б) в отдельную котельную книгу, заведенную для экономайзера,
обслуживающего несколько (групп) паровых котлов.
7. Повреждения и взрывы водяных экономайзеров
134. При всяком значительном повреждении или взрыве экономайзера
соответственно применяются ст. ст. 89—91 настоящих правил.
V. Специальные правила для паровых котлов высокого давления и
пароперегревателей при них
135. К паровым котлам высокого давления, т. е. с рабочим давлением свыше
22 am, изготовленным комплектно или в отдельных частях на заводах СССР или
на заграничных заводах, и к пароперегревателям при них настоящие правила
применяются с изменениями и дополнениями, предусмотренными в ст. ст. 135—149.
136. Все материалы, предназначенные для постройки паровых котлов высокого
давления и пароперегревателей при них, должны быть предварительно испытаны
и снабжены официальными актами.
В актах должны быть указаны: а) происхождение материалов; б) род
материалов: в) испытания, которым подвергались материалы, и результаты исйытаний.
Акты должны быть подписаны представителями официальных организаций,
имеющих право удостоверять технические данные пригодности материалов для
котлостроения.
137. Все материалы, приобретаемые за границей, подлежат приемке:
а) официальными приемочными организациями СССР в соответствующей
стране (например заводской инспекцией НКПС в Германии) или
б) учреждениями, выполняющими функции официальной приемки в той
стране, в которой^заказаны материалы (как то: классификационные общества Ллойд
Британский, Ллойд Германский, Бюро Веритас, общества котлонадзора и т. п.).
138. Все материалы и отдельные части котлов должны быть клеймены или
пломбированы установленными клеймами приемщика.
Котельные листы, обечайки и барабаны и отдельные штампованные части
должны быть снабжены номерами, которые должны быть указаны в актах.
iQcfTnX Же актах Д°лжны иметься оттиски наложенного на материалы клейма.
139. Для изготовления частей паровых котлов разрешается применять:
а) литое железо (сталь) соответствующего качества; б) специальные сорта
железа (стали), как электросталь, никелевая, хромоникелевая сталь и другие
специальные стали, имеющие состав и свойства, предусмотренные при заказах на
котлы или их части.
140. Не допускается изготовление паровых котлов из сварочного железа
(стали). г
141. Допускается постановка:
а) клепаных, цельнокованных и цельнокатанных барабанов из литого железа
(стали), а также из всевозможных специальных сортов стали;
б) сварных барабанов, изготовленных из литого железа (стали), сваренных
внахлестку на водяном газе;

156 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
в) всевозможных коробчатых профилей, цельнокатанных и сварных:
г) цельнотянутых труб (сварные трубы не допускаются) и
д) арматуры с корпусами только из стального литья или поковки.
142. Для" отдельных частей котла, подвергшихся горячей обработке
(штамповке и отбортовке), для частей, которые расположены в первом газоходе,
а потому могут подвергаться соприкосновению с газами, нагретыми свыше 700° Ц,
а также для частей, которые находятся под действием лучеиспускания раскаленной
обмуровки или зеркала горения, допускается применение литого железа (стали)
с временным сопротивлением не свыше 50 кг/мм2 (сорта 1 и 2).
143. В местах, указанных в ст. 142, допускается постановка специальных
сортов стали, имеющих не меньшую вязкость, нежели сталь 3, и стойкость против
температурных влияний. t
144. В отдельных случаях допускается постановка стали 3 для частей котла,
при изготовлении которых применяется горячая обработка (отбортовка,
штамповка)— при условии, если эти части не будут омываться горячими газами.
145. Для цилиндрических частей котла и корпусов, не подлежащих
отбортовке, если эти части совершенно изолированы от омывающих газов, допускается
постановка стали 4.
146. Кипятильные, анкерные, пароперегревательные и паропроводные трубы,
а также водяные трубы для горячей воды под давлением как составляющие с
котлом одно целое, так и предназначенные для напорных питательных трубопроводов,
должны быть обязательно цельнокатанными или цельнотянутыми. Сварные трубы
не допускаются.
147. Указанные в ст. 146 трубы должны быть изготовлены из литого железа
(стали). Временное сопротивление их должно составлять не менее 35 кг/мм2,
а'удлинение — не менее 20% (при / = 11,3 VJ).
Допускается также постановка труб, изготовленных из специальных сталей,
но при непременном условии, чтобы сопротивление и удлинение их было не ниже
указанного выше для обычного литого железа (стали) и чтобы металл обладал
стойкостью против температурных влияний.
148. Материалы для изготовления и ремонта паровых котлов и
пароперегревателей к ним должны удовлетворять прилагаемым нормам.
149. При обмуровке паровых котлов части барабанов, омываемые топочными
газами, с температурой свыше 600° Ц, должны быть защищены от прямого
соприкосновения с этими газами путем установки изолирующих приспособлений из
огнеупорного материала.
VI Ответственность за нарушение настоящих правил
150. Нарушения настоящих правил преследуются в следующем порядке:
а) нарушения, которые содержат признаки преступлений, преследуемых
в судебном порядке, преследуются в уголовном порядке согласно законодательству
союзных республик;
б) прочие нарушения преследуются в административном порядке путем
наложения штрафов в размере не свыше ста рублей на основаниях, установленных
постановлением ЦИК и СНК СССР от 2 января 1929 г. о мероприятиях по борьбе
с нарушениями законодательства о труде (Собр. Зак. СССР 1929 г. №4 ст. 31 *).
Приложение к ст. 8 правил устройства,
установки, содержания и
освидетельствования паровых котлов, пароперегревателей
и водяных экономайзеров.
Нормы на материалы для изготовления и ремонта паровых
котлов с рабочим давлением до 22 am включительно,
пароперегревателей и водяных экономайзеров
I. Котельные листы из литой стали (железа)
1. Котельные и топочные листы прокатываются из мартеновского металла
следующих марок: Ст. 2 норм, (сталь 2 нормальная); Ст. 3 норм, (сталь 3
нормальная) и Ст. 4 норм, (сталь 4 нормальная).
1) „Известия НКТ СССР" 1929 г., N° 7—8,

Правила о паровых котлах
157
О применении указанных марок при изготовлении отдельных частей котлов
см. ниже ст. 3 настоящего раздела.
2. При производстве испытаний и проб металл должен соответствовать
следующим нормам.
Наименование марки
Испытание
растяжением
R
кг/мм2
Ею
и о
О)
§*
Проба
загибом на
незакаливаемость
Загиб на 180°
при диаметре
оправки
Проба на
свариваемость
Загиб на <х°
при диаметре
оправки
Ст. 2 норм.
Ст. 3 норм.
Ст. 4 норм
Число испытаний и проб от
одного листа
Методология испытания.
Промстандарт-металл № . . .
33—42
37-45
42 — 50
Одно
(поперек
прокатки)
100а
25
22
20
ПО
d=0
(вплотную)
d = ls
d = 2s
Одна
а = 90°
d = 2s,
где s — толщ
листа
а= 60°
d=2s
(по особым
указаниям
заказа)
Не
производится
Одна
112
113
Примечание 1. Допускается повышение временного
сопротивления (7?) против вышеуказанных на 2 кг/мм2 при условии
удовлетворительности относительного удлинения (z) и технологических проб.
Примечание 2. Допускается понижение относительного
удлинения (z) против вышеуказанных на 0,5% (абсолютных) при условии
удовлетворительности временного сопротивления (7?) и технологических проб.
Примечание 3. В случае испытания котельного или топочного
железа толщиной более 20 мм допускается понижение относительного
удлинения (i) на 10% (относительных) от величин, указанных в настоящей
статье.
Примечание 4. Проба загибом на незакаливаемость листов толще
30 мм производится:
для марки Ст. 2 — вокруг стержня диаметром, равным толщине образца;
для марки Ст. 3 — вокруг стержня диаметром, равным двойной толщине
образца;
для марки Ст. 4 — вокруг стержня диаметром, равным тройной толщине
образца.
Примечание 5. Проба на свариваемость для листов толще 30 мм
не производится.
3. Котельные и топочные листы в зависимости от условий, при которых будут
работать изготовляемые из них части в эксплоатации парового котла, а также
в зависимости от условий изготовления частей разделяются на три категории:
а) Огневые листы, применяющиеся при изготовлении тех частей котла,
которые будут подвергаться действию газов в первом газоходе с температурой
выше 7С0° Ц, или при изготовлении котла будут подвергаться горячей обработке
или сварке. i

158 ф. III. Отд. 1. Производство пара. Xlt. Приложение
Для огневых листов должна применяться марка Ст. 2 норм.
б) Бортовые листы, применяющиеся для изготовления частей котла,
которые будут подвергаться действию газов с температурой менее 700° Ц и при
изготовлении будут подвергаться горячей обработке (штампованию, бортованию).
В этом случае может применяться марка Ст. 6 норм,
в) Листы, применяющиеся для изготовления частей котла, которые будут
подвергаться действию газов с температурой менее 700° Ц и при изготовлении не
будут подвергаться горячей обработке (штампованию, бортованию). В этом случае
может применяться марка Ст. 4 норм. х).
П. Заклепки
А. Сталь прокатная для заклепок
4. Стальные прутки для заклепок изготовляются из мартеновского металла
Следующих марок: Ст. 2 норм, и Ст. 3 норм.
5. При производстве испытаний и проб металл для стальных прутков должен
соответствовать следующим нормам:
*) Для руководства приводим данные о марках железа, из которых следует
изготовлять части котлов, согласно утвержденному бюро Всесоюзных
теплотехнических съездов перечню. Прим. ред.
Название марки
Ст. 2 норм.
Ст. 3 норм.
Ст. 4 норм.
Перечень частей парового котла, изготовляемых из
соответствующей марки
1) Жаровые трубы.
2) Сухопарники (паровые колпаки).
3) Патрубки для арматуры.
4) Соединительные патрубки в батарейных котлах.
5) В батарейных котлах нижний лист барабана, находящийся
под непосредственным действием огня.
6) Днища с длинными горловинами наружу, например
у ланкаширского котла.
7) Камерные листы горизонтально-водотрубных котлов
(в тех случаях, когда камера изготовляется путем сварки).
8) Листы грязевиков в случаях изготовления их сварными.
9) Решетка, обечайка и днище огневой камеры пароходных
котлов.
10) Смычный лист локомобильных котлов.
11) Лобовой, решеточный и шинельный листы огневой камеры
локомобильных котлов.
1) Днища для всех типов котлов.
2) Лазы для всех типов котлов.
3) Листы камер горизонтально-водотрубных котлов в случае
изготовления их клепаными.
4) Различного рода листовые скрепления внутри котла.
1) Корпуса и барабаны всех типов котлов.
2) Шинельный лист наружного кожуха топки
локомобильных котлов.
3) Дымовые камеры локомобильных котлов. К этой марке
относятся вообще все листы, не подверженные
непосредственному действию топки.

Правила о паровые котлаЯ
159
*£9aKseaass9-ss-==-
Наименование
марки
Ст. 3 норм. . . .
Методология
испытания. Промстан-
дарт-металл №
Испытание растяже*
нием
%
кг/мм2
33-42
37-45
100а
i % не менее
короткий
образец
30
26
-
длинный
образец
25
22
-
Проба загибом
На
незакаливаемость
Загиб на 180°
при диаметре
оправки
d = 0
(вплотную)
d £= 1, где d—
диаметр
прутка
112
Проба на
осадку в
холодном виде
Осадка до
0,4/г, где h —

первоначальная высота
цилиндра
0.5А
114
Примечание 1. Допускается повышение временного
сопротивления (R) против вышеуказанного на 2 кг/мм2 в случае удовлетворительности
относительного удлинения (г) и технологических проб.
Примечание 2. Допускается понижение относительного
удлинения (г) против вышеуказанного на 0,5% в случае удовлетворительности
временного сопротивления {R) и технологических проб.
Примечание 3. Проба загибом на незакаливаемость прутков
диаметром больше 30 мм производится:
для марки Ст. 2 — вокруг стержня диаметром, равным толщине образца;
для марки Ст. 3 — вокруг стержня диаметром, равным двойной толщине
образца.
Б. Заклепки (полуфабрикат)
6. Заклепки всех типов с диаметром в 9 мм и более изготовляются из металла
марок: Ст. 2 норм, или Ст. 3 норм, по размерам нормального сортамента заклепок
(см. Промстандарт № 1000, 1001, 1002) и подвергаются следующим пробам:
Наименование марки
Проба загибом]
на не за ка ли.
ваемость
Загиб на 180°
при диаметре
оправки
Прсба на
расплющивание
головки в
холодном виде

Расплющивание
до Djd
Проба на
осадку
стержня в
холодном
виде
Осадка до
Ст. 2 норм.
Ст. 3 норм.
Методология испытания. Пром-
стандарт-металл №.,...
d = Q
(вплотную)
rf = 0
(вплотную)
112
2,5
2,5
114
0,4/г
0,5ft
121

160 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
Примечание 1. Для испытания на осадку от заклепки отрезается
цилиндр длиной h = 2rf, где d — диаметр стержня заклепки.
Примечание 2. Испытание загибом на незакаливаемость
производится на заклепках, длина которых больше 4d, где d — диаметр стержня
заклепки.
III. Сталь прокатная для котельных ссязей и анкеров
7. Прутки для котельных связей и анкеров изготовляются, согласно указанию
заказа, из мартеновского металла следующих марок: Ст. 1 повыш., Ст. 1 норм,,
Ст. 2 норм, и должны соответствовать следующим нормам:
Наименование
марки
Ст. 1 повыш. . . .
Ст. 1 норм.. . .,.
Методология
испытания. Промстан-
дарт-металл №
Испытание
растяжением
кг/мм9
31-40
31—40
33 - 42
100а
i % не менее
короткий
образец
35
33
30
длинный
образец
30
28
25
Проба загибом
на
незакаливаемость
Загиб на 180°
при диаметре
оправки
d = 0
(вплотную)
d = 0
(вплотную)
d = 0
(вплотную)
112
Проба на
осадку в хо*
лодном виде
Осадка до
0,3/г
0,3ft
0,4Л
114
5
Примечание 1. Допускается повышение временного
сопротивления (JR) против вышеуказанного на 2 кг/мм2 в случае удовлетворительности
относительного удлинения (Г) и технологических проб.
Примечание 2. Допускается понижение относительного
удлинения (/) на 0,5% (абсолютных) в случае удовлетворительности временного
сопротивления (/?) и технологических проб.
Примечание 3. Допускается понижение относительного
удлинения (/) на КР/о (относи тельных) от указанных выше величин в случае
испытания прутков диаметром выше 40 мм.
Примечание 4. Проба загибом на закаливаемость прутков
диаметром больше 30 мм производится для всех марок металла загибом
вокруг стержня диаметром, рав ным толщине образца.
IV. Трубы стальные: кипятильные и дымогарные» пароперегревательные и
водяные для горячей воды под давлением (экономайзерные трубопроводы),
паропроводные и нефтелроводные (для подачи подогретой нефти под да-
^ влением)
8. Трубы изготовляются из литой мягкой стали, причем могут быть:
а) сварные (сваренные внахлестку);
б) цельнокатанные или цельнотянутые.
9. Трубы подвергаются нижеследующим технологическим пробам:
а) Проба на раздачу. Величина раздачи должна быть при толщине стенки
трубы до 4 мм — 6°/0 от первоначального наружного диаметра трубы и при
толщине стенки трубы свыше 4 мм —соответственно 4/0.
б) Проба на бортование. Пробу на бортование можно производить
на трубах диаметром более 30 мм.

Правила о паровых котлах 161
Трубы с толщиною стенки до 6 мм должны отбортовываться при комнатной
температуре наружу на 90%.
Ширина отгибаемого борта должна быть: для труб диаметром до 60 мм не
менее 8 мм, для труб диаметром большим 60 мм шипина борта увеличивается на
1 мм на каждые 10 мм увеличения диаметра трубы свыше 60 мм.
в) Проба на сплющивание (только для сварных труб). Испытание
на сплющивание производится следующим образом: отрезок трубы длиной, равной
примерно наружному диаметру трубы, сплющивается легкой ковкой вплотную;
наибольший размер просвета в получающейся в месте-сгиба петли не должен
превосходить 0,25 толщины стенки трубы. При сплющивании не должно
обнаруживаться надрывов и трещин даже и в том случае, если сгиб происходит по месту
сварки. Сплющивание производится при тёмнокрасном калении.
г) Испытание гидравлическим давлением. Трубы кипя*
тильные, пароперегревательные и водяные для горячей воды под давлением (в том
числе экономайзерные трубопроводы) испытываются гидравлическим давлением,
равным Р = 2,5/7 + 11 am, но не ниже 30 am, где р еегь предписанное рабочее
давление трубы.
Дымогарные трубы испытываются гидравлическим давлением, равным Р = 2,5 р,
но не ниже ^0 am, где р есть предписанное рабочее давление трубы.
Трубы паролроводные и н~фтепроводные (для подачи подогретой нефти под
давлением) испытываются гидравлическим давлением не ниже следующих значений:
Рабочее давление, кг/см9 10 16 20 25
Пробное давление, кг\см* 24 35 45 55
Все трубы при испытании гидравлическим давлением обстукиваются ручником
весом 0,6—0,8 кг, причем они не должны обнаруживать признаков течи.
V. Чугунное литье
10. Чугунное литье по своим свойствам разделяется на следующие две марки:
Ч. л. 2 —для ответственны* отливок, т. е. таких, которые предназначены для
работы под давлением воды или пара.
Сопротивление этого литья изгибу должно быть не менее 28 кг/мм9. Стрелка
прогиба должна быть не менее 6 мм.
Ч. л. 3 — для неответственных частей (опоры, обмуровки и пр.). Это литье
не испытывается.
11. Материал литья для ответственных отливок испытывается на изгиб.
Испытание производихся над необработанными образцами в 650 мм длины, 30 мм
диаметром, при расстоянии между олорами в 600 мм. Сопротивление изгибу определяется
по формуле 0,0557 р, где р — груз, доводящий пробу до излома.
12. Образцы для испытания должны быть отлиты одновременно с изделиями
из одного и того же ковша.
13. Пробные бруски должны быть взяты для каждой отливки весом 500 кг. Для
группы более мелких отливок, если они идут из одной плавки, допускается брать
одну пробу на 1000 кг отливки..
VI. Стальное литье
14. Материал после отжига должен удовлетворять нижеследующим нормам:
временное сопротивление на разрыв должно быть не менее 68 кг/мм9.
Относительное удлинение (/) на длине 100 мм образца диаметром 20 мм должно
быть не менее 16%.
VII. Листы красной меди топочные
(Согласно ОСТ 347)
15. Временное сопротивление на растяжение (/?) должно быть не менее
22 кг/мм2, относительное удлинение (/) должно быть не м-енее 35°/0, при условии
отсутствия признаков расслоения на испытуемом образце.
Допускается понижение временного сопротивление {Р) до 21 кг\мм* при
условии одновременного повышена относительного удлинения (/) из расчета 0,2% на
каждые 0,1 кг,'мм2 понижения временного сопротивления.
16. Образцы должны выдержать пробу на загиб в холодном состоянии вплотную
на 180° без расслоения испытуемого образца.
Зак. 2893 — Htitte, Справочник для инженеров, т III. 11

162 т. Ш. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
VIII. Заключительные положения
17. С изданием настоящих норм отменяется циркуляр НКТ СССР от 22 февраля
1926 г. № 42/318 об основных данных для испытания литого железа,
предназначенного для изготовления паровых котлов, и приложение к нему основных данных для
испытания литого железа, предназначенного для изготовления паровых котлов
(„Известия НКТ СССР" 1926 г., № Ю— 11).
Приложение к ст. 148 правил устройства,
установки, содержания и
освидетельствования паровых котлов, пароперегревателей
и водяных экономайзеров.
Нормы на материалы для изготовления и ремонта паровых
котлов высокого давления (с рабочим давлением свыше
22 am) и пароперегревателей при них
I. Литое железо (сталь)
1. Котельные листы
1. Листы для клеймения представляются приемщику с неотделенными
пробными планками в неотожженном виде, причем места клейм должны быть зачищены.
Листы совместно с пробными планками обязательно отжигаются.
2. Листовое железо подвергается:
а) испытанию на растяжение;
б) пробе загибом на незакаливаемость;
в) ударному испытанию (на хрупкость).
3. Для каждого из указанных в ст. 2 испытаний берется по два образца от
головной и нижней части листа.
4. По временному сопротивлению на растяжение (/?) применяемая сталь (не
специальная) разбивается на следующие четыре сорта:
Сорта стали
Сталь 1
. 2
» 3
п 4
Временное
сопротивление
От 35 до 44 кг /мм2
• 41 „ 50 .
п 44 , 53 .
« 47 „ 56 „
Расчетное сопротивление
на растяжение
36 кг/мм2
41 „
44 „
47 „
5. Относительное удлинение (/) должно удовлетворять следующим нормам
(при расчетной длине образца /=200 мм).
/? кг/мм2
i для / до 500 мм2
i для / свыше
500 мм2 до
10J0 мм2
свыше 48
18
19
48—47
19
20
46
20
21
45
21
22
44
22
23
43
23
24
42
24
25
41—37
25
26
36
26
28
35
27
29

Правила 6 паровых котлах
163
6. Разница временных
должна превышать:
сопротивлений
при длине листа до
V II
и и
„ свыше
п »
R
5 м
5 м
10 ж
отдельных ча
— 5 кг/мм2
- 6 „
- 7 „
одного листа не
7. Для пробы загибом на незакаливаемость образцы, нагретые до слабого
вишнево-красного каления (около 650° Ц) и охлажденные в воде с температурой
около 25° Ц подвергаются загибу с соблюдением следующих условий:
а) загиб закаленных образцов, взятых от листов стали сорта 1 толщиной до
30 мм производится на 180° вплотную, а для листов толще 30 мм загиб
производится около стержня диаметром, равным толщине образца;
б) загиб закаленных образцов стали сортов 2 и 3 производится вокруг стержня
диаметром, равным двойной толщине образца;
в) загиб образцов стали сорта 4 производится вокруг стержня диаметром,
равным тройной толщине образца.
Во всех случаях образцы не должны обнаруживать трещин и расслоений.
8. Для испытания материала на хрупкость на копре „Шарпи" изготовляются
образцы согласно следующему эскизу, с соблюдением указанных в нем размеров.
-н4к ~~ "~
Г"
u . юо .
Фиг. 107а.
Высота — 30 мм, ширина}— 15 мм, длина — 160 мм, просверловка — 4 мм,
сечение излома — 15 X 15 мм.
9. В исключительных случаях, по соглашению с приемщиком, допускается
испытание на малом копре „Шарпи" образца 10 X 1° мм с просверловкой 1,3 мм
и сечением излома 5X1° мм, согласно следующему эскизу*
'О
i
-100-
ш
мм
Фиг. 107Ь.
Характеристика ударного сопротивления для стали 1 и 2 должна составлять
10 кг/см*, а для стали 3 и 4 — 8 кг/см2.
10. Специальные сорта стали допускаются к постановке на котлы лишь в том
случае, если характеристики стали не ниже норм, указанных ст. 4.
11. Листовой материал для сварных обычае* и барабанов подлежит приемке
по нормам, установленным для листов, за исключением испытания на хрупкость,
которое проводится на материале окончательно изготовленной обечайки или барабана.
Для испытания на хрупкость на обечайке с обоих концов оставляются кольца
шириной 50 мм или более и эти кольца отрезаются перед последилм отжигом,
после чего из них вырезаются заготовки для двух образцов ударной пробы.
Заготовки расправляются и, подвергшись тожде:твенной с обечайкой последней
термической обработке, служат для изготовления образцов. Нормы испытания на удар
применяются те же, что и для листового материала.
2 Заклепочное железо
12. При испытании з клепочного железа на {растяжение временное
сопротивление должно лежать з пределах 35—42 кг/мм2, а удлинение должно составлять не
менее 25°/о при длине образца / = Wrf.
13. Проба заклепочного железа на загиб (в холодном виде) не должна
вызывать трещин и других повреждений при доведении вегьей до параллельности с
просветом не более u,2rf, где d — диаметр прута заклепочного железа.
11*

164
Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
14. Проба заклепочного железа на осадку не должна вызывать трещин и
других повреждений при осадке в холодном состоянии цилиндрика до 0,5 его высоты,
равной двум диаметрам прута заклепочного железа.
II. Стальное фасонное литье
15. Механические свойства литья на испытуемых образцах, отлитых вместе
с фасонными частями и подвергшихся тождественной с ними термической
обработке, должны удовлетворять следующим нормам:
а) литье 1-го класса; временное сопротивление от 35 до 45 кг/мм9, удлинение
не менее 20°/0;
б) литье 2-го класса; временное сопротивление — иг менее 45 кг/мм2 с удли-
нием не менее 18°/0.
Длина испытуемого образца /=5,65 VJ.
III. Цельнокованные, прессованные и цельнокатанные обечайки и барабаны
16. Материалы обечаек или барабанов должны иметь следующие минимальные
относительные удлинения, отнесенные к короткому нормальному образцу I = 100 мм
или пропорциональному образцу / = 5,65 V /.
Временное сопротивление
R кг/мм*
Относительное удлинение /
35
30
36
29'
37
28
41
27
43
25
44
24
45
23
46
22
51
20
17. При пробе загибом на незакаливаемость образцы (сечением по
возможности 30 X 30 мм и длиной 30J мм) должны допускать изгиб на 180° в направлении
окружности барабана, без обнаружения надрывов и трещин.
В зависимости oi сорта материала проба на изгиб должна производиться
следующим образом:
Временное сопротивление материала
Диаметр оправки, вокруг которой
производится загиб
До 41 кг/мм3
Свыше 41 п до 47 кг/мм*
Свышг 47 „
Загиб вплотную
Двойной толщины образца
Тройной „
. 18. Ударные пробы производятся во всем согласно требованиям ст. ст. 8 и 9.
IV. Трубы
19. Испытанию на разрыв подвергаются все трубы с диаметром 140 мм или
более.
Для этой цели у труб вырезываются длинные продольные образцы, которые
в горячем состоянии расправляются, а затем отжигаются.
20. Трубы подвергаются следующим технологическим пробам:
а) Проба на раздачу.
Величина раздачи должна быть: при толщине стенки трубы до 4 мм — 6°'0 от
первоначального наружного диаметра трубы; при толщине стенки трубы свыше
4 мм — соответственно — 4°/0.
Для труб с толщиной стенок свыше 6 мм раздачу можно производить
развальцовкой.
б) Проба на бортование.
Ширина борта, отгибаемого при комнатной температуре на 90°, должна быть
вна не менее, чем полуторакратной толщине стенки труб, но не менее 8 мм.

Технические условия на изготовление паровых котлов 165
в) Проба загибом на незакаливаемость.
От испытываемой трубы отрезается образец шириной в 100 мм% который рав
номерно нагревается до темновишневого цвета, т. е. примерно на 650° Ц, а затем
опускается в воду с температурой около 25° Ц для быстрого охлаждения.
Образец загибается на 180° до параллельности сторон — таким образом, чтобы между
загнутыми концами оставался просвет, равный двойной толщине стенки трубы.
При этом на местах изгиба не должно быть ни трещин, ни рванин.
2i. Трубы кипятильные, пароперегревательные и водяные для горячей воды
под давлением (в том числе экономайзерные трубопроводы) испытываются
гидравлическим давлением, равным Р — 2,5 р + И шя, Где р есть предписанное рабочее
давление котла.
Трубы паропроводные испытываются гидравлическим давлением не ниже
следующих значений:
Рабочее давление, кг/см* 25 32 40 50 64
Пробное давление, кг/см2 55 65 85 100 125
Испытанию должна подвергаться каждая труба.
22. В тех случаях, когда не известно точно назначение труб, они
испытываются, как кипятильные.
2. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ПАРОВЫХ КОТЛОВ НА ДАВЛЕНИЕ ДО 22 am1)
[Утверждено III Всесоюзным теплотехническим съездом {ноябрь 1926 г.)]
Отредактировано подкомиссией по техническим условиям комиссии по котлостроению
{протокол № 7 от 21 мая 1927 г.) и Президиумом комиссии по котлостроению
при Бюро всесоюзных теплотехнических съездов (протокол № ^ от 25 мая U27 г.)]
I. Общие положения
1. Паровые котлы изготовляются:
а) из мат-риалов, удовлетворяющих всем установленным техническим
условиям для котлостроения, что должно быть удостоверено соответствующим актом
заводов, поставившие материал.
Примечание. Материалы, предназначенные для сварки, должны
удовлетворять соответствующему химическому анализу.
б) Согласно утвержденному чертежу и техническим условиям на постройку
паровых котлов.
П. Обработка
2. Резка листов допускается:
а) механическая — посредством обычных ножниц или путем переколки
штемпелем;
1) Комиссией по котлостроению при Бюро всесоюзных теплотехнических съездов
разработаны технические условия на изготовление котлов различных типов. Ниже
приводятся перечень указанных технических условий, место и дата их
опубликования:
1. Специальные технические условия на изготовление паровых котлов с жаро*
выми трубами.
2. Специальные технические условия на изготовление паровых котлов с
дымогарными трубами.
3. Специальные технические условия на постройку горизонтально-водотрубных
камерных котлов типа „Фицнер и Гам iep".
4. Спе иальные технические условия на постройку паровых котлов системы
„Бабкок и Вилькокс".
5. Технические условия на изготовление пароперегревателей.
6. Технические условие для котлов высокого давления (водотрубные котлы).
7. Технические условия на изготовление вертикальных (стоячих) паровых
котлов Шухова.
8. Технические условия на постройку горизонтально-водотрубных котлов
системы инж. Шухова.
[Указанные под п.п. 1 по 6 опубликованы в „Известиях Тепло!ехнического
института" в № 4 (37) за 1928 г., п.п. 7, 8 в № б (49) за 19^9 г.).

166 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
б) термическая — посредством водородо-кислородного или ацетилено-кисло-
родного пламени, или посредством электричества.
Котельные листы, обрезанные по одному из вышеуказанных способов, должны
быть обработаны по линии обреза строжкой, фрезеровкой или, в крайнем случае,
обрубкой зубилом; кромки днищ и решеток котлов должны быть обточены или
чисто обрублены.
3. Резка котельных листов должна производиться с припуском на
механическую обработку для листов толщиною:
1до 6 мм не менее 3 мм до 25 мм не менее 6 мм
у 12 „ в „ 4 „ „ 32 „ „ „ 7 „
„ 20 „ . „ 5 „
4. Все дыры в котельных листах должны быть просверлены. Проколка может
быть допущена только для листов дымовых коробок.
5. В процессе обработки листов и прочих частей дыры сверлятся
предварительно меньшего диаметра против проектного и «осле сборки котла они должны
быть рассверлены до требуемого диаметра.
6. Дыры, проходящие через два или несколько листов, должны быть после
рассверловки совершенно чистыми, не имеющими «и выступов, ни впадин в местах
прилегании друг к другу.
Фиг. 108а. Фиг. 108и.
7. Края сверленых дыр, со стороны головок заклепки, должны быть раззен-
кованы. Заусеницы, оставшееся после процесса сверления, должны быть удалены.
8. Края листов, подвергающихся во время штамповки растяжению, как то:
вырезы горловин, лазов и т. п., перед штамповкой должны быть закруглены.
9. Все кронштейны и внутренние скрепления должны быть также обработаны,
согласно вышеприведенным правилам.
10. В тех случаях, когда фасонные листы штампуются под прессом с одного
нагрева, разрешается пускать их в дальнейшую обработку без отжига.
11. Фасонные листы, выполняемые ручным способом или путем частичной
штамповки на фланжировочном прессе, для последующей правки должны быть
подвергнуты равномерному нагревай но всего листа до температуры красного каления.
12. К штамповке допускаются листы котельного железа, соответствующие
маркам Ст. 1 и Ст. 2, установленным техническими условиями на котельное
и топочное листовое железо.
13. Штампованные котельные и топочные листы должны отвечать условиям
заказа; отступления в мрнь'я^ ю сторону от нормальной толщины железа на
отогнутых кромках не должны быть более 3 мм.
При вытягивании длинных горловин или при изготовлении частей, связанных
с вытяжкой листов, отступления могут быть и более 3 ммл но в этом случае-
утонение металла должно быть отмечено на чертеже и соответственно проверено
расчетом.
14. Ручная гибка днищ, горловин, звеньев жаровых труб и решеток не
рекомендуется. Если таковая производится, то необходимо устранить все забоины от
молотка во избежание дополнительных работ при сборке котлов.
15. Необходимость термической обработки штампованных изделий
предоставляется усмотрению завода-изготовителя.
16. Ласки листов и стыков накладок могут быть выполнены путем оттяжки
в нагретом состоянии, фрезеровкой или рубкой при обязательном условии
постепенного перехода от толстой части к тонкой и с достаточным закруглением, согласно
Фег. 108а. Ласки без закруглений, по фиг. 108Ь, не допускаются.
17. Вместо склепки может производиться и сварка отд льных частей котлов
(сухопарника, звеньев жаровых труб, поперечных патрубков, в :яких соединительных
патрубков и приварка их к соответствующим звеньям) кислородо-ацетил^новая,
электрическая, на водяном газе или в обыкновенных кузнечных горнах.
"V
Г"

Технические условия на изготовление паровых котлов 167
Сварка котельных частей кислородо-ацетиленовая и электрическая должна
производиться во всем согласно специальным техническим условиям на эту сварку
и требованиям-правил НКТ СССР о сварке.
III. Сборка
18. При сборке котлов все листы и накладки должны быть плотно пригнаны
друг к другу и дыры наведены до совпадения для обеспечения получения чистых
дыр после рассверловки. Для целей обладки допускается частичный нагрев
древесным углем, нефтяной форсункой или газовой горелкой, причем обладка должна
вестись при температуре не ниже 800°, что соответствует вишнево-красному цвету.
Примечание. Обладка листов посредством ударов молотом в
интервале синего нагрева на допускается.
19. Фланцы, штуцера, лазы, фасонные кованные или литые части должны иметь
прилегающую к корпусу котла поверхность по возможности обработанной; чисто
проштампованные или отлитые поверхности могут быть допущены к постановке
без обработки; допускается приладка вышеозначенных частей путем подогрева
последних в горне или в печи.
20. Собранный барабан до рассверловки дыр должен быть проверен на
правильность сборки.
21. После сборки и сверловки барабаны и другие части котла должны быть
разобраны, поверхности соприкасающихся частей должны быть очищены от стружки
и выдры и вновь собраны, после чего, в случаях надобности, отверстия
рассверливаются или развертываются.
IV. Клепка
22. Клепка котлов производится посредством гидравлических и других
клепальных машин, путем пневматических инструментов, а также обычным ручным
способом.
При образовании заклепочных головок посредством клепальных машин
необходимо соблюдать правило, чтобы нагрузка не превышала 6000—8000 кг/см2 сече
ния цилиндрической части стержня заклепки. Нажатие штемлеля гидравлической
клепальной машины на заклепки должно продолжаться до потемнения головки
заклепки.
Примечание. Заклепки должны быть изготовлены из
калиброванного материала.
23. Нагрев заклепок должен быть равномерен по всей длине заклепки и доводим
не ниже, чем до яркокрасного каления (около 900—950"). Воспрещается нагрев
только одних концов и употребление в дело перен:женных заклепок.
Нагретые заклепки перед вставкою в дыру обязательно очищаются путем
встряхивания от окалины.
24. Головки заклепок должны быть посажены правильно, чтобы оси головки
и цилиндрической части совпадали; допускается отступление, но не более половины
разницы между радиусами стержня и головки.
Примечание. Для облегчения достижения возможно полной
концентричности посадки головки, особенно при клепке пневматическими
молотками, а также в целях контроля посадки, рекомендуется ставить
предварительно специальным штемпелем контрольные круги или точки на
расстоянии, соответствующем диаметру образованной головки.
25. Длина заклепки должна быть такого размера, чтобы была обеспечена
возможность получения полномерной головки при нормальном заусенце.
26. Головки заклепок с трещинами и неполномерные не допускаются.
27. Клепка пневматическими молотами допускается при давлении воздуха не
ниже 6 а/гс у молотка.
V. Чеканих
28. При клепке ручной или пневматическими молотками чеканка головок
заклепок обязательна с той и другой стороны.
При гидравлической клепке чеканка головок, находящихся в сфере огня,
обязательна.
Чеканка головок заклепок внутри ко тла особенно рекомендуется»
29. Чеканка должна быть произведена без порчи листов, а следы после чеканки
доли ны быть сглажены.
30. Чеканка швов допускается как английская — плоская, так и
американская—желобчатая.

168 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
31. Для чеканки листы должны иметь скос, уклон которого должен
соответствовать удоб тву чеканки.
32. Швы должны быть зачеканены как внутри, так и снаружи.
VI. Отверстия для труб и вставка труб
33. Отверстия для дымогарных и жаровых труб сверлится диаметром на один
процент больше наружного диаметра соответствующей трубы. Отверстия должны
быть чистыми и круглыми; острые края должны быть закруглены, а выдра (заусенцы)
удалена.
34. Концы труб и дыры перед вставкой должны быть очищены до
металлической поверхности шлифовкой или опиловкой. Перед очисткой концы труб могут
быть отожжены.
35. Отбуртовка конц^т дымогарных труб как в дымовых коробках, так и со
стороны огня не обязательна и производится только в случаях специального
требования заказчика.
Отбуртовка концов труб связных и жаровых обязательна как в паровозных,
так и в пароходных котлам.
Заусенцы, получающиеся после отбуртовки, должны быть удалены. Трубы,
давшие при огбуртовке трещины, подлежат см^не.
36. Раскатка концов вставленных труб должна производиться Специальными
вальцовками, валкч каковых должны быть такой длины, чтобы перекрывали
внутренний край дыры решетки не менее 3 мм, и только, как исключение, там, где
это по местным условиям невозможно, раскатка производится прогонкой
специального болка.
37. Связные трубы ставятся на резьбе с шагом в 2 мм для труб до 50 мм
и с шагом в 2,5 мм для труб большего диаметра.
VII. Связи и их постановка
38. Отверстия для связей должны быть нарезаны так, чтобы было обеспечено
полное совпадение ниток резьбы в обеих скрепляемых стенках и с надлежащим
соответствием в диаметрах и профилях» резьбы в отверстиях и на связях. Резьба
не должна иметь сорванных ниток, трещин и овализации, выходящих за пределы
имеющих быть установленными стандартных норм.
Примечание. Для предупреждения овализации рекомендуется между
метчиком и шпинделем вводить шарнир Гука, т. е. нарезать резьб}
„плывом".
39. Нарезка на связях на обоих концах должна составлять продолжение одна
другой; по диаметру, профилю и шагу резьба должна быть в полном соответствии
с теми же элементами регьбы в отверстиях. Резьба на связях не должна иметь
сорванных ниток, трещин и овализадии, выходящих за пределы имеющих быть
установленными стандартных норм.
40. Шаг резьбы устанавливается для коротких связей, а также для длинных
продольных связей диаметром до 50 мм* в 12 ниток на 1"; длыщнык продольных
связей диаметром более 50 мм шаг устанавливается в 10 jH^Lh& 1" при
дюймовой нарезке. При метрической же нарезке для ьоротких ^Ирй, а также для
длинных продольных связей диаметром до 5J мм шаг резьбьНустанавливается
в 2 мм, для длинных продольных связей диаметром более 50 мЩ шаг
устанавливается в 2,5 мм.
41. Перед вставкой связей как самая связь, так и отверстия для нее должны
быть очищены и смазаны. Связь должна вводить в соответствующее отверстие
ровно, с усилием, только достаточным для обеспечения плотной постановки.
Примечание Должно избегать как связей, ввертываемых без
усилия, так равно и требующих такого усилия, при котором возможна порча
резьбы в отверстиях в связях, что значительно хуже и опаснее слабо
поставленной связи.
42 Для обеспечения равномерного распределения натяжений в стенках и
связях необходимо стремиться к одинаковому усилию при завертывании связей; такая
одинаковость возможна только при ме анизации этой работы; поэтому
рекомендуется постановку боковых и потолочных связей производить пневматическими или
электрическими машинкам*!, дающими только определенный максимум крутящего
усилия.
Правильность постановки связей проверяется осмотром их снаружи и внутри.
На связях не доллено быть сорванной резьбы и волокон от срезанного металла,
а равно не должно быть и изогнутых связей.

Технические условия на изготовление паровых котлов 169
Плотность постановки связей проверяется обстукиванием их ударами легкого
молотка.
4<3. Правильно и плотно поставленные связи раздаются коническим бородком.
На фиг. 109 указана форма бородка, которая рекомендуется для контрольных дыр
в 6 мм.
Примечание. Раздача указанным бородком применяется только на
связях до диаметра в 26 мм. Для связей большего диаметра как контрольные
отверстия, так и диаметр бородков должны быть соответственно увеличены.
44. Раздача связей производятся: боковых — с обеих сторон и потолочных
(анкерных) — со стороны кожуха в контрольные отверстия.
45. Расклепка концов связей обязательна только со стороны огня.
Примечание. Для обеспечения большей продолжительности службы
головок связей рекомендуется на концах связей удалять резьбу на длине,
предназначенной под расклепку.
Для той же цели у головок,
выходящих в сферу огня, появл 10щиеся
на кромках после расклепки зазубрины
должны быть сглажены.
46. Чеканка головок связей
допускается.
VIII. Изготовление гладких
жаровых труб
Фиг. 109.
47. При изготовлении жаровых
труб не рекомендуется делать
продольные швы клепаными.
48. Сварку жаровых труб допускается производить: 1) на угле или коксе,
2) на нефти, 3) на водяном газе, 4) электричеством и 5) ацетиленом.
49. Сварка должна быть произведена внахлестку при первом, втором и
третьем способе. Чго же касается сварки по четвертому и пятому способам,
таковую производить согласно п. 17.
50. Место сварки должно быть полнее или равно толщине листа, но ни в коем
случае не тоньше. Сварка должна быть чистая, без язвин и непровара.
51. Трубы должны быть правильной круглой формы, отступление размеров
диаметров в разных сечениях допускается не более ± 1%; овализация (разница
между наибольшей и наименьшей осью одного сечения) допускается не более 1%»
Промер для опредечения овализации производится в расстоянии от конца звена
трубы не менее, чем на 5С0 мм.
62. После сварки и отгиба фланцев жаровые трубы соединяются ме>кд/
собой кольцами Адам^она. Фланцы на жаровых трубах Делаются или вручную на
горне, или на специальном фланжировочном станке; причем кромки фланцев
обтачиваются со скосом для чеканки.
об. Жаровые трубы после сварки, клепки и чеканки должны быть испробованы
гидравлически на рабочее давление для обнаруживания дефектов в сварке, которые
исправляются и только после гидравлической пробы трубы могут быть вставлены
в котел, причем сварной шов помещается внизу.
IX. Изготовление волнистых жаровых труб
54. Изготовление труб до волнования производится согласно Техническим
условиям на изготовление гладких жаровые труб.
55. Волнование волнистых труб вручную не рекомендуется*.
56. Волнование труб рекомендуется производить механическими способами,
как то: инж. Мациевского, завода Шульц и Кна удт, инж. Русако ва и др.
57. После волнования звенья труб подвергаются гидравлической пробе для
обнаружения дефектов сварки, которые исправляются принятыми на заводе
методами сварки.
58. По изготовлении волн труба должна быть правильной круглой формы,
с отступлениями по диаметру волн не более 2%. Овализация допускается не
более 1,5р/о« Толщина желега для волнистых труб должна быть несколько большей
против толщины стенки самой трубы с тем, чтобы по образовании волн толщина
стенки на гребняt волн соответствовала проектной.
59. Очертание волн производится согласно проектам котлов.

170 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
X. Изготовление камер огневых и камер для водотрубных котлов
60. Камеры допускается делать как сварными, так и клепаными.
61. Сварку камер допускается производить на угле и коксе, на нефти, на
водяном газе, электричеством и ацетиленом с соблюдением правил, указанных в п. 49.
62. Для сокращения числа сварных швов допускается употребление листов
в загнутом виде; последняя операция должна быть производима в горячем
состоянии.
63. В целях более правильной сборки и хорошей варки кромки листов должны
быть соответственно обработаны.
64. По окончании сварочных работ камера должна быть выправлена и по
вставке связей подвергнута гидравлической пробе для проверки сварки. В случае
обнаруживания непровара допускается исправление.
65. Дыры для люков и труб должны быть настолько верно просверлены
в отношении диаметров и совпадения осей, чтобы была полная гарантия для
правильной вставки труб.
66. Фаски для прокладок на камере и на люках должны быть хорошо
обработаны. Люки рекомендуется делать цельнокованыые.
XI. Гидравлическая проба
67. Если котел отправляется на место установки в законченном собранном
виде, то гидравлическое испытание его производится на заводе.
Если же окончательная сборка котла производится на месте установки, то
на заводе производится по возможности испытание не только отдельных его
частей.
Гидравлическое испытание производится согласно существующим правилам НКТ
СССР.
68. Котел, подвергнутый гидравлической пробе, не должен иметь никаких
остающихся деформаций: заклепки и швы не должны давать течи. Незначительная
течь в виде слез допускается. Те места, где была обнаружена течь, после спуска
давления должны быть подчеканены. После гидравлической пробы котел
прокрашивается снаружи и, в зависимости от условий хранения и дальнейшего
использования котла, и внутри.
Примечание. На изготовленный котел завод обязан выдать акт
. с полной характеристикой котла.
3. ГЕРМАНСКИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВЕННЫЕ ПРАВИЛА
ПОСТРОЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ (BLD)
(Опубликованы 15 сентября 1926 г. и 25 мая 1927 г. (извлечения)
I. Общие постановления
1. В отношении требований, предъявляемых к материалам для котлостроения,
следует руководствоваться установленными нормами (VVLD).
2. При температурах стенок котла, исключая кипятильные, дымогарные
и пароперегревательные трубки, превосходящих. 300°, Айобходимо учитывать
понижение механических свойств (предела текучести^ ^ВЬименяемого металла
при данной температуре. „
д. Вьбор допускаемых коэфициентов, указываемы^ИИразделах V по XII,
предполагается при условии хорошей котельной работы.
II. Заклепочные соединения
1. Сопротивление заклепок на срез не должно быть меньше сопротивления
листа в шве на разрыв. При этом нагрузка каждой заклепки от срезывающего
усилия не должна превосходить 7 кг/мм2 поперечного сечения заклепки, если
заклепочный материал имеет сопротивление на разрыв не более S8 к>/мм?. Если
сопротивление последнего больше 38 к?/мм2, то д*аметр заклепки, рассчитанной на
нагрузку в 7 кг/мм9, множится на корень квадратный из отношения чисел 38 и
действительного сопротивления.
2. При склепывании листов с накладками последние должны делаться из
материала по крайней мере такого же качества, как и склепываемое листы.

Правила построения стационарных паровых котлов 171
III. Сварка и горячая обработка *)
А. Общие требования
П. п. 1 по 8 содержат предписания относительно недопустимости и
допустимости того или иного способа сварки в различных случаях, относительно
последующего отжига, гидравлической пробы, запрещения подвергать сваренные швы
непосредственному действию топки, недопустимости ослаблять сваренные швы
сверлением в них отверстий
В. Надежность сваренных швов
1. Нижеприводимые коэфициенты являются опытными и приложимы для
случаев хорошей и добросовестной средней работы. С согласия технического инспектора
в тех или иных случаях возможно итти на более высокие цифры.
2. Швы впритык, с вваркой клина и др., изготовляемые путем горновой
сварки, следует рассчитывать с 0,3 от крепости целого лис га; при особо хорошем
исполнении швов с вваркой клина можно итти до 0,6. Швы запрещается подвергать
изгибу.
3. При горновой сварке внахлестку полагать прочность шва 0,7. При особых
приспособлениях и доказанном высоком качестве работы допустимо повышение
допускаемой прочности шва: при сварке на коксе до 0,8, при саарке водяным газом
до 0,9.
4. При сварке плавлением (автогенной) до 0,5, в исключительных случаях
(см. п. 3) до 0,55. При ремонтных работах в отдельных случаях до 1,0, с согласия
технического инспектора. В случае вторичного прогрева шва докрасна и
соответствующей его проковки допустимо повышение до 0,65, в отдельн х же случаях
до 1,0. Швы запрещается подвергать изгибу.
5. Надежность электросваре иных швов устанавливается технической
инспекцией.
IV. Определение толщины стенки цилиндрической части котла» подверженной
внутреннему давлению
1. Принимая обозначения:
rs — толщина листа [мм],
D — наибольший внутренний диаметр корпуса [мм],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [кг/см2],
К' — сопротивление котельного железа разрыву [кг/мм2],
х — коэфициент надежности,
9 — ослабление в шве по отношению к прочности целого листа (см. стр. 38),
получим
D-p-x 200-K -ср (* — 1)
°=тл<^ + 1 - * = —^—• <1>
Значения: К = 33 кг/мм2 — сварочная сталг
К = 36 кг/мм2 — литая сталь 35 до 44 кг/'мм2 сопротивление на разрыв
Къ = 41 „ „ „ 41 до 50 „
Къ = 44 „ „ „ 44 до 53 „ „
Къ = 47 „ „ „ 47 до 56 „
Значения х:
х = 4,75 для шьов внахлестку или с односторонней накладкой;
х = 4,25 для двухрядны* швов с двумя накладками, из которых одна накладка
приклепана однорядным швом, и для сварных швов;
х = 4,0 для многорядных швов с двумя накладками и для барабанов без шва.
!) Правила для СССР по применению дуговой электрической и газовой
сварки при проектировании и изготовлении паровых княлов и сосудов,
работающих под давлением, см* ниже стр. 198.

172 Т. iii. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
Прибавка I мм на износ при толщине листа свыше 30 мм может быть
уменьшена до 0,5 ММ) а для листов толщиною свыше 40 мм совсем не принимается во
внимание.
2. Значение х = 4,0 может быть введено в расчет в случае, если в трехрядном
или многорядном шве с двумя накладками одна накладка имеет число рядов
заклепок на один меньше, чем другая.
3. Толщину листов следует брать не менее 7 мм; лишь при изготовлении
малых номов (для пожарных обозов, тракторов) допускаются листы меньшей
толщины.
4. Листы с временным сопротивлением более 44 кг/мм2 могут применяться
для частей корпуса котла лишь в случае холодной обработки их или при красном
нагреве, если кромки обстроганы, обючены или фрезерованы или, в крайнем
случае, при недостатке других средств, обрублены зубилом, и, наконец, если
соединение листов в продольных швах выполняется с двумя накладками.
5. Отступления в сторону уменьшения от толщины стенок, лежащие в
пределах допусков, которые обусловлены техническими условиями на материалы, при
расчетах не принимаются во внимание.
6. Напряжение на разрыв листа при предположении равномерного распределе-
ния усилия не должно превосходить ни для одного рэда заклепок величины — •
7. Сопротивление на срезывание для сварочной и литой стали и к ясной
меди может быть принимаемо в расчет равным 0,85 от соответствующего
сопротивления на разрыв.
V. Определение толщины стенки жаровых труб, подверженных наружному
давлению
А. Общие указания
Сваренные швы должны быть расположены таким образом, чтобы в возможно
меньшей степени подвергаться действию горячих газов и тепловых нащ яжений.
Для звеньев жаровых труб, лежащих за пределами топки (температура газов
ниже 7и0°), при применении листов с временным сопротивлением разрыву
41—50 кг/мм2 можно уменьшать определяемые по формуле (2) или (3) значения
36
толщины стенки s в отношении -г—.
41
В. Гладкие трубы и трубы с жесткими креплениями
1. Если обозначить:
s —толщину листа [мм],
d — внутренний диаметр цилиндрической трубы или средний внутренний
диаметр конической трубы [мм],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [am]t
а — коэфициент,
/ —длину трубы [мм] или в соответствующих случаях наибольшее
расстояние между действующими креплениями,
тогда:
где:
для горизонтально расположенных труб:
с продольным швэм внахлестку а — 1С0
с продольным швом сваренным или с накладкой а = 80
для труб без шва или сварньк по продольному шву,
овальность которых не превышает 1% от должного диаметра а = 75
для вертикально расположенных труб:
с продольным швом внакладку а = 70
с продольным швом сваренным или с накладкой а = 5J
для Труб без шва или сварных по продольному шву,
овальность которых не превышает 1% от должного Диаметра а = 45

Правила построения стационарных паровых котлов
2. Действующими укреплениями надо считать, помимо днищ и трубных
решеток, конструкции, показанные на фиг. 110—115. Конструкция фиг. 114 допустим?
лишь при предположении, что гребень образуемой волны не менее 50 мм, а по
фиг* 115 — лишь при предположении, что расстояние между заклепками не более,
чем 150 мм и расстояние между угловым кольцом и стенкой трубы не менее,
чем 25 мм.
Фиг. 110. Фиг. 111. Фиг. 112. фиг. 113. Фиг. 114. Фиг. 115.
Для участка трубы а:
I — /j 4- 0,5 /2, если 1Х — наибольший по длине участок.
Длину / теА участков трубы, где имеются кипятильные поперечные трубки,
можно брать, руководствуясь следующими данными:
на участке тр^бы Ь:
I = /t -+. 2, если 1Х больше 1^ в противном случае надо брать /2 вместо 1Х\
на участке трубы с:
/ = /i + /2;
на участке трубы а:
I = /2 4- /8 или, соответственно, / = 1г -f- /4.
3. Если есть основание сомневаться в том, что поперечные кипятильные
трубы являются действующими укреплениями *) в силу их малых размеров, способа
укрепления, месторасположения и т. д., то рекомендуется брать за / всю длину
звена, другими словами, вовсе отказаться от учета укрепляющего действия
кипятильных труб.
С. Волнистые и ребристые трубы
1 Если обозначить:
s — толщину листа \мм\,
d — наименьший внутренний диаметр жаровой трубы i мм],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [кг/см2],
тогда
-& + > <3>
Фом - фиг. 118.
2. Толщину листа берут во всяком случае не меньше 7 мм, более тонкое
Железо допускается лишь в случае маленьких котлов (для пожарных насосов или
тракторов).
VI. Определение толщины плоских стенок
А. Общие указания
Нижеследующие формулы и коэфициенты имеют силу для тех частей плоских
стенок, которые являются самостоятельными участками и не имеют никаких отвер-
1) Постановка в жаровых трубах, с целью их укрепления и усиления
циркуляции, поперечных труб усложняет и удорожает работу по изготовлению котла и
усложняет эксплоатацию его, понижая надежность котла, в виду чего постановка
таких труб вообще не рекомендуется. Прим. ред.

174 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
стий для присоединяемых штуцеров. В противном случае, равно как в случае
частей, состоящих из нескольких смыкающихся плоских стенок, например, трубы
коробки) прямоугольного сечения, требуется вести особый расчет. Данные коэфи-
циенты относятся к случаю развальцовки концов труб в плоских стенках. В иных
случаях, сообразно форме стенки, требуется специальный расчет.
В. Плоские стенки
1. Если обозначить:
s —толщина листа [лш],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [кг/см2],
а—расстояние между распорными или анкерными болтами в одном ряду [мм],
b — расстояние между рядами распорных или анкерных болтов [мм],
с — коэфициент,
тогда
s = с V р (а- + Ь2). (4)
Для величины с следует брать:
с = 0,017 для плоских стенок, в которых распорные болты завинчиваются и
расклепываются и которые омываются горячими газами и водой;
с — 0,015, когда вышеуказанные плоские стенки не
омываются горячими газами;
с =* 0,0155 для плоских стенок, в которые завинчены
распорные или анкерные болты с наружными гайками
или точеными головками и которые омываются горячими
газами и водой;
с = 0,0135, если вышеуказанные плоские стенки не
омываются горячими газами;
с = 0,014 для стенок, которые скрепляются взаимно
только анкерными трубами.
Фиг. 122. ' 2. Для стенок, анкера которых снабжены гайками и
скрепляющими шайбами, следует в уравнении (4)
принимать:
с = 0,013, если диаметр наружной скрепляющей шайбы равен 2/5 от
расстояния между анкерами и толщина шайбы равна 2/з толщины стенки;
с = и,012, если диаметр наружной скрепляющей шайбы равен % 0т
расстояния между анкерами и толщина шайбы равна 5/е толщины стенки;
с = 0,011, если диаметр наружной скрепляющей шайбы равен 4/5 0T
расстояния между анкерами и если шайба, толщина которой равна толщине стенки,
приклепана к этой последней, причем стенки не должны соприкасаться с горячими
газами.
Если же стенки, напротив, с одной стороны омываются горячими газами, а
с другой—паром, то толщина стенок должна быть увеличена против расчетной на
10°/о, если только она не защищена предохранительными листами от
непосредственного действия пламени.
3. При неправильном распределении анкерных скреплений, как, например, на
фиг. 122, имеем:
* = с— (d1+di)Vp'. (5)
Значения с берутся в зависимости и^от рода укрепления по данным п. п. 1 и
2 настоящего раздела.
4. Толщину плоской стенки, укрепленной обшивкой, если при этом стенка
расположена не в первом газоходе, можно брать на 12г/г°/о меньше, чем получается
из расчета, однако при условии, что толщина обшивочного листа будет не меньше
2/3 от расчетной толщины стенки, и обшивка будет хорошо склепана со стенкой.
5. Прямоугольные плоские листы, прикрепленные по всему периметру, должны
иметь толщину
s-0fi53bVМг + шт • (6)
где:
s—толщина стенки [мм],
а—наибольшая сторона прямоугольника [мм],
Ъ—наименьшая сторона прямоугольника [мм\,

Правила построения стационарных паровых котлов
175
р—наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [дгг/сл*2],
Ау—допустимое напряжение материала стенки на растяжение \кг\мм\
которое можно принимать равным до у4 расчетного сопротивления на разрыв.
6. Для плоских стенок, которые укреплены не анкерными болтами или
продольными связями, а угловыми анкерами или каким-либо иным надежным способом,
толщину можно брать:
8 = 0,017 d У J , (7)
если не доказано, что можно ограничиться более тонкой стенкой.
В этой формуле означает:
s — толщину стенки \мм],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [кг/см2],
d — диаметр самого большого круга [мм\, который будучи описан, как н*
фиг. 123—126 на плоской
стенке, пройдет через места
скреплений.
Если нет точных данных
о величине радиуса загиба
у борта на днище, то этот
радиус принимается равным 50 мм.
7. Вышеприведенные
указания применимы только к
листам из литого железа. Если
стенки изготовлены из
котельных листов с сопротивлением
на разрыв 41 до 50
кг\мм2, то полученные
по формулам (4), (5) и
(7) значения толщины
стенки s следует
умножить на
v\
«*«..
8. Медные стенки, фиг< j25#
скрепленные
распорными или анкерными болтам I, должны иметь толщину при
плевий:
правильном:
неправильном (как на фиг. 121):
Vo
s = 5,83с I/ (а2+Ь2)
К
Фиг. 126.
распределении скре-
(8)
;5,83.|-.(^4-^)|/"-|-.
(?)
"з
Для меди tKz (сопротивление разрыву) принимают в 22 кг/мм* при темпе»
ратурах до 100°, если не указана большая прочность. В случае высшей
температуры прочность берут меньше на 1 кг/мм2 для каждых 20°. Для перегрегого
водяного пара с температурой 250° и выше употребления меди избегают. Значения для
с берутся в зависимости от конструкции скрепления по данным п. п. 1 и 2 этого
раздела.
С. Трубные решетки (трубные стенки котлов с дымогарными трубами)
1. Части трубной стенки, расположенной вне пучка труб, рассчитываются по
данным, установленным для плоских стенок, формул (4) до (t), если размер площади,
подверженной давлению пара, обусловливает необходимость анкерньи скреплений.
2. Части трубной стенки, расположенные . в пределах пучка труб,
рассчитываются следующим образом:
а) при применении особых анкерных тяг или анкерных болтов, снабженных
нарезкой, следует применять уравнения (4), (5), (8) или (9).
В этом случае тр>бы только развальцовываются; однако для надежного
укрепления труб в стенке толщина последней должна быть:

176 т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
для стенок литого железа:
не менее
$ = 5-J--3" при d = 38 до 100 мм\
о
для стенок красной меди:
не менее
s — 10 -I- -- при d = 38 до 75 мм,
о
где d в мм—наружный диаметр трубы в месте ее укрепления в стенке; наименьшее
сечение простенка между двумя трубными отверстиями должно быть:
для литого железа:
180 мм2 при d = 38 мм
с увеличением в 2,5 раза при d= около 100 мм;
для стенок красной меди:
340 лж2 при d = 38 мм
с увеличением в 2,5 раза при d равном около
75 мм.
Ь) Если трубные стенки неимеют
специальных анкерных
скреплений, то при предположении соответствующих
Фиг. 127. материалов, лучшего исполнения и нормальных
условий эксплоатации надежность против
возможного вырывания концов труб из гнезд трубной решетки будет обеспечена при
нагрузке на 1 см окружности трубы, равной (см. фиг. 127)
_ р X (площадь abcdefghiklm)
~ nd * '
о ^ 40 кг для труб, развальцованных в цилиндрических отверстиях гладких или
с бороздками;
о <L5j кг для труб, развальцованных в цилиндрических отверстиях и разбурто-
ванных с одного конца;
<j<i 70 кг для труб, разбуртованных с обоих концов.
Для двух смежных и неравных трубных полей средняя арифметическая из
Отдельных нагрузок не должна превосходить указанных выше значений а.
При расчете краевых 1рубных полей, которые необходимо выполнять особо
тщательно, допускаемая на1рузка может быть взята равной половине той, которая
была бы воспринята непосредственно прилегающей сте.жой котла.
с) Напряжение от изгиба в пределах трубного поля abcdefghiklm проверяется
по следующей формуле:
*» = 7 "-,, ,.... 01)
Ч'
'«••(^ £)•(*)•'
которой означают:
s — толщину стенки,
р — наибольшее рабочее давление [am],
d — наружный диаметр трубы у места прикрепления \мм],
е — сторону квадратного поля в мм, образуемого четырьмя трубами, или
арифметическое среднее из сторон прямоугольника, определяемого этими
четырьмя трубами (на фиг. 127):
op±pq_
2
k, — напряжение на изгиб материала стенки [кг/мм*], которое допускается
„ сопротивление на разрыв л «„„,.„ ,„
до величины равной - j-= —- ; при неблагоприятных
4,5
условиях величина /г, должна быть принята меньшей.

Правила построения стационарных паровых котлов 177
3. У огневых коробок, потолки которых не соединены анкерными болтами или
другим путем со стенкой цилиндрической части когла, а поддерживаются скобами
или анкерными балками, упирающимися на края трубных стенок, толщина трубной
стенки не должна быть меньше
p»w »b
8 = 1900(д-<0 ' (12)
где означают:
w — длину огневой коробки [мм],
Ь — взаимное расстояние между центрами труб [мм],
d — внутренний диаметр труб [мм].
D. Расчет гладкой трубы прямоугольного сечен ил ч
В гладких трубах прямоугольного сечения с рядами трубных отверстий,
сдвинутыми к краям или же по средней оси, наибольшего напряжения следует
ожидать по рядам трубных отверстий. При этом предполагается, что паровые
штуцеры поставлены тщательно, таким образом, что в этих местах стенка достаточно
укреплена. В трубах с непросверленными дырами для труб наиболее напряженным
местом являются углы трубы.
Если обозначить:
8 — толщину стенки [мм],
Чт — ширину в свету стенки, где просверлены трубные отверстия,
соответственно ширину по большему размеру [мм],
2л — ширину в свету поперечной стенки [мм],
р — наибольшее рабочее давление (сверх атмосферного) [кг/см*],
К% — принимаемое в расчет сопротивление на разрыв материала трубы
[кг/мм*] у
М, — изгибающий момент в краях стенки (но углам прямоугольного
сечения) на единицу длины и для давления 100 кг/см9 сверх атмосферного
[мм*],
М* — изгибающий момент по средней оси ряда трубных отверстий на еди*
ницу длины и для-давления юо кг/см2 сверх атмосферного [мм9],
а — расстояние центра ряда трубных отверстий от внутренней стороны
ближайшей боковой стенки [мм],
t — шаг трубных отверстий [мм],
d — диаметр трубного отверстия [мм],
?, ср' — ослабление листа трубными отверстиями,
г — наименьший радиус закругления в углах прямоугольного сечения
трубы,
то толщина стенки определяется по формулам:
около углов трубы,
Р*Х П / Ж, Р'Х
(14)
для просверленной трубными отверстиями или более широкой стороны.
Толщина стенки трубы должна быть взята по крайней мере равной той,
которая получается по расчету для углов трубы (т. е. по формуле 13). При
наличии нескольких, различных рядов трубных отверстий необходимо подсчитать
требуемую толщину стенки для каждого ряда отдельно. Допускаемое давление следует
проверять по формулам:
Р = , ; . (15>
200-Кя V
р*Х
S> 200» К
1+V
УЧтЯя;
'Ф
р-х .
100-*,
х Q'Mjs + sVm*+n*
100 .К 5е
х Mh ( s\
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III 12
(16)

178 т. Ш. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
Для определения изгибающие моментов в наиболее напряженных сеченияу
можно пользоваться графическим методом Баха и Баумана (см. Bach, Baumann,
„Elastizitat und Festigkeit", 9 Aufl., 1924, стр. 530/31. Изд. J. Springer, Berlin;.
Для труб прямоугольного сечения при допущении повсюду одинаковой
толщины стенок изгибающий момент подсчитывается по приближенной формуле:
1 т3+я3 яж 1.1 т*+п*
В формулах (13) по (16) следует принимать
К = 36 кг/мм9 для литой стали 35—44 кг/мм*
**=41 , * . . 41-50 „
К «44 „ „ . „ 44-53
# =47 . „ „ . 47-56 „
z
х = 4,0 прч температуре ок. 425°.
При значительно более нлзких температурах, например для случая коробок для
кипящей воды или насыщенного пара (коробки экранов, водяных экономайзеров),
запас прочности х может быть снижен до 3,5.
t—d
у — __— , причем
<р = —-— для отверстий d < m,
t -2/*d
<р' = —~- для отверстий /и <^< 1,3 /я
фгв±^ я 9 d>l,3m.
Если расстояния между отверстиями не равны, то следует в формулу
подставлять вместо / арифметическую среднюю для смежных неравных расстояний между
отверстиями.
Во избежеяяе недопустимо высоких напряжений по внутренней стороне
загибов в углах, необходимо, чтобы было выполнено условие
г > */«•« > 8 мм; (18),
для толщины J, в случае различной толщины стенок, следует брать среднюю
арифметическую для толщин по обеим сторонам угла.
Приводимый расчет имеет силу для гладких (прямых) труб прямоугольного
сечения, для волнистых труб (секционные коробки котлов секционального типа)
правила расчета находятся в стадии разработки *).
VII. Определение толщины стенки неукрепленных котельных днищ,
подверженных внутреннему давлению
А. Плоские днища с отогнутыми бортами
Данные для внутренних радиусов закругления в отгибе борта имеют силу для
днищ без анкерных укреплений. Развальцованные в днищах трубы (например в
днищах котлов с дымогарными трубами) рассматриваются как анкера.
В этих днищах следует выдерживать следующие минимальные значения г:
*Фи диаметре днища от 300 до 350 мм г = 25 мм
» « . „ 400 „ 550 „ г = 30 „
« п 600 „ 2400 „ г = 35 „
„ „ 2450 „ 3000 „ г = 40 „
X) Можно указать на имеющийся в технической литературе расчет,
помещенный в статье G. К е г f f» Berechnung der Wanddicke von Teilkammern (Sektionen)
fur Washserrorkessel, „Arch, fur Warmewirtschaff, 1928, Heft 9, стр. 291-294.
(Прим. Ред,).-

Правила построения стационарных паровых котлов
179
Если обозначить (фиг. 128):
s — толщину стенки днища [мм],
р — наибольшее рабочее давление [кг\(гм%
г — внутренний радиус в отгибе борта [мм\ (должен быть не меньше d/15),
d — внутренний диаметр днища [мм]\
К — принимаемое в расчет сопротивление на разрыв металла [кг/мм*],
р-К
800 Г
3
Фиг. 128.
Формулы (19) и (20) могут быть применяемы как для- внутреннего, так и для^
наружного давления.
£* Выпуклыеднища
1. Общие указания. Нижеследующий расчет имеет силу для днищ, надлежащ
щим образом отожженных. При вставке и соединении с корпусом днища не должны
подвергаться излишне высоким добавочным напряжениям. Место соединения должно,
быть особо проверено расчетом в отношении прочности. Днища нового типа имеюя
выпуклую часть, образуемую или по кривой эллипса или по так называемой
„коробовой" кривой (Korbbogen), у которой меньший радиус кривизны несколько
большег больший же радиус кривизны не превосходит соответствующих радиусов
эллиптической кривой, одинаковой с коробовой кривой высоты Н.
Радиус закругления г не должен быть менее одной десятой от диаметра D,
радиус сводчатой части не больше D и высота сводчатой части не менее 0.? D.
2. Определение толщины стенки. Если обозначить
s — толщину стенки [мм\,
р — наибольшее рабочее давление [кг!см%
D — наружный диаметр днища [мм],
# —внутренний радиус в средине свода [мм],
г —внутренний радиус'закругления в отгибе борта [мм],
h — высота сводчатой части, включая толщину листа [мм],
К —принимаемое при расчете сопротивление
на разрыв применяемого материала [кг(мЩ,
х — запас прочности,
у —• коэфициент, зависящий от формы днища,
с — прибавку к расчетной толщине листа
днища [мм],
'Толщина стенки днища определяется по фор—
U
муле:
0.1 O.Z Ср Q9 0J
—»• Высота, Л
~iyc 8 отгибе 2Н*£
соответственно
Р-УР
К9
200—*
х
: 200-
+ с
D-y*
(2D
Фиг. 129. Кривая у.
Значение •
2Ла
Коэфициент у в зависимости от стрелки свода и
радиуса закругления в отгибе борта надо брать по
кривой фиг. 129 или из нижепомещенной таблицы.
соответствует предусмотренному минимальному значе-
(меньший радиус кривизны эллипса). В случае проверки днищ,
у которых радиус закругления в отгибе борта г меньше, чем это
предусматривается в правилах для новых днищ, значение у следует отыскивать не по столбцу
12*

180
Т. Ш. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
-jr-i а по столбцу ■
таблицы, причем вместо миним. г вставлять
действительную величину г проверяемого днища.
Сопротивление на разрыв материала днища принимается по установленным
нормам на материалы для изготовления котлов.
Значения для запаса прочности х\
х = 3,5—для сплошных днищ (без выре*
зов),
х = 3,75—для днищ с отверстиями,
больший размер которых не превышает
4.У, разумея при этом, что края
отверстия соответствующим образом
укреплены,
К ss 4,25—для днищ с лазом посредине,
х > 4,25—-для днищ с лазом сбоку.
Прибавку к толщине с полагать:
с = 2 мм—для днищ сплошных или с
отверстиями, но без лазов,
с = 3 мм—для днищ е лазом.
Днища с лазом, толщина которых по
расчету получается меньше 15 мм, берутся
на 2 мм толще; если расчет дает толщину от 15 до 17 мм, следует брать 17 мм.
Следует проверять размеры Лиг, причем высота h отмеряется от начала
сводчатой части, включая закругление в отгибе борта, цилиндрический же борт
не считается (см. фиг. 130).
VIII. Определение толщины стенки выпуклых
днищ с отбортованными вовнутрь или наружу
горловинами для одной или двух жаровых труб
Таблица значений у
муле:
Толщина стенки днища определяется по фор»
200- к
200.*.*
(22)
причем k = 7,5 кг/мм% вслучае соблюдения
нижеследующих условий:
достаточно большого радиуса загиба у борта,
достаточно большого расстояния жаровых
труб от места загиба бортов,
эластичности труб в их продольном
направлении таким образом, что днища не
подвергаются сколько-либо значительным
добавочным напряжениям.
В формуле (22) обозначено:
.? — толщина листа [мм],
р — наибольшее рабочее давление [кг/см9],
г— внутренний радиус в средине свода [мм],
к — допускаемое напряжение [кг/мм*].
h
D
0,18
0,19
0,2
0,22
0,24
0,25
0,26
0,28
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
миним. г
D
0,065
0,072
0,08
0,10
0,115
0,125
0,135
0,16
0,18
0,25
0,32
0,405
0,5
SSBESSnSS
У
2,8
2,3
2,0
16
14
1,3
1,2
1,1
1,0
0,8
0,7
0,6
0,55
IX. Определение толщины стенки выпуклых днищ*
подверженных наружному давлению
Нижеследующие предписания имеют силу при условиях:
1) тщательного выполнения сводчатой части днища и посадки на место и
клепки, исключающей появление сколько-либо значительных радиальных
напряжений,
2) отсутствия значительных тепловых напряжений, способствующих
выпучиванию (вдавливанию вовнутрь).
Указанные в разделе VII предписания для определения толщины стенки
выпуклых днищ, подверженных внутреннему давлению, сохраняют силу и для днищ,
подверженных наружному давлению, однако со следующими отступлениями:
а) для рабочих давлений до 8 кг/см* включительно толщина стенки днища

Правила построения стационарных паровых котлов 181
принимается на 2 мм больше, чем полученная расчетом по формуле (21). При
давлениях свыше 8 кг/см9 толщина стенки не должна быть менее, чем для 8 кг/см*.
Ь) при диаметре днища более 1500 мм толщина стенки кроме того для всех
D
давлений увеличивается на величину Тг7^мм*
X. Болтовые соединения
Действовавшие до последнего времени правила от 26 февраля 1926 г. раздела
X заменены нижеследующими для выбора материала и расчета болтовых
соединений:
Материал: п.п. 1 по 4 дают указания относительно материала, его приемки,
испытания, числа пробных образцов.
Изготовление
Общие указания. Нижепомещенныетри случая относятся к нормальным
условиям. При значительных дополнительных напряжениях необходимо
соответственное усиление болтов. Разъемные болтовые соединения не допускается подвергать,
соприкосновению с топочными газами.,
Расчет.
1. Если обозначить: —
Р — общее усилие, на которое рассчитывается ..соединение [кг] (Р = p>F)t
где р есть рабочее давление (избыточное) [Kt/см9) и F— площадь, на
которую производится давление, считая таковую до начала уплотняющих
прокладок,
я — число болтов,
Рх — часть общего усилия, приходящаяся на один болт [форм. (5) и (6)J [кг],
d — диаметр стержня болта,
ks — допускаемое напряжение материала болта [кг/мм9],
то диаметр d определяется из формулы:
v-ч
Рх-— + 5 мм. (1)
3 отношении допускаемого напряжения lcz следует различать три случая:
а).,. kz = 4,2 кг/мм9, d ^ 0,5 VTX +5 мм (2)
для необработанных болтов и гаек и соприкасающихся поверхностей;
Ь). ., kz = 6,4 кг/мм\ d = 0,45 Y~PX + 5 мм (3)
для хороших болтов и гаек и при обработке соприкасающихся поверхностей
с).,. 1сг = 8,0 кг/мм*, d = 0,4 VP\ + 5 мм (4)
для хорошо обработанных болтов и гаек и при обработанных
соприкасающихся поверхностях.
2. Формулы (2), (3) и (4), применительно к нарезке Витворта, дают следующие
величины, сведенные в таблицу (см. таблицу на стр. 182).
3. При нарезке следует руководиться стандартом DIN 11. Нарезка должна
быть чистая.
4. Приводимые в формулах (1) по (4) значения допускаемого напряжения k%
имеют силу при сопротивлении металла на разрыв не более 45 кг/мм9 и при рабочей
температуре болта ^ 200° Ц, при более высокой крепости металла значение k%
может быть соответственно повышено.
5. При температуре свыше 200° Ц и при изготовлении болтов из литой стали
с сопротивлением разрыву. до 45 кг/мм* на каждые 20° превышения температуры.

3\ III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложен»*
Диаметр
наружн.
англ.
дм.
м.
Ve
%
7*
г
iVe
174
13/
IV2
v*h
l*L
IV.
2
27*
*/■
2»/4
3
M
12,70
15,88
19,05
21,23
25,40
28,57
1 31,75
34,92
38,10
41,27
44,45
47,62
50,80
57,15
63,50
69,85
76,20
Диаметр !
в нарезке
мм
9,98
12,93
15,80
18,62
21,34
23,93
27,10
29,51
32,69
34,77
37,95
40,41
43,59
49,02
52,37
60,55
66,90
Допустимая нагрузка [кг] на болт
при коэфициеи
0,4
155
393
729
1 159
1669
2 440
3 053
3 755
4 792
5 539
6 785
7 837
9 308
12 111
15 857
19 286
23 947
0,45
122,5
310
576
916
1 318
1 770
2 412
2 967
3 786
4 377
5 361
6 192
7 355
9 569
12 528
15 237
18 923
тах
0,55
82
208
386
613
883
1 185
1 614
1 986
2 535
2 930
3 589
4 145
4 922
6 406
8 387
10 201
12 667
допускаемое напряжение "к% следует снижать на 7%. Для стали с сопротивлением
(более 45 кг/мм* снижение kg производится по особому соглашению.
6. Расстояние между болтами е ^ Ы.
7. При круглых фланцах и расположении болтов на одинаковом друг от друга
^расстоянии
Рх = Р1п, (5)
8. При расчете фланцевых болтов, расположенных на одинаковых друг от
;друга расстояниях по фланцу прямоугольной или эллиптической формы, как
показано на фиг. 131 и 132, можно принимать, что наиболее
нагруженный болт должен передавать давление:
^i -от;
2кг л
(б)
где:
Фиг. 131. Фиг. 132.
г — наименьшее расстояние между линией
болтовых отверстий и центром тяжести поверхности,
подверженной давлению \мм]л
е— шаг болтовых отверстий [мм].
9. Болтов с наружным диаметром меньше 16 мм следует избегать; болтов
(с диаметром меньше 13 мм делать не следует.
XI. Анкера и связи
А. Общие указания
Дри расчете нагрузки на связи и анкера может быть принимаемо во внимание
скрепляющее действие других каких-либо частей котла*
В. Расчет
1, Допускаемое напряжение не должно превосходить*
для сварных связей и распорных болтов из сварочного
Железа, ...,., 3,5 кг/мм*

Правила построения стационарных паровых котлов
183
Фиг. 133.
для цельных связей и распорных болтов из сварочного
железа • 5 кг/мм*
для цельных связей и распорных болтов из литого
железа ж б „
для связей и распорных болтов и» красной меди при
температурах пара до 200° ...*... 4 „
для анкерных труб в сечении по внутреннему диаметру
нарезки 5,3 „
2. Продольные связи, снабженные по концам нарезкой и гайками, следует
пропускать через лобовые и трубные стенки у на нарезке и, кроме того, ставить
подкладные шайбы и гайки не только снаружи, но к
изнутри. Трубчатые связи ставятся на резьбе и
развальцовываются.
3. Угловые связи надо делать как можно длиннее.
4. В жаротрубных котлах заклепки,
прикрепляющие угловые связи к днищу, рекомендуется располагать '
не ближе 2и0 мм к жаровым трубам.
5. Поперечное сечение угловой связи должно быть
больше поперечного сечения соответствующей
продольной связи пропорционально уклону связи по
отношению к оси котла.
6. Болты и заклепки для прикрепления угловых связей следует рассчитывать
С большим запасом прочности.
7. При укреплении плоских днищ наклепкой I-образного железа или тому
подобного следует принимать меры к тому, чтобы усилия, воспринимаемые этими
последними, передавались непосредственно на корпус котла.
8. Распорные .^^
(болты при укрепле- ' °,^^
нии плоских
стенок, подверженных
действию пламени,
располагаются на
расстояниях не
более 200 мм один от
другого.
XII. Анкерные балки для укрепления
потолочных листов огневых коробок
1. Анкерные балки, свободно упирающиеся
на опоры, а не подвешенные, рассчитываются как
свободно лежащие балки с пролетом I (фиг. 133),
нагруженные в опорных точках силами, величина
коих определяется нагрузкой, соответствующей
площади поля потолка (фиг. 135).
2. При этом сопротивляемость потолочного
листа, как такового, может быть принята в расчет.
3. В случае, если потолочные балки
подвершены, их следует рассчитывать сообразно
изменившимся условиям нагрузки.
Примечание к п. 2. Увеличенную сопротивляемость конструкции
за счет того влияния, которое оказывает потолочный лист, рекомендуется
принимать во внимание тем, что в расчет вставляют соответственно более
высокую величину изгибающего момента нагруженной потолочной балки.
Для этой цели его можно умножить на коэфициент г, равный примерно 4/з«
Расчет анкерных балок
Для соотношений, указанных на фиг. 133—136, принимая наибольшее рабочее
давление равным р, имеем для крайних балок нагрузку^
3 точках 4
а.ге,.
tH4
Фиг. 134—136.
■(*+*) (*+т>

184 т. III. Отд. I. Производство пара. XII. Приложение
в точках В
Для обеих средних балок будет:
нагрузка в точках А
нагрузка в точках В
сопротивление концевых опор
*~р«+рь-
Размер' ?j определяет ту часть плоскости потолка, которая передает свое
давление на концевую балку; в среднем
Наибольший изгибающий момент в сечении у В и в сечениях между ВВ;
*•-*(■*-£)-*.••
и таким образом, для расчета сечения анкерной балки, получим уравнение:
где;
W— момент сопротивления балки, для прямоугольного сечения балки
z ■— коэфициент, учитывающий укрепляющее влияние потолочного листа,
равный ок. 4/31
ft, — допустимое напряжение на изгиб материала балки, которое для вязкого
материала (сварочное и литое железо, литая сталь, стальные отливки)
можно принимать равным V* сопротивления разрыву. Если величина
сопротивления разрыву неизвестна, то для вышеуказанных материалов
можно брать k, = § кг/мм*.
XIII. Лазы и прочие вырезы
1. Следует избегать напряжений, которые легко возникают при устройстве
укреплений вырезов для лазов.
2. Нормально овальные лазы имеют размеры 300 X 400 мм; исключение
допускается с разрешения органов НКТ лишь в том случае, когда устройство лазов
с такими равмерами трудно осуществимо; во всяком случае лаз не должен иметь
размеров меньше, чем 280 X 380 мм. Лючки для чистки следует закрывать
крышками. Применение сварки не допускается.
3. Лазы на сухопарах необходимо делать таких размеров, чтобы через них
доступны были к освидетельствованию как внутренняя поверхность цилиндра и
крыши сухопара, так и место отгиба фланца.
4. Крышки к лазам не допускается делать из чугуна. Конструкция крышек
должна быть такова, чтобы уплотнительные прокладки не выдавливались.
5. При больших давлениях пара анкерные болты в крышках рекомендуется
ставить на резьбе и расклепывать.
6. Края лазов или подобных отверстий необходимо укреплять в тех случаях,
когда вырезка отверстия вызывает недопустимое ослабление листа при данном
рабочем давлении, или когда можно опасаться смятия стенки котла скооой.

Нормы tfa материалы для водяных экономайзеров 185
XIV. Водяные камеры и секционные коробки водотрубных котлов
1. Применения сваренных швов лучше избегать, особенно швов, обращенных
к огню.
2. Переднюю камеру надо располагать так, чтобы все соединительные швы
были доступны для осмотра. При изготовлении передней камеры путем изгибания
листа без сварного или клепаного шва этого не требуется.
3. Задний шов нижней части передней камеры (или секционных коробок)
должен быть хорошо защищен обмуровкой от влияния высоких температур и тем
более от непосредственного воздействия пламени; необходимо обеспечить
возможность постоянного наблюдения за состоянием обмуровки в этом месте, дабы
кочегар или инспектор мог вовремя заметить опасность, возникающую при
разрушении последней (обгорание, обвал).
Если в уже существующих котлах требование п. 3 не удовлетворено, то
следует, по крайней мере при наличии сварного шва, солидно усилить этот шов
механически.
XV. Заключение
Если расчетным путем нельзя установить сопротивляемость котла в целом
или какой-нибудь его отдельной детали, то надо стать на путь опыта.
Гидравлическое испытание становится в таких случаях испытанием на прочность и должно
производиться давлением вдвое большим, чем предполагаемое рабочее давление.
4, ИНСТРУКЦИИ И НОРМЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К МАТЕРИАЛАМ
И ИЗГОТОВЛЕНИЮ ВОДЯНЫХ ЭКОНОМАЙЗЕРОВ
Разработаны Комиссией по экономайзерам при Союзе германских инженеров.
Утверждены и опубликованы 4 июня 1928 г.
А. Общие указания
1. Каждый водяной экономайзер должен в отношении материала, изготовления
и устройства отвечать установленным правилам. Ответственность за
доброкачественность примененных материалов для изготовления водяного экономайзера,
качество самого изготовления и целесообразность конструкции несет фирма,
изготовляющая экономайзер, причем предполагается, что условия ухода и эксплоа-
тации его нормальны.
2. Решающими факторами при установлении конструкции и выборе материала
(чугун, сталь) экономайзера являются; рабочее давление, температура питательной
воды и обогревающих газов при входе и выходе из экономайзера, химический
состав газов, топлива, питательной воды и располагаемая тяга.
3. При поставке чугунных экономайзеров следует заранее устанавливать
технические условия для некоторых отдельных частей, например в отношении труб,
и требовать от завода представления соответствующих актов испытания материалов.
В. Материал
I. Чугун
1. Классификация и марки см. DIN 1691. Установленное испытание на
растяжение и изгиб (см. DIN № 1603 и 1604).
Обозначение
Ое 18.91
Ое 22.91
Ое 26.91
Минимальное
сопротивление на
разрыв кг\мм*
18
22
26

Сопротивление изгибу
кг/мм9
(34)
$3
Стрела
прогиба
мм
9
(8)

186 т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
Минимальное сопротивление разрыву определяется по прилитому к изделию
пробному образцу, обтачиваемому на станке. Сопротивление изгибу и стрелка
прогиба определяются по отдельно отливаемым образцам диаметром 30 мм и длиною
(между опорами) 600 мм. Гидравлическое испытание для гладких и ребристых труб
предписывается производить давлением 100 кг/см2. При длине труб от 4 200 мм
допускается отклонение от прямой ^ 5 мм; при других длинах допуск соответственно
должен быть пересчитан. Вырезка образцов из готовых отливок допускается за
счет заказчика. Поверхность отливок йспытывается на твердость при помощи
напильника (пилы), в сомнительных случаях цо Бринелю (см. DIN 1605); при Р=750 кг
и d = 5 ММ) твердость Я ^ 240 кг/мм2,
2. Наружная ивнутрення яповерхности отливок должны, быть
очищены, освобождены от неровностей. Допускается исправление наружных пороков
заваркой, заплавкой, приливкой и т. п. при условии, что этим не будет ухудшено
качество изделия, и при наличии согласия на то заказчика. Литье не должно быть
пористым и не должно иметь раковин.
Для установления состояния поверхности по требованию и за счет заказчика
допускается очистка пескоструйным прибором; при гладких трубах йспытывается
2% Труб путем обтачивания на станке,
3. Размеры должны быть в соответствии с чертежами. Особое внимание
должно быть обращено на проверку толщины стенок. Для гладких труб допускается
увеличение наружного диаметра не более как на 2%. Толщина стенок дтя всех
частей экономайзера ни в одном месте не должна отступать от чертежа более, чем
fia 20%, в сторону уменьшения*
И» Литая сталь
Литая сталь, применяемая при изготовлении частей водяных экономайзеров,
должна удовлетворять требованиям к материалам для паровых котлов (WLD).
J.II. Детали
Болтовые соединения должны удовлетворять требованиям для паровых котлов
(BLD)t
С* Конструкция
I. Общие указания
Наибольшее внимание надо обращать на сопротивляемость труб разрыву и
Прочность их против вытаскивания из гнезд водяных коробок. Конструктор должен
обратить внимание на возможность свободного расширения
системы: малые допуски для длины труб, точность обработки
конуса или фланцев. Выравнивание при помощи толстых
прокладок не допускается. Устанавливать экономайзер надо
таким образом, чтобы была исключена возможность
прогибания и смещения даже после долгого периода службы.
Перед сборкой экономайзера необходимо опробовать все его
элементы гидравлическим давлением, равным двойному
рабочему давлению ц котле и не менее 50 am.
После сборки готовый экономайзер должен быть
опробован гидравлическим давлением pt = (1,3»р -f-10) кг/см2, где
р — рабочее давление в котле. При ступенчатом включении
экономайзера (давление в экономайзере ниже, чем в котле,
подача воды в котел под давлением вторичного насоса)
Фиг. 137. Ра = (Ь3Р Л-Щ кг/см2, где я — давление в
соответствующей ступени.
II. Изготовление
Чугун марки Ое 18.91 ввиду его невысокого сопротивления при давлениях
свыше 25 кг\см2 применять не рекомендуется.
а) Чугунные гладкртрубные экономайзеры (фиг. 137): 1. При
рабочем давлении в котле р > 25 кг\см2 следует ставить укрепления труб; то же
иметь в виду при ступенчатой работе экономайзера.
2. Все обточенные конуса проверять по калибру, допуск не более ±1,5 мм.
3. У экономайзеров, не имеющих гибких соединений с водяными коробками,
высота h отдельных секций может отличаться от должного размера не более, чем

Правила о пароприемнвках 187
на 2,5 лж, длина / не более, чем на 1 мм, и размер .у не более, чем на ± 0,3 мм.
Ь) Чугунные ребристые экономайзеры. 1. В целях избежания
добавочных напряжений длины труб между поверхностями фланцев должны
отличаться не более, чем на ± 0,2 мм,
2. Плоскости прилегания фланцев должны быть строго параллельны и точно
обработаны*
3. Края фланцев (квадратных) должны быть параллельны, не должны быть,
скручены или смещены.
5. ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА, УСТАНОВКИ И
ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ СОСУДОВ (ПАРОПРИЕМНИКОВ И ДРУГИХ ПРИБОРОВ
И АППАРАТОВ), РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ВЫПЩ
АТМОСФЕРНОГО^)
(Проект)
., I. Применение правил
1. Действию настоящих правил подлежат все сосуды, в которых имеется или
может образоваться давление выше атмосферного, за исключением сосудов,
указанных ниже в п, 2,
2, Настоящие правила не распространяются на;
а) паровые котлы, пароперегреватели и экономайзеры, подлежащие действию
особых правил;
б) отопительные приборад парового и водяного отоплений;
в) приборы емкостью не свыше 50 л, у которых произведение емкости в литрах
на наивысшее допускаемое в них рабочее давление в атмосферах составляет не
свыше 200, При открытых варочных сосудах с паровыми рубашками имеется
В виду емкость и давление в паровом пространстве;
г) части машин, не представляющие собою самостоятельных приборов
(трубопроводы, цилиндры машин-двигателей и т. п.);
д) паропроводы и все принадлежности к ним, подлежащие действию особых
правил; '
е) приборы, составленные из трубчатых змеевиков с наружным диаметром не
свыше 65 мм;
ж) приборы, работающие исключительно под давлением воды или других
неедких и неядовитых жидкостей при температуре, не превышающей точки кипения
при атмосферном давлении;
з) сосуды для хранения и перевозки сжатых и сжиженных газов, подлежащие
действию особых правил;
и) приборы и аппараты, давление в коих не может превысить 0,5 am по
манометру.
Примечание, Сосуды, указанные в пп. в, е и и, должны быть
снабжены предохранительным клапаном или прибором его заменяющим
(выкидная труба, пластины и т* п.), манометром и автоматическим редуцирующим
приспособлением с манометром и предохранительным клапаном, поставленным
на стороне меньшего давления.
II, Конструкция и материал аппаратов
3. Конструкция и расчет сосудов, подлежащих действию настоящих правил,
должны во всех своих частях соответствовать наибольшему допускаемому в сосуде
рабочему давлению с учетом напряжений, образующихся при гидравлическом
испытании, и от температуры, а также и коррозийногр действия.
4, Чугун, удовлетворяющий требованиям ОСТ, и немаркированное котельное
железо допускаются для изготовления сосудов, предназначенных к работе при
давлении не свыше @ am. Диаметр чугунных сосудов и их частей не должен
превышать 1 м.
Для сосудов, размеры и давление которых превышают вышеуказанные,
допускается применение специального чугуна с особого разрешения котлонадзора»
Не разрешается изготовление из чугуна и из немаркированного железа
следующих сосудов, независимо от давления:
а) автоклавы (чугун может применяться лишь в виде вкладыша);
*) „Правила относительно устройства, установки и освидетельствования паро*
приемников и других приборов и аппаратов, работающих под давленизм выше
атмосферного", утвержденные НКТ СССР 24 июла 1923 г., помещены в
дополнениях (в конце тома),

188 т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
б) сосуды, работающие под давлением взрывоопасных и опасных для жизни
1йзов или жидкостей;
в) сосуды, содержащие одновременно пар и жидкость (варочные котлы);
г) сосуды с температурой стенок свыше 200° Ц;
д) сосуды, имеющие самостоятельную топку.
Примечание. Под автоклавом подразумевается замкнутый сосуд,
в котором возможно повышение температуры и давления вследствие реакций
внутри сосуда.
б. Испытанное котельное железо с показателями: разрывное усилие не менее
30 кг/мм9, относительное удлинение не менее 14°/0, изгиб без трещин на угол 180°
вокруг стержня диаметром, равным двойной толщине, допускается для изготовления
всех сосудов с давлением не свыше 15 ят, за исключением:
а) сосудов, содержащих одновременно пар и жидкость (варочные котлы);
б) сосудов с температурой стенок свыше 200° Ц;
в) сосудов, имеющих самостоятельную топку.
6. Маркированное котельное железо и красная медь, причем последняя для
температуры стенки не свыше 250° Ц, удовлетворяющие нормам для паровых
котлов, допускаются для изготовления всех сосудов, независимо от давлений.
Возможность применения материалов, не указанных в нормах для паровых котлов,
согласовывается с котлонадзором.
7. Запас прочности по расчету должен быть не ниже 3,5-кратного дчя воздупь
ных сосудов и не ниже 4-кратного для остальных сосудов, с учетом требований
п. 3 и считая от минимальных допускаемых цифр временного сопротивления
(прибавка на коррозию должна производиться в зависимости от разъедающего действия
данного вещества).
Запас прочности для сосудов типа автоклавов, работающих при давлении до
10 am, должен быть не менее 5,5, от 10 до 50 cm —не менее 7 и свыше 50 am—не
менее 10.
При проверке прочности сосуда и отсутствии данных о материале в расчет для
стальных листов должно брать временное сопротивление на разрыв не свыше
30 кг/мм*.
8. Шарнирно-откидные или вставные болты, вкладываемые в прорезы, хомуты
и всякие зажимные приспособления, должны быть конструктивно предохранены от
сдвига или ослабления. Опрокидывающиеся варочные котлы должны иметь
приспособление для предотвращения самоопрокидывания.
9. Сосуды, внутренний диаметр коих составляет не менее 800 мм, должны быть
снабжены лазами для внутреннего осмотра всех частей. Круглые лазы должны
быть не менее 400 мм в диаметре, овальные—не менее 300X400 мм. Закрываемые
съемными днищами и крышками отверстия аппарата, открывающие доступ к
внутреннему осмотру их, признаются за лазы, если они имеют размеры не менее
указанные выше.
Сосуды, внутренние размеры которых менее 800 мм, должны иметь люки или
отверстия, через которые можно было бы осматривать и очищать сосуд.
В сосудах, снабженных внутри мешалками, змеевиками, перегородками и т. п.
приспособлениями, последние, если конструкция и расположение их препятствуют
внутреннему осмотру, должны быть сделаны съемными.
10. При изготовлении или ремонте сосудов разрешается применять газовую или
электрическую сварку при условии соблюдения соответствующих правил
котлонадзора.
11. Всякий построенный после опубликования настоящих правил и подлежащий
действию их сосуд должен иметь наглухо прикрепленную на видном месте его
лицевой стороны металлическую пластинку с обозначением: а) фирмы завода, на
котором построен сосуд, б) номера сосуда по списку изготовившего его завода,
в) года постройки сосуда, г) величины расчетного рабочего давления и д) номера
по списку подлежащего органа надзора (выбивается впоследствии владельцем
аппарата).
HI. Арматура аппаратов
12. Сосуды, подлежащие действию настоящих правил, должны быть снабжены
следующей арматурой:
а) запорным приспособлением для выключения из трубопровода, подводящего
кар, газ или жидкость;
б) приспособлением для выпуска воздуха или газа, а также приспособлением
для выпуска сконденсировавшихся жидкостей;
в) верным манометром, запломбированным Палатой мер и весов или
уполномоченным на то другим учреждением, с сифонной трубкой, трехходовым краном

Правила о пароцрй<емниках
189
и фганцем диаметром в 38 мм и толщиной в 6 мм для установки контрольного
манометра; рабочий манометр сосуда должен быть на такое число атмосфер,
которое превышало бы по крайней мере на 2 am давление, необходимое при гидра*
влическом испытании сосуда, и на циферблате его должна быть проведена красная
черта через число атмосфер, соответстствующее наибольшему давлению,
допускаемому в сосуде; взамен красной черты может быть припаяна к оправе
манометра металлическая стрелка, окрашенная в красный цвет;
г) по крайней мере одним предохранительным клапаном, установленным на
предельное допускаемое рабочее давление и снабженным приспособлением, не
позволяющим лицу, обслуживающему аппарат, увеличивать нагрузку клапана;
размеры предохранительного клапана должны быть таковы, чтобы в сосуде не
могло образоваться давление, превышающее расчетное более чем на 10°/0;
д) сосуды с непосредственной топкой, у которых понижение уровня жидкости
может вызвать перегрев стенок сосудов, должны быть снабжены указателем уровни
жидкости безопасной конструкции.
13. Манометр и предохранительный клапан должны быть установлены
непосредственно на сосуде и предохранены от засорения или приведения в бездействие
содержимым сосуда. Если по роду конструкции сосуда или по условиям
производства такая установка невыполнима, то манометр и предохранительный клапан
должны быть установлены в непосредственной близости сосуда на трубопроводе
или на специальном отростке при условии, что между ними и сосудом не будет
запорного вентиля и что наблюдение за ними не будет связано с затруднением
для обслуживающего сосуд лица.
14. В тех случаях, когда по роду производства или вследствие действия
содержимого сосуда манометр или предохранительный клапан или тот и другой прибор
не могут надежно работать, вместо каждого из них может быть поставлен с
разрешения органа надзора и при соблюдении нижеприведенных условий проверен*
ный'и надежно действующий термометр с достаточно большою скалою, на
которой должна быть ясно отмечена наивысшая допускаемая в сосуде температури.
В случае необходимости по технологическим процессам в сосуде замены предо*
хранительного клапана термометром, сосуд должен быть снабжен предохранитель*
ной пластинкой, разрывающейся при повышении давления не более чем на 25°/о
расчетного давления. В случае невозможности по причинам технологических
процессов установки пластинок, допускается установка на одном из приборов
(термометр или манометр) сигнального приспособления, начинающего действовать при
повышении давления или температуры. Это сигнальное приспособление должно
иметь устройство, устраняющее возможность взрыва в обслуживаемом помещении
(например искрение в взрывоопасном помещении). В сосудах, действующих
перегретым паром или имеющих самостоятельную топку, допускается заменять
термометром только один прибор.
15./Если допущенное в сосуде давление не меньше давления питающего его
источника и если в сосуде вследствие химических реакций «е может повышаться
давление, то установка на нем предохранительного клапана и манометра не
обязательна, если самый источник давления снабжен необходимыми-
предохранительными приборами.
16. Сосуд, работающий при давлении, меньшем давления в питающем его ап«
парате, должен иметь кроме запорного клапана еще автоматическое
редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, поставленным
на стороне меньшего давления, причем предохранительный клапан должен быть
так урегулирован, чтобы давление в сосуде не могло подниматься выше
допускаемого (п. 12, г).
Запорный клапан должен находиться между сосудом и редуцирующим приспо«
соблением, в непосредственной близости от сосуда.
Примечание. Для группы сосудов, работающих при одном и том же
давлении, достаточно одно редуцирующее приспособление с манометром и
предохранительным клапаном, установленным на общей магистрали до первого
ответвления.
17. В тех случаях, когда в сосуд вводятся или в нем могут образоваться огне-
взрывоопасные или ядовитые газы, необходимо надежно предотвратить
возможность попадания таких газов в рабочее помещение (например путем отводных
наружу труб у предохранительных клапанов, пластинок и т. п.). Ядовитые газы перед
выпуском их наружу должны быть обезврежены соответствующим фильтром.
18. На каждом открывающемся сосуде должно быть предусмотрено надежно
действующее приспособление, при помощи .которого давление в сосуде должно
понизиться до атмосферного до раскрытия сосуда.
19. Арматура сосудов, устанавливаемых вне помещений, должна быть защищена

190 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
от атмосферных влияний, а сами сосуды, работающие под давлением газа, должны
быть во всех случаях защищены от действия посторонних источников тепла,
могущих повысить в сосуде давление.
IV. Установка сосудов
20* Для установки и перестановки сосудов, подлежащих действию настоящих
правил, требуется разрешение подлежащего органа котлонадзора.
21. Извещение о разрешении установки сосуда подается в подлежащий орган
котлонадзора владельцем сосуда не менее как за 15 дней до начала установки.
22. К извещению должны быть приложены в двух экземплярах чертеж сосуда,
описание сосуда и происходящего в нем технологического процесса и
схематический чертеж помещения, в котором предположена установка сосуда.
Чертеж сосуда должен быть выполнен не менее как в V20 натуральной
величины и состоять из плана сосуда и разреза его. На чертеже должны быть
показаны род затворов (крышки, люки), все данные, необходимые для производства
расчета прочности всех частей его. В описании доджны содержаться следующие
данные: название сосуда; предполагаемое место установки и назначение его; где и
когда построен сосуд и за каким номером выпущен с завода; предельное рабочее
давление, на которое сосуд рассчитан, внутри его и в рубашке, если таковая имеется;
объем внутри сосуда и в рубашке, если таковая имеется; способ нагрева
содержимого в сосуде; ход технологического процесса, повышается ли при нем давление
и, в утвердительном случае, до каких пределов, а также образуются ли огне-взры*
воопасные или ядовитые газы; описание арматуры сосуда с указанием
приспособления, обеспечивающего отсутствие давления в сосуде при раскрытии его; род и
качество материала, из которого построен сосуд, размеры сосуда и его частей;
число и размеры отверстий и затворов; способ изготовления (склепка, сварка и
т. п.), поверочный расчет сосуда.
На схематическом чертеже помещения должны быть обозначены место
установки сосуда и относительное расположение проходов, окон, дверей, соседних
машин и т. д.
Описание и чертежи должны быть подписаны владельцем сосуда или уполномо-
ченным им лицом.
23. Установка сосуда разрешается подлежащим органом котлонадзора или
безусловно или с тем, чтобы в назначенный им срок были устранены замеченные
при рассмотрении представленных документов недостатки или нарушения
существующих правил. В случае предъявления владельцу сосуда тех или иных
требований, а также в случае отказа в разрешении установки, в ответе должны быть
точно указаны мотивы того или другого решения.
24. Ответ на извещение об установке сосуда должен быть дан владельцу не
позднее как в 15-дневный срок со дня получения его подлежащим органом
котлонадзора.
25. Все сосуды, установленные до издания настоящих правил, подлежащие
действию их и еще незарегистрированные, должны быть зарегистрированы в
трехмесячный срок в подлежащем органе котлонадзора, который для каждого сосуда
скрепляет книгу (паспорт) совместно с одним экземпляром представленных
документов и-чертежей.
В книге обозначается номер данного сосуда по списку подлежащего органа
котлонадзора.
Владелец сосуда обязан иметь такую книгу для каждого сосуда, как вновь
устанавливаемого, так и уже действующего.
При переходе сосуда к новому владельцу последнему передается также и
книга сосуда.
26. После указанного в § 25 срока бывшие в употреблении, но еще
неустановленные сосуды, не имеющие требуемых документов, не могут быть допущены
к установке или перестановке. Однако, если путем тщательного всестороннего
исследования будет доказано соответствие сосуда всем требуемым настоящими
правилами условиям в отношении конструкции, материала, расчета прочности
и т. п., то подлежащему органу котлонадзора предоставляется право допущения
таких сосудов к работе.
V. Освидетельствование сосудов
27. Каждый сосуд, подлежащий действию настоящих правил, как работающий
беспрерывно, так и пускаемый в ход периодически, должен подвергаться полному
техническому освидетельствованию при установке, перестановке или существен-

Правила о паропр*иемншеа&
191
ном изменении первоначальной конструкции* до пуска его в ход и затем
периодическим техническим освидетельствованиям* производимым подлежащим органом
котлонадзора.
Примечание. Бездействующие сосуды, т. е* остановленные на срок
более одного года, о которых владельцы их обязаны письменно заявить
котлонадзору, освобождаются от периодических освидетельствований, но при
возобновлении действия таких сосудов они до пуска их в ход подлежат
освидетельствованию на общих основаниях.
28. Полное техническое освидетельствование сосудов имеет целью установить
соответствуют ли конструкция, выполнение, арматура, состояние сосуда и
установка его требованиям настоящих правчл и соответственным документам, и
заключается в наружном осмотре, гидравлическом испытании и внутреннем осмотре*
где такой возможен, а также и испытании на герметичность таких сосудов,
которые работают с опасными для здоровья или огне-взрывоопасными жидкостями й
газами.
29. Наружный осмотр производится не реже одного раза в год без остановки
работы сосуда и без предупреждения владельца о времени осмотра. При этом
осмотре обращается внимание на общее состояние сосуда, действие его арматуры
и уход за ним.
Гидравлическое испытание с обязательным при нем внутренним осмотром {если
таковой возможен по конструкции аппарата) производится не реже одного раза
в шесть лет.
Внутренний осмотр производится не реже одного раза в три года. При осмотре
главнейшее внимание должно быть обращено на состояние стенок, швов и связей
как внутри, так и снаружи сосуда, а также на прочность других частей сосуда и
на действие коррозии.
В случае надобности внутренний осмотр по требованию надлежащего органа
котлонадзора должен быть дополнен досрочным гидравлическим испытанием. Если
по конструкции сосуда внутренний осмотр его невозможен, то этот осмотр
обязательно заменяется гидравлическим испытанием.
Испытание на герметичность, если таковое требуется, производится при
наличии всей арматуры и трубопроводов после каждого ремонта или раскрытия сосуда,
но не реже одного раза в год.
30. День гидравлического испытания и внутреннего осмотра сосуда
устанавливается владельцем сосуда по соглашению с техническим инспектором, причем
сосуд должен быть остановлен не позднее указанного в книге срока.
При налички на предприятии значительного количества сосудов администрацией
предприятия составляется календарный план освидетельствования. Этот план и все
его изменения заблаговременно согласовываются с технической инспекцией.
О подготовке сосуда ic освидетельствованию владелец сосуда уведомляет
подлежащего инспектора не позже как за 5 дней.
* Если инспектор котлонадзора не явился для освидетельствования в
установленный срок, то владельцу предоставляется право своими техническими силами
и за своей ответственностью произвести освидетельствование сосуда согласно
настоящим правилам в присутствии глазного механика предприятия, лица,
обслуживающего сосуд, и представителя местного профсоюза. После этого испытания
владелец имеет право пустить сосуд в работу. О результатах освидетельствования и
о пуске в работу вносится запись в шнуровую книгу сосуда за подписью всех
вышеуказанных лиц, а копия этой записи немедленно направляется в орган
котлонадзора по принадлежности.
Пущенный в работу при таких условиях сосуд подлежит освидетельствованию
инспектором надзора не позднее одного года со дня его пуска в ход в срок по
соглашению с владельцем сосуда.
31. Перед гидравлическим испытанием и внутренним осмотром сосуд должен
быть остановлен, охлажден и тщательно очищен до металла. При гидравлическом
испытании, а также и при внутреннем осмотре кладка или обшивка сосуда* в
случае возникновения каких-либо сомнений, должна быть удалена по требованию
котлонадзора полностью или частично. Вся арматура аппарата должна быть
тщательно очищена, краны и клапаны притерты, а фланцы, крышки, люки и пр. плотно
поставлены, чтобы через них не было течи при гидравлическом испытании.
Перед внутренним осмотром аппарат должен быть отъединен от общей
магистрали с установкой заглушек.
Примечание 1. Аппараты, в которых выделяются ядовитые газы,
должны быть тщательно проветрены. Проникновение в аппараты людей
допускается лишь после того, как будет установлено полное отсутствие газа.

192 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
При огне-взрывоопасных газах аппараты продуваются предварительно инертным
газом. После полного удаления огне-взрывоопасных газов необходимо произвести
продувку воздухом для удаления инертных газов.
Примечание 2. В исключительных случаях, когда по условиям
производства сосуд не может быть остановлен для освидетельствования в
указанный в его книге срок, таковой может быть продлен котлонадзором на время
до 3 месяцев, если сосуд по своему состоянию не вызывает каких-либо
сомнений относительно допустимости такой отсрочки.
Примечание 3. При работе внутри сосуда и в дымоходах
употребление керосиновых или иных ламп с легковоспламеняющимися
веществами воспрещается. Употребляемые ручные электрические лампы и провода
к ним должны находиться под напряжением не свыше 24 вольт. При осмотре
аппаратов огне-взрывоопасных газов должна применяться специальная
безопасная лампа.
32. При испытании гидравлическим давлением должны соблюдаться следующие
правила:
а) сосуды, работающие под давлением газов, жидкостей и пара не свыше 10 am
с температурой не свыше 220° Ц, испытываются давлением, превышающим
рабочие в 1VS Раза и не менее чем на 1 am для рабочих давлений до 2 am.
Сосуды, работающие под давлением газов, жидкостей и пара свыше 10 am
с температурой не свыше 220° Ц, испытываются давлением, равным 15+1,25 (Р—10),
где Р — рабочее давление.
Для сосудов, работающих под давлением газов, жидкостей и пара свыше
220° Ц, пробное давление увеличивается на 10% на каждые 25° повышения
температуры. ;
Для сосудов, изготовленных из специальных сталей и работающих свыше
220° Ц, вопрос о величине пробного давления разрешается в каждом отдельном
случае инспекцией ВЦСПС.
б) Давление, коему подвергается сосуд при испытании, определяется
контрольным манометром, который должен быть доставлен свидетельствующим лицом.
в) Насос для гидравлического испытания доставляется владельцем сосуда.
г) Пробное давление поддерживается 5 минут, после чего оно опускается до
рабочего, при котором и производится осмотр сосуда. В случае надобности
гидравлическое испытание может быть повторено.
Примечания. 1. Гидравлическому испытанию вместе с сосудом
подвергается и его арматура.
2. Если по условиям производства испытание водой не допускается,
например в случаях разъедания стенок слабой кислотой, то разрешается
заменить воду керосином или другой аналогичной жидкостью с температурой
кипения не ниже 60° Ц. В таких случаях при осмотре сосуда должна
применяться огне-взрывобезопасная лампа.
3. В тех случаях, когда производство гидравлического испытания
невозможно, вследствие получающегося чрезмерного напряжения в какой-либо
части сосуда от большого веса воды или же вследствие разъедания стенок при
испытании водой и невоаможности замены воды другой жидкостью (прим. 2
наст, ст.), а также в случае размещения сосудов на междуэтажных перекрытиях,
когда в последних получаются опасные напряжения, гидравлическое испытание
может быть заменено, с разрешения органа котлонадзора, испытанием сжатым
воздухом. Такое испытание может производиться только инспектором
котлонадзора с принятием особых мер предосторожности.
Испытание сосудов сгле-взрывоопасных веществ, в случаях невозможности
производить испытание водой, производится инертным газом, а в случаях
применения сжатого воздуха необходима предварительная продувка инертным газом до
полного удаления огне-взрывоопасных газов.
33. Сосуд признается выдержавшим гидравлическое испытание, если в нем:
а) не оказывается признаков разрыва,
б) не замечается течи (так называемые слезки в заклепочных швах течью не
считаются),
в) не замечается остающихся деформаций.
Примечание. В случае сомнения в прочности испытываемого сосуда
техническому инспектору предоставляется право предъявлять мотивированное
требование гидравлического испытания с измерением деформаций.
34. При испытании на герметичность, производимом администрацией
предприятия, должны соблюдаться следующие правила:
а) сосуд должен заполняться сжатым воздухом или каким-либо инертным
газом (для сосудов огне-взрывоопасных см. п. 32, прим. 3);

Правила о парощгаюмниках
193
б) сосуд должен подвергаться испытанию при рабочем давлении в
продолжение времени, устанавливаемого в каждом отдельном случае администрацией
предприятия.
Сосуд признается выдержавшим испытание на герметичность, если падение
давления за один час не превышает:
в сосуде с емкостью до 1000 л3 — 1°/0
от 100Э „ \ __ 0 с0/
до 3000 „ / и,0/о
„ выше 3000 „ — 0,25%
Примечание. При утечке взрывоопасных и ядовитых газов
вентиляция в помещении должна быть так рассчитана, чтобы исключалась
возможность образования в помещении взрывоопасных и вредных концентраций.
35. Если техническое освидетельствование сосуда обнаружит недостатки,
которые не могут быть немедленно устранены, то свидетельствующим лицом
назначается срок для устранения этих недостатков, после чего соеуд по требованию
свидетельствующего лица может быть подвергнут вторичному освидетельствованию.
36. Если при техническом освидетельствовании окажется, что сосуд находится
в состоянии, угрожающем непосредственной опасностью, то действие сосуда должно
быть немедленно остановлено, о чем инспектором котлонадзора составляется акт
и делается подробная запись в книге сосуда с указанием причин остановки.
По исправлении сосуд до пуска его в лод должен быть вновь освидетельствован.
37. Если при техническом освидетельствовании является сомнение в возможности
безопасной работы сосуда до ближайшего предусмотренного настоящими правилами
освидетельствования или же при том давлении, на котором сосуд работает, т£
техническому инспектору предоставляется право при соответствующей внесенной
в книгу мотивировке допустить сосуд к дальнейшей работе при пониженном
давлении или с сокращением сроков следующих очередных освидетельствований, илг
при одновременном соблюдении обоих указанных условий.
38. Если сосуд был подвергнут переделке или ремонту, состоящему в постановке
заплат или накладок, в замене листов, пайке или сварке швов и т. п., или
стационарный сосуд был сняг с места, то до пуска его в ход он должен быть подвергнут
гидравлическому испьТтанию и внутреннему осмотру.
39. Результаты технического освидетельствования вносятся инспектором котло
надзора в скрепленную подлежащим органом котлонадзора шнуроз/ю книгу усга>
новленного образца.
40. Независимо от предусмотренных в ст. 27, 28, 29 периодических испытаний
находящиеся в работе автоклавы должны подвергаться техническим персоналом
предприятия внутреннему осмотру через каждые би загрузок, но не реже одного
раза в четыре месяца; результаты этих осмогрон должны вноситься в кишу сосуда,
а копии записей—сообщаться подлежащему органу котлонадзора.
41. Целлюлозно-варочные котлы и другие сосуды с внутренней
предохранительной футеровкой подвергаются внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию
органом котлонадзора 1 раз в З'года. Величина пробного давления равна
полуторному рабочему давлению. Испытание производится без удаления внутренней
футеровки. Испытание котлов без футеровки производится—вновь устанавливаемых и
после ремонта с удалением фхтеровки. В случае необходимости орган котлонадзора
может зтерочить гид^авли еское испытание на срок не более 1 года. Кроме того
эти котлы подвергаются внутренним осмотрам, производимым техническим
персоналом предприятия, не реже 1 раза в месяц. В тех случаях, когда при внутреннем
осмотре возникает предположение, что кислота проникла сквозь футеровку до
металлической повер .ноити, то в подозрительных месхах футеровка должна
сниматься для проверки металлической оболочки. Результата! внутренних осмотров
вносятся в шнуровую книгу, а копия записей сообщается надлежащему органу
котлонадзора.
Примечание. В случае сомнений в прочности такого сосуда,
техническому инспектору предоставляется пр <во предъявлять мотивированное
требование испытания сосуда со снятием футеровки.
Администрация предприятия, в котором имеются сосуды с футеровкой,
должна составить инструкцию по обслужыанию таких сосудов и согласовать
ее с органом котлонад'ора, хорошо инструктировать обслуживающий персонал,
вести за со удами особо тщательный надзор.
42. Внозь разрешенный к установке сосуд не может быть приведен в действие
без предзаритель-ого технического освидетельствования его инспектором к тло-
надзора. Освидетельствование должно быть произведено в возможно кгагчалшил1
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 13

194 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
срок по получении от владельца сосуда уведомления о том, что сосуд подготовлен
к освидетельствованию во всяком случае не позлее истечения двойного срока,
необходимого для проезда на место, с присоединением пяти дней. В случае неприбытия
в указанный срок инспектора, владельцу сосуда предоставляется право своими
техническими силами и за своей ответственностью произвести освидетельствование
в присутствии главного механика, лица, обслуживающего сосуд, и представителя
местного профсоюза и после этого при удовлетворительных результатах
освидетельствования пустить аппарат в ход. О результатах освидетельствования и о пуске
сосуда в ход делается запись в шнуровую книгу сосуда за подписью указанных выше
лиц, а копия записг немедленно посылается подлежащему органу котлонадзора.
Пущенный в работу при таких условиях сосуд подлежит освидетельствованию
техническим инспектором не позднее одного года со дня приведения сосуда в
действие, в срок по согласованию с владельцем сосуда.
VI. Вступление в силу настоящих правил
43. Настоящие правила входят в силу со дня опубликования их.
44» Сосуды, установленные до издания настоящих правил и не отвечающие
требованиями их по своему устройству или по своей арматуре, должны быть
приведены в соответствие с требованиями правил в шестимесячный срок. В отдельных
случаях по ходатайствам владельцев сосудов означенный срок может быть продлен
подлежащим органом котлонадзора.
Требования по пп. 4, 5, 6 и 9 не относятся к сосудам, изготовленным, а также
и находящимся в периоде изготовления, к моменту опубликования настоящих правил.
45. С изданием настоящих правил отменяются правила устройства, содержания
и освидетельствования аппаратов и приборов, работающих под давлением выше
атмосферного, утвержденные НКТ СССР 24 июня 1923 г.
VII. Повреждения и взрывы сосудов и ответственность за нарушения правил
46. В случае взрыва сосуда предприятие обязано немедленно уведомить об
этом срочной телеграммой или с нарочным котлонадзор—местный, областной,
краевой или республиканский и ВЦСПС.
Акт о взрыве составляется при непременном участии технического инспектора,
который обязан немедленно выехать на место взрыва.
47. За нарушение настоящих правил администрация предприятий привлекается
инспекцией труда к административной или уголовной ответственности в соответствии
с действующим законодательством союзных республик.
6. ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА, УСТАНОВКИ, СОДЕРЖАНИЯ
И ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ ПАРОПРОВОДОВ
(Проект)
I. Общие положения
1. Настоящие правила распространяются на все паропроводы, независимо от
давления, за изъятиями, указанными в § 2.
2. Настоящие правила не распространяются:
а) на паропроводы паровозных и вагонных паровых котлов на железных
дорогах, подведомственных НКПС;
б) на паропроводы паровых котлов на морских и речных судах и иных пловучих
сооружениях;
в) на паропроводы паровых котлов, снабженных выкидной трубой, благодаря
которой давление пара в котле не может превысить 0,7 am по манометру;
г) на вспомогательные паропроводы (к форсункам, насосам, обдувочным
аппаратам и т. п.) с дчаметром не свыше 53 мм при давлении в паропроводе не
свыше 22 am;
д) на паропроводы отработанного пара с давлением не свыше 5 am.
II. Материалы, конструкция и расположение паропроводов
3. Трубы, составтяющие паропровод, могут быть:
а) цельнотянутые и цельнокатаные;
б) клепаные (для диаметра свыше 35Э мм)\

Правила о паропроводах 195
в) сварные—горновая сварка на прокатных станах внахлестку согласно ОСТ.
4. Все части паропроводов (трубы, компенсаторы, паросборники,
водоотделители и пр.) по материалу, способу изготовления и испытанию механических свойств
должны полностью удовлетворять соответствующим нормам и правилам,
относящимся к паровым котлам.
5. Применение чугуна для изготовления труб паропровода не разрешается.
Существующие чугунные паропроводы допускаются к дальнейшей работе до
их смены, но на срок не далее 1 января 1940 г. и при давлении не свыше 6 am.
6. До 1 января 1940 г. разрешается установка чугунной арматуры (ве'нтили,
задвижки и пр.) при условии:
а) если температура пара не свыше 300° Ц;
б) если рабочее давление пара не свыше 13 am, а диаметр этих частей не
более 200 мм;
в) если рабочее давление пара не свыше 8 am, а диаметр этих частей не
превышает 300 мм;
г) качество чугуна должно соответствовать нормам промстандарта.
7. Фланцы для паропроводов могут быть стальные, лчтые, кованые и штам-
пованые, применение чугунных фланцев воспрещается.
8. Материал для литых и кованых фланцев, болтов и т. п. должен
удовлетворять соответствующим нормам и правилам котлонадзора.
9. Фланцы по конструкции и способу крепления должны удовлетворять
соответствующим ОСТ.
10. Вместо соединения на фланцах может быть произведена автогенная (газовая
или электрическая) сварка (см. п. 4).
11. В магистрали допускаются вварка ответвлений и штуцеров, а также установка
тройников, сваренных из труб.
12. Паропровод должен быть разгружен от собственного веса, для чего надлежит
его подвешивать или устанавливать на опорах. Подвески и опоры должны быть
настолько прочны, чтобы могли выдерживать вес паропровода, наполненного водой
и покрытого изоляцией.
13. Подвижные опоры паропровода должны иметь устройство, обеспечивающее
свободное перемещение его от теплового удлинения и исключающее возможность
перекосов и заедания взаимно перемещающихся частей.
14. Устройство нижней части подвижных опор с роликами должно обеспечивать
правильное положение шеек ролика в направляющих, а сами шейки должны быть
точеные, с диаметром, отвечающим условиям их прочности.
15. В случае применения подвесных опор, тяга подвески должна иметь
шарнирное соединение как с точкой подвеса, так и с паропроводом.
Длина тяги должна быть по крайней мере в 40 раз более теплового удлинения
паропровода в данной точке. В случае невозможности осуществить указанное
соотношение, подвеска должна иметь устройство, обеспечивающее свободное
удлинение паропровода в точке подвеса.
Тяга должна быть рассчитана не менее как с 6-кратной надежностью.
* 16. Пружинные подвески, устанавливаемые для разгрузки участков паоопровода,
должны иметь на подвесной тяге приспособление для регулировки пружины.
17. В целях наиболее равномерного распределения тепловых деформаций,
паропровод делится на отдельные участки, концы которых жестко соединяются
с неподвижными опорами. Эти места скрепления, называемые мертвыми точками
паропровода, должны быть устроены и расположены таким образом, чтобы
паропровод мог иметь свободное температурное удлинение, поц влиянием которого не
должно .иметь места выпучивание паропровода или же расстройство его фланцевых
соединений.
18. Для восприятия тепловых деформаций между мертвыми точками в случае
необходимости устанавливаются компенсаторы, отводы, отступы, журавли и т. п.
Осевое давление на мертвую точку от частей, воспринимающих тепловое
удлинение, надлежит исчислить по формуле:
где S — осевое давление [#г],
k — допускаемое напряжение на изгиб \кг\см*\>
W— момент сопротивления поперечного сечения трубы компенсатора [см3],
Н — вылет компенсатора [см].
Исчисленная по этой формуле величина осевого давления не должна превосхо-
13*

196 Т. III. Отд. 1. Производство пара. ХТТ. Приложен::^
дить произведения из рабочего давления пара в кг(см2 на площадь прохода
сечения трубы в см2.
19. Гнутые компенсаторы должны быть изготовлены из труб, материал которых
должен удовлетворять нормам котлонадзора. (Правила о паровых котлах, отдел
труб, а также п. 3 настоящих правил).
Наименьший радиус загиба компенсаторов, отводот и пр. допускается
следующий:
а) при загибании трубы с предварительной, набивкой песком и нагревом не
менее-3,5 диаметров трубы;
б) при загибании трубы на специальном станке, без набивки песком в холодном
состоянии не менее 5 диаметров трубы;
в) при загибании труб в полурифленые со складками с одной стороны отводы
и колена без набивки песком, при помощи нагрева газовой горелкой — не менее
2,5 диаметров трубы.
20. При установке компенсатора он должен быть растянут на величину половины
теплового удлинения участка паропровода между двумя мертвыми точками, для
воспринятая которого компенсатор предназначен.
Расстояние, на которое должен быть растянут данный компенсатор, указывается
заводэм-изгоювителем на монтажных чертежах.
21. Применение компенсаторов скользящих (сальниковых, шаровых) допускается
для давления до 13 am, линзовых — до 5 am.
Все скользящие компенсаторы должны быть такой конструкции, которая,
в случае обрыва болтов у сальников, обеспечивала бы невозможность вырывания
движущейся части трубы из корпуса компенсатора.
22. В случае применения односторонних сальниковых компенсаторов с одним
сальником мертвые точки располагаются непосредственно на корпусе компенсатора
или на паропроводе в непосредственной близости ог н^го.
23. Участки паропровода между мер i вой точкой и компенсатором должны
иметь по к айней мере одну направляющую опору.
Направляющие опоры паропроводов с гнутыми компенсаторами располагаются
на расстоянии от фланцевых соединений компенсаторов не менее 10 диаметров
чрубы и не далее как на второй по счгту опоре (не направляющей).
Если диаметр паропровода более 100 мм, между направляющей опорой и
фланцем компенсатора должна быть установлена обыкновенная подвижная опора.
При длине участка паропровода от мертвой точки до присоединительного
фланца компенсатора менее 40 диаметров трубы, или же, если он имеет опоры не
более как в двух точках, включая сюда и мертвую точку, применение направляющих
опор не обязательно.
24. Установка паросборника в го, изонтальном положении производится на двух
или б лее опорах. Если паросборник одновременно является мертвой точкой, то
одна из опор должна иметь жесткую консгрукцию, а остальные должны
обеспечивать свободное перемещение паросборника от теплового удлинешя.
25. Каждый па, осборник и водоотделитель должен быть обеспечен надежно
действующим приспособлении для отвода конденсационной в ;ды.
В случае если пар поступает в паросборник через редукционный вентиль,
необходима установка на паросборнике рычажного предохранительного клапана.
26. Паропровод должен располагаться от стен на расстоянии, позволяющем
свободно его обслуживать при ремонтах.
Для пгропроводов, располож.нных в пределах здяния котельной на- высоте
4 м и более от уровня пола, кладки и т. п., должна быть устроена специальная
площадка для обслуживания арматуры пароаровода, шириной не менее 760 мм,
считая от выступающих частей.
Для паропроводов с диаметром менее 150 мм устройство площадок является
необязательным.
27. В случае прокладки паропровода в проходных каналах или тоннелях,
ширина прохода в чистоте должна быть не менее 800 мм, считая от наружной
поверхности изоляции тр^б.
В местах расположения арматуры ширина канала должна допускать удобное
обслуживание.
Прокладка паропроводов в проходных каналах совместно с трубопроводами
для л гковосплам^няющих^я летучих веществ воспрещается.
Проходные каналы, тоннели и т. п. должны быть огнестойкими.
При прокладке пароп юводов через неогнестойкие стены паропроводы должны
быть изолированы в месте прохода слоем огнестойкой изоляции толщилой не
менее 10 см.
Паропроводы должны крепиться на огнестойких или несгораемых конструкциях.

Правила о паропроводах
197
В случае укладки паропроводов в деревянных кожухах, между стенками кожухов
и паропроводами должен быть сплошной слой несгораемой засыпки, толщиной не
менее 10 см.
Отступления от требований настоящего параграфа могут допускаться лишь
с особого разрешения местного котлонадзора и Управления пожарной охраны.
28. При воздушной прокладке паропроводов через улицы и проездные дороги
высота расположения паропровода от уровня земли до наружной поверхности
изоляции должна соответствовать существующим нормам.
Во всех прочих случаях высота расположения паропровода от уровня земли
до изоляции труб должна быть не менее 2 м, или же по всей длине паропровода
должно быть устроено ограждение, исключающее возможность доступа к
паропроводу посторонним лицам.
29. Все паропроводы и фланцы, расположенные в доступных для обслуживаю
щего их персонала местах, а также паропроводы для мятого пара, который может
быть в дальнейшем использован в целях производства, должны быть тщательно
изолированы и покрашены в соответствующие ОСТ цвета. /
III. Дренаж паропроводов и армггура
30. Устройство дренажа паропровода при помоши гвтзматических водоотвод,
чиков или конденсационных горшков является обязательным во все* местах-
могущих служить местом скопления конденсата при работе паропровода.
При автоматическом удалении конденсата должна быть также предусмотрена
возможность продувки паропровода от руки с помощью особого приспособления,
ко!да по условиям производства требуется быстрый предварительный прогрев
паропровода.
Такой же ручной продувкой должны быть обеспечены все места возможного
скопления конденсата в паропроводе при его временной остановка, за исключением
небольших вентилей, размеры которых не позволяют подобного устройства.
31. Запорные приспособления должны быть доступные пола помещения или со
специальных площадок и безопасные лестниц. Запорные приспособления,
расположенные выше или ниже пола, могут приводиться в действие и посредством прямых
стержней с зубчатой передачей, стержнями с шарниром „Гука" или другими надежно
действующими на расстоянии механическими приспособлениями.
32. Между двумя соседними пунктами отвода конденсационной воды
паропроводы должны быть выполнены с наклоном их оси в сторону движения пара, причем
уклон должен быть не менее 1 :500, а места вывода конденсационной воды должны
быть выбраны таким образом, чтобы исключалась возможнгсть гидравлического
удара в паропроводе. В случаях невозможности по м.стным условиям осуществления
уклоьа паропровода в сторону движения пара допускаются отступления при условии
достаточного дренажирования этил участков.
33. Если какое-либо ответвление паропровода рассчитано на давление меньшее,
чем в магистрали^ то непосредственно в месте ответвления должен быть установлен
соответствующий редуктор с предохранительным клапаном и манометром.
IV. Освидетельствование и обслуживание паропроводэв
34. Все части паропровода (грубы, компенсаторы, арматура и пр.) должны
испытываться на заводе-изготовителе гидравлическим давлением по ОСТ.
35. Все вновь смонтированные паропроводы испытываются инспекцией
котлонадзора, гидравлически перед пуском в эксплоатацию давлением, величина которого
устанавливается так же, как и для паровых котлов.
Все находящиеся в эксплоатации паропроводы должны подвергаться наружному
осмотру не реже 1 раза в год, при этом техническому инспектору предоставляется
право предъявлять мотивированное требование удаления изоляции из мест
фланцевых и сварочные соединений, со всего паропровода или его частей, а также
в необходимых случаях гидравлического испытания.
При наружном осмотре технический инспектор должен обратить особое
внимание на состояние паропровода (пропуски, течи, изоляция и пр.), запорных
приспособлений и устройств для отвода конденсационной воды.
Результаты осмотра и испытания заносятся в особую книгу, прошнурованную
районным профсоветом.
36. Если освидетельствование паропровода обнаружит недостатки, которые нэ
могут быть немедленно устранены, то техническим инспектором назначается срок
для устранения их, после чего паропровод по требованию технического инспектора
может быть подвергнут вторичному освидетельствованию.

198 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
37. Если при освидетельствовании окажется, что паропровод находится
в состоянии, угрожающем опасностью, то действие паропровода должно быть
немедленно остановлено, о чем составляется акт и делается подробная запись
в книге с указанием причин остановки. По приведении в исправное состояние
паропровод до пуска в работу должен быть вновь освидетельствован техническим
инспектором.
38. Если при освидетельствовании паропровода окажется, что прочность его
является сомнительной, то по определению технического инспектора паропровод
может быть допущен к дальнейшей эксплоатации или при пониженном рабочем
давлении пара, или с сокращением срока следующего очередного
освидетельствования, или при одновременном соблюдении обоих указанных условий.
При освидетельствовании паропровода, в зависимости от его состояния (например
появление трещин, значительное утонение стенки, свищи и т. п.), технический
инспектор может потребовать, чтобы было произведено за счет предприятия
механическое испытание или металлографическое исследование материала паропровода.
39. Предприятия обязаны поручать уход за паропроводами определенным
лицам в возрасте не менее 20 лег, обученным и имеющим об этом соответствующее
удостоверение. Таким лицом в пределах котельной может быть и кочегар, если это
поручение не в ущерб его основной работе.
Предприятия и заведующие котельными обязаны иметь надзор за тем, чтобы
эти лица точно соблюдали установленные для них правила.
40. Обслуживающий паропровод персонал обязан знать схему паропроводов.
В котельных на видном месте должны быть вывешены схемы паропроводов
в условных цветах и инструкции по их пуску и обслуживанию.
На запорных вентилях и задвижках должны быть намечены ясно видные знаки,
указывающие направление движения пара, а также и номера, соответствующие
номерам запорных приспособлений по схеме.
41. Вентили, задвижки, автоматические предохранители и другие специальные
устройства на паропроводах на случай разрыва как котлов, так и паропроводов
должны всегда содержаться в полной исправности.
42. Все устройства для отвода конденсационной воды из паропроводов должны
быть всегда в полной исправности и периодически проверяться, правильно ли они
работают. Проверка должна производиться лицом, обслуживающим паропроводы.
43. В случае длительной остановки отдельных частей производства,
обслуживающие их участки паропровода должны выключаться из общей сети паропровода
путем установки заглушек.
44. Всякие отступления от требований настоящих правил допускаются для
действующих паропроводов лишь с особого разрешения местного котлонадзора.
45. С опубликованием настоящих правил отменяется раздел V „Паропроводы"
правил НКТ СССР от 21/VII 1926 г., установки, ограждения и обслуживания машин-
двигателей (ИНКТ, 1926 г. № 29).
V. Повреждения и взрывы паропроводов и ответственность ва
нарушения правил
46. В случае взрыва или значительного повреждения паропровода предприятие
обязано немедленно уведомить об этом срочной телеграммой или с нарочным
местный профсовег.
Акт о взрыве составляется при* непременном участии технического инспектора.
47. За нарушение настоящих правил администрация предприятий привлекается
инспекцией труда к административной или уголовной ответственности в
соответствии с действующим законодательством союзных республик.
7. ПРАВИЛА ПО ПРИМЕНЕНИЮ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И
ГАЗОВОЙ СВАРКИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИЗГОТОВЛЕНИИ
ПАРОВЫХ КОТЛОВ И СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД
ДАВЛЕНИЕМ
(Проект)
I. Общие положения
1. Настоящими правилами надлежит руководствоваться при^проектировании
и изготовлении паровых котлов и сосудов, работающих под давлением.
Примечание. Настоящие правила не распространяются на судовые
котлы, на основании постановления Совнаркома от 11 декабря 1931 г. за№ 1127,
Свод законов СССР 1931 г., № 71, ст. 478.

Правила о сварке
199
2. В отношении требований, предъявляемых к сварным паровым котлам и
сосудам, работающим под давлением, эти виды сварных металлоизделий целятся на
два класса.
3. К первому классу относятся:
1) все паровые котлы при рабочем давлении в них 0,7 am и выше;
2) все сосуды, работающие под давлением, в которых во время эксплоатации
температура стенок выше 200°Ц;
3) все сосуды, предназначенные для хранения в них или перевозки
взрывоопасных и опасных для жизни газов или жидкостей, независимо от давления;
4) все сосуды для прочих газов при давлении в них свыше 15 am
манометрических;
5) сосуды, содержащие одновременно пар и жидкости при давлении 6 am
манометрических и выше и температуру стенок свыше 10(ГЦ;
6) все котлы для варки целлюлозы.
Ко второму классу относятся:
1) все сосуды для хранения газов при давлении в них от 0,5 до 15 am вкяю-
чительно;
2) все сосуды, содержащие одновременно жидкости и газы при давлении
в них от 0,5 до 6 am и температуру стенок свыше 100°Ц;
3) все водогрейные котлы при температуре в них свыше 100еЦ.
II. Основные материалы, электроды и сварочная проволока
4. Основные материалы, применяемые для изготовления сварных котлов и
сосудов, работающих под давлением, должны удовлетворять установленным нормам
Наркомтруда, ВЦСПС, НКПС, а равно утвержденным ОСТ на материалы,
применяемые для изготовления паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением.
5. Применяемые при сварке паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением, электроды зли сварочная проволока должны обеспечить нижеследующие
механические и физические свойства наплавленного металла:
1) Для изделий, отнесенных к первому классу:
а) временное сопротивление должно полностью соответствовать временному
сопротивлению основного металла, из которого изготовляется данное сварное
изделие.
Примечание. Колебание временного сопротивления допускается
в пределах верхнего и нижнего пределов временного сопротивления
основного металла.
б) удлинение должно быть не мзнге 18°/0;
в) ударная вязкость не менее 8 кгм/см2.
2) Для изделий, отнесенных ко второму классу:
а) временное сопротивление должно быть не менее 90°/0 от нижнего предела
временного сопротивления основного материала, из которого изготовляется
данное сварное изделие; ;
б) удлинение должно быть не менее 12°/0; v
в) ударная вязкость не менее 6 кгм/см2.
Примечание. Вышеуказанные нормы временного сопротивления и
удлинения устанавливаются испытанием цилиндрического образца Гагарина,
изготовленного целиком из наплавленного металла.
Метод изготовления образцов и отбор пробы должен соответствовать
ОСТ № 7687.
Испытание на ударную вязкость производится на копре Шарпи на
образцах с надрезом типа Менаже с расстоянием между опорами в 40 мм.
6. Если изготовляемые изделия подвергаются термической обработке в
процессе изготовления, то такой же термической обработке должны быть подвергнуты
образцы до производства механических испытаний.
7. Количество образцов для испытания механических свойств наплавленного
металла должно быть не менее трех для каждого вида испытаний. Полученный
результат определяется как среднее арифметическое из трех испытаний.
Для испытания механических и физических свойств наплавленного металла
пробы отбираются из каждой партии электродов или сварочной проволоки
независимо от веса таковых, о чем составляется соответствующий акт.
Если поступающая на предприятие партия электродов или сварочной
проволоки превышает 750 кг, то проба отбирается отдельно на каждые 750 кг электродов
или сварочной проволоки.

200 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
III. Испытание сварщиков и порядок контроля их работы
8. К сварке паровых котлов и сосудов, работающих под давлением, независимо
от класса, к которому отнесено данное изделие, могут быть допущены только те
сварщики, которые прошли испытание в соответствии с .Правилами для испытаний
сварщиков, допускаемых к ответственным автогенным работам", утвержденными
НКТП и ВЦСПС от 3/VIII 1935 г. (Бюллет. ВЦСПС 1935 г. № 17—18). {
9. При выполнении сварочных работ каждому сварщику должен быть присвоен
определенный цифровой или буквенный знал, который он обязан выбивать в
расстоянии 1 см от выполненного им сварного шва в начале и конце такового. При
длине шва более одного метра сварщик отмечает каждый метр выполненного
им шва.
Примечание. Предприятиям, изготовляющим сварные паровые котлы
или сосуды, работающие под давлением, разрешается по согласованию с
котлонадзором устанавливать иную систему контроля работы сварщиков, с тем,
однако, условием, что любая примененная система должна обеспечить
возможность установления сварщика, производившего ту или иную сварочную работу
на данном изделии.
. 10. Для каждого сварщика необходимо вести журнал, в котором отмечаются:
1) номер акта, дата и результат испытания сварщика, на основе чего он
допущен к работе;
2) номер акта и результат повторного испытания сварщика, если таковое
имело место;
3) дата и номер сосуда или парового котла, на котором сварщик работал;
4) дефекты на выполненном сварщиком шве, обнаруженные при различных
испытаниях.
Журнал хранится в отделе технического контроля завода.
IV. Требования, предъявляемые к проекту
И. Для каждого парового котла или сосуда, подлежащего сварке, должна
быть разработана сварная конструкция с учетом всех особенностей ее выполнения
и условий работы.
12. За правильность и целесообразность конструкции, правильность расчета
и соответствие его с существующими техническими условиями и нормами
отвечает организация, производившая этот расчет и проработавшая конструкцию
парового котла или сосуда.
13. Все неясности и неувязки, могущие иметь место в чертежах и расчетах,
указанных в пояснительной записке к проекту, и все необходимые изменения должны
быть согласованы с организацией, составлявшей проект данной сварной конструкции.
Все внесенные изменения должны быть подписаны обеими сторонами.
14. К проекту сварной конструкции, направляемому заводу, должен быть
приложен изготовителю полный расчет всех сварных соединений с указанием принятых
в основание расчетов допускаемых напряжений как для основного металла, так и
для наплавленного металла шва.
В расчетах должны быть приведены длина и характер швов, примененных
в сварной конструкции.
15. При расчете сварных соединений в паровых котлах и сосудах, работающих
под давлением с учетом коррозийных явлений, надлежит руководствоваться
нижеследующим:
1) для паровых котлов и сосудов, работающих под давлением, отнесенных
к первому классу, запас прочности должен быть не ниже 4,25 при коэфициснте
прочности шва в 0,85;
2) для паровых котлов и сосудов, работающих под давлением, отнесенных ко
второму классу, запас прочности должен быть не ниже 4 при коэфициенте
прочности шва в 0,80.
Примечание. Для сосудов, отнесенных ко второму классу и
предназначенных для сжатого воздуха, допуска этся снижение запаса прочности до 3,5.
16. При проектировании и расчете автоклавов, рассматриваемых как
замкнутые сосуды, в которых возможно повышение температуры и давления вследствие
реакции внутри сосуда и в которых сварка допустима по технологическим про
цессам, устанавливаются нижеследующие запасы прочности:
1) для автоклавов, работающих при давлении до 10 am, запас прочности
должен быть не менее 5,5;
2) для автоклавов, работающие при давлении от 10 до 50 am, запас прочности
должен быть не менее 7;

Правила о сварке 201
3) для автоклавов, работающих при давлении свыше 50 am, запас прочности
должен быть не менее 10.
17. Указанные выше методы расчета и допускаемые напряжения относятся
только к паровым котлам и сосудам, температура стенок которых при экспчоата-
ции не превосходит 300°Ц. Если же температура свариваемых котлов и сосудов
во время эксплоатации превосходит 300°Ц, то при установлении методов расчета
и допускаемых напряжений необходимо учитывать изменения механических свойств
металла при высоких температурах и явлении ползучести.
18. Если сварочный шов помимо растягивающих и сжимающих усилий
подвергается также изгибу, то прочность шва должна быть проверена на сложную
нагрузку.
19. При расчете соединения встык за расчетное сечение принимается толщина
свариваемого основнрго металла. Если свариваются листы неодинаковой толщины,
то за расчетное сечение принимается толщина наименее тонкого листа.
При расчете соединения внахлестку или в тавр за расчетное сечение шва
принимается 0,7 от размера катета, образующего данный шов.
При всех вышеуказанных видах соединения усиление шва в расчет не
принимается.
20. Расстояние сварного шва от начала закругления днища до места
соединения днища с котлом должно быть не менее четырехкратной толщины стенки котла
или сосуда, но во всяком случае сварной шов должен быть отнесен не менее чем
на 5j мм от места окончания закругления днища.
При сварке встык днища с цилиндрической частью парового котла или сосуда
необходимо предусмотреть плавный переход от толщины стенки днища до толщины
стенки цилиндрической части. Если разница в толщине днища и цилиндрической
частью превышает 3 мм. то необходимо сточить днище на расстоянии, равном
полуторной толщине стенки от места стыка днища с цилиндрической частью,
соблюдая плавный переход в месте изменения толщины цилиндрической стенки.
21. При конструировании паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением, не следует размещать отв.рстий в местах расположения сварных швов.
Расположение сварных швов в обечайках цилиндрической части паровых
котлов или сосудов не должно являться продолжением один другого. Шов в одной
обечайке должен быть смещен по отношению к шву другой обечайки на величину
около 2Л) мм,
22. Для продольных и поперечных швов барабанов паровых котлов и сосудов
разрешается применять только стыковое соединение. Конструкция стыкового
сое инения выбирается в зависимости от толщины применяемого материала и
может быть V-образная, Х-образная и U-образная.
Примечание. В тех случаях, где указанные в пп. 21 и 22
конструкции и виды сварных соединений конструктивно невыполнимы, эти вопросы
согласовываются с котлонадзором.
V. Метод изготовления паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением
Заготовка, сборка и сварка
23. При заготовке деталей для изготовления паровых котлоз и сосудов,
работающих под давлением, необходимо обращать внимание на то, чтобы каждая часть
конструкции котла или сосуда по своей форме и размерам полностью
соответствовала чертежам и была бы изготовлена из материалов, указанных в проектах и
отвечающих требованиям настоящих правил.
24. При заготовке деталей, потребных' для изготовления паровых котлов и
сосудов, работающих под давлением, разрешается применять кроме механической
резки также и автогенную резку. После ручной автогенной резки кромка стыка
должна быть тщательно зачищена до металлического блеска пневматическим или
другим режущим инструментом. После механизированной газовой резки кромки
стыка могут быть зачищены до металлического блеска при помощи металлических
щеток.
В случае применения для паровых котлов и сосудов иных металлов кроме
стали 1, 2, 3, 4 после газовой резки (ручной или механической) следует
обязательно применять механическую обработку кромки на глубину не менее
2—3 мм.
25. Сборку паровых котлов и сосудов, работающих под давлением, необходимо
производить, применяя для этого специальное приспособление, позволяющее точно
фиксировать расположение собираемых частей. Как сборка, так и сварка должны

202 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
производиться по заранее разработанным технологическим картам, определяющим
план последовательности операций.
26. При сварке паровых котлов и сосудов, работающих под давлением,
следует по возможности избегать применения горизонтальных (на вертикальной
плоскости), вертикальных и особенно потолочных швов. Все стыки швов должны иметь
усиление с каждой стороны там, где это по условиям конструкции представляется
возможным. Во всех швах должен быть обязательно обеспечен плавный переход
от шва к основному металлу.
27. При сварке паровых котлов и сосудов, работающих под давлением,
воспрещается применение монтажных дыр, которые в дальнейшем не могут быть
использованы по прямому назначению. При заготовке и сборке деталей для паровых
котлов и сосудов, работающих под давлением, должно быть обеспечено точное
прилегание и правильное взаимное расположение соединяемых частей. Подгонка
отдельных частей может быть допущена в исключительных случаях и только при
красном калении металла. Ни в коем случае не допускается нанесение ударов
молотом по металлу при синем нагреве. Части котлов и сосудов должны быть
изготовлены по возможности настолько точно, чтобы не было надобности прибегать
к вышеуказанным методам подгонки отдельных частей.
28. При сварке паровых котлов и сосудов, работающих под давлением (в тех
случаях,когда сварка допустима по технологическим процессам) разрешается
применять как дуговую электрическую сварку постоянным или переменным током, так и
газовую сварку. 6 обоих случаях разрешается применение как ручной, так и
полуавтоматической и автоматической сварки.
29. При обнаружении брака во время сварки воспрещается исправление брака
подваркой или чеканкой бракованного места.
Обнаруженный брак должен быть предъявлен техконтролю и по его указанию
бракованное место шва должно быть вырублено и заварено вновь.
30. Сварка в зимнее время должна производиться в закрытых помещениях,
обеспечивающих должное качество шва и нормальные условия работы для
сварщиков. Воспрещается производить сварку на морозе, на сквозняке или при
сильном ветре. При производстве работ в ночное время должна быть обеспечена
хорошая освещаемость рабочих мест и особо обращено внимание на безопасность
работ.
31. Помимо установленных выше правил порядка приемки готовых сварных
изделий при сварке паровых котлов и сосудов, работающих под давлением, должен
быть обеспечен надлежащий внутрицеховой межоперационный техконтроль.
32. В целях уменьшения внутренних напряжений, появляющихся в результате
сварки, следует применять термическую обработку в печах в нижеследующих
изделиях:
1) во всех барабанах паровых котлов высокого давления;
2) во всех сосудах, отнесенных к первому классу и имеющих толщину стенок
выше 20 мм или.работающих при давлении выше 50 am манометрических;
3) во всех барабанах паровых котлов низкого давления, имеющих толщину
стенок выше 20 мм.
Примечание. Режим термической обработки должен быть установлен
в зависимости от применяемых материалов (основного или присадочного) и
условий работ изделий во время эксплоатации.
33. Изготовленные сварные паровые котлы или сосуды, работающие под
давлением, должны быть сданы техническому инспектору'котлонадзора, техническому
контролю и приемочной комиссии в неокрашенном виде. Только после
окончательной приемки вышеуказанных изделий разрешается производить окраску
таковых.
VI. Испытание сварных соединений ч
34. Во время производства работ по сварке паровых котлов или сосудов,
работающих под давлением, должен быть произведен ряд испытаний, определяющих
. качество сварных соединений в соответствии с требованиями, предъявляемыми
к данному классу изделий.
35. Для определения качества сварного соединения в изделиях, отнесенных
к первому классу, для каждого парового котла или сосуда должны быть
изготовлены пробные пластины, из которых изготовляются образцы для производства
различных испытаний. Количество пробных пластин, изготовляемых одновременно
с изготовлением паровых котлов или сосудов, устанавливается в зависимости от
числа сварщиков, работающих на данном изделии, а именно должно быть
изготовлено на менее одной пробной пластины на каждого работающего сварщика.
Эти пластины должны быть прихвачены к свариваемой части котла или сосуда таким

Правила о сварке
203
образом, чтобы пробный шов являлся продолжением основного свариваемого шва
и был выполнен в условиях, одинаковых со свариваемым швом котла или сосуда.
Часть парового котла или сосуда и относящиеся к ней пластины должны быть
одинаково маркированы. При невозможности прихватить пластины к котлу или
сосуду по соглашению с котлонадзором пробные пластины могут быть сварены
отдельно от шва изготовляемого котла или сосуда, но с соблюдением тех же
условий сварки. Материал для пластин берется тот же самый, что и основной
материал котла или сосуда.
При термической обработке изготовляемых изделий пробные пластины должны
быть также отожжены вместе со свариваемым изделием.
36. Размеры пробных пластин должны быть таковы, чтобы из каждого
комплекта можно было изготовить три образца для испытания на растяжение при
снятом усилении в соответствии с §§29—33 ОСТ № 7687 и три образца для испытания
на загиб в соответствии с §§ 42—46 ОСТ № 7687. Отбор образцов для испытаний
намечается представителем котлонадзора из числа пластин, сваренных отдельными
сварщиками. Все сваренные пластины, а равно вырезанные из них образцы для
испытания должны быть заклеймены таким образом, чтобы в любой момент можно
было установить, какой из сварщиков их варил.
В тех случаях, когда изделие подлежит просвечиванию рентгеном, пробные
пластины до разрезки подвергаются просвечиванию рентгеном и на основании
рентгенограммы предстанитель технадзора отмечает места для вырезки пробных
образцов.
Примечание. Неиспользованные части сваренных пластин хранятся
до окончательного испытания изделия с тем, чтобы в случае надобности можно
было из них дополнительно вырезать образцы для производства повторного
контрольного испытания.
37. Взамен испытаний на изгиб могут быть проведены испытания
механических качеств наплавленного в шве металла на образцах Гагарина, изготовленных
из металла шва в количестве трех штук.
38. Все результаты испытаний определяются как среднее арифметическое от
полученных результатов при испытаниях отдельных образцов.
39. Среднее испытание полученного при испытании сварного соединения, а равно
наплавленного металла должно быть не ниже указанного в § 5 п. 1 раздела II
настоящих пртвил. Отклонения в каждом отдельном образце допускаются не
выше 10°/о в сторону уменьшения вышеуказанных норм.
40. При определении угла загиба на образцах, подвергающихся изгибу, угол
загиба в среднем должен быть не ниже 100° с допускаемым отклонением в сторону
уменьшения не более чем на 10°/0. Если удлинение определяется при испытании
гаг?ринских образцов, то величина удлинения должна быть не ниже установленных
выше норм для наплавленного металла с допущением снижения этих норм для
отдельных образцов не выше 10о/0.
41. Если при каком-либо испытании полученные результаты отклоняются
более чем на 10о/о от вышеуказанных норм, то допускается изготовление взамен
забракованных дополнительных контрольных образцов из оставшихся
неиспользованных частей сварных пластин. Е ели результаты новых испытаний окажутся
неудовлетворительными, то изделие или часть его, для которого производилось испытание,
считается забракованным.
Примечание. Если после повторного испытания образцов результаты
окажутся неудовлетворительными только в отношении одного какого-либо
вида испытаний (временное сопротивление, угол загиба или удлинение), но
испытание самого изделия (просвечивание рентгеном, гидравлическое испытание)
окажется удовлетворительным, то представителю котлонадзора предоставляется
право после проведения дополнительного испытания по его усмотрению
(металлографическое исследование, дополнительное просвечивание шва и т. д.)
принять изготовленное изделие по тому классу, для которого оно было
рассчитано, но с понижением рабочего давления.
42. Сварные изделия, отнесенные ко второму классу, испытываются в таком
же порядке, как и изделия, отнесенные к первому классу, с тем, чи результаты
механических испытаний должны удовлетворять требованиям, изложенным в § 5
п. 1 раздела II настоящих правил.
Примечание. Все изложенное выше в п. 41, т. е повторные
испытания изделий, отнесенных к первому классу, распространяется также и да
изделия, отнесенные ко второму классу.
43. Помимо механических испытаний сварных соединений проверка качества
таковых производится путем просвечивания рентгеном сварных швов.
44. Сварные .• изделия, отнесенные к первому .классу и подлежащие, согласно

Т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
настоящим правилам, обязательной термической обработке, должны просвечиваться
по всей длине свариваемых швов в барабанах паровых котлов или сосудов,
работающих под давлением. Швы, при помощи которых к барабану котла или сосуда
привариваются отдельные части для укрепления арматуры, не подлежат
обязательному просвечиванию.
45. В сварных изделиях, отнесенных к первому классу, но не подлежащих
обязательной термической обработке, просвечивание рентгеном производится
в местах по указанию котлонадзора и должно составлять от 10—25»/0 всех
сваренных швов. В изделиях, отнесенных ко второму классу, просвечивание
рентгеном производится в местах по указанию котлонадзора и должно составлять
от 5— 101/о всех сваренных швов.
Примечание. В изделиях, отнесенных ко второму классу,
просвечивание рентгеном может быть заменено металлографическим исследованием
пробных пластин и отдельных пробок, взятых из свариваемого изделия в
течение шести месяцев со дня введения в действие настоящих правил. После
указанного выше срока просвечивание рентгеном в указанных в п. 45 пределах
является обязательным и для изделий, отнесенные ко второму классу.
46. При оценке рентгенограммы следует руководствоваться нижеследующим:
Основным пороком в свариваемых швах следует считать газовые поры,
усадочные раковины, шлаковые включения, непровар и трещины.
В отношении первых трех видов пороков допускаемое предельное количество
и размер таковых определяются на основании сравнения рентгенограмм, снятых
с просвеченных швов, с рентгенограммами, полученными при просвечивании
пробных пластин. Предельное количество пороков, допускаемых в сварных изделиях,
устанавливается инструкцией по производству рентгеновских испытаний.
Если механические испытания пробных пластин дали вполне
удовлетворительные результаты и пороки, обнаруженные в рентгенограммах снятых со швов
изделий, не превосходят ни количественно ни качественно пороков, допускаемых
инструкцией по производству рентгеновских испытаний, то результат испытаний
считается удовлетворительным.
В отношении же нелровара и трещин, обнаруженных в рентгенограммах,
снятых со швов изготовленных паровых котлов или сосудов, следует считать
означенные пороки абсолютно недопустимыми.
47. Рентгеновские испытания производятся на основании специальной
инструкции, в соответствии с современной техникой рентгеновского дела, по отношению
к испытанию сварных соединений, утверждаемой НКТП и ВЦСПСГЧ^
VII. Приемка и испытание
48. Помимо испытаний, производящихся в процессе изготовления сварных
котлов или сосудов, работающих под давлением, после окончания изготовления
этих изделий таковые подвергаются окончательному испытанию и приемке.
49. Испытание и приемка изготовленных паровых котлов или сосудов,
работающих под давлением, производятся на заводе-изготовителе в целях выяснения:
1) отвечает ли состояние котла или сосуда требованиям прочности;
2) выполнены ли все требования, предусмотренные настоящими правилами для
изготовления паровых котлов или сосудов, работающих под давлением.
50. Освидетельствование паровых котлов или сосудов, работающих под
давлением, производится инспекцией котлонадзора, причем завод-изготовитель обязан
представить представителю инспекции все документы и данные, подтверждающие
выполнение завоаом требований настоящих правил (результаты испытаний
сварщиков, результаты испытаний основного и присадочного металла). Все
вышеуказанные документы в дальнейшем пришиваются к шнуровой книге.
51. При приемке сварных изделий инспекция котлонадзора руководится дей-
ствуюшими в данный момент правилами котлонадзора.
Гид авлическое испытание сварных издечий производится в порядке и при
давлениях, установленных правилами котлонадзора для аналогичных клепаных
изделий.
52. Во время нахождения паровых котлов или сосудов под гидравлическим
давлением, равчым рабочему, стенки таковых обстукиваются легкими ударами
молотка как по шву, так и с обеих сторон сваренного шва на рясстоянии okoio
150 мм. Вес молотка не должен превосходить 2 — 2,5 кг. Боек молотка должен
быть закругленным во избежани. повреждения основного металла сосуда.
53. Помимо наружного осмотра сварных швов, если конструкция парового
котла или сосуда это позволяет, необходимо производить тщательный осмотр
сварных швов с внутренней стороны.

Правила 1» кварке
205
54. Если при производстве гидравлического испытания или при наружном
осмотре изготовленных сварных изделий будут обнаружены какие-либо пороки
в швах, то по указанию инспекции котлонадзора эти места должны быть вырублены
и сварены вновь, после чего производится повторное гидрав ич чжое испытание
с предварительным просвечиванием рентгеном исправленного ива
55. На сваренных котлах завод-изготовитель обязан на долечке с
обозначением завода-изготовителя и номера котла делать дополнительную надпись
„сварной".
8. ПРАВИЛА ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРО- И ГАЗОСВАРЩИКОВ ДЛЯ
ДОПУЩЕНИЯ ИХ К ОТВЕТСТВЕННЫМ АВТОГЕННЫМ РАБОТАМ
(Утверждены НКТП и ВЦСПС 31VIII 1935 г.)
I. Общие положения
1. К ответственным автогенным работам допускаются все сварщики,
выдержавшие испытание в порядке настоящие правил.
2. Под ответственными автогенными работами в настоящих правилах
разумеются сварочные работы, выполняемые всеми видами дуговой электрической и
газовой сварки на нижеследующих категориях изделий:
а) все паровые котлы независимо от рабочего давления;
б) всякого рода сосуды, работающие под давлением;
в) всякою рода трубопроводы (газо-, нефте-, водо- и воздухопроводы),
работающие под давлением свыше 3 am, паропроводы свыше 1,6 am;
г) части подвижного состава железных дорог (паровозы, вагоны, тепловозы,
электровозы, мотовозы и т. д.), подверженные динамическим и переменным
повторным нагрузкам;
д) части морских и речных судов, подверженные динамическим и переменным
повторным нагрузкам;
е) части машин и сооружений, подверженные динамическим и переменным
повторным нагрузкам;
ж) железнодорожные и шоссейные мосты.
3. К испытаниям допускаются сварщики, проработавшие на производстве по
своей специальности не менее 6 месяцев, лица обоего пола в возрасте не ниже
18 лет.
4. Испытания сварщиков производятся в особых квалификационных комиссиях
по месту работы сварщиков или же при школах по обучению сварщиков,
расположенных в места* постоянного житель'тва испытуемых.
Организация этих комиссий, руководство ил работой и контроль за их
деятельностью возлагаются на соответствующие наркоматы.
5. В состав квалификационных комиссий входят: а) технический руководитель
по сварке на данном предприятии или его заместитель; б) представитель 01 К,
работающий по контролю и приемке сварных изделий; в) представитель местных
профсоюзов (местный технический инспектор); г) старший мастер по сварке в
данном цехе; д) представитель НИТО сварщиков.
Если испытания сварщиков производятся при школе для обучения сварщиков,
то в состав квалификационной комиссии входят: а) технический руководитель школы,
б) старлий инструктор по сварке; в) представитель ОТК предприятие, на котором
работает или куда желает поступить на работу испытуемый сварщик; г)
представитель местных профсоюзов (местный технический инспектор); д) представитель
ПИТО сварщиков.
Помимо вышеперечисленных лиц, являющихся обязательными членами
квалификационных комиссий, по желанию дирекции предприятия или школы сварщиков
в состав квалификационных комиссий могут быть приглашены дополнительно
специалисты по сварочной технике с правом решающего голоса.
Примечания. 1. Наркоматам, главкам и трестам предоставляется
право командировать для участия в работах подведомственных
квалификационных комиссий компетентных специалистов на правах председателей комиссий.
2. В ччело членов квалификационных комиссий по испьпанию сварщиков
на предприятиях, изготовляющих продукцию для НКПС и НКВода, последним
предоставляется право включать своих представителей.
6. Представитель местных профсоюзов уведомляется о начале испытания за
10 дней до начала таковых. Состав квалификационной комиссии считается
законным, если на и^поггачиил присутствуют председатель и не менее двух членов
комиссии. Председателем комиссии является либо технический руководитель по

206 т. III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
сварке на данном предприятии, либо технический руководитель школы, за
исключением случаев, указанных в примечании к п. 5.
7. Испытуемые сварщики подвергаются испытанию по одному из видов
автогенной сварки (дуговой, электрической или газовой), но допускается испытание
и по обоим видам сварки, если от испытуемого поступит на этот счет письменное
заявление в квалификационную комиссию.
8. Проверочные испытания состоят из двух основных частей:
а) практические испытания,
б) теоретические испытания.
9. Каждому испытуемому после удовлетворительного прохождения проверочных
испытаний выдается за подписью квалификационной комиссии и печатью
предприятия или школы соответствующее удостоверение, в котором обязательно должно
быть указано следующее:
а) Фамилия, имя и отчество испытуемого.
б) Возраст к моменту испытания.
в) Вид сварки, по которому сдано испытание (дуговая, электрическая или
газовая).
г) Оценка результатов теоретического испытания—отметка: удовлетворительно,
хорошо, отлично.
Оценка результатов практического испытания: удовлетворительно, хорошо,
отлично.
Результаты механических испытаний.
д) Категория работ, к выполнению которых допускается данный сварщик (по
классификации, указанной в п. 2 настоящих правил).
е) Дата испытания.
II. Порядок испытания
10. О назначении теоретического испытания сварщики уведомляются не менее
как за 10 дней до начала испытания с указанием места и времени.
11. Не сдавший удовлетворительно испытания по одному из видов испытания
(теоретические и практические) имеет право требовать от квалификационной
комиссии назначения повторного испытания в части, сданной неудовлетворительно,
но не ранее чем через месяц после первоначального испытания. Если же сварщик
не сдаст удовлетворительно ни теоретических ни практических испытаний, то он
может быть подвергнут повторному испытанию в срок по указанию
квалификационной комиссии, но не ранее чем через два месяца.
12. Сварщик, не сдавший удовлетворительно повторного испытания, не имеет
права просить о новом испытании ранее чем через год со дня повторного
испытания.
13. Настоящие правила о порядке производства испытаний сварщиков должны
быть вывешены во всех сварочных цехах на видном месте.
III. Виды испытаний и методы проведения таковых
14. Практические испытания имеют своей основной цеяъ1о установить степень
совершенства производственных навыков испытуемого, обеспечивающих
достаточную прочность и надежность изделий, к изготовлению которых может быть
допущен испытуемый. Степень совершенства определяется результатами механических
испытаний, испытаний на плотность, внешним осмотром сваренных образцов,
а равно наблюдением за работой испытуемого во время испытания.
15. Теоретические испытания имеют своей основной целью установить
общетехническую и специальную подготовку испытуемого, понимание выполняемого им
технологического процесса, достаточное знакомство с применяемой сварочной
аппаратурой и принадлежностями и знание относящихся к роду его деятельности
правил техники безопасности. Проверка вышеуказанных знаний производится
путем задавайся вопросов в объеме утвержденной программы для школ сварщиков,
а равно практической проверкой умения обращаться со сварочной аппаратурой (пуск,
регулировка, остановка). ^
16. При изготовлении образцов испытуемые сварщики пользуются теми
методами сварки (электрическая или газовая), тем оборудованием и теми исходными
'материачами (основной металч, электроды, сварочная проволока и др.), которыми
они будут пользоваться в своей производственной работе. Категорически
запрещается проведение испытаний на негодных отбросных материалах (ржавая, бывшая
в употреблении сталь, огарки электродов, забракованные в производстве
материалы и т. п.). Если в производстве имеет место применение сталей с повышенным

Правила о сварке
207
Фиг. 138.
содержанием углерода или легированных, го испытание сварщиков разрешается
производить на обыкновенной малоуглеродистой стали марок Ст-1, Ст-2 и Ст-3.
17. Все материалы, идущие для изготовления образцов, заготовляются
распоряжением председателя квалификационной комиссии (выбэр основного и
присадочного материалов, заготовка планок). Что же касается режима и метода сварки
(выбор силы тока, порядок наложения валиков, выбор горелки и регулировка
пламени, одно- или многослойная сварка и т. п.), то это предоставляется выбору
испытуемого.
18. По каждому виду свариваемых образцов испытуемому должен быть дан
отчетливый эскиз, на котором должны быть обозначены местоположение и размеры
швов.
19. Выдаваемый для сварки основной материал должен быть заклеймен с тем,
чтобы можно было безошибочно установить, кто варил и в каком положении
(нижняя, вертикальная, потолочная сварка).
20. Сваренные образцы до передачи последних для испытания осматриваются
по наружному виду и проверяется правильность выполнения рзбстл с точки
зрения соответствия швов заданным
размерам (длина швов, размер усиления,
размер валиковых швов и т. п.). Если
квалификационная комиссия найдет,
что сваренные образцы выполнены
неудовлетворительно, то она имеет
право считать их забракованными, не
передавая на дальнейшие
механические испытания. Квалификационная
комиссия имеет право предложить
испытуемому сварить взамен
забракованных другие образцы. Если и
повторные образцы окажутся
неудовлетворительными, то испытуемый
исключается из списков испытуемых и он
может быть допущен к вторичным
испытаниям только в порядке,
установленном настоящими правилами.
21. Сваренные образцы, признанные квалификационной комиссией
удовлетворительными, передаются для дальнейшей механической обработки и производства
необходимых испытаний в заводскую лабораторию, лабораторию при школе
сварщиков или в другую компетентную лабораторию по указанию квалификационной
комиссии.
Примечание. Как заготовка отдельных пластин, так и дальнейшая
разрезка на части для изготовления образцов допускаются как механическим,
так и автогенным методом.
22. Для практической проверки квалификации сварщиков устанавливаются
нижеследующие виды испытаний сваренных образцов:
а) предварительное технологичгское испытание для выявлении степени
провара валиковых швов и качества излома швов;
б) испытание на растяжение сварных соединений встык*
в) испытанна на срез сварных соединений встык;
г) испытание на срез сварных соединений внахлестку с фланговыми швами;
д) испыта ие на разрыв крестообразных соединений с валиковыми швами:
е) испытание сварных соединений на плотность.
23. Из перечисленных в п. 22 видов испытаний обязательными для всех
испытуемых являются только испытания а, б и в, что же касается остальных трех видов
испытаний, то они назначаются квалификационной комиссией в зависимости от
характера работ, выполняемых данным сварщиком, и видов соединений,
встречающихся в таковых. 7
От испытаний по пункту а потолочники могут быть освобождены.
Примечание. Квалификационная комиссия устанавливает не только те
виды испытаний из числа перечисленных выше, которые необязательны для
данной категории испытуемых сварщиков, но имеет право взамен вводить
новые виды испытаний, специфичные для данного производства, с тем однако
условием, чтобы общее число видев испытаний не превосходило пяти.
24. Для испытания п. а § 22 свариваются в нижнем положении две пластины
из листовой стали согласно фиг. 138. Излом шва производится при помощи клина.
Но характеру излома определяется непровар, наличие пор, шлаков и т.п. порокоь
определяемых'невооруженным глазом.

208 T III. Отд. 1. Производство пара. XII. Приложение
25. Для изготовления образцов по испытанию п. б и в свариваются встык два
образца по две стальные пластины таких размеров, чтобы из каждой из них можно
было изготовить четыре образца, из коих два идут для испытания на растяжение
в соответствии с разделом IV §§ 29, 30, 31, 32, 33, 36 и 37 ОСП 7687/663 и два
для испытания на загиб в соответствии с разделом VI §§ 42, 43, 44, 45, 46 ОСТ
7687/663.
Одна пара пластин сваривается при нижнем положении шва, а другая пара— при
вертикальном положении шва.
При определении размеров пластин в зависимости от толщины свариваемых
листов следует учесть необходимость отреза крайних полос.
26. Для испытаний пп. г и д § 22 изготовляются по четыре образца в
соответствии с разделом VII §§ 47, 48, 49 и 50 ОСТ 7687/Ш, причем по два при
нижнем и вертикальном положении швов. Прихватка отдельных пластинок может
производиться в нижнем положении.
27. Для испытания п. е пользуются сваренными пластинками для испытания
п. б, которые до разрезки на отдельные образцы окрашиваются с одной стороны
меловой окраской, а с другой смазываются обильно керосином. Для
предупреждения стекания керосина следует по краям стыкового шва со стороны, смазываемой
керосином, наложить поперечный валик. Для установления плотности смазанные
пластины оставляются в горизонтальном положении на время от 15 до 25 минут
в зависимости от толщины сваренного металла.
28. Для сварщиков, работа которых связана с выполнением горизонтальных
швов на вертикальной плоскости и потолочных швов в цехах или на монтаже,
сварка образцов при нижнем и вертикальном положении швов заменяется сваркой
тех же образцов при горизонтальном положении швов на вертикальной плоскости
и при потолочном положении швов.
29. Результаты практических испытаний считаются удовлетворительными, если
при дуговой сварке электродами с тонкой обмазкой или нормальной газовой сварке
будут получены нижеследующие результаты:
1) При испытаниях вида а) будет установлен удовлетворительный провар шва
по всему контуру, а равно не будет обнаружено крупных дефектов в изломе шва
(раковин, пузырей, шлака).
2) При испытании образцов на растяжение среднее временное сопротивление,
определяемое как среднее арифметическое из четырех испытаний образцов, должно
быть не ниже 32 кг/мм2, причем ни один из испытанных образцов не должен
давать временное сопротивление ниже 28 кг/мм2.
3) При испытания* на загиб средний угол загиба для четыре* образдов должен
быть в среднем не менее 5У для образцов, сваренных дуговой: электросваркой,
и 8J° для образцов, ев ренных газовой сваркой, при минимуме для отдельных
образцов, сваренных электросва^ кой, не ниже 40° и сваренных газосваркой не ниже 60°.
4) При испытаниях на срез фланговых швов среднее значение для четырех
испытанных образцов должно быть не низке 26 кг/мм'2, причем ни один из
испытанных образцов не должен давать значения ниже 24 кг/мм2.
5) Результаты испытаний крестообразных соединений должны быть на 10°/0
выше норм, указанных для испытания образцов с фланговыми низами.
6) Испытание на плотность считается удовлетворительным, если по истечении
времени, указанного в п. 27, на стороне пластин, окрашенных меловой краской, не
будет обнаружено пятен, как результат просачивания керосина через неплотность
в шве.
Примечание. Если при сварке образцов дуговой электросваркой
будут применяться электроды с специальной обмазкой, дающие наплавленный
металл с повышенными механическими свойствами, то результаты
механических испытаний должны быть повышены, а именно:
а) для образцов со стыковым швом, испытываемых на растяжение,—на 15°;у;
б) для образцов, испытываемых на срез,—на 15')0;
в) для образцов, испытываемых на изгиб,—на 1С0'/0.
7) Если при вышеуказанных механических испытаниях разрушение произойдет
не по швам, а по основному металлу при напряжениях при угле загиба ниже
указанных выше норм, то такие образцы из рассмотрения не исключаются. Если таких
образцов окажется больше 25>|0, то квалификационная комиссия имеет право
потребовать изготовления дополнительных образцов.
8) Для испытания образцов на растяжение скорость, с которой машина
растягивает образец (до предела текучести), не должна превосходить 10 мм в
минуту.
9) Указанные в пп. 2, 3, 4 и 5 минимальные нормы механических свойств
сварнил соединений относятся к сварке малоуглеродистой стали марок Ст-1, 2 и 3.

Тепловой расчет котельной установки
209
При сварке образцов из сталей повышенного качества результаты мэ..аничес-
кйх испытаний сварных образцов на разрыв и срез должны быть не ниже 70^/0, а
на загиб не ниже 50°;0 от таковых для основного металла, для каковой цели
наряду с испытанием сварных соединений проводятся соответствующие
механические испытания основного металла.
30. Проверка теоретических знаний сварщиков производится в объеме
техминимума. При проверке знаний в области специальных дисциплин обязательно должны
быть включены вопросы по технике безопасности.
31. Сварщики, занятые на производствах, выполняющих работы, перэчисленные
в п. 2 раздела I настоящих правил, подвергаются контрольным испытаниям
периодически не реже одного раза в год, независимо от стажа.
Примечание. Для сварщиков, работающих беспрерывно на данном
производстве и зарекомендовавших себя постоянством высокого качества
работы, периодические испытания могут быть заменены результатами испытаний
изделий, сваренных данным сварщиком.
32. Настоящие правила при испытании соответствующей категории
сварщиков входят в силу со дня их опубликования. Не позднее 1/1 1936 г. должны быть
закончены испытания всех сварщиков, допускаемых к ответственным работам.
Сварщики, которые подвергались испытаниям в 1934—35 гг. и на основании
результатов испытания были допущены Инспекцией труда ВЦСПС к работам,
перечисленным в п. 1, подвергаются испытанию в порядке, предусмотренном п. 31
настоящих правил.
33. С опубликованием настоящих правил отменяется обязательное
постановление НКТ СССР от 19/IX 1932 г. № 174: Правича о порядке испытания электро- и
газосварщиков для допущения их к самостоятельным ответственным автогенным
работам (ИНКТ, 1932 г., № 30).
34. За нарушение настоящих правил администрация предприятий
привлекается Инспекцией труда к административной или уголовной ответственности в
соответствии с действующим законодательством союзных республик.
ХШ. Пример теплового расчета котельной
установки
Пример расчета в соответствии с „Правилами сдаточных испытаний паровых
установок"^ выработанными специальной комиссией Союза германских инженеров
I. Основные данные
Расход пара, нормально D =14 000 кг/час
Рабочее давление р = 25 am
Температура перегретого пара tne == 370° .
Температура питательной воды ta' = 95°
Топливо: каменный паровичный уголь, орех, назв. рудника .. .
(горючая масса 90о;0, золы 7о/0, влаги Зо/0| С02 макс. = 18,8) . . . q£ = 7500 кал/кг
II. Расчет
a) Котел. Выбрана система вертикально-водотрубного котла.
Паронапряжение поверхности нагрева, нормально D/HK =35 кг]м-час
Из выражения d=D/H определяем поверхность нагрева котла . Нк =400 л*9
b) Коэфициент полезного действия.
Потери:
1. С уходящими газами <72 = г>—^—-
COg
Температура газов в конце установки Т =180° принята в целях возможно
большего использования тепла и повышения коэфициента полезного действия.
Температура tB воздуха, поступающего в топку, принята 15°, содержание С02
в конце установки (см. табл. 10, стр. 81) принята 12«V0.
Коэфициент v в формуле равен 0,67 д2 = 0,67« — —— = 9,2 >у
Зак. 2893 — Hutte, Справочник для инженеров, т. Ш. 14

210 Т. III. Отд. 1. Производство пара. XIII. Тепловой расче»
2. Потеря от химической неполноты горения (принята) . qz = 0Д°/о
3. Потеря от провала (принята) • я/1?— 0,5°'0
4. Потеря в шлаках и золе • • . . д^шл= 0,82о/0
к-Л 7900 10-7 7900
100-й Q% 100-10 7500
А — 7°/о (см. Хютте, т. I. Топливо), и принято равным 10°/0
5. Потеря от уноса (принята) q$H = 1,Оо/0
6. Потеря в окружающую среду qb = 3,0о'о
7. Неучтенные потери и для округления 1,38<>'о
Омма потерь S^= 16,0°(о
Коэфициент полезного действия
Чу =4100-10 о/о = 84о/о.
c) Тепло парообразования: Д i = / — t9' = 756 — 95 = 661 кал/кг,
Ч -Qg 0,84-7500
d) Видимая испарительность топлива: #= . .— = ~ =
' Д{ OOl
= 9,55.
D 14 00Э
e) Часовой расход топлива: £= -гг = п гг. = 1470 кг/час, соответ-
' N 9,55
ственно общее тепло, вносимое топливом, Q—B-Q^ = 1470X7500=11 С25000 кал/кг/ч.
f) To п к а. Принимая во внимание относительно тощий уголь, вводим нижнее
дутье.
Выбираем: цепную топку с нижним дутьем.
Тепловое напряжение решетки=850 000 кал/м* час (см. табл. 10).
Весовое напряжение решетки=850 000:7500=113 кг/м* час = Ь.
п В 1470 _,0 „
Площадь решетки /?=-г- = -гт* = 13 ■*■•
Тепловое напряжение топочного пространства принято равным 300 000 кал/м3 час.
Q 11025000 .„ .
Объем топочного пространства равен ЩоОО ~ ' 300000
g) Избыток воздуха и количество воздуха. Избыток воздуха
С°2тах 18,8 t __
« =-СоГ " "12" = ^56-кРатныи.
Количество воздуха для сжигания 1 кг топлива: 1,56ХМ (см. фиг. 73, стр. 80)=
=12,6 норм. Щкг.
Суммарное часовое количество воздуха L = Л» 12,6=18 500 норм. м9/час.
Этой величиной надо руководиться при выборе размера вентилятора для
дутья.
п) Количество газов. Количество продуктов горения от 1 кг топлива:
13 норм. мЧкг (по фиг. 73).
Суммарное часовое количество продуктов горения
G = £.13=1470X13=19100 норм, м^час.
Этой величиной надо руководиться яри определении размеров газоходов,
борова и дымовой трубы.
i) Пароперегреватель. Выбрана конструкция вертикального (висячего)
перегревателя.
Принято, что поверхность нагрева котла, включенная до перегревателя, равна
4о—45°/q. Температура газов при входе в перегреватель по опытным данным
Т'пе?Х /20\ Влажность пара принята w = 2% (паросодержание х = 0,98).

Тепловой расчет котельной установки 211
Количество тепла, переданное пару в перегревателе:
Qne=D\(ine- ifc) + ?Щ = 14000- Г(756-669) + ^ВД = 1 340 000 кал/час,
с другой стороны, получено 6т газов
Г = 720°, сПе = 0,352 кал/норм, м* (см. том I, стр. 647 и ел.),
пе"
с = 0,345 кал/норм. мК
PG.T> .cne'-Q
Т»пе = nS^—f SS- = 530°.
Gcne
P
Примечание. Величиной с необходимо предварительно задаться;
при несовпадении результатов следует внести поправку путем интерполяции.
Поверхность нагрева пароперегревателя:
m
Принято k = 28 кал}м* ° час
Ат = (А' + Д")/2 (стр. 51)
Л' в Гпе ~ *пе = 720-370=350- А" = Т"пе -tH- 530-225=305°
Л =3^±305= 327,5*; И -™"Й1В0Л
m 2 пе 327,5*28 ~~
к) Водяной или воздушный экономайзер или оба?
Температура газов за котлом при заданной нагрузке примерно равна 375°. Так как до
принятой температуры, в конце установки равной 180°,,имеется в распоряжении достаточно
большой перепад температуры 375° — 180° = 195°, с другой стороны температура
питательной воды при входе в водяной экономайзер равна 95° [в целях надежного
удаления газов (дегазирования)], является целесообразным поставить и водяной и
воздушный экономайзер. При заданном сорте угля и принятой конструкции топки
применение подогретого воздуха является также вполне целесообразным.
Расчет поверхностей нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя
производится обратным порядком, исходя от температуры газов в конце установки.
Прежде всего следует определить потери в окружающую среду.
При определении к. п. д. было принято qb — 3°/0, что соответствует
количеству тепла 0,03» 11 025 000 = 330 000 кал/час. Можно принять, что 75°/0 из этого
количества падает на котел, 15% — на водяной экономайзер и 10°/0—на воздушный
экономайзер, т. е.
Q| = 0,15-330 000 £ 50 000 кал/час, Qв™ = 0,1 «330 000 ^ 30 000 кал/час. *
1) Воздушный экономайзер. Принято: подогрев воздуха на 100°,
йоэтому
ft _ ICO /// _ I ICO
Температура газов по выходе из воздушного экономайзера
Т"вп = 180» = Ту.
Количество тепла, переданного воздуху в экономайзере:
Qen - L W en - *'вп) ер еозд = 18 500-100-0,314 = 582 000 нал\чаг,
с другой стороны отдано газами
Q' m = Qm + Q™ = 582 0С0 + 30 000 « 612 000 кал\чае.
14*

212 Т III. Отд. 1. Производство пара. XIII. Тепловой расчет
вп'
Из
rs п(т1 „вП' ™ вП"\
выражения Qen = Gyi'en'C —T"<c ) имеем температуру газов при
вп"
входе в воздушный экономайзер Тгвп = 273°, причем# с = 0,336 кал/норм. м3.
Поверхность нагрева воздушного экономайзера
„ Qen
Принято fc=12 кал/м2 ° час.
При противотоке Д^ = 161,5°, откуда Нвп = 300 м2.
т) Водяной экономайзер. Температура газов при входе в экономайзер
Т'э = 375° = Tfr (температуре за котлом).
Температура газов за воздушным экономайзером Тэ" =273° — Т'т
(температуре при входе в воздухоподогреватель).
Температура питательной воды Vэ =95°.
Количество тепла, отданное газами экономайзеру:
Q'9=G (Т'э • сЭ - Т"э • /") = 19 100.(375-0,34-273.0,336) = 686 000 кол/час.
Количество тепла, отданное питательной воде в экономайзере:
Qa == Q'a _ Q9 = 686 000-50 000=635 000 кал\час;
так как Q3 = D (t"9 — t'э ), то t"э = 140°.
Поверхность нагрева экономайзера:
Q9
Принято £=11 кал/м* ° час.
Для противотока Д = 206,5°
_ 636 000
я*= 206^11==280ж'
Примечание. В приведенном расчете не было принято во внимание,
в целях упрощения, снижение СОа в котле, экономайзере и
воздухоподогревателе, т. е. не был учтен присос воздуха через неплотности кладки. В случае
значительного падения содержания С02 следует провести более точный расчет.
III. Баланс тепла
Тепло, внесенное топливом ... Q — B^Q^ =11025000 кал/час = 100°/о
Тепло, утилизированное в котле . Q = 14 000 (669—140) = 7406 000 ., = 67,2<>/0
Тепло, утилизированное в
перегревателе Q^ = 14 000 (756-669)=1218 000 „ = 11До/0
Тепло, утилизированное в
экономайзере Q3 = 14 000 (140 — 95) = 630 000 „ = 5,7о/0
В воздушном экономайзере Qen=
= 582 С00 = 5,Зо/0 обращается
обратно в топку и не вводится
в баланс
Сумма: утилизировано 9 254 000 кал\час = 84,0о/0
Потери 1771000 „ = 16,0о/0
Всего. . И 025 000 „ 100о/о

II ОТДЕЛ
Паровые машины
Составили проф. д-р техн. Р. Д ё р ф е л ь, Прага (часть I и III) и проф. д-р К.
Кернер, Прага (часть II)
Под редакцией проф. д-ра техн. наук Л. П. Смирнова, Москва
Стр.
I. Расчет паровых машин
Обозначения 214
Подсчет индикаторной мощности
одноцилиндровых машин .... 215
Подсчет индикаторной мощности
двух- и многоцилиндровых
машин 227
Оценка среднего индикаторного
давления 237
Подсчет расхода пара 238
Исследование использования
тепла 251
Использование отработанного
пара и промежуточный отбор . . 258
Выбор скорости поршня 260
Соотношение между ходом и
диаметром 261
Механический коэфициент
полезного действия, сопротивление
холостого хода, добавочное
трение 261
II. Парораспределение
Общие требования 264
Золотниковая диаграмма Рело-
Мюллера 267
Стр.
Золотниковая диаграмма Цейне-
ра 269
Золотниковый эллипс 270
Золотник Трика и Пенна .... 274
Цилиндрический золотник .... 276
Расширительные
парораспределения 276
Двойные золотники 277
Клапанное парораспределение . . 286
Крановое парораспределение . . 295
Парораспределение прямоточной
машины 297
Реверсивные механизмы 300
III. Детали паровых машин
Цилиндры 313
Паропроводы 324
Рамы 326
Коренные подшипники 327
Оборудование паровых машин . . 329
Конденсация 329
Градирни и башенные
охладители 349

214 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I, Расчет
I. Расчет паровых машин
Принятые обозначения:
i л. с, — индикаторная, а е л. с. — полезная (эффективная) лошадиная
сила;
Ni — индикаторная мощность [л. с] (в цилиндре);
Ne — полезная мощность [л. с] (на валу);
73 = — механический коэфициент полезного действия;
•"/
Р\— среднее абсолютное давление впуска [am];
р' — среднее абсолютное давление выпуска [ат\;
f и /' — коэфициенты для р1 и р';
V% — fp\—f'Pr — среднее индикаторное давление [am], т. е. средняя разность
давлений за и перед поршнем;
Pl ПРИВ« — сумма индикаторных давлений во всех цилиндрах двух- или
многоцилиндровых машин, приведенных к цилиндру низкого
давления (ЦНД), т. е. измененных в отношении объемов
цилиндров;
$0— приведенное к поршню давление [am], соответствующее
сопротивлению холостого хода машины; в машинах с конденсацией —
включая работу насосов (воздушного и водяного);
\ь — коэфициент добавочного трения;
ре — YZL— № ~ ^ ~" полезное рабочее давление на поршень [ат]\
d — диаметр поршня (внутренний диаметр цилиндра) [м]\
F—активная площадь поршня (с учетом поперечного сечения
поршневого штока) [м2]\ в многоцилиндровых машинах:
Fj - для цилиндра высокого давления (ЦВД);
Fn — для цилиндра среднего давления (ЦСД);
^111"~ Для цилиндра низкого давления (ЦНД); при подсчете
мощности берется в см2;
s — ход поршня [и]; г » 0,5 s — радиус кривошипа [м];
st — путь поршня до момента отсечки \м], при этом:
sx — —-—степень наполнения или просто наполнение; в
многоцилиндровых машинах для соответственных цилиндров — ej, ejT, ещ;
V — Fs — объем [ж3], описываемый поршнем; в многоцилиндровых
машинах для отдельных цилиндров соответственно: Vj, Уц, Ущ ;
е0 =— относительная величина вредного пространства, V0 = V^t
v — отношение объемов цилиндров Vj: Vjj s= 1 : v; v > 1;
i — степень расширения пара: в одноцилиндровой машине (е0 +
-г- 1) : (so+ej), в компаунд-машинах (е0. + 1) v : (е0 -f- et );
«—число оборотов (двойных ходов) машины в минуту;
с — средняя скорость поршня {м\сек\% а именно: 60с = 2 ns,
следовательно, ns = 30 с.
ата — атмосфера абс.

Подсчет индикат'брной мощности
215
а) Подсчет индикаторной мощности
В машинах с цилиндрами двойного действия, вследствие неодинакового
влияния поршневого штока, следует различать:
Fn, F3 — активную площадь поршня спереди (сторона, обращенная
к кривошипу) и сзади (сторона, обращенная к крышке) [см2\;
Pl , pi — среднее индикаторное давление спереди и сзади [am];
^i •> Ni — индикаторную мощность [л. с.\ раздельно для передней и
задней полостей цилиндра или для одной лишь рабочей
полости в машинах простого действия:
Nin ~ Т' 75 ' £з ~ 2 " 75 •
Ni= N( + Ni . Если средние индикаторные давления обеих полостей
цилиндра мало отличаются одно от другого, можно считать по средней величине
Ni — Fcpi/75, тоже и при определении основных размеров машины. Рекомендуется
отдельно подсчитывать величину Fc/75, так называемую постоянную машины
(индикаторную мощность на 1 кг индикаторного давления), или, в случае надобности,
произвести ряд подсчетов, для различных чисел оборотов, величины Fs/(30*75)
(мощность за 1 об/мин), которую следует затем умножить на п. Для машин
многоцилиндровых (сдвоенная, строенная и компаунд-машина) подсчитывают мощности
отдельных цилиндров и суммируют их.
Для определения pi из индикаторной диаграммы пользуются планиметром,
если пружина индикатора имеет постоянный масштаб. При пружинах с
непостоянным масштабом диаграмму разделяют либо на десять вертикальных полосок
одинаковой ширины, среднюю длину каждой из которых измеряют затем
соответствующим масштабом, либо на горизонтальные полоски, в зависимости от изменений
масштаба пружины, средние длины которых суммируют при помощи циркуля или
при помощи полоски бумаги. Таким путем из нескольких диаграмм определяется
средний масштаб для малых пределов изменения наполнения, которым и пользуются
при обработке остальных диаграмм, планиметрируя таковые целиком.
Для расчета паровых машин пользуются значениями р/, полученными для
определенных условий расчетным или опытным путем, или строят теоретически
рабочие диаграммы, что имеет смысл лишь в том случае, когда при этом
пользуются правильными значениями объемов вредных пространств и видимых объемов
пара.
I. Одноцилиндровая машина
1. Рабочая диаграмма. Индикаторная диаграмма (фиг. I)
показывает, как именно следует понимать вышеуказанные расчетные
величины. Среднее давление впуска рх учитывает
снижение давления по линии впуска, поэтому оно всегда ниже, нежели
давление пара в котле за вычетом потерь давления в паропроводе.
Из диаграммы, снятой с распределительной коробки, видно, что
понижение давления по линии впуска обусловливается в
значительной степени падением давления в паропроводе вследствие быстрого
отбора пара. В большинстве случаев в задней полости (сторона
крышки) оно сильнее, нежели в передней, вследствие большего
ускорения поршня в начале хода.
Потеря давления при прохождении через отверстия и каналы
парораспределительных органов обычно невелика; при скоростях пара от 50 до 80 м\сек она
составляет всего лишь 1—2°/q абсолютного давления, однако мятие пара заметно уведи

216 Т. III. Огд. 2. Паровые машины. I. Расчет
чивается при замедленном закрытии впускных окон при малых наполнениях с
запоздалым открытием окон, как то показывает фиг. 2. Среднее давление впуска может
быть ниже давления перед машиной на 1 am и более, что необходимо всегда
принимать во внимание. Следует также при расчетах по машине давление в котле
принимать минимально на 10°/0 ниже предельного наивысшего, дабы учесть
неизбежные практически колебания давления и дать возможность, с другой стороны,
держать в котле давление несколько ниже предельного, во избежание потерь
пара через предохранительные клапаны. При дроссельном регулировании среднее
давление впуска обычно бывает еще ниже; поэтому наполнение в таких случаях
выбирается достаточно большим для того, чтобы регулятор мог справиться с
колебаниями нагрузки.
Линия расширения начинается в Е (фиг. 1) после
закрытия впускного органа. Однако для расчетов объем наполнения (путь
поршня s{) определяется пересечением продолженной в обратную
Фиг. 1. Фиг, 2.
сторону линии расширения со средним давлением впуска pv При
насыщенном паре кривая расширения с достаточной степенью
точности следует закону равноосной гиперболы р V — const. В
действительности первая часть кривой расширения идет более отвесно,
а конец более полого, чем гипербола; последнее сильнее сказывается
при малых наполнениях, но, во всяком случае, при более или менее
плотных впускных органах отклонение конечного давления от
гиперболы составляет не более 0,1—0,2 am.
% При очень плотных впускных органах, большой скорости
поршня и особой конструкции машины (прямоточная) имеет место
более сильное падение кривой уже при малых степенях
наполнения, и линия расширения приближается к адиабате. Фиг. 2 дает
исследование линий расширения помощью построения ее
характеристики (по Дёрфелю).
При перегретом паре линия расширения приближается к
адиабате перегретого пара, достигая, однако, показателя политропы п =
= 1,3 только при очень высоких начальных температурах, свыше
300°, и наполнениях свыше 25%. Малые наполнения и низкие
начальные температуры дают меньшие показатели, —при 250° п — 1,20
до 1,05. Конечные участки кривой расширения дают часто
показатели, близкие к единице.

Подсчет индикаторной мощности
217
Фиг. 3.
Фиг. 5.
Предварение выпуска (от VA на фиг. 1) должно
начинаться заблаговременно, дабы давление пара перед и во время
перемены хода могло понизиться до давления выпуска
(предварительное определение линии выпуска по Шюле1). Для машин
с конденсацией
величину
предварения выпуска
назначают в" 15—25%
(равно и при
выпуске через
прорезы в цилиндре),
причем передняя
сторона,
вследствие большего
ускорения поршня при
начале его
обратного пути, требует большего предварения, для машин без
конденсации 10—15%, если более раннее открытие не обусловлено
парораспределением (кулисса, расширительный золотник).
В машинах без конденсации с короткой выхлопной трубой
противодавление во время выпуска равно 1,1 ата и мало
возрастает при увеличении нагрузки. Сопротивление выпуску
существенно возрастает, однако, при длинном выхлопном паропроводе,
в особенности, если на последнем имеются вентили
(предпочтительнее задвижки) или какие-либо иные препятствия, или при
увеличенном противодавлении (вследствие применения отработавшего
пара для отопления или нужд производства).
Тогда появляется даже выпучивание линии
выпуска против середины хода, в
особенности сильное тогда, когда линия
расширения делает в диаграмме петлеобразный
поворот (фиг. 3), спускаясь ниже линии
противодавления. Увеличение предварения
выпуска в таких случаях хорошо помогает при
средних противодавлениях. При работе с
высоким давлением впуска и высоким
противодавлением получают все большее
применение особые приспособления.
Работу выпускных органов ставят в
зависимость от наполнения, причем либо начинают предварение
выпуска в тот момент, когда линия расширения достигает линии
противодавления (фиг. 5), либо запаздывают с открытием выпускного
окна до того момента, когда при обратном сжатии давление в
цилиндре не достигнет снова линии противодавления (фиг. 4).
Диаграмму по фиг. 5 осуществляют также автоматические
всасывающие клапаны, открывающиеся внутрь цилиндра, как только
давление расширения становится меньше противодавления; надеж-
Фиг. 6.
1) ZdVdl 1936, стр. 1900; Ш н е й д е р, ZdVdl 1907, стр. 227.

218 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
ность действия таких клапанов, однако, невелика. Более надежными
оказываются обратные клапаны (фиг. 6), располагаемые под
выпускными клапанами, которые работают по фиг. 4. Преимущество
последних, во-первых, в том, что они не подвержены действию
высокого давления, поэтому не так легко прикипают и,
во-вторых, в том, что при их неплотности или поломке окно все-таки
закрывается выпускным клапаном, а также и в том, что при этом
способе работы не может иметь место обратное всасывание.
В машинах с конденсацией при правильном предварении
выпуска, плотных сальниках и достаточных размерах трубопровода
к конденсатору противодавление может быть не больше 0,1—0,15 am
(возрастая с нагрузкой), однако в- среднем оно бывает 0,2 ата и
больше, если вытекающая из конденсатора вода становится теплее,
чем в 30—35° в связи с падением вакуума в конденсаторе. Потери
давления между цилиндром и конденсатором достигают при
большой нагрузке машины и нецелесообразном устройстве (колена,
переводные вентили, подогреватели с перегородками или слишком густо
расположенными трубками) также 0,1—0,2 am; при выхлопе же
через прорезы в цилиндре они составляют обычно менее 0,05 am.
Возможного уменьшения этих потерь следует добиваться при всех
обстоятельствах.
Сжатие сопровождается возрастанием давления в цилиндре
вследствие дросселирующего действия распределительных органов,
когда последние начинают закрывать выпускные каналы;
протекание сжатия в сильной мере обусловливается теплообменом. До тех
пор, пока температура сжимаемого пара ниже температуры стенки
цилиндра, давление, вследствие подвода тепла и продолжающегося
испарения заключенной в паре воды, поднимается быстрее, чем
по кривой pVn = const; в дальнейшем же, под влиянием обратной
отдачи тепла, оно идет медленнее. Поэтому при насыщенном паре
на достижение определенного конечного давления сжатия
затрачивается больше работы, чем это должно было бы быть для сжатия
по закону pVn = const. Все условия, уменьшающие теплообмен и
способствующие приведению пара в сухое состояние к началу
сжатия, выравнивают движение линии сжатия и обусловливают лучшее
приближение к общему закону pVn = const.
Для машин без конденсации или ЦВД, работающих
насыщенным паром, можно, с достаточной степенью точности,
полагать при расчете «=1,1; при работе перегретым паром средних
температур п = 1,2; при высоком перегреве п = 1,3. Для машин
с конденсацией обычной конструкции при насыщенном
паре можно полагать п = 1,1, учитывая добавочную работу сжатия
вследствие испарения влаги. В противоположность тому
прямоточные машины с конденсацией показывают непосредственно
после закрытия паровыпускных прорезов преобладание охлаждения,
и потому до середины хода /г<1, затем увеличение показателя
идет до 1,2 или при высоком перегреве до 1,3.
В общем всегда необходимо проверить, не искажен ли конец

Подсчет индикаторной мощности
219
линии сжатия слишком ранним предварением впуска; далее следует
установить действительное начало линии сжатия в связи с
предшествующим повышением давления, пользуясь диаграммой открытия
окна (при предельной скорости пара в 100 м/сек при вакууме и
60 м/сек при выхлопе в атмосферу).
Исследование линии сжатия требует большой тщательности; при конденсации
рекомендуется снимать слабопружинные диаграммы и тщательно проверять
масштаб индикаторных пружин, делать, кроме того, сравнения противодавлений по дна--
грамме с показаниями ртутного вакуумметра на конденсаторе, а где возможно и
на выхлопной трубе и барометра. Равным образом необходимо достоверное
определение величин вредного пространства, сильно колеблющихся как в зависимости
от скорости поршня, так и осмотрительности при проектировании и выполнении
машины: поэтому оценки легко могут оказаться ошибочными. Плоские золотники
имеют 5—1(Ъ%, цилиндрические 7—15% и выше, краны 4—8о/0, клапаны при старом
способе расположения по концам вертикального диаметра цилиндра дают 6—12%,
при внешнем расположении с удлиненным поршнем или при помещении клапанов
в крышках цилиндра 4—5,5% Прямоточные машины с компактно
сконструированными впускными клапанами без коробок в крышках имеют около 2,5%, при
наибольших употребительных скоростях поршня.
Намеренное увеличение вредных пространств слишком широкими каналами
или. большим зазором между поршнем и крышкой тем не менее применяется, дабы
уменьшить величину сжатия в быстроходных машинах и ЦНД, работающих с
простыми золотниками и без конденсации.
При выборе величины сжатия следует иметь в виду, что для
одной и той же мощности потребная работа сжатия должна
компенсироваться увеличением наполнения, благодаря чему возрастают
конечное давление и потеря от неполного расширения. Это
особенно тяжело отражается на работе сильно нагруженных машин и
более вредно при сыром паре, нежели при перегретом.
Преимущества прямоточных машин обусловлены небольшой величиной
вредного пространства, возможностью использования глубокого вакуума
и сравнительно более совершенным удалением из цилиндра влаги,
появляющейся в паре в конце расширения. В машинах без
конденсации употребительны большие величины сжатия, почти
достигающие давления впуска, что, однако, не всегда целесообразно. При
конденсации часто назначают величину сжатия так, чтобы работа
без конденсации была возможна без перестановки
парораспределения; при этом можно иметь лишь низкие конечные давления, в
большинстве случаев много ниже атмосферы. При больших
величинах сжатия применяются приспособления для быстрой
перестановки паровыпускного распределения, приводимые в действие либо
во время остановки (переставляемые эксцентрики или кулачки),
либо, что лучше, на-ходу (направляющие серьги, кулиссы, тяги).
Очень распространены, однако, менее экономичны при
продолжительной работе, добавочные камеры сжатия по Ф. Штранду,
которые, при порче конденсатора, включаются автоматически
(выполняются в прямоточных машинах завода MAN).
2. Подсчет среднего индикаторного давления. Учитывая
большие различия в величинах вредного пространства, следует
исходить из действительной степени расширения /, отнесенной к
объемам, включая вредное пространство. Конечное давление р2,
отнесенное к концу хода, устанавливается из начального объема при сред-

220 . Т. III. Отд. 8. Паровые машины. I. Расчет
нем давлении впуска, и принятого закона расширения, и
определяет достигнутую степень расширения. Расчет при угом ведут на
видимый по диаграмме („индикаторный") расход пара,
безотносительно к тому, сколько из этого количества поступило из котла
(„свежий пар") и сколько явилось результатом сжатия
(„возвращенный пар").
Площадь диаграммы, определяющая всю положительную работу,
.отнесенную к нулевому противодавлению, включая и работу во
вредном пространстве (фиг. 7), равна:
$о + *
*i fo> + si) + J pds= fiPl {sQ + s).
*o + *
Так как работа во вредном пространстве,
соответствующая площади р^, не может быть
использована, то площадь действительной положительной
работы будет:
Фиг. 7. fPiS=fiPi(s0 + s) — p1s0f
откуда для коэфициента давления / (при s0/s = е0) получается
выражение:
/ = Л(1 + £о) —£о-
Подсчет работы расширения для сырого пара производится по
р V = const и дает: /, = (1 + In *): / ил и = 4,06 : (/ + 2,8) + i: 1000;
добавочная величина г: 1000 отпадает для значений / до 6.
Конечное давление р2 = рг: I.
Для любого закона расширения pVn = const будет иметь место:
Р2
=Р'л.=![1+^(1-^)]'
Эти величины могут быть определены с ошибкой меньше 7я°/о из
приближенных формул, представляющих то преимущество, что при некотором принятом
законе расширения можно удобно определить действительную степень расширения
для желаемого коэфициента давления (т. е. желаемого среднего давления):
п = 1,1 отвечает /,- lsl = 3,45/(/ + 2,26) -f 0,0235,
п = 1,135 (адиабата насыщенного пара) // 1Д35 = 3>43/(* + 2,2) +0,017,
п = 1,2 //1>2 = 3,23/(/ + 2) + 0,016,
п = 1,3 (адиабата перегретого пара) //if3 = 3,05/(* +1,8)-f-0,0C8
В последующих таблицах приведены значения tn, f{ и fin для /,
равного от 1,5 до 30 при разных значениях показателя п.
Рекомендуется цифровые данные этих таблиц изобразить
графически.

Подсчет индикаторной мощности 221
Таблица 1. Значения in (или /,") для различных показателей
i
л = 1,1
л =1,135
л = 1,2
л = 1,3
1,5
1,562
1,584
1,627
1,694
2 | 3
2,143
2J96
2,297
2,462
3,348
3,480
3,737
4,171
4
4,595
4,823
5,278
6,062
5
5,873
6,213
6,899
8,103
6 | 7
7,177
7,641
8,586
10,271
8,493
9,юа
10,33
12,55
/
л = 1,1
л =1,135
л = 1,2
л = 1,3
8
9,862
10,60
12,13
14,93
9
11,21
12,11
13,97
17,40
10
12,59
13,64
15,90
20,00
15 | 20
19,66
21,62
25,77
33,80
26,98
29,97
36,41
49,13
25
34,49
38,61
47,59
65,66
30
42,15
47,48
59,23
83,23
Таблица 2. Значения д- или //л для различных законов степеней
расширения i
i |
pV = const
л = 1,10
л = 1,135
л = 1,2
л= 1,3
1,5
0,937
0,933
0,929
0,927
0,922
2
0,847
0,835
0,830
0,824
0,813
3
0,700
0,680
0,674
0,661
0,645
4
0,595
0,574
0,566
0,553
0,533
5
0,522
0,497
0,490
0,475
0,455
6
0,465
0,440
0,433
0,417
0,397
7
0,421
0,395
0,387
0,373
0,357
i
pV= const
л = 1,10
л = 1,135
л = 1,2
л =1,3
8
0.385
0,360
0,352
0,338
0,318
"~9
0,355
0,330
0,322
0,309
0,289
^10
0,330
0,306
0,298
0,285
0,266
15
0,247
0,225
0,218
0,206
0,190
20
0,200
0,179
0,173
0,163
0,149
25
0,169
0,150
0,144
0,135
0,122
30
0,147'
0,129
0,124
0,116
0,104
Для промежуточных значений / или л можно достаточно точно пользоваться
линейным интерполированием.
Предварительно в расчет не берется то обстоятельство, что, вследствие
необходимости предварения выпуска, линия расширения не доходит до конца хода.
Потеря работы, благодаря раннему выпуску, пропорциональна разности конечного
давления расширения и противодавления р2 — р\ если отвлечься от ее связи с
числом оборотов и размерами выходного сечения. В небольших пределах можно
считать, что при нормальной нагрузке расчетное индикаторное давление
понижается на 0,05 — 0,1 кг см~ 2 благодаря предварению выпуска или, во всяком
случае, на 0,05 на 1 кг см * конечной разности давлений. Это уменьшение
целесообразно производить при подсчете р$ (см. ниже, где сумма разли-шых поправок
обозначена через %). Большие величины потерь, свойственные некоторым
парораспределениям, как, например, кулиссному и с переставными эксцентриками,
должны определяться особо.

222 Т. Ш. Отд. $. Паровые машины. I. Расчет
Отрицательная работа слагается из преодолевания
чистого противодавления р' (принятого как среднее на пути поршня
до начала сжатия) и работы сжатия. Сумма характеризуется коэфи-
циентом f в том смысле, что (/' — 1) p's выражает работу,
изображенную на фиг. 8 добавочной отвесно заштрихованной площадью
между линией сжатия до конца хода и линией противодавления.
Если sk обозначает период сжатия в долях хода поршня,
sk:s = e/fi и (s0-f- sk): s0 = ik — объемную степень сжатия, то для
pV= const будет ik = p0:/?', где р0 — конечное
давление сжатия.
Можно установить, что
/' = 1+4£о1п/л — ел,
и для некоторого закона сжатия pVn = const
При пользовании табл. 1 для значений i\
подсчет по последней формуле оказывается настолько удобным, что
от применения и без того недостаточно точного закона pV= const
можно совершенно отказаться. Для быстрого суждения о влиянии
различных показателей в следующей табл. 3 приводятся
величины /'
Таблица 3. Величины f n для различных величин сжатия, вредных
пространств и показателей
Вредное
пространство
2,5
5,0
10,0
п
1,2
1,3
1,1
1,2
1,3
1,1
1,2
13
Величина сжатия в °/0 хода
5
1,037
1,042
1,047
1,022
1,024
1,027
1,012
1,014
1,015
10
1,118
1,137
1,159
1,074
1,087
1,095
1,044
1,049
1,054
20 | 30 | 40 | 50
1,353
1,420
1,500
1,236
1,275
1,318
1,148
1,168
1,190
1,650
1,789
1,955
1,452
1,536
► 1,625
1,295
1,339
1,388
1,992
2,220
2,498
1,706
1,842
2,000
1,473
1,549
1,634
2,368
2,701
3,112
1,991
2,192
2,430
1,677
1,793
1,934
8J
II!
2,934
3,44Э
3,990
2,406
2,683
3,000
Началом сжатия можно считать пересечение продолженной вниз линии
сжатия с линией среднего противодавления р'. При равномерном протекании линии
противодавления это начало совпадает с определяемым из диаграммы благодаря
дросселированию кажущимся более ранним закрытием окна. Давление р' можно

Подсчет индикаторной мощности
223
отнести, однако, и к давлению перед началом дросселирования, учитывая в таком
случае потерю от торможения при выходе пара при работе на конденсацию, при
назначении величины z.
В машинах обычного типа, работающих насыщенным паром, показатель 1,1
довольно точно отвечает полученному конечному давлению; однако затрата работы,
вследствие продолжающегося испарения заключенной в паре воды, может оказаться
на 10 и даже до 20о/0 больше.
В машинах с выхлопом через прорезы в цилиндре (прямоточные) при
насыщенном паре или среднем перегреве и слабой нагрузке можно приближенно
полагать п = 1,1, при большой нагрузке и высоком перегреве п — 1,2. Большое
значение имеет оценка достижимого в цилиндре вакуума.
Если исходить из условия получения или непревышения
определенного конечного давления сжатия, что имеет место при работе
без конденсации или повышенном противодавлении, то удобно
пользоваться следующей табл. 4, дающей возможность принимать
очень просто в расчет различные величины вредного пространства.
Таблица 4. Значения /' при работе без конденсации
с различными противодавлениями, вредным пространством в 5°/0 для получения
различных конечных давлений сжатия

Противодавление
. ата
1,1
1,5
2,0
3,0
6,0
п
1,2
1,3
1,1
1,2
1,3
1,1
1,2
1,3
1,1
1,2
1,3
1Д
1,2
1,3
Конечное давление сжатия в ата
5
1,144
1,127
1,113
1,074
1,065
1,059
1,035
1,031
1,028
1,008
0,0074
1,0068
6
1,206
1,180
1,160
1,111
1,099
1,087
1,057
1,051
1,046
1,017
1,016
1,014
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12
1,274
1,239
1,210
1,152
1,136
1,119
1,082
1,073
1,066
1,030
1,026
1,023
1,349
1,301
1,266
1,198
1,172
1,154
1,111
1,098
1,087
1,042
1,038
1,034
1,424
1,366
1,321
1,245
1,215
1,190
1,141
1,124
1,111
1,053
1,051
1,046
1,005
1,0044
1,004
1,505
1,435
1,382
1,297
1,259
1,229
1,174
1,153
1,136
1,073
1,067
1,059
1,008
1,0075
1,007
1,589
1,^06
1,443
1,352
1,305
1,259
1,209
1,183
1,163
1,091
1,081
1,073
1,0124
1,011
1,010
1,675
1,580
1,507
1,408
1,353
1,310
1,246
1,215
1,190
1,110
1,097
1,088
1,017
1,016
1,014
14
1,859
1,733
1,638
1,527
1,454
1,398
1,324
1,282
1,249
1,152
1,134
1Д19
1,028
1,026
1,023
16
2,071
1,893
1,775
1,653
1,560
1,490
1,408
1,353
1,311
1,198
1,173
1,154
1,042
1,037
1,034
Для других величин вредных пространств следует лишь увеличивать или
уменьшать добавок [т. е. отвесно штрихованную площадь на фиг. 8 (/' — 1)]
пропорционально к 5о/0; таким образом для конечного давления в 8 am,
противодавления в 1,1 am и вредного пространства в 10о/0, /'будет равно 1,349-f-0,349 = 1,698
0 349
вместо 1,349; наоборот, при вредном пространстве в 2,5<>/о /' = 1,349 '—=1,175.

224
Т. III. Отд. .2. Паровые Машины. I. Расчет
После нахождения величин / из fx или fini руководствуясь
вредными пространствами по уравнению -/ = /,„ [(1 + £о) — ео] и Л
определяется среднее индикаторное давление:
Pt=fPi—f'Pf — z,
где z дает скидку на потери из-за предварения выпуска или на
потерю работы от торможения при выталкивании пара из цилиндра
(при соответственном увеличении /?') и из-за предварения впуска,
а также из-за мелких отступлений, не учтенных в расчете. Смотря
по обстоятельствам, эта величина z определяется оценкой или
вычерчиванием индикаторной диаграммы; в большинстве случаев
оказывается достаточным брать z = 2 — 5% от pt.
Подсчет может быть произведен с требуемой степенью точности для всех
интересующих нас величин наполнения с различными показателями и давлениями
или с учетом возрастания показателей и противодавлений вместе с величиной
наполнения.
Пример 1. Машина без конденсации, вредное пространство 7о/0,
е0=0,07; давление перед машиной 12 am (высшее давление впуска требует 13 am
в котле); среднее давление впуска 11 ати = 12 ата, давление при начале
расширения после замедленно происшедшей отсечки < 10 ата.
При-работе насыщенным паром можно, вообще говоря, считать по р V= const.
При среднем перегреве около 250° Ц в подсчете следует принимать п = 1,1,
каковое значение удовлетворительно для небольших наполнений; для больших
наполнений, однако, получатся несколько высокие мощности, ибо показатель
возрастает почти до п — 1,2.
Машина должна работать с использованием отработанного пара; давление
в выхлопном паропроводе 2 am и противодавление в цилиндре вместе с добавочными
сопротивлениями составляет 3,2—3,4 ата. Поэтому должны иметь место более
широкие пределы наполнения, нежели при свободном выхлопе.
Действительное начало сжатия принимается в 12°/0 перед концом хода, что
отвечает действительному закрытию паровыпускных органов при 9о/0, при наличии
дросселирования. Работа сжатия достаточно точно может быть определена для
насыщенного пара при п = 1,1.
Величина сжатия будет /.=19:7 = 2,714, /' = 1 -f ' (3,714* Д— 2,714) —
— 0,12 = 1,0795, для п ~ 1,2 оказалось бы /' = 1,0809.
Отпадающая вследствие работы сжатия . величина (/' — 1) р' составляет
0,0795-3,2 = 0,254 и до 0,0809*3,4 = 0,275 ата. .
При конечном давлении расширения, оказывающемся при малом наполнении
меньшим противодавления, непосредственное применение приведенного подсчета
дает рабочую площадь диаграммы, уменьшенную вследствие образования петель.
Потери от увеличения противодавления исправляют увеличением величины z, как
в последующих примерах, отмеченных х) в следующей таблице:
si — 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
/=1,07: (0,07 +е,) . . . . 6,294 3,963 2,892 2,277 1,877
/= 4,06: (/ + 2,8) 0,453 0,600 0,713 0,800 0,868
/=1,07/^-0,7 0,414 0,572 0,693 0,786 0,860
12 / 4.973 6,868 8,318 9,428 10,318
1,0795 pr 3J454 3,508 3,562 3,616 3,670
/Pi-f'P' 1,519х) 3,360 4,756 5,812 6,648
z по оценке 0,100!) 0,03 0,06 0,10 0,120
Рг I,4i9i) 3,330 4,696 5,712 6,528
!) Конечное давление расширения меньше противодавления, поэтому, в
особенности во втором примере, следует учитывать петлеобразование и колебание
давления. Различный характер кривой расширения обусловливает уменьшение мощности
при перегретом паре.

Подсчет индикаторной мощности
225
Коль скоро петлеобразование предотвращено надлежащими мероприятиями,
то рабочая площадь (фиг. 4 или 5) заканчивается в том месте пути поршня, где
линия расширения пересекается с линией противодавления. Подсчет, на основании
принятого закона расширения (здесь pV — const) из (0,074-0,10) X12 = (0,07-±-s )3,2,
дает путь поршня s =0,5675 и действительную степень расширения / =3,75.^E(yiH
предпочитают не вычерчивать диаграмму, то можно производить подсчет для
воображаемого сокращенного цилиндра, причем величина вредного пространства
оказывается относительно большей, 0,07 : 0,5675 = 0,1233.
Среднее положительное давление при укороченном ходе подсчитывают, положив
i =3,75, /{ =4,06: (3,75+ 2,8) =0,62,
и
/ = (1 + 0,1233) 0,62 - 0,1233 = 0,573,
и далее
pj = 12 . 0,573 = 6,876 ата.
Рекомендуется вычесть противодавление (без учета сжатия) 6,876 — 3,2 =
= 3,676 ата и подсчитать среднее давление для полного хода 3,676 • 0,5675 =
=2,085 ата. Теперь вычитают потерю работы вследствие сжатия (см. выше) 0,254 ата
и скидку z, в зависимости от полноты предотвращения петель, например в 0,032 ата,
в результате чего находится среднее индикаторное давление 2,086 — 0,254 — 0,032 —
= 1,8 ата против 1,419 при петлеобразовании. В действительности выгода большей
частью меньше, ибо обычные парораспределения при наполнении в 10о/0 уже не
дают полного давления впуска, и линия расширения ложится несколько более полого
(фиг. 2, стр. 216); равным образом большее предварение выпуска также уменьшаег
образование петель. Уже при мало-мальски правильной нагрузке машины можно
в большинстве случаев обойтись без особых предохраняющие от образования
петель приспособлений.
При работе перегретым паром петлеобразование, вследсгвие более крутого
падения линии расширения, проявляется в несколько большей мере. Приближенные
формулы дают при п = 1,1 (при наполнении в 10°/0) и до п = 1,2 (при большем
наполнении)
/ц}\ 0,427 0,578 0,693 "0,784 0,857
/ц[2 • 0,405 0,558 0,676 0,771 0,849
Пересчетом:/ . . . 0,427 0,573 0,684 0,774 0,84Э
1,07/ -0,07 Г . . . . 0,387 0,543 0,662 0,758 0,833
12 / 4,642 6,517 7,949 9,101 0,061
1,081 /?' 3,459 3,513 3,557 3,621 3,675
fPi — f'P' 1,183 3,004 4,382 5,490 6,386
z по оценке 0,12 0,08 0,03 0,06 0,10
Рг 1,063(1,6) 2,924(3,0) 4,352 5,430 6,28
Цифры, приведенные в скобках, дают индикаторное давление при
совершенном предотвращении петлеобразования, что и здесь может иметь место лишь при
очень сниженной нагрузке. При более высоких противодавлениях оно достигает
этой величины.
Пример 2. Следующий пример дает расчег одноцилиндровой прямоточной
машины, величина вредного пространства 2,5<>/0, е0 = 0,025.
Давление перед машиной 10 am, среднее давление впуска 10 ата, давление
при действительной отсечке, в зависимости от наполнения, 7—8 am.
для работы могут итти в рассмотрение наполнения от 5 до 15о/0, отнесечные
к среднему давлению впуска; 20о/0 — только как скоропреходящее; вычисление
может итти и до 25о/0.
В этой области для насыщенного пара следует принимать п = 1 до 1,1, для
перегретого пара при«28^ Ц, л = 1д д0 1,2, что должно б*ггь принято во
внимание при расчете постепенным переходом. Поэтому даны значения /Пд и //1>2-
Зак. 2893 •—Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 15

226 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. Г. Расчет
Для сжатия получается соотношение /,. = 82,5:2,5 = 33, если приняты прорезы
в 20о/0 и тем самым путь сжатия,? = 0,80.
Для подсчета расхода работы, в виде компенсации, в действительном
процессе, при наименьших наполнениях, п принимается равным 1,1, вследствие чего:
/ = 1 + 1°;°251 (ЗЗ1*1 - 33) -0,8 = 3,644;
1,1 1 ^
для обычных высоких скоростей поршня и данной температуры пара можно
ожидать увеличения показателя вместе с увеличением наполнения. При наибольших
наполнениях полагая п = 1,2, оказывается /' = 4,375, т. е. приблизительно на 20°,'о выше.
Это увеличение может быть равномерно распределено. Результаты подсчета таковы:
Степени наполнения, огнесенные к среднему давлению впуска:
с, 0.05 0,10 0,15 0,20 0,25
/ = 1,025/(0,025 + £i). ..... 13»<й6 3,20 5,857 4,555 3,727
fill 0J240 0,353 0,449 0,530 0,599
fil2 0,221 0,333 0,424 0,508 0,579
Пересчетом: fg 0,240 0,348 0,436 0,514 0,579
//?!= 10 (1,025 fg— 0,025) .. . 2,210 3,317 4,219 5,013 5,685
р' по оценке 0,1 0,11 0,J3 0,16 0,20
f'p' для п = 1,1—1,2 пересчетом 0,364 0,420 0,521 0,670 0,875
fpi — f'p' 1,846 2,897 3,698 4,343 4,810
« И 2о/0 0,036 0,057 0,074 0,087 0,100
pi 1,810 2,840 3,624 4,256 4,710
Для парораспределений, быстро изменяющих величину
сжатия вместе с наполнением, каковы кулиссы, направляющие серьги
и плоские регуляторы с одним золстйиком, необходимо тщательно
выяснять эту зависимость, учитывая при этом явления
дросселирования. В качестве примера может служить табл. 5.
Таблица 5. Индикаторные давления для парораспределений простым
цилиндрическим золотником, поворотным эксцентриком и плоским
регулятором
при выхлопе в атмосферу вместе с данными о мятии при выпуске и сжатии
Степень наполнения elt
отнесенная к среднему давлению впуска
Действительное мятие пара при впуске .
Действительное начало сжатия в конце
Преждевременное начало сжатия
вследствие дросселирования е
Индикаторное давление pi при е_ = 0,09,
при 8 ата давление впуска
Индикаторное давление рг при е0=0,09,
при 11 ата давление впуска
Индикаторное давление рг при sQ = 0,05,
11 ата и высоком перегреве ....
0,10
0,20
0,46
0,55
1,40
2,52
2,15
0,20
0,34
0,37
0,44
?,68
4,88
3,87
0,30
0,47
0,28
0,35
3,75
5,97
5,28
0,40
0,57
0,22
0,28
4,66
7,12
6,53
0,50
0,63
0,17
0,23
5,30
7,98
7,58

Подсчет 1$й!дикаторной мощности
227
II. Двух- и многоцилиндровые машины
1. Совмещенные диаграммы. Для машин с многократным
расширением можно получить наглядную картину полного
расширения пара, если, по предложению Р а н к и н а, вычерчивать
диаграммы отдельных цилиндров так, чтобы длины диаграмм были
пропорциональны объемам цилиндров, включая и вредные
пространства и сводя их в одну совмещенную диаграмму (фиг. 9).
Это совмещение производится либо по соответственным полостям,
либо путем соединения диаграмм с большими наполнениями и,
соответственно с большими количествами пара. Если машина
выполнена с разделенными цилиндрами,
например два ЦНД, то вычерчивается
некоторая средняя диаграмма,
отнесенная к одному цилиндру
соответственного суммарного объема. Сумма
рабочих площадей диаграммы,
будучи разделена на длину диаграммы
ЦНД, дает приведенную
величину давления (как среднее для
обеих сторон).
Применение совмещенной
диаграммы для расчета и оценки
многоцилиндровых машин основывается на
сравнении площади действительной « фиг# д.
работы с таковой же площадью,
ограниченной некоторой общей линией расширения: отношение это
называется степенью полноты диаграммы и обозначается ср. Для
насыщенного пара и здесь употребительна равносторонняя гипербола
р V= const, выражающая, таким образом, работу наибольшего
видимого по диаграмме количества пара ^ьключая объем вредного
пространства) в ЦВД при расширении до объема ЦНД-)- вредное
пространство последнего. Действительная степень расширения р^р2
равна /, если линия расширения диаграммы ЦВД совпадает с
гиперболой или резче опускается, что имеет место при перегреве или хотя
бы несколько большем наполнении при сыром паре. Площадь этой
гиперболы совпадает с подсчитанной ранее площадью /грх (s -f-
-f е0<?), т. е.
относя это давление к ЦНД.
Степень полноты диаграммы <р характеризует некоторые потери
рабочей площади; в основном здесь намечаются следующие потери:
1) от противодавления в ЦНД, 2) от вредных пространств, причем
части этой потери по каждому отдельному цилиндру ограничены
давлением впуска в нем, 3) от суммы работ сжатия, 4) от потерь
давления между цилиндрами и 5) от отступления линий
расширения от очерчивающей гиперболы. В этом отношении степень пол-
коты при перегретом паре уменьшается уже вследствие более
15*

228 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
отвесного прохождения линии расширения в ЦВД, как на фиг. 9,
равно и последующих цилиндров, получающих вследствие этого
меньшее количество пара при том же наполнение. Не следует также
упускать из виду, что ЦСД или ЦНД работают с большими поте*
рями от охлаждения, что уменьшает „видимое" количество рабочего
пара. Равно и вредные пространства уменьшают степень полноты.
Обогревание или промежуточный перегрев увеличивают „видимое*
количество пара, а тем самым и степень полноты, что, однако, не
дает права делать вывод относительно более высокой
экономичности машины при этом. Очерчивающую гиперболу следует
рассматривать не как цель, достижение которой обещает
наивыгоднейшее использование пара, но лишь как вспомогательное средство для
сравнения с аналогичными паровыми машинами. К удобствам
исследования путем характеристики степени полноты относится и то
обстоятельство, что при больших нагрузках потери, связанные с вредными
пространствами (2), а часто и с противодавлением (1), становятся
относительно меньше и тем выравнивают влияние прочих,
возрастающих потерь. Таким образом для машины определенной конструкции
наблюдаются почти постоянные степени полноты (коэфициенты <р)
в значительных пределах нагрузок. При малых наполнениях
преобладает потеря, указанная в п. 2.
Степень полноты достигает:
в тихоходных, хорошо обогреваемых машинах до 75^/0
„ „ умеренно „ „ (ЦВД паром при полном
давлении, ЦНД паром из ресивера) 65-70о/<х
в тихоходных машинах при среднем перегреве (до 270° Ц) 57—67°/о
„ - „ „ „ высоком перегреве (300—350° Ц) 55—60°/0
если при том же применяется и промежуточный перегрев (обогревание
ресивера обтекающим перегретым паром, паром высокого давления
или горячими газами) 60—65°/о
Вредные пространства при этом предположены в 5—8^0. Противодавление'
в диаграмме ЦНД не выше 0,2 ата при наличии достаточно свободных проходных
сечений между цилиндрами и при нормальном парораспределении.
При испытании могут встретиться, в особенности при использовании
паровых машин старых моделей для высоких чисел оборотов, неправильности,
влекущие за собой чувствительные дефекты, именно, по пп. 1, 3 и 4.
Подробное исследование требует построения диаграммы, причем необходимо
принять во внимание общее расположение, объемное соотношение, характер
кривых, вредные пространства, потери от теплообмена и „видимые" количества пара.
2. Соотношение объемов цилиндров.' До сих пор, в
предположении редко выполнявшихся на практике условий в отношении
парораспределения, соотношение объемов цилиндров выбиралось
в целях достижения либо равных мощностей, либо равных
поршневых усилий. Эти соображения редко могли осуществляться на
практике, ибо необходимостью диктуется определенное ограничение
в числе моделей и, следовательно, соблюдение определенной
градации в размерах. С другой стороны, нормальные модели и
приводные механизмы должны отвечать ходовым давлениям пара,
а там, где таковые еще не применяются, допускать их последующее
введение. Вообще говоря, меньшую мощность следует назначать
ЦНД, и его приводный механизм использовать полностью только
при наибольших нагрузках машины, напротив, цилиндр высокого

Подсчет индикаторной мощности
229
в пределах допустимых
давления при малых нагрузках работает
давлений по шатуну.
Под воздействием указанного обстоятельства объемное
соотношение двухцилиндровых машин, равное при 6—8 ата большей частью
2,25—2,4, при увеличении давления до 10—12 ата возрастает до
1:2,8 и выше (1:3), достигая при 15 ата 1:4. Другие, обычно
встречающиеся объемные соотношения имеют место при так
называемом промежуточном отборе пара (см. ниже). Большие ЦВД
требуются для компаунд-машин, работающих без конденсации.
Объемные соотношения трехцилиндровых машин составляют
обычно 1 :2,25: 5 или 1 :2,8 : 7. Слишком малые ЦВД создают
затруднение при регу- Sf f>
лировании.
Распределение мощности в
судовых машинах в
высокой степени
обусловлено большими
наполнениями и
падением давления.
3.
Использование объемной
диаграммы для
определения
индикаторной. Линии
перетекания пара,
ограничивающие
диаграммы отдельных
цилиндров,
определяются из объемной
диаграммы, построенной для ряда последовательных положений
кривошипа, отвечающих определенным положениям поршня (связь через
линии пути поршня) и соответственно объемам, заключенным между
поршнями, включая объем ресивера и вредных пространств. При
вычерчивании линий путей поршня необходимо принять во
внимание угол между кривошипами и их последовательность в
направлении вращения, а в отдельных случаях (см. ниже) также и
конечную длину шатуна.
Двухцилиндровые машины с движущимися в одном или
противоположном направлении поршнями (машины By л ь фа).
Первые употребительны с обоими поршнями на одном штоке
(конструкция тандэм), реже с цилиндрами, располагаемыми рядом,
действующими на балансир. Вторые выполнены с кривошипами под
углом в 180°, цилиндры расположены рядом; они являются особенно
излюбленными как вертикальные машины или локомобили в виду
возможности уравнивания веса шатунов, давлений пара и сил
инерции движущихся масс.
Фиг. 10 изображает процесс при поршнях, движущихся
в одном направлении: точки Т и Г', отвечающие мертвому
положению, лежат на равной высоте. На диаграмме ЦВД: ga—впуск,
Фиг. 10.

230 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
Фиг. П.
ab — расширение, be — предварение выпуска в ресивер, cd—
перетекание с расширением в обоих цилиндрах. Если на фиг. 10 vt
обозначает объем в мертвой точке, равный (St + V+ R -)- S^'), то
увеличение объема (v — v{) при этом общем расширении отвечает
разнице объемов, пройденных обоими поршнями, %* е.
уменьшенному на 1 объемному соотношению
вследствие сходного движения. В
середине хода ЛШ'—v1 = 7о V—Vo V=
= V,V(v-i).
После отсечки в dr имеет место
расширение в ЦНД, в то время как
поршень ЦВД сжимает пар в
ресивере от d до е\ ef— сжатие в ЦВД.
Следует стремиться привести
давление в е приблизительно к равной
высоте с конечным давлением в b или с,
с тем, чтобы падение было невелико. Если е повышается, то в с пар
из ресивера вступает обратно в ЦВД и дает на диаграмме пик или
петлю. При больших наполнениях ЦВД, заполняемое под высоким
давлением вредное пространство ЦНД и потеря от охлаждения
обусловливают увеличение падения. Линии перетекания пара могут быть
построены по р V = const, подсчетом р по данному V\ однако
следует иметь в виду, что как для расширения при перетекании, так
и для сжатия в ресивере
величина показателей
переменна (большей частью < 1).
При
противоположно движущихся
поршня х(фиг. 11) конечная длина
шатуна оказывает
существенное влияние на форму
диаграммы, в особенности,
если ресивер мал или
совершенно отсутствует, ибо
большие скорости поршня
и пути задней половины
хода одного цилиндра
совпадают с меньшей
скоростью передней половины
другого. Поэтому диаграмма ЦНД сзади имеет во время
перетекания ускоренное, а диаграмма спереди замедленное расширение;
соответственные (одновременные) положения поршней смещаются
при обычной длине шатуна (1:5) до 10°/г, при сложении
индикаторных диаграмм передних концов цилиндров заметны большие
потери давления, в то время как эти потери для задних концов
цилиндров почти исчезают (фиг. 12).
Смещение соответственных положений поршня особенно неприятно выявляется
в машинах с противоположным движением поршней без ресивера, в
которых выпускной орган ЦВД одновременно управляет впуском в ЦНД, ибо этим
Линия

Подсчет индикаторной мощности" 231
обусловливается некоторая неравномерность сжатия в ЦВД. В большинстве случаев
приходится пренебречь равномерностью наполнений в ЦНД или даже увеличивать
наполнение сзади. Фиг. 11 показывает, как далеко приходится при этом заводить:
дабы достичь начала сжатия спереди и сзади в диаграмме ЦВД при 50/0, приилось
допустить наполнение в ЦНД сзади 66%, а спереди 40°/0. Эта особенность является
недостатком так называемых машин Вульфа, понуждающим к тщательному
исследованию процесса регулирования. Поэтому часто предпочитают установить
небольшой ресивер.
Двухцилиндровые машины с попеременно движущимися
поршнями (к о м п а у н д-м а ш и н ы). Угол между кривошипами
большей частью 90—105°, в единичных случаях до 120°; кривошип
ЦНД опережает (фиг. 13).
Линии для пути
поршней чертятся
смещенными, так например
точки V и М (щ и угле в 90°
между кривошипами)
лежат на одной высоте.
gabt как и f аныпе/—
линия вписка и
расширения, be — предварение
выпуска в ресивер, а если
впуск в ЦНД еще не
прекратился, то так
называемый вторичный впуск
в него же иногда вполне
целесообразен и
желателен. От с (или точки,
отвечающей более
поздней отсечке в ЦНД)
происходит сжатие в ЦВД (вместе с вредным пространством) и в
ресивере. Поэтому ^следует вычерчивать приближенно, как равностогон-
нюю гиперболу относительно точки В. В d—открытие ЦНД,
отмечаемое по диаграмме ЦВД небольшим острием, внезапным
понижением линии выпуска, если вредный объем ЦНД отнял много
пара или обратно при чрезмерном сжатии (холостой ход или слабая
нагрузка). Or d до е — общий процесс в обоих цилиндрах и в
ресивере, причем довольно ясно выявляется минимум заключенных
между поршнями объемов, как то явствует из сравнения линий
пути поршней; построение происходит приблизительно по pV =
= const.
Линия перетекания пара в диаграмме ЦНД заключена между
точками dr и е' при соответствующих ординатах (конечная длина
шатуна) с некоторой потерей давления вследствие скорости пара
и длины его пути. От ег — расширение в ресивере и одном только
ЦНД (равносторонняя гипербола относительно А), обычно
совпадающее с происходящим в это время или, при раннем предварении
выпуска Ь, уже происшедшим вторичным впуском.
Для подсчета объема пара и потерь служит
мерилом давление pQ после происшедшей отсечки; вследствие дроссе -
Фиг. 13.

232 Т. III. Огд. 2 Паровые машины. I. Расчет
лирования перед закрытием парораспределительного органа оно,
во всяком случае, лежит ниже одновременного давления в ресивере,
приближенно совпадающем с таковым в ЦВД, измеренным в с.
Если угол между кривошипами свыше 90 до 120° и ЦНД
опережает, то сЪ в ЦВД короче, а е лежит ниже; при запаздывающем
кривошипе ЦНД — наоборот.
Многоцилиндровые машины тройного расширения. В
вертикальных машинах угол между кривошипами, большей частью тремя,
равен 120°; кривошип ЦНД опережает, затем следует кривошип
ЦСД и, наконец, —■ ЦВД. Обращение такой последовательности дает
существенное
повышение сжатий в ресивере,
легко превышающих, при
небольшом падении
давления be (фиг. 14),
желательном в работающих
машинах, конечное
давление расширения, что
может иметь следствием
обратное перетекание
пара из ресивера в ЦВД
или приподымание
паровыпускных органов. Фиг.
14 изображает объемную
диаграмму для
кривошипов под углом 120°,
кривошип ЦНД опережает.
Соответственно этому
линии пути поршней
смещены. abc% как и
раньше, — линия впуска и расширения, короткое сжатие cd в ЦВД и
первом ресивере (равносторонняя гипербола относительно В) и более
продолжительный общий процесс de во время перетекания пара.
В диаграмме ЦНД вследствие запоздалой отсечки заметно
расширение в ЦНД и ресивере.
Для горизонтальных машин более предпочтительна конструкция ,
с двумя кривошипами. Пока величина машины еще допускает
устройство одного лишь ЦНД, то ЦВД и ЦСД большей частью располагают
друг за другом (нормальная конструкция тандэм). ЦНД» работающий
на другой кривошип, развивает при этом меньшую мощность и
давления, поэтому передаточный механизм используется недостаточно полно.
При высоком давлении пара и перегреве рекомендуется
устанавливать ЦВД одиночно, а ЦСД и ЦНД на другой стороне по
принципу тандэм. Такое устройство при среднем объемном
соотношении (I: III = 1:5 и до 5У2) дает хорошее использование
передаточного механизма, приемлемые давления сил инерции часто
низкого давления, свободу тепловых деформаций ЦВД (легко
выполнимая и рекомендуемая поддержка поршневого штока с обеих
сторон помощью скользящих башмаков).
Фиг. 14.

Подсчет индикаторной мощности
233
Фиг. 15.
При больших мощностях приходится разделять ЦНД, и при
углах между кривошипами в 100—110° с опережающим
кривошипом ЦСД можно достичь удовлетворительного распределения
мощностей, если ЦСД выбран достаточно большим. Выполнение имеет
очень много деталей и дорого при сложном парораспределении.
Большие машины этого типа
(горизонтальные и вертикальные) вряд ли могут
иметь применение для работы на генератор
по сравнению с паровыми турбинами. Равно
и быстроходным двухцилиндровым
машинам с давлением пара при впуске в 15 am
и высоким перегревом чаще отдается
предпочтение в виду больших границ мощности,
меньших размеров и большей дешевизны
(расход пара мало разнится, решающими
являются экономические соображения). Для
практикующихся в последнее время
высоких давлений придется снова обратиться
к тройному расширению для машин с
конденсацией.
Тандэм-машина Шмидта для перегретого пара. Трехкратное
расширение по принципу Вульфа при действии на один кривошип
облегчает высокое использование пара (4,4 и до 4,7 кг!л, с. ч. при
12 ата и 350°) для небольших мощностей *).
Расположение цилиндров — см. фиг. 139 (стр. 319). Объемное соотношение
приблизительно 1:4,5:3,5; поршневой шток проходит с поддержкой с задней
стороны; поэтому сечения штока должны учитываться при определении рабочей
площади поршней ЦВД и ЦСД, но не
кольцеобразной площади поршня
ЦНД.
На фиг. 15 в одинаковом
масштабе давлений и при равных длинах
нанесена совмещенная диаграмма при
движении поршней в одном
направлении; так как ординаты отвечают
одинаковым положениям поршня, то
расстояние между линиями перепуска
(перетекания) cd и c'd', равно как и
положение fg, дают потери давления
при перепуске. При cd имеет место
увеличение объема, при
/£—уплотнение, ибо стесненное сечение
прохода больше, нежели площадь поршня
ЦНД, В g начинается расширение
в ЦНД и на протяжении от g до с' —
уплотнение в области среднего
давления. Очень большое „вредное пространство" ЦНД (100 — 120%) необходимо, чтобы
держать изменение давлений в средней ступени в правильных пределах.
Если желательно изобразить распределение пара в общей диаграмме (фиг. 16),
то увеличивают диаграмму ЦНД, исходя, как и раньше, из нулевой точки и
учитывая вредное пространство. В диаграмме ЦСД линии перепуска c'd' остаются
на месте (под cd), увеличиваются только горизонтальные расстояния за пределы
fgc'y соответственно объемному соотношению.
Фиг. 16.
*) Более ранняя конструкция: ZdVdl 1897.
Более поздняя конструкция: ZdVdl 1921, S. 633,

234 Т. Ш. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
4. Подсчет индикаторного давления. Следующая табл. 6 для
коэфициентов давлений исходит из степеней наполнения
ЦВД, которые, в зависимости от парораспределений, дают либо
те же, либо только в исключительных случаях расширенные границы
наполнения. Последнее желательно при соотношении цилиндров,
близком к 1:4, в виду возможного понижения рабочего давления.
Наполнения отнесены к давлению впуска. В зависимости от
применимого в данном случае закона расширения, устанавливаются
определенные, не зависящие от цилиндра, конечные
давления. Давление в ресивере подвержено периодическим колебаниям
вследствие процессов перепуска, в зависимости от
последовательности кривошипов или расположения цилиндров; его средняя
величина колебания при малых наполнениях составляет около 0,25 am,
при больших наполнениях так называемый перепад давления
возрастает, достигая в итоге 1—2 am или еще выше. Большое
падение давления влечет большие потери от несовершенного
расширения в ЦВД, является при этом вредным, однако часто
неизбежным, ибо степень наполнения ЦНД лишь с большим трудом
может быть уменьшена; это почти без исключений остается
неизменным для всех степеней наполнения ЦВД. При одновременном
воздействии регулятора на оба парораспределения изменение
наполнения действует в том же смысле, т. е. увеличивает падение
давления при большой мощности.
Одновременное изменение величины сжатия вместе
с наполнением, легко выполнимое перестановкой эксцентриков
плоским регулятором, дает, помимо желаемого соответствия в ЦВД
с давлением в ресивере, также и наилучшие условия в отношении
перепада давления, ибо оно уменьшает перепускаемое количество
пара при хМалых наполнениях ЦВД, при больших, наоборот,
задерживает меньше пара во вредном пространстве. Кроме того, при
большом сжатии и малых наполнениях появляется вместе с тем
раннее предварение выпуска, так что петлеобразование может быть
вполне предотвращено. Это свойство хорошо используется для
промежуточного отбора пара.
Табл. 6 (стр. 235) дает действительную степень
расширения при величине вредных пространств в 6% для ЦВД
и в 8% для ЦНД.
Для этой степени расширения коэфициент давления ср/
подсчитан соответственно с малой выбранной степенью
полноты диаграммы ср = 0,60 при применении закона расширения ,
pV= const для очерчивающей гиперболы (см. выше)*
Выбор округленной величины облегчает удобный пересчет для меньшой или
большей степени полноты, требуя лишь пропорциональное уменьшение или
увеличение табличных значений.
Вторая группа содержит коэфициенты давления, подсчитанные
для адиабаты насыщенного пара pV1,13° = const как огибающей,
применение которой при перегретом паре также -допустимо, ибо

Подсчет индикаторной мощности 2оО
Таблица 6. Значения коэфициентов давления при соответственной степени
полноты диаграммы (60—У0°/0)
Для различных наполнений и объемных соотношений при вредных пространствах
в 6% для ЦВД и 8°/0 для ЦНД
Наполнение ej
«=Г
CQ
Ю1
цнд
ношении к
н
о
Начальное давление
Конечное давление
— El
Ра
Полная
степень расширения
. _ (4N + 1) v
Коэфициент давления
?Д(1+е0)
при pV= const
9=0,6
Коэфициент давления
*Л 1,135(1 + 6о)
при /?И»1^ = const
<Р = 0,7
Л„ Л^ 1 Показатель
Объемное Объемное кривой рас-
соотношение | cooiношение | ширения
<у
со я
2 к
Я >
si
о
о
1
1,1
1,2
1,3
2,25
2,5
3
4
2,25
2,5
3
4
2,25
2,5
3
4
0,10
6,625
8,005
9,670
11,683
15,1875
16,8750
20,2500
27,00
0,1561
0,14455
0,12726
0,105779
0,16198
0,14879
0,128357
0,101656
0,20
4,077
4,696
5,4003
6,2150
9,346
10,385
12,481
16,615
0,22265
0,206256
0,182*6
0,14628
0,23744
0,218897
0,189718
0,150663
0,30
2,944
3,281
3,6537
4,0703
6,750
7,500
9,00
12,00
0,279858
0,260304
0,230598
0,185535
0,30258
0,280175
0,244377
0,19546
0,40
2,30435
2,505
2,7231
2,96017
5,2826
5,8690
7,0434
9,3913
0,3255
0,303456
0,27184
0,221884
0,3594
0,3342
0,293.58
0,23656
0,50
1,8928
2,0177
2,1504
2,2921
4,3392
4,821
5,5857
7,7143
0,3685
0,34518
0,3064
0,2552i6
0,40937
0,38218
0,34513
0,274398
она лучше сходится с линией расширения в ЦВД. И здесь данные
величины подсчитаны с соответствии с той же степенью полноты,
а именно 0,7 (с округлением), что для наименьшего из
приведенных наполнений дает приблизительно те же значения, как и при
степени полноты 0,6 при пользовании кривой pV= const. Последняя
имеет преимущество большей общности применения: адиабата,
проведенная через начальную точку расширения в точке впуска,
врезалась бы при насыщенном паре в диаграмму ЦВД.
Следующая табл. 7 дает изменение степеней полноты и
отдельных потерь при различных степенях расширения для приведенных
условий, отнесенных к законам расширения pV — const и /?1/1,135 =
= const; обе кривые исходят от среднего давления впуска. Потери
подсчитаны для: 1) противодавлений в ЦНД как средних значений,
включая сжатие и с некоторым замедлением устанавливающееся
разрежение, возрастающих притом с нагрузкой (при предположении
хороших соотношений); 2) вредных пространств, несколько увели-

236 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
чивающихся в своем абсолютном значении, из-за возрастающего
давления ра в ресивере (в предыдущем случае, с учетом величины
вредных пространств в 6 и 8% и объемного соотношения 1:3, даны
в отношении 0,06/3 • (13 — давление в ресивере ра) -f- 0,08 ра,
выраженном как редуцированное давление в ЦНД; 3)для работы сжатия
в ЦВД, опять-таки отнесенной пропорционально объемному
соотношению к ЦНД.
Таблица 7. Индикаторные давления рприв и степени полноты, т. е.
суммарные потери, подсчитанные для рх = 13 ата, 280° Ц
Объемное соотношение 1:3, вредные пространства ЦВД 6%, ЦНД 8°/0.
Отсечка в ЦНД 40°/0, цилиндр и ресивер не обогреваются. Машина работает с
конденсацией; противодавление на диаграмме увеличивается в связи с мощностью
с 0,15 до 0,25 am

Наполнение
е1Я
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 \
Обозначения
Приведенное индикаторное давление
Рприв
Степень полноты в°/0для pV = const
„ п п = 1,135
Приведенное индикаторное давление
Рприв
Степень полноты в °/0 дляр V = const
•> » » п /1=1,135
Приведенное индикаторное давление
Рприв
Степень полноты в °/0 для р V = const
„ п = 1,135
Приведенное индикаторное давление
Рприв
Степень полноты в °/0 для pV= const
» „ п = 1,135
Доля
индикаторной мощности
1,55
56,2
65,0
2,43
62,1
69,0
3,12
63,0
68,7
3,73
63,2
68,5
1. Доля противо- II
давления,
включая сжатие в ЦНД|
0,200
7,3
8,4
0,240
6,4
6,8
0,280
5,6
6,2
0,320
5,4
5,9
2. Доля вредных
пространств
0,356
12,9
14,9^
0,400
10,2
11,3
0,460
9,3
10,1
0,500
IS.2
3. Доля сжатия
в ЦВД |
0,083
3,0
3,5
0,130
3,3
3,7
0,176
3,6
3,9
0,203
3,4
3,7
Суммарная сте- ||
пень полноты в %
79,4
91,8
82,0
90,8
81,5
88,9
80,5
j 87,3
1
4. Конечные
потери в о/0 ||
20,6
8,2
18,0
9,2
18,5
11,1
19,5
12,7
Здесь принято, согласно обычному исполнению, что паровыпускное
распределение ЦВД остается неизменным, что для средних
степеней наполнения дает надлежащее, а для малых наполнений слишком малое*
сжатие.
Тщательной проверкой, рациональной установкой парораспределения и
выхлопа через паровыпускные отверстия в ЦНД можно улучшить степень полноты.
Ресиверам следует давать умеренную величину; при этом необходимо обращать
внимание на влияние угла между кривошипами и их последовательности; 100—105°
большей частью лучше, нежели 90°.
Ввиду очень малого применения машин тройного расширения и компаунд,
работающих без конденсации, особые таблицы для таковых здесь отсутствуют.
Расчет ведут аналогично, пользуясь различными таблицами и вводя повышенное

Оценка среднего индикаторного давления 237
значение противодавления при выхлопе в атмосферу. При этом рекомендуется
проверять результаты вычерчиванием совмещенной диаграммы, причем безусловно
необходим подсчет количества пара, как то изложено ниже.
Ь) Оценка среднего индикаторного давления
Во многих случаях отказываются от последовательного
подсчета индикаторных давлений и выбирают их в некотором
соответствии с заданным давлением пара (могущим оказаться меньше,
нежели то, для коего построена машина), принимая во внимание
увеличение работы в будущем, если речь идет об установке,
подлежащей известному развитию.
Ошибка, заключающаяся в слишком скупом определении размеров н о-
в о й машины, не должна иметь места уже вследствие часто встречающейся
недооценки потребной мощности. Там, где ограниченность средств вызывает
необходимость установки менее мощной машины, всегда должна быть предусмотрена
возможность замены таковой более мощной, или выбрана одноцилиндровая машина,
расход пара в которой может быть очень хорош при перегреве, которая
впоследствии могла бы быть превращена в машину-компаунд, если для начала нельзя
обойтись с очень удобно поддающимся замене локомобилем.
Из этих соображений расчет новой машины, в особенности
в тех случаях, где дело касается установки полной
компаунд-машины, часто производится таким образом, что машина вначале
работает с очень малым лежащим у нижнего предела экономичных
нагрузок наполнением, причем и существующее давление в котле
также не используется полностью. Соображаясь с подходящей
величиной котла и высоким перегревом, можно и в таких случаях
добиться удовлетворительного расхода пара.
Коль скоро коммерческая выгодность установки обусловлена
стоимостью машины, то следует полный расход, включая все
принадлежности, передачу и здание, также и для котельной, противопоставить ожидаемому
расходу топлива и его стоимости. Во многих случаях выявляется
необходимость использования отработанного пара или его отбора, что обусловливает
соответственную конструкцию машины, пренебрегая малыми степенями наполнения.
Соображения, которые следует принять во внимание при оценке
расчетной нагрузки и допустимой перегрузки, в особенности в связи
с имеющимся давлением в котле, нагляднее всего определяются
терминами нормальная нагрузка, наибольшая
длительная мощность и кратковременная
максимальная мощность, первоначально введенными для локомобилей,
теперь, однако, получившими более широкое распространение.
Грассман (Grassmann) рекомендует х) следующие средние
индикаторные давления для нормальной мощности, в
зависимости от среднего давления впуска pt ama\
для одноцилиндровых машин с конденсацией M = l»2-f-0,2 рп
» п „ без конденсации р$ = 1,2 + 0,25 pXt
п двухцилиндровых машин-компаунд с конденсацией . . рПрив =1,2 + 0,09 ри
J) Grassmann, Anleitung zur Berechnung einer Dampfmaschine, 4 Aufl.,
Berlin 1924, J. Springer. 5

238 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
для грехцилчндровых машин-компаунд Рприв = 1 >2 + 0,0е) р\
„ трехцилиндровых машин-компаунд с большим герепа-
дом давления во всех трех цилиндрах (судовые машины) Рприв = *»б + 0,07 pt
При этом он указывает, что для получения запаса мощности р{
следует понижать на 0,1—0,2; для строго фиксированной мощности
можно указанные рг настолько же повысить. В машиностроении нет
еще полной согласованности, — для номинальной мощности
принимают и высшие значения до 1,2 + 0,12 р^ или более низкие, что,
в особенности, имеет место для локомобилей, or которых регулярно
требуется наибольшая длительная и максимальная временная
мощность. В общем, можно согласиться с данными Грассман; следует,
однако, отметить, что возрастание вместе с давлением не должно
итти так быстро. Конструкции главнейших машиностроительных
заводов дают для
одноцилиндровых прямоточных машин (с конденсацией) Рприв =% +0,11 рх
для двухцилиндровых машин-компаунд Рприв =1>7Н-0»06р1
Наибольшая длительная мощность принимается на
20—30% выше нормальной, т. е рприв на 0,05—0,06р1 больше,
временная максимальная мощность берется еще на 10—-15% больше
или рприв на 0,07—0,08 рг больше нормального. Пределы
наполнения, соображаясь с регулированием и пониженным давлением,
расширяются еще больше.
При частичных нагрузках до х/з нормальной мощности
(осторожнее рассчитывать на половину) распределение и
использование пара должны оставаться безупречными. Исключением отсюда
являются машины без конденсации при увеличенном противодавлении,
имеющие соответственно большие наполнения и хорошо
работающие при нормальной мощности и, наоборот, при частичных
нагрузках, быстро сводящие расширение ниже противодавления. Дабы
избежать петлеобразований, существенно увеличивающих расход
пара, в соответственных случаях приходится прибегать к
специальным устройствам.
с) Подсчет расхода пара
1. Индикаторный и действительный расход пара. Видимое
или индикаторное количество-работающего в цилиндре пара Gинд
в каждом месте диаграммы определяется произведением из объема
(включая вредное пространство) на соответственный удельный вес.
Если пар насыщенный, то удельный вес может быть взят
непосредственно из таблицы для водяных паров (т. I, стр. 668, „Теплота").
Подсчитанное таким образом видимое количество пара всегда
оказывается меньшим действительного, ибо существуют потери от
конденсации.
Действительное количество пара в цилиндре состоит из
поступившего из котла так называемого рабочего'пара G и из
заключенного во вредном пространстве, возвращенного в процессе

Подсчет расхода пара
239
сжатия, количества G0. Первое определяется измерением расхода
питательной воды по котлу. Однако из этого количества не
достигают цилиндра: 1) конденсат в паропроводах, 2) конденсат из
паровых рубашек цилиндров, крышек и ресиверов, в случае их наличия.
Поэтому под рабочим паром следует понимать лишь количество,
поступившее действительно в цилиндр. Расход пара в паровой
рубашке Gm следует, разумеется, включать в общий расход пара
на машину.
Количество пара, возвращенного при сжатии С0, может
только приближенно быть определено из диаграммы; при этом обычно делают
предположение, что пар этот в начале сжатия сухой. При работе
насыщенным паром и с конденсацией увеличение видимого количества пара
во время сжатия указывает на присутствие в паре значительного количества воды.
Поэтому приходится вести расчет с наибольшим видимым количеством, которое
проявляется часто уже при низких давлениях. Для очень больших сжатий в п р я-
моточньн машинах увеличение проявляется позже, указывая на
появляющийся перегрев и сухое состояние в начале.
В ЦВД, в особенности при обогреве стенок и крышек цилиндра,
предположение о сухости начального состояния в общем допустимо; при высоком
перегреве есть основание предполагать о перегретом состоянии пара, если сама
линия расширения большей частью проходит в области перегрева, так как средняя
температура стенки в конце цилиндра выше температуры выпуска. Влияние
количества пара сжатия зависит от величины вредных пространств и величины сжатия,
откуда можно определить необходимость точного исследования. Ошибка,
происходящая от неточности определения бг0, большей частью незначительна.
Исследование индикаторной диаграммы в отношении
видимых количеств пара имеет целью, на основании опытных данных,
установить перерасход пара и сравнить его с данными практики.
Это дает возможность получить общий обзор условий работы и
состояния машины. Если видимое количество пара GUHd меньше,
чем G + О0, то налицо потери от конденсации; пар в таком случае
содержит количество воды Gyp== G + G0 — Gafid, указываемое,
между прочим, в % от видимого количества или от G; отсюда по
удельному объему пара х, определяемому по GUHd = x(G-\- G0),
содержание воды в паре 1 — х. Если пар в рассматриваемом месте
цилиндра еще перегрет, то количество его, подсчитанное для состояния
насыщения, окажется слишком велико. Из действительного
количества G + Go находят удельный объем перегретого пара и по табл.
6 и 7 (т. I, Хютте, стр. 672) его температуру. Эта последняя в конце
впуска, отнесенная к среднему давлению впуска, значительно ниже
температуры вступающего пара, замеренной перед машиной. К началу
расширения, где давление часто понижено более, чем на 2 am,
вследствие торможения при впуске, и пар притом произвел уже
некоторую работу расширения, существуют еще более низкие
температуры. Поэтому рационально продолжить линию расширения и
производить расчет на среднее давление впуска.
Разница между видимым количеством пара к концу впуска,
отнесенным к среднему давлению впуска, и количеством пара
сжатия называется индикаторным (по Храбаку полезным)
расходомпара.

240 Т. III. Отд. а. Паровые машины. Г. Раечет
Часовой расход:
А' = 3600 Fc [(Ч + е0) 71 - (•* + Ч) Ы
и на индикаторную лошадиную силу в час:
Jy/i Pi
причем еЛ и ffc относятся к моменту, принятому на линии сжатия.
При перегреве можно было бы по смыслу считать по
действительной температуре поступающего пара, определяя отсюда его
удельный вес. Однако при предварительном подсчете, вопреки методу
расчета для насыщенного пара, стараются учесть суммарные потери
от охлаждения путем подсчета удельного веса пара в конце впуска,
исходя из соответственно уменьшенной температуры.
Рекомендуется также вычислить видимое количество пара и
для состояния в конце расширения (но только для того
положения, которое еще не затрагивается предварением выпуска),
ибо это нагляднее всего дает возможность судить об изменениях
состояния во время расширения, а также и поверяет оценку расхода.
При насыщенном паре в конце расширения налицо большое
видимое количество, при работе с перегревом — чаще всего уже
насыщенный пар. Понятие о конечном состоянии необходимо также
получить подсчетом потери от несовершенного расширения (см.
ниже).
Для многоцилиндровых машин расчет относят к ЦНД,
как если бы наполнения, уменьшенные в отношении объемов, имели
место в этом последнем, причем полная мощность отвечает
приведенному давлению рприв'<
с:=^=^г^[(£ш+£оя)^-(£ад+Ч'Гад]-
По сути дела видимое количество или расход пара ЦСД при
его объемном соотношении (приведенном к ЦНД) может быть
подсчитано точно так же. Равным образом рекомендуется вычислить
расход CN или видимое количество GN в ЦНД, относя их к
полной мощности
C'iN = *]^~^ (Чм + г0М] Tltf — (4N + B0NJ TftTVj *
Для собственной мощности вместо рприв в формулу
вставляют индикаторное давление piN, получая Сш соответственно
больше.
Для предварительного подсчета следует делать простой, непосредственный
подсчет полезного расхода пара на основании принятых для полного расчета
положений.

Подсчет расхода пара
241
При дальнейшем пользовании установленным этим путем
индикаторным или полезным расходом пара сгедует иметь в виду, что
вычитаемое количество пара сжатия лучще всего определяется по
весу, но в отношении сьоего теплового состояния в конце сжатия
отнюдь t2 было равноценно вступающему рабочему пару.
Соответстьенно этому изменяется тепловое состояние после
происшедшего смешения G с G0, что при известных обстоятельствах
имеет заслуживающие внимания следствия.
2. Потеря от охлаждения. Потеря от охлаждения
обусловливается, главным образом, теплообменом между паром и стенками,
но включает также и потери от лучеиспускания. Часть ее отнимается
от протекающего пара при входе ею в парораспреде^ите.ьную
коробку и Подводящие трубы и в большинстве случаев не
определяется в отдельности; равным образом определяется расход тепла
паровыми рубашками стекок и крышек, часть которого относится
к лучеиспусканию. Особыми измерениями во время стоянки мапгшы
можно найти исходные точки для оценки потери на лучеиспускание;
большей же частью она остается невыделенной из потери на
охлаждение и в расходе пара на обогревание.
При работе насыщенным паром потеря от охлаждения
учитывается в расчете добавочной С] (или D() к индикаторному
расходу Ct (Dt), так как для нее могут быть даны очень удобные
практические правила.
Для перегретого пара предыдущий расчет проще всего
оказывается при уменьшенных температурах впуска. Полное п<
выставление о явлении, в особенности о влиянии пара сжатия, может быть
получено только путем подсчета теплообмена.
Подсчет теплообмена. Для решения данной задачи лучше всего служит
основное положение Грасгофа. Оно приведено с обозначениями: /—начало, 2—конец
расширения, 3—начало, 4— конец сжатия. Если
ALlx — абсолютная, т. е. отнесенная к противодавлению, равному нулю, работа
впускаемого в цилиндр пара в к~-кал для одного хода,
ALU— абсолютная работа сжатия,
Фз4 — теплоотдача стенками во времт сжатия,
Qtx — теплоотдача во время впуска,
Gi — теплосодержание рабочего пара перед впуском,
G0u3 — эне гия пара при начале сжатия,
О0и4-— энергия папа в конце сжатия,
(G-hGo)^ — энергия общего количества пара к концу влуска,
то для сжатия действительно выражение
G0w4 = Gu«3 -f АЪ* - Q34»
причем AL3i может быть подсчитано из индикаторной д гаграммы. Конец сжатия 4
должен быть замерен перед началом предварения выпуска. Для периода впуска
существует равенство
ALn + Qn - Gi + G0w4 - (G -f- G0) ux
или
G (/ — uj) — GQ (u± — «J.
Подсчет может быть произведен для действительного начала расширения
(точка перегиба Е на фиг. 1, стр. 216) или для продолженной назад линии расшя-
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник, для инженеров, т. III. 16

242 ,Т. III. Отд. г. Паровые машины. I. Расчет
рения при среднем давлении впуска. Если продолжение шло адиабатически, то
в результате получается та же величина Q4I.
Так как ошибка AG0, сделанная при определении Q0, может иметь значение
лишь как величина AG0 {их — «J, то ее влияние уменьшается с увеличением
конечного давления сжатия. Суммарной теплоотдаче стенкам вовремя
сжатия и впуска отвечает сумма
Qu + Q34 = Gi + GQu3 + AZ34 - AL41 - (G+G0) ux%
указывающая, что при определенной степени наполнения, характеризующей
абсолютную работу вступившего в цилиндр пара и видимое его количество, а тем
самым и (G -}- Go) wi> влияние количества пара сжатия на начальное состояние и3>
величину G0 и потребовавшуюся работу сжатия, уменьшается. Так как при малой
степени сжатия потери от теплообмена, вообще говоря, могут быть меньше, чем
при большой, то влияние небольших второго и третьего членов может быть
покрыто только ббльшим G, т. е. большим расходом.
Воззрение на то, что так называемая потеря от охлаждения отвечает
сконденсировавшемуся в конце впуска количеству пара, вследствие чего должно было
бы быть d".— (1—#1) (G-\-G0) и тепло, переданное^стенкам, равно(1—^)(G-fG0) (/—/')»
совершенно не учитывает процесса сжатия. Равно и в отношении теплообмена
во время впуска оно могло бы иметь место, если конечное состояние сжатия
приводило бы к состоянию пара при впуске; расчет предположен для среднего
давления впуска.
Все величины находятся под влиянием неточности опыта и некоторых
неплотностей, которые, во всяком случае, при общепризнанных хороших цифрах расхода
пара не могут иметь значения.
Работа насыщенным паром. Одним из основных пунктов для
определения величины потерь от теплообмена является характер
кривой расширения. Почти всегда эта кривая показывает в конце
большее видимое количество и большую энергию пара, чем
вначале. Таким образом, не только возрастание энергии, но и вся
абсолютная работа расширения покрывается обратной теплоотдачей
стенок. Подсчет теплоотдачи во время расширения может быть
произведен по уравнению
fta = AtJa + (G + G0)(aa-i«l).
Однако общее количество тепла, подведенное к стенкам, больше,
ибо оно должно покрыть также и лучеиспускание в окружающую
среду и передать тепло остаткам влаги на стенках во время выхлопа.
С другой стороны, стенки получают тепло от трения поршня и
(в случае применения) путем обогрева паровой рубашкой. В
последнем случае, разумеется, уменьшается и теплообмен рабочего пара.
Конструкция машины оказывает влияние в смысле
величины поверхности вредного пространства,
выраженной, в зависимости от конструкции и размеров органов
парораспределения, в кратном отношении к площади поршня.
Отношение это может составить от 3 до 8 и, так как теплообмен
обусловливается, главным образом, этой площадью, то тем самым он
должен зависеть от ее величины. Однако решающей при этом
является поверхность, лежащая в потоке пара; узкие
промежуточные пространства, как например, так называемые крышечные пазухи,
могут быть опущены из рассмотрения или же учитываться
пониженно. При таком предположении можно установить известную
пропорциональность между величиной этой поверхности и потерями

Подсчет? расхода пара
243
от теплообмена со сравнительно удовлетворительной степенью
приближения, если отнести потери к определенному промежутку
времени, т. е. выражая их абсолютной часовой величиной Dr
Таким образом, можно принять следующие положения:
1. Часовая величина потери от охлаждения, в
пределах употребительных степеней наполнения, очень мало или совсем
не изменяется^ потому может рассматриваться как постоянная.
Обычно при малых наполнениях (5—10 о/0) величина потери будет несколько
меньше, быстро приближаясь к почти постоянной величине с увеличением
наполнения или, слабо возрастая, в пределах до 40°/0. Наибольшие отклонения составляют
не более 5—10о/0.
Это заставляет сделать предположение, что рабочая поверхность цилиндра
в большей своей части не оказывает вредного влияния или выравнивается в своем
действии иными условиями (между прочим, возрастанием температуры в цилиндре
при увеличении наполнения). Поэтому оказывается достаточным ограничить
вредные поверхности путями пара, органами парораспределения, коль скоро они лежат
в камере наполнения, поверхностями поршня и крышки, включая и поверхности
колец внутри расточенной части цилиндра. Следует обратить внимание на то, что
кромка поршня при начале хода лишь с очень малым зазором входит в расточку
цилиндра и только затем вступает на рабочую поверхность последнего.
Благодаря этому обстоятельству должно уменьшиться влияние охлаждения. При
изучении малых наполнений не следует упускать из виду, что индикатор1 часто искажая
линию впуска, может повести к переоценке наполнения и видимого количества
пара; отсюда получаются слишком малые значения потерь.
Величина вредной поверхности определяется из
чертежа цилиндра. Значения, несколько меньшие четырехкратной
поверхности поршня, легко досгижимы в прямоточных машинах и при
парораспределении цилиндрическими золотниками с короткими
каналами. Для оценки этой поверхности в машинах с клапанным
распределением может служить то обстоятельство, что двухседельные
клапаны обычной конструкции, дают вредную поверхность, почти
равную 0,25 (5 + S0/dv ) Tzd2v, причем dv — верхний диаметр
клапана в свету в см. Поэтому скорость поршня в сильной степени
обусловливает величину вредной поверхности; на малых машинах
это сказывается значительно более неблагоприятно, чем на больших;
в ЦНД, наоборот, лучше, ибо их клапаны должны обладать более
ограниченными размерами. Тщательное исполнение цилиндра, так же
как и применяемое, иногда устранение клапанных коробок, дают
известное сбережение.
2. Часовая величина потери от о х л ажде ни я
представляется, главным образом, зависящей от плотности
пара, для чего обычно пользуются давлением впуска ръ выражая
искомую зависимость через Vp\- Общепринятая зависимость от
температурного перепада не применима для определения часовой
потери. Часто последняя даже увеличивается, если при одном и
том же давлении впуска увеличивается противодавление; поэтому
очень существенно уменьшаются потери от охлаждения, отнесенные
к вредным поверхностям при одном и том же перепаде температур
между средним давлением впуска и противодавлением, если дело
касается низких давлений, например в ЦНД.
3. Повышенное число оборотов и скорость поршня
16*

244 T- IJI- 0тД- 2- Паровые машины. I. Расчет
не уменьшают величины часовой потери на охла-
ж д е н и е; при большом числе оборотов скорее имеет место
обратное. При этом абсолютное значение увеличивается, по крайней
мере, в отношении больших вредных поверхностей, вытекающих
из необходимых больших размеров проходных сечений.
4. Обогревание стенок и крышек цилиндра
уменьшает потери от теплообмена, в особенности
при малых наполнениях. Общее количество, включая и расход
паровой рубашки, уменьшается приблизительно на потерю
последней, или, в области нормальных нагрузок, на 10 — 15% от общей
суммы потерь при работе без паровой рубашки. Поэтому при
обогревании наблюдается относительно большее видимое количество
пара; ему отвечает только умеренный сдвиг линии расширения,
т. е. лишь малое увеличение работы, полученной от
израсходованного количества пара. Расход на обогревание стенок и крышек
возрастает при сыром паре. Расход пара на паровую рубашку в
малых машинях больше в отношении к их мощности, средние
величины в УВД 0,2 — 0,3 кг/1л.сл.
Применение рубашек выходит из употребления, ибо
они затрудняют смазывание поршня и становятся бесполезными при перегретом
паре; обогрев крышек применим; однако в последнее время его целесообразность
также оспаривается. Можно считать, что применение обогрева стенок и крышек
целесообразно лишь в тихоходных машинах, даже и при работе насыщенным паром.
5. Влажность пара увеличивает потерю от
теплообмена приблизительно на соответствующую ей величину.
6. Относительно сжатия приближенный расчет дает только
порядок оценки. Все данные относятся к обычным средним
величинам сжатия в машинах нормального типа. Точный подсчет
теплообмена дает указание, что уменьшение потерь происходит благодаря
повышенному сжатию, при предположении, что влажность
возвращенного количества пара не велика. Последнее обстоятельство может
иметь следствием заметное увеличение потерь в машинах обычной
конструкции с конденсацией и при высоком противодавлении
с небольшим избытком конечного давления или
петлеобразованием.
7. Выпуск через прорезы уменьшает потерю
от теплообмена, по общему мнению, благодаря быстрому,
непосредственному удалению влажного пара в конце хода,
вследствие чего отнятие тепла во время обратного хода поршня должно
в большей мере отпасть. При высоком вакууме потеря от
теплообмена уменьшается и, как о том позволяют судить имеющиеся
опытные данные, снижается ниже половины приведенных величин,
относящихся к машинам без выпуска через прорезы.
Это действие как-будто бы проявляется также в машинах с двумя рядами
выпускных прорезов и уменьшенным сжатием (конструкция Hunger—D.mag и др.),
где поверхность объема наполнения меньше, чем везде, вследствие чего имеют
место перебои линии расширения, благодаря привхождению объема прорезов во
время расширения. Поэтому цилиндры с прорезом в середине и замедлением
начала выпуска помощью выпускного клапана теряют основное преимущество-
прорезов.

Подсчет расхода пара
245
Часовая потеря от охлаждения на 1 см2 вредной поверхности
для машины обычной конструкции при среднем давлении впуска
около 9 ата, безразлично, работает ли рассматриваемый цилиндр
с. конденсацией или без нее, или, если речь идет о ЦВД какой-
либо компаунд-машины при работе без паровой рубашки, может
быть оценена в 0,05 кг/см2 час и до 0,06 кг/см2 час.
Последняя величина пригодна для неблагоприятных условий,
именно, зависит от состояния поверхностей, влажного пара и
сравнительно больших потерь на лучеиспускание малых машин.
Для других значений среднего давления впуска следует делать
пересчет в отношении У р. Если относить часовую потерю
непосредственно к площади поршня, то таковая в большом числе
исследованных старых машин с паровой рубашкой, включая и
расход на последнюю, колеблется между 0,16 и 0,22 кг/см2 час,
соответственно отношению поверхностей, близкому к 4. Быстроходные
машины без рубашки (отношение поверхностей от 5 до 8) дают
расход 0,25 до 0,4 и даже 0,5 кг/см2 площади поршня в час при
давлении приблизительно в 9 ата. Для ЦНД наивыгоднейшее
отношение поверхностей и получаемое уменьшение определяются в
отношении Y~P\ величины часовой потери на 1 см2 вредной
поверхности понижаются, например для среднего давления впуска
2,25 am на 0,025—0,03 кг/см2 час, большее значение чаще всего
следует приписать плохому водоотделению перетекающего пара.
Потеря на охлаждение на 1 индикаторную
лошадиную силу в час определяется из соотношения
и не требует никакой дальнейшей поправки в отношении скорости
поршня, если она уже была учтена при подсчете вредной
поверхности. В остальном имеют место положения от 1 до 7; для точности
следует обращать внимание на уменьшение потерь при очень малых
или очень больших наполнениях.
Данные X р а б а к а, касающиеся С/', основаны на
предположении, что величина С{г V с для определенного рода машин или
рабочего процесса постоянна. Храбак дает значение величины
С"V~c при насыщенном паре, включая и расход на паровую
рубашку, где таковая применялась (вследствие чего, однако,
подсчитана большая мощность при одном и том же наполнении и поэтому
меньше С"), согласно табл. 8.
Таблица 8. Значения Q" VT
для машин с кулиссным парораспределением 7,5—6,5
^ „ „ без конденсации с распределением
расширительными золотниками . # 6,0—5,0
для одноцилиндровых машин с конденсацией {^обогревом*. 4$~4$
„ двухцилиндровых „ „ п 4,0—3,5
„ трехцилиндровых „ „ „ 3,2—3,0
м двухцилиндровых „ без конденсации 4,2—4,0

246
Т. III. Огд. 2. Паровые машины. I. Расчет
Эти значения соответствуют исследованиям выполненных
сравнительно тихоходных машин и относятся к менее удачным
конструкциям (кулиссное парораспределение машины без
конденсации) и к сравнительно малым наполнениям многоцилиндровых
машин с обогревом и малым С", поэтому для современных
условий дают слишком большие величины. Меньшие цифры пригодны
для более совершенных машин; таким образом, учитываются
преимущества больших машин, которые выявляются в приведенном
методе расчета лучшим соотношением поверхностей и более
низкими величинами на 1 см2.
Работа перегретым паром. Опытные данные относительно
потери от охлаждения, которые здесь могут быть представлены
в виде температурного снижения, должны быть в дальнейшем
пересчитаны, ибо совершенно ясно, что для некоторой точки
линии расширения, лежащей на много атмосфер ниже давления
впуска, должны получаться значительно более низкие температуры
пара (или даже влажный пар, что легко установить помощью
энтропийной диаграммы), чем для расчетного наполнения,
отнесенного к среднему давлению впуска. Для машин без
конденсации и ЦВД машин-компаунд при наполнениях между 20 и 30%
при начальных температурах пара в 250—300° Ц, понижение
температуры для покрытия потерь на охлаждение составляет
приблизительно 60—80° Ц. Здесь также наблюдается, что
тепловое значение этой потери для малых и больших наполнений
остается примерно постоянным при своей абсолютной величине.
Для небольших наполнений в 8—10% в одноцилиндровых машинах
с конденсацией обычной конструкции, хотя бы и с обогреваемыми
крышками, оказывается, что температура перегретого пара в 300°
едва достаточна для того, чтобы гарантировать сухость пара
к началу расширения, в то время как при несколько больших
наполнениях устанавливается меньшая температурная потеря.
Прямоточные машины с обогреваемыми крышками в этом
смысле и здесь работают лучше, хотя одно это обогревание
понижает температуру при впуске, измеренную у впускного
клапана, на 25 — 30° Ц при нормальной и свыше 40° Ц при малой
нагрузке1).
Предыдущие цифры расхода представляются весьма
точным и при малых потерях на* неплотность впускного клапана,
однако достаточно достоверно известно, что при температурах пара
между 300 и 350° Ц теплоотдача стенкам при наибольших
употребительных наполнениях, — хотя и отнесенных к среднему давлению
впуска,— при плотных органах парораспределения и поршнях и
применении высокого сжатия становится чрезвычайно мала.
Подсчеты дают для Q34 + Q4i = 0,02 Gi до 0,04 Gi и указывают на
меньшее возрастание этой величины при* уменьшении наполнения,
чем при уменьшении сжатия.
1) Ср. Stumpf, Die Gleichstromdampfmaschine, 2. AufI, Munchen 1921,
R. Oldenbourg.-N a g e 1, Mitt., Forschungsarb., VDI, H. 300.

Подсчет расхода пара
247
При пользовании этими данными для подсчета вероятного расхода пара
следует иметь в виду, что зависимость потерь теплообмена от давления пара при
возрастающем перегреве становится очень мала. Связь с величиной вредной
поверхности приблизительно такова же, как и при насыщенном паре. Ход расчета
явствует из следующих примеров.
Пример 1. Машина без конденсации, работающая
насыщенным паром (стр. 224 и 225) при среднем давлении впуска в 12 ата и
противодавлении 3,2—3,4 ата по диаграмме. Для работы насыщенным паром видимое
его количество к концу впуска, отнесенное к среднему давлению впуска, вычисляется
для удельного объема сухого пара Yi =■ 5,96, объем пара сжатия из конечного
объема, большего, чем начальный (при ]2°/0) — для ук» Простой расчет дает:
sjs ! . . 0,1 — 0,2 0,3 0,4 0,5
р. 1,419 (1,8) 3,330 4,696 5,712 6,528 кг/см*
г\+Ч 0,17 - 0,27 0,37 0,47 0,57
Yfe 4,8 — 4,9 4,97 5,04 5,11 кг/л*
27 (в! -f s0) 5,96/^ . . 19,27 (15,19) 13,05 12,68 13,24 14,20
27- 0,07 ц1р€ . .'. . 6,47 (5,10) 2,78 2,00 1,67 1,48'
С4' , 12,80 (10,09) 10,27 10,68 11,57 12,72 кг/i л..с.ч
Для оценки потери от охлаждения определяется величина
вредной поверхности на основании данных стр. 245, в зависимости от размеров и
конструкции. Машина — горизонтальная, с клапанным парораспределением, диаметр
цилиндра 400 мм, поршневой шток диаметром 85 мм имеет двусторонний выход,
ход 700 мм при числе оборотов 150 в минуту. Таким образом ее индикаторная
мощность 56 р л. с. При скорости поршня 3,5 м и тщательном исполнении вредная
поверхность может быть принята равной 5,9-кратной площади поршня.
Величина потери, в виду высокого противодавления, должна быть принята
в 0,06 кг\см2 вредной поверхности, т. е. в 0,354 кг/см2 площади поршня. Это
значение, вследствие давления впуска в 12 am против 9 am следует увеличить в
отношении 1^1,33 до 0,408 кг/см* час.
Пересчет на 1 / л. с. ч. следует из
С." = 0,408 F : Fpi с/75 = 8,75/р.'
и дает
Cf" 6,16 (4,86) 2,63 1,85 1,53 1,34 кг/1Л.с.ч
С% 18,96 (14,95) 12,90 12,53 13,10 14,06 кг/i л.с.ч
+ Зо/о 19,53 (15,39) 13,29 12,90 13,49 14,48
при i л. с 79,5 (100,8) 186,5 263,0 319,8 365,6
Добавку в Зо/0 следует рекомендовать, когда дело касается насыщенного пара,
не прошедшего предварительно через паросушитель или (выключенный)
перегреватель.
Расход при 10о/о указывает на вредные последствия петлеобразования
вследствие расширения, идущего ниже противодавления; цифры в скобках — результат
предотвращения петель.
По Храбаку величины потерь будут С."Ус = 4 и до 6, а
для V с~= 1,87 С^" = 2,13 до 3,21, что отвечает наполнениям между 15 и 25°/0.
Количество тепла, участвующего в теплообмене в течение сжатия и впуска
(Q41+Q34) может быть подсчитано для всех величин наполнения по среднему
значению 250 кг кал/ч.
Пример 2. При работе этой же машины паром в 250° Ц, можно вести расчет
на небольшое понижение температуры в 60° в конце впуска, в предположении
высоко идущего сжатия и наполнения в 30°/0. Менее благоприятное соотношение
поверхностей могло бы соответственно увеличить понижение температуры.
Для меньших степеней наполнения имеет место потеря от конденсации, ибо
при ЗОо/о пар уже приближается к состоянию насыщения. Для оценки последней
можно исходить из предположения, что теплоотдача стенкам должна быть по
меньшей мере так же велика, как и при 30о/0.

248
Т. III. Отд. В. Паровые машины. I. Расчет
Как то явствует из последующих расчетов, расход пара определился в
11,46 Kz\i л, с. ч., отсюда часовол расход
G = 243,7.11,49 = 2792,8 кг/час,
теплосодержание которого /, соответственно состоянию пара перед машиной (253° Ц
при 12 am а) равно 702,9 кг-кал\кг. Количество пара во вредном пространстве,
подсчитанное для начала сжатия при 12°'0 хода, вредного пространства в 7о/0 и
при 3,3 ата равно 2,09 кг\Ь л. с. ч., или О0 = 50У,5 кг\ч., причем его и3 (сухой
пар) = 609,'5 кг-кал.
Энергия к концу сжатия определяется из конечного давления 10,9 кг ста, &и4 —
= 640,6 кг-кал/кг, энергия к концу впуска (IPO0 Ц) щ — 622,3 кг-кал/кг,
теплосодержание к концу впуска iL = 669,8 к?-кал\кг. Тепловое значение работы пара без
расширения определяется из площади поршня в 1200 см2, давления 12 ата, хода
в 0,21 м, соответственно наполнению в 30°/0 и числа оборотов в 150/мин. величиной
1200.12.0,21.150.2.60 : 427 = 127 475 кг-кал.
Тепловое значение работы, приходящейся на вредное пространство, AFsrPx —
= 297<i2,5 кг-кал (для <у0 = 0,049 л), абсолютная работа сжатия L-A — 23 476 кг-кал.
Подстановкой этих значений получается Q41 = 107000 и Q4i+ Qu=114600 кг-кал.
Если для меньшего наполнения, например 20°'0, должна иметь место одинаковая
или как-либо иначе оцененная величина теплообмена, то расчет ведут следующим
путем: прежде всего определяют количество пара в конце впуска при среднем
давлении впуска и удельном весе сухого пара, равном 5,96, что дает 14,859 кг/i л. с. ч.,
а для мощности в 163,74 i л. с.:
14,859 • 163,74 =г хх (С + G0) = 2432,3 кг\час\
далее принимают следующее положение; так как работа полного давления (без
расширения) AliX-\- AFSqPx является работой парообразования видимого количества
пара, то
А1а + (G + GQ)ux«(О + Go) (V + ххН') + хх (G + G0) 4V - AFs0P1 =r
= (O+G0) Ц + xx (G + G0) rx' - AEs0Px,
где pi', Ф/, rx — величины, отвечающие пограничному состоянию, взятые из
таблиц; тем самым может быть составлено и уравнение для теплообмена:
Qa = G (/ - ix') + G0 (к4 - гУ) — хх (G + G0) rx' + AFs0Px
107030 = G (702,9 — 189,9) + 502,3 (634,8 - 189,9) — 2432,3-478,2 + 29 742,5,
откуда определяется G = 1982 кг\час. Количество пара сжатия подсчитано для
сухого вначале пара при 3,25 ата, щ — для конечного давления в 10,4 ата. Потеря от
конденсации составляет, таким образом, 1982 + 502,3 — 2432,3 = 52 кг\час и удельное
количество пара к концу впуска после потери всего перегрева 0,979 кг/час.
Здесь оказывается достаточным вести подсчет для QiX. Однако не
представляет трудности вставить предыдущее равенство в формулу для Q41+Q34 и
считать, пользуясь суммой этих величин. Точно так же определился расход в 1153 кг/час.
при 10°'о. Для больиих наполнений не следует принимать то же понижение
температуры, как это, между прочим, делается. Точно так жг легко оценить потерю
в круглых числах, понижая ее с увеличением наполнения и делая повторное
небольшое изменение, если теплообмен представляется неправдоподобным. В виду
недостаточности опытных данных можно предварительно остановиться на том, что
часовая величина теплообмена — одинакова. Это достаточно точно при сделанном
предположении для 200° Ц при 40о/о и 210° Ц при 50о'о.
Следующее сопоставление дает важнейшие употребленные при расчете числа,
равно как и найденные величины расхода:
Ч
Pi
состояние пара
удельный вес ух
27(e1-f-s0)Yi/Pf .
кратность / л, с,
0,1
1,063
влажное
5,99
25,74
59,63
0,2
2,924
лажное
. 5,96
14,86
163,74
0,3
4,352
190°
5,902
13,55
243,7
0,4
5,430
200°
5,739
13,41
304,1
0,5
6,286
210°
5,587
13,68
352,0

Подсчет расхода пара
249
иш G^t^Xl) к^час 1532l° 2432'3 f33CI'7 4D78l° 4815,4
р' . . . .° 3,2 3,25 3,30 3,35 3,4Э
Yfe 1,723 1,748 1,774 1,7<9 1,824
27-0,19.4klPi .... 8,32 3,07 2,С9 1,70 1,49
кратность / л. с. дает
G0 к-/час 495,0 502,3 509,5 516,7 523,9
конечное давление
сжатия ата 10,0 10,4 10,9 11,3 Л,6
к4 боО.б 634,8 64J,6 644,3 643,6
G кг/час 1153 1982 2792,2 35t>7,3 4291,4
Gt = G/N. кг/i л. с. ч. 19,37 12,14 11,46 11,72 12,20
При предотвращении петлеобразования для наполнения в 0,1
и 0,2, индикат. давления 1,6 и 2 ата мощность оказалась равной
89,6 / л. с. и 168 i л. с, и так как для подсчитанного часового
расхода ничто не изменяется, то получается Q = 12,85 и 11,>$ кг/1 л. с. н.
Во всяком случае, вследствие обратного всасывания влажного пара
из выхлопного паропровода, потеря от охлаждения может
увеличиться.
Пример 3. Одноцилиндровая прямоточная машина с конденсацией, рабочее
давление пара 10 ата, 280° Ц перед машиной. Диаметр цилиндра 6оО мм, диаметр
поршневого штока с обеих сторон 150 мм* ход 800 мм, 150 об/мин, мощностью
141,3 рг i л. с.
Температура пара достаточно высока для того, чтобы принять, что при 5°/0
в связи с высоким сжатием, включая и теалоотдачу крышкам, к концу впуска при
среднем его давлении, можно еще располагать суяим паром. При 10J/o уменьшение
температуры может быть оценено в 6J° Ц и при больших наполнениях еще меньше,
обратно пропорционально объемам наполнения. Прочее сделанные предположения
легко осущесгвимы. Данные предыдущего примера по существу могут быть
применены, если при наименьших наполнениях должны были быть приняты потери
от конденсации.
Пар сжатия — пар вначале сухойу конечное давление получается по
изложенному на стр. 226. При увеличивающемся наполнении конечная температура
значительно возрастает против таковой же пара перед машиной.
Расчет дает следующие величины:
6t 0,05 0,10 0,15 0,20 J,25
р% 1,810 2,840 3,624 4,256 4,710
i л. с 255,7 401,3 512,1 601,4 665,5
принятое состояние пара к концу
впуска сухое 220° 237° 247° 253°
удельный вес Yi • . 5,018 4,502 4,323 4,220 4,17
27 (ex + 0,025) Yi/j^ 5,61 5,35 5,64 6,02 6,57
удельный вес пара сжатия тл . . . . 0,167 0,073 0,086 0,104 0,12
27-0,825 i]Jpi 0,82 0,57 0,53 0,55 0,61
С, кг/i л. с. ч 4,79 4,78 5,11 5,47 5,96
Все подсчеты, касающиеся влияния различных температур
перегрева, следует проверить путем определения полученного
сбережения в отношении расхода пара, расхода тепла и к. п. д. В
особенности хорошую помощь, благодаря непрерывному увеличению
в пределах работы насыщенным паром и работы при высоких
температурах, оказывает термодинамический к. п. д. при сравнении
нагрузок с равными, по возможности, конечными давлениями.
Вышеприведенные числовые значения достаточны для точного опре-

250 T- HI. Отд. 2 Паровые машины. I. Расчет
деления пограничных величин. В промежутке между ними
термодинамический к. п. д. при низких перегревах, вблизи границы
насыщенного пара, улучшается приблизительно вдвое против его
улучшения при температурах свыше 300°.
Следует иметь в виду, что охотно применяемые на практике данные
относительно уменьшения расхода пара, например 0,1 кг на 7° Ц и т. п., только тогда дают
верную картину, если при этом учитывается большая теплоценность
перегретого пара.
В смысле вышеизложенного нельзя говорить о постоянстве сбережения тепла.
Уменьшение расхода пара на 0,1 кг/i л. с. ч. сказывается в компаунд-машинах,
в пределах первого увеличения температуры на 50°, уже при 5°, в пределах же
последующего увеличения на 50°, требует последовательно около 8, 12 и 16°.
В общем, уменьшение расхода тепла на i л. с. ч.Л при равном возрастании
температуры пара на 5° против таковой же насыщения, может быть оценено в 1,
0,75, 0,6 и 0,4о/0.
В ЦНД влияние перегрева может сказаться только при
промежуточном перегреве, — в этом случае, при среднем давлении
в ресивере (1,5 ата при наполнении в 40—50%), 60° оказываются
достаточными для покрытия потерь от охлаждения.
Совершенно очевидно, что промежуточный перегрев, если он производится
рабочим паром перед входом в цилиндр, не дает того использования в отношении
подвода тепла во время расширения, как при непосредственном применении пара
полной температуры в первом цилиндре. Поэтому отправной точкой для
определения его полезности является желание некоторого уменьшения температур пара,
выходящего из ЦВД больших машин. Основным условием при этом является
недопустимость чрезмерного снижения температуры впуска и выбрасывание
конденсата, могущего образоваться в ресивере, в ЦВД1).
3. Потеря от неплотности. Приведенные в предыдущем оценки
потерь назначены со включением некоторой малой величины,
выявляющейся в хорошо обслуживаемых машинах как потеря от
неплотности. Поэтому они не требуют дальнейших добавок. Однако
легко понять, что умеренная неплотность впускного клапана,
устанавливаемая помощью линии расширения, легко может повысить
расход пара на 0,25—0,5 кг/i л. с. ч. Равно и неплотность поршня,
например в стыках поршневых колец, что определяется по
образованию зубцов в конце сжатия, может увеличить расход. Отсюда
вытекает необходимость проверки плотности непосредственно паром.
Связанные с этим недостатки следует устранять.
Для цилиндрических золотников безусловно рекомендуются
уплотняющие кольца, хотя в небольших, сравнительно,
конструкциях хорошие результаты получены и для тщательно
отшлифованных цилиндрических золотников, если они продолжительно
работают при одинаковой приблизительно температуре. При сильном
уменьшении температуры они, однако, становятся неплотными и,
наоборот, склонны к заеданию при возрастании температуры.
Безупречно выполненные цилиндрические золотники с
пришлифованными кольцами по меньшей мере равноценны клапанам,
превосходя их в применимости к любой температуре пара. Кла-
!) О влиянии промежуточного перегрева ср. Н е i I m a n n, Die Warmeaus-
nutzung der heutigen Kolbendampfmaschine, ZdVdl, 1911.

Исследование использования тепла
251
паны при изменении перегрева временно становятся несколько
неплотными или требуют подправки. Последняя в большинстве
случаев легче исполнима, нежели для цилиндрических золотников,
которые, благодаря плохой смазке и износу при известных
условиях, находятся в крайне запущенном состоянии.
Если желательно предусмотреть подобные случаи, могущие
иметь место в эксплоатации, то добавку С/", данную Хр абаком,
назначают в том смысле, что она в некоторой мере отличает
рабочее состояние от испытуемого. Эксплоатационный расход
повышается, кроме того, вследствие нагревания машины и колебаний
нагрузки (нарушение состояния равновесия). Разница легко
достигает 10%, превосходя эту величину в неблагоприятных случаях.
4. Полный расход. Совместное действие всех составляющих
дает расход на 1 i л. с. ч. Сг = С/ + С" + С"\ мало
различающийся в пределах употребительных наполнений; при более
благоприятном наполнении он понижается на 0,1—0,2 кг/i л. с, ч. против
смежных, отнесенных к наполнениям большим или меньшим на
5—10%. Большие наполнения увеличивают расход пара вследствие
преобладания потери от несовершенного расширения.
В предложениях машиностроительных заводов можно найти
примерно следующие данные о величинах расхода при различных
наполнениях и состояниях пара, причем часто вместо температуры
перед машиной при обогреваемых крышках дается температура
„по измерению у цилиндра", что дает разницу в 25 до 40° и выше
(при малых наполнениях и среднем перегреве).
Таблица 9. Расход пара в кг/i л. с. ч.
- * \ наполнение о/0 . Ю 15 20 25 30
Одноцилиндровые машины без кон- Насыщ. пар ... . 9,0 8,8 9,1 9,5 9,9
денсации для рабочего давления > 260° . .7,5 7,3 7,4 7,7 8,1
в 11—12 am ) 300° '.".'.'.'..'. 6^9 б',7 6^8 7Д 7^5
^ 1 наполнение % . . 7 10 15 20 —
Одноцилиндровые машины с конден- I насыщ пар 747679 83 —
сацией, обычной конструкции, > 260° *. б'о б'э б'1 б'4 —
9-10 am ) 300° \ \ '. \\ \\ б',4 5^3 Ь,5 5^9 —
} наполнение в ЦВД% 15 20 25 30 35
насыщ. пар .... 5,8 5,6 5,8 6,0 6,3
260* 4.9 4,7 4,8 5,0 5,3
300° 4,5 4,3 4,4 4,5 4,8
Значения пригодны для больших конструкций; для малых машин увеличение
составляет 10%. При теплой вбрызгиваемой воде (обратное охлаждение)
предусматриваются добавки по крайней мере в 0,1 кг/i л. с. ч. или 0,01 кг на каждый
1° Ц свыше 16°. Для температур ниже 16° никакой поправки не требуется.
d) Исследование использования тепла
Количество тепла. Непосредственно из полного расхода Q
в кг/i л. с. ч. путем умножения его на теплосодержание пара
перед машиной определяется количество тепла Сф, потраченное
в паре на 1 / л. с. ч., обозначавшееся до сих пор расходом тепла,
отнесенным к питательной воде при 0° Ц. Таким образом помимо

252
Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расчет
указания расхода тепла, отнесенного к истинной или принятой
температуре питательной воды, следует составлять расход тепла
именно относительно этой действительной температуры. Последняя
особыми мероприятиями (отбор пара) иногда может быть повышена
за счет рабочего процесса.
Таким образом определяющий в первую очередь качество
машины расход тепла выражается кочичеством его, подведенным
в рабочем паре (теплосодержание последнего), за вычетом теплоты
жидкости, заключенной в питательной воде, полученной от машины,
и увеличенным на те количества тепла, которые были дополнительно
подведены во время рабочего процесса (так, например, промежуточный
перегрев).
Коэфициент полезного действия. Механическая работа,
измеренная в тепловых единицах, в отношении к расходу тепла дает
величину термического к. п. д. Последний требует точного
указания относительно измерения механической работы (эффективная
мощность, индикаторная мощность в поршневых машинах, на
зажимах генератора, на валу, на окружности колеса в паровых
турбинах). Рациональнее всего представляется обозначение помощью
особого указателя:
1*е = 632 : Qe, Y)ti = 632:<?,.
Сравнение действительного рабочего процесса пара с
идеальным имеет лишь второстепенный практический интерес и только
тогда может быть использовано для оценки, действительной машины,
если идеальный процесс является тем пределом, к которому
стремится самый рабочий процесс. Этот идеальный процесс должен
быть выбран достаточно простым. Последнее в особенности имеет
место в процессе Клаузиуса — Ранкина, в котором пар
расширяется адиабатически и „полностью", без потерь, т. е. до
противодавления. Принятием этого идеального процесса
обусловливается подвод тепла при высшей температуре процесса.
Начальным давлением пара выбирается то, что
принимается как давление рассматриваемого количества рабочего пара
при равномерном движении перед впуском.
Противодавление м в процессе Клаузиуса — Ранкина, для машин с конденсацией,
выбирается давление, отвечающее температуре отводимого
конденсата при поверхностной конденсации или температуре охлаждающей
воды при смешивающей.
Мощность действительной машины в отношении к
мощности идеальной машины — или, обратно, расход идеальной
к расходу действительной — дает величину, обозначаемую
термодинамическим к. п. д. — r\td. Этот неправильно образовавшийся
термин должен быть заменен „к. п. д. относительно цикла
Клаузиуса — Ранкина".
Количество тепла, представляющееся использованным в идеаль- '
ной машине, устанавливается по энтропийной диаграмме путем
проведения вертикали от начального состояния пара (давление и
температура перед машиной) до давления низшего предела, соот-

Исследование использования тепла 253
ветственно адиабатическому расширению. В AS-диаграмме Миллье1)
(фиг. 17) расстояние этих точек непосредственно измеряется в
масштабе тепловых единиц; в S-Г-диаграмме (фиг. 18) отсчитывают
теплосодержание начального и конечного состояний по
соответственным линиям и затем вычисляют разницу.
Если на 1 кг пара при полном его расширении, например с 12 ата и ЗЭЭ° до
0,1 ата используется 195 кг-кал, то расход пара идеальной машиной будет
632,3 : 195 = 3,242 mji л. с. ч. Если действительный расход 4,6 кг, то относительный
к. п. д. равен 3,242 : 4,6= 0,705.
Фиг. 17. * Фиг. 18.
таться с потерей от несовершенного расширения, ибо ее тепловая
величина уже больше не подводится ни к одному из последующих
процессов в рассматриваемом цилиндре. Таким образом она является
основным признаком, отличающим поршневую машину от турбины.
Потерю от несовершенного расширения определяют из действительного
конечного состояния, ему соответствующего. При этом следует помнить, что
конечный объем равен соответственному объему цилиндра+объем вредного пространства,
что заключенное количество пара состоит из рабочего пара и пара сжатия (в
компаунд-машинах — пара ЦНД); этим достаточно точно определяется состояние пара.
Величину потери легко установить из энтропийной диаграммы.
На фиг. 18 приведен пример для S-Г-диаграммы, на фиг. 17 для /-S-диаграммы.
1) Ср. также Хютте, т. I, отд. „Теплота" стр. 678 и 679.

254
Т. III. Отд. 2. Паровые машины. Т Расчет
Последняя применима лишь в том случае, если она имеет также линии удельных
объемов.
Если р — конечное давление несовершенного расширения, р, — давление
в конденсаторе, то i — /. выражает работу в калориях для полного давления и
совершенного расширения ниже конечного давления. Выполняется только работа
полного давления (р— рЛ V • 1000/427 кг-кал, причем р2 и рк в am и V^ в м3.
Между тем конечное состояние не то, что определялось при нахождении
термодинамического к. п. д., если адиабатическое расширение было доведено,
например, до 0,6 am. В особенности, при насыщенном паре и, главным образом,
в компаунд-машинах конечный объем в ЦНД может содержать пар гораздо большей
влажности, нежели то имело место при адиабатическом расширении. Поэтому
следовало бы особо вычислять объем, приходящийся на 1 кг, ибо конечный объем
цилиндра вместе с вредным пространством заключает в себе количество пара
G -f- G0 (в компаунд-машинах G0 определяется по диаграмме ЦНД) и объем
F(s + Ч5)- Если G + G0 подсчитано для одного хода поршня, то
G+Gd М*
Потеря от несовершенного расширения определяется, таким
образом, из отмеченных величин/ —L — (р2 — р) V'•№ 000/427=26,9 кг-кал\кг,
в то время как потеря, считая по вертикали от начального состояния, равнялась
28 кг-кал\кг.
Потеря от несовершенного расширения для идеальной машины предыдущего
примера равна:
при конечном давлении ... 0,4 0,6 0,8 1,0 am
в среднем 9 15 19 22%
В действительной машине потеря может быть и меньше. Таким образом делать
сравнения с каким-либо совершенным процессом расширения, исходя лишь из
количества рабочего пара, ошибочно.
Следующая непосредственная тепловая потеря является причиной разницы
давлений в цилиндре (противодавление в диаграмме) и конденсаторе на пути поршня
от перемены хода и до начала сжатия. Между прочим, сумма обоих вышеназванных
потерь в калориях вместе с тепловой величиной индикаторной работы вычитается
из используемого при совершенном расширении количества тепла, а остаток
получает обозначение „остаточной потери". Эта последняя представляет собой
суммарный результат прочих потерь: дросселирования во время впуска, теплообмена, о г
несовершенного расширения в ЦВД, утечки между цилиндрами и лучеиспускания.
Эти потери снова отдают отвечающее им количество тепла последующим процессам,
причем тепло это частично используется. Поэтому их не следует суммировать
с предыдущими потерями.
При исследованиях, касающихся ЦНД, следует иметь в виду, что тепло Q^V
подведенного к нему рабочего' пара уменьшилось против имевшегося при впуске
в ЦВД в отношении теплового эквивалента мощности N^g ЦВД и его потерь от
лучеиспускания Qvg и, наоборот, увеличено, благодаря имеющемуся обогреванию
корпуса ЦВД и ресивера, на Qm#:
QN = Q _ 632,3 NiH - QvH+ QmH.
Следующая табл. 10 (стр. 256) дает общий обзор величин
расхода очень хороших машин и соответственных термических и
термодинамических к. п. д.
Относительно последующих особых вопросов нет еще обще-
установившегося мнения:
1. Обогрев корпуса и ресивера (промежуточный перегрев). До сих пор от
применявшегося для обогрева пара требовались те же качества, как, если он должен

Исследование использования тепла
255
был бы работать по процессу Клаузиуса — Ранкина на то же противодавление, как
и сама машина:
л^
^4-Q{i-ik) + Om(im-lkm)
Это мнение не учитывает того обстоятельства, что при процессе Клаузиуса —
Ранкина рабочее тело остается в виде воды при отвечающей противодавлению
температуре насыщения, в то время как обогревающий пар дает конденсат со
значительно большей теплотой жидкости. По таблицам Knoblauch, Raisch и
Hausen при
давлении пара в . . . . 5
теплосодержание i" . . 656,4
теплота жидкости . . . 152,3
или в °/0 от i" 23,2
10
662,5
181,4
27,4
20
666,2
215,9
32,4
30
666,8
239,3
35,9
60 am
665,2 кг-кал'кг
286,2 кг-ка г\кг
43,0
Ь00°.
30<Г-
гоо*
^х
Фиг. 19.
Обогревающий пар столь высокого
давления уже применен в промежуточном
перегреве В. Шмидта (ZdVdl, 1922)
и едва ли может оставаться без внимания
в отношении теплоты жидкости. Для этого
может быть произведен подсчет, если
применить к обогревающему пару круговой цикл
Карно. В этом последнем (изображенном по
Стодолю в S-Г-диаграмме (фиг. 19) отдача
тепла при постоянном противодавлении
продолжается лишь до момента достижения
адиабатическим сжатием внутренней пограничной
кривой при температуре впуска, т. е.
получается вода этой же температуры. При этом работа здесь окажется меньшей,
нежели таковая по циклу Клаузиуса — Ранкина, на величину заштрихованной
площади; она составляет Qm (Г 1 — Г2) : 7^ и, например, между 60 и 0,04 am
противодавления 379 (547,42—301,73) : 547,42 = 170,1 кг-кал/кг; сравнительно с этим по циклу
Клаузиуса — Ранкина на 1 кг пара переходит в работу 241 кг-кал.
Правда, цикл Карно требует всего лишь 379 кг-кал/кг, в то время как
цикл Клаузиуса — Ранкина 665,2—28,6 = 636,6 кг-кал/кг.
Оба способа расчета неприменимы, если обогревание цилиндра или ресивера
производится горячими газами (Швёрер, локомобили Вольфа) или
протекающим горячим паром, отдающим лишь часть своего перегрева (К е р г о ф,
Ш т у м п ф). В последнем_случае без каких-либо исключений следует вести расчет
на полное содержание пара перед машиной, как верхней границы, что равноценно
сумме истраченного на обогрев тепла и тепла в рабочем паре, с которым последний
действительно входит в цилиндр.
После основного предположения в цикле Клаузиуса — Ранкина, что все тепло
подводится при высших температурах, что, разумеется, распространяется на
количество пара, действительно вступающего в цилиндр, — представляется более
правильным прибавлять к рабочему пару тепло, подведенное при всяких условиях
в паре какого либо качества или в газах, как если бы оно было отдано этим
последним перед машиной. Примеры (Д ёр ф е л ь, Techn. Blatter, 1916) показывают,
что при этом получаются почти те же мощности, как и при существовавшем
доселе „расчете с двумя совершенными машинами". Зато при этом строго
учитывается возвращаемая в конденсате обогревающего пара теплота жидкости, и
расчет оказывается широко применимым.
2. Учет неполноты расширения. Результатом данных, приведенных в
дополнении к нормам 1899 г. для исследования поршневых паровых машин, было развитие
так называемого цикла Vdl, в котором адиабатическое расширение рабочего
пара производилось при действительной степени расширения обычной машины.
Недостатки этого предложения потребовали многих изменений: расширение было
ограничено тем же конечным давлением, как и в действительной машине (Н е i 1-
го a n n), другими же исследователями — равным рабочим объемом.
Расчеты этого рода предназначены исключительно для поршневых паровых
машин; поэтому оказываются неверными, если не ведутся на действительные
объемные величины машины с полным количеством пара (рабочий пар и пар
сжатия) и с учетом всех подведенных количеств тепла. Это воззрение опирается
на Клаузиуса (Abhandlungcn uber die mechanische Uarmetheorie, Braunschweig 1864;

Таблица 10. Расход тепла
Величины расхода лучших, машин, термический и термодинамический к. п. д. иикла Клаузиуса — Ранкина
Машина
О
Лев
Й S
§3
Я S
о
О
о я
я а
&я
в S
Э «
я
я 5
с g
я •>
о
=я
о>
к
Я"
ев
Я
й)
К
о
•я
си
Я
ев
и
Я
а>
О
«
Насыщенный пар . .
Перегрев ЗОЭ—350° Ц
Насыщенный пар . .
Перегрев 300—350° Ц
Насыщенный пар . .
Перегрев 270° Ц . . .
Перегрев 300—35(Г Ц !
Насыщенный пар . .
Перегрев 270" Ц . . .
Перегрев 300—350° Ц
Давление
впуска
am
10—12
8-10
10-12
8-12
12-15
Расход
пара
Kzfi л.с.ч.
10-8,5
7,25-6
7,5-6,51)
5,2-4,51)
7,5-5,5
6-4,8
5-4,2
6-5,1
5-4,5 ;
4,5-4
Расход
тепла
кг-калИ л.с.ч
6670-5380
530Э-4530
5000—4000
3S00-34J0
5000-3700
4300—3400
3360 -3230
4000-3400
3600—з:оо
3300-3000

Термический
к. п. д.
0,095-0,110
0,119-0,140
0,127-0,158
0,166—0 186
0,127—0,172
0,-47-0,184
0,173-0,199
0,158 -0,185
0,177—0,197
0,192-0,2и9

Термодинамический
к.п.д. t\ciR
0,645—0,716
Г,768—0,810
0,520—0,575
0,635-0,374
0,520-0,655
0,591-0,695
0,632-0,722
0,6^-0,680
0,657—0,717
0,714-0,735
Подогрев воды
возможен до
•
Свыше 9j° Ц
30 и до 45° Ц в
зависимости от вакуума
39—40° Ц; отбором
пара из ре ив^ра
60-ЫГ Ц
20—30° Ц; отбор пара
для подогрева тол>ко
в судовых машинах
1) Низшие величины получены только в прямоточных машинах.

Исследование использования тепла 257
Abhandlung V, Dampfmaschienentheorie), который одновременно подробно излагает
как процесс идеальной машины (стр. 178), так и машины с вредным
пространством и неполным расширением (стр. 198 до 229).
Наиболее благоприятный предельный случай, к которому при высоком перегреве
приближается поршневая паровая машина до малых % в отношении мощности и
расхода, — будет тот, который достижим в свободной от утечки пара и тепла и от
дросселирования машине — предположение, которое уже было введено Клаузиусом.
Исследование должно исходить из того, что вступающий пар смешивается
во вредном пространстве с уже имеющимся там паром. Анализ впуска примыкает
к калориметрическому расчету (стр. 241 и ел.), с той разницей, что Q,x отпадает и что
к концу впуска достигается идеальный объем наполнения V0 -f- Mi)i при котором
существует полное среднее давление впуска равное давлению перед машиной и
соответствующее полному количеству пара. Таким образом
О/ + G0w4 = (G + G0) • KG) -f APjVQ,
что после простого преобразования,
если вообразить сжатие
продолжающимся (по энтропийной диаграмме) до
давления впуска, при котором
достигается теплосодержание /(0)!), — дает
G/ + G0i(0) + AL0 = (G + G0)/G).
AL0— тепловая величина непроизве-
денной работы при продлении линии
сжатия между этой последней и
начальной ординатой. Большей частью
ею можно пренебречь.
Этим путем находят id) и
начальный объем при данном давлении
перед машиной, после чего можно
нанести адиабату расширения до конца
хода; при этом пользуются моментом
насыщения, определяемым из
энтропийной диаграммы. Рабочая площадь
сравниваемого процесса ограничена
адиабатой из верхней конечной точки
сжатия и давлением выпуска или в
конденсаторе.
То же рассуждение можно аналогично применить и к компаунд-машинам,
причем для каждого последующего цилиндра целесообразно вводить соответственный
объем пара сжатия и подведенное благодаря ему тепло (фиг. 20).
Таким образом можно получить к. п. д. каждого цилиндра порознь и
одновременно таковой для всей машины. Установленный этим путем к п. д. становится
на место применявшейся доселе сгепени полноты диаграммы (ранкинизирование),
представляя при этом несравненно более ценное орудие исследования, применяя
в качестве масштаба для сравнения фактическую предельную мощность.
Коэфициент полезного действия для
машин с конденсацией обычной конструкции бывает редко свыше . . •. 75°/0
машин без конденсации и компаунд достигает при насыщенном паре . 8Ф/0
при умеренном перегреве возрастает до 85 — (90)°/0
при nepeipeee свыше 280° и до 360° до 90 — (95)о/0
Цилиндры с выпуском через прорезы (прямоточные) в одиночку или в качестве
ЦНД компаунд-машин достигают и лучших результатов при высоком вакууме.
Цифры, приведенные в скобках, характеризуют очень хорошее исполнение.
Аналогичное определение к. п. д. пригодно и в случае промежуточного
отбора пара или перегрева.
*) Do erf el, Ober die Berechnung des Giitergrades der Dampfraaschinen,
Прага, „Technische Blatter", 1916 (Calvesche Buchhandlung). v
Зак. 2893. Htttte, Справочник для инженеров, т. III. 17

Jjg Ф. XIL Отд. а Паровые машины. I. Packet
e) Использование отработанного пара и промежуточный отбор
Аккумулятор пара. Для повышения экономичности работы
машин с прерывистым родом работы в горных и
металлопромышленных заводах, отработанный пар используется по предложению Рато
в турбине с конденсацией, причем неравномерность в подаче пара
должна выравниваться включаемым паровым аккумулятором.
В качестве таковых обычно применялись аккумуляторы Рато прежде
с железной массой, затем только с водяным объемом, приходящим
в сильное колебание в некоторых конструкциях. Далее коло коло-
образные аккумуляторы системы Balcke-Harle и других, с
подвижными, выполненными в виде газовых колоколов, вместилищами
(Thyssen) и, в качестве простейшего исполнения, неподвижные
вместилища соответственной величины с умеренным изменением
давления, например Estner-Ladewig (MAN). Давление пара лишь
немногим превышает атмосферное; разрежения избегают, дабы
предотвратить попадание воздуха, а также и из соображений прочности.
Совершенно различно работают аккумуляторы Рутса1),
использующие большие перепады давления для принятия или отдачи
больших количеств пара и выравнивающие нагрузку котлов при
сильно колеблющемся расходе пара. Эти аккумуляторы
обыкновенно включаются между двух сетей давления и не имеют задачей
использовать промежуточный перепад. Для использования
последнего существуют значительно более эффективные средства.
Использование отработанного пара для нагревания,
получения горячей воды, варки, выпаривания и других производственных
надобностей имеет большое экономическое значение вследствие
использования скрытой теплоты отработанного пара, которая иначе
теряется. Оно может быть осуществлено при известных
обстоятельствах путем малого увеличения противодавления при работе без
конденсации и с таковой. Если цели использования требуют
существенного повышения противодавления, то следует установить,
насколько при этом увеличится расход при одной и той же мощности
и возможно ли использовать отработанный пар полностью или в
большей части2). Если последнее не имеет места, то мощность
машины может быть приспособлена к потреблению пара,
недостающая же энергия должна быть получена иным путем. Иначе это
можно осуществить в устройстве, где либо один из цилиндров
сдвоенной машины, либо одна сторона одноцилиндровой машины
работают с повышенным противодавлением, причем степень
наполнения устанавливается пружинным клапаном или иным подобным
приспособлением, находящимся под воздействием давления
отработанного пара, в зависимости от его потребления, в то время как
другая сторона, управляемая скоростным регулятором, поддерживает
число оборотов, доставляя нехватающую мощность.
!) См. Хютте, т. I, стр. 688; ZDJ 1932, S. 509.
») Ср. „Sparsame Warmewirtschaft", Heft 2 (1), где также очень подробно
рассмотрен вопрос о перерасходе пара при использовании отработанного пара или
промежуточном отборе, Berlin 1920, J. Springer.

Использование отработанного пара
259
ЦНД, пользуются
В компаунд-машинах, выполняемых в таких случаях в виде
тандэм, можно отбирать „промежуточный пар" из ресивера, для
каковой цели необходимое его давление поддерживается
приблизительно неизменным, путем соответственного регулирования
наполнения ЦНД. Для этого равным образом служат пружинные регуляторы
и действующие подобным же образом приспособления, работающие
в зависимости от давления в ресивере или на месте потребления.
При переустройстве старых машин, передаточный механизм которых
не перенес бы увеличения давления в ресивере у поршня ЦНД, или
где трудно перестанавливать парораспределение
диференциальным клапаном
(дроссельный вентиль или заслонка),
повышающим давление в ресивере и
снижающим давление пара в ЦНД. Наполнение
ЦВД большей частью регулируется
регулятором скорости, но и здесь возможны
иные комбинации. Если,вследствие
слишком малой нагрузки ЦВД, в ресивер не
поступает достаточного количества пара,
то начинает действовать вентиль на
паропроводе свежего пара,
перепускающий пар из котла в нагревательную сеть.
ь-ЗОО
ЦВД, в соответствии с отбираемым
количеством пара, должен быть выбран так, чтобы
слишком большие наполнения (вследствие
регулирования и предотвращения больших перепадов
давления, т. е. потерь от несовершенного
расширения в ЦВД) не имели бы места. При
слишком малых наполнениях вследствие расширения,
идущего ниже давления в ресивере, возникает
потеря работы (петлеобразование в диаграмме), Фиг. 21.
для уменьшения которой служат мероприятия,
упомянутые на стр. 217. Во многих случаях
оказывается достаточным отрегулировать парораспределение на избыточное
предварение выпуска, или связать выпускной эксцентрик с плоским регулятором, дабы
получить возрастающее предварение выпуска при малых наполнениях (аналогично,
как при расширении с простым золотником). В последнем случаГе рекомендуется не
делать малого вредного пространства, дабы могло быть использовано и
переменное сжатие.
При малых наполнениях ЦНД работает с большими потерями от охлаждения;
поэтому Е b е г 1 е предложил выбирать его меньшим по размеру (v = 1,5—2), если
имеет место постоянный отбор пара, при этом для скоропреходящей работы без
отбора могут быть получены еще более приемлемые соотношения. При
повышенном давлении ответвляемого пара, однако, необходимо выбирать объемное
соотношение между 1 : 2 и до 1: 3.
Применение паровой рубашки вряд ли может служить для уменьшения потерь
от охлаждения ЦНД, ибо расход пара его становится слишком большим. Выгоднее
было бы применять в ЦНД выпуск через прорезы (прямоточная машина) и
промежуточный перегрев. Последний отнимает от вступающего в машину
высокоперегретого пара относительно небольшой перегрев, ибо речь идет о значительно
меньшем перепускаемом количестве пара. Само собой разумеется, что вторичный
пароперегреватель следует помещать после места отбора пара, между ним и ЦНД.
Удобный обзор относительно влияния различных факторов на мощность и
отбираемое количество пара дан на фиг. 21. Для ЦВД подсчитывают, как для
одноцилиндровой машины с высоким (заданным) противодавлением, индикаторную
мощность и расход для различных наполнений, равно как и часовой расход на
i л, с. н., включая и соответственно оцененные потери. Равно и для ЦНД подсчиты-
17*

260
Т. III. Отд. 2. Паровые машины. I. Расч-et
вают часовой расход, руководствуясь давлением в ресивере как давлением впуска
для всей применимой области наполнений. Затем откладывают по абсциссе расход
пара (абсолютный в кг\час) мощности в и. с, ЦВД вверх, и таковые ЦНД вниз.
Если отбор пара не имеет места, то некоторая вертикаль дает суммарную
мощность обоих цилиндров, соответственные наполнения и, в пересечении с
абсциссой, расход пара. Для определенной мощности (ордината) и заданного отбора
пара в кг/час (абсцисса) вычерчивают прямоугольник на прозрачной бумаге и
передвиганием находят соответственные наполнения и мощности. Изменение
величины цилиндра выражается пропорциональным изменением масштаба.
с'5 м/сек
Ас* 4 м/сек
f) Выбор скорости поршня
Скорость поршня (с в м/сек) выбирается по эмпирическим
правилам, зависящим от конструкций парораспределения, назначения
и условий обслуживания
машин. Употребительные
величины указывают
постоянное возрастание
применения сравнительно
короткого хода и
высокого числа оборотов; они
усматриваются из
соотношения либо между
скоростью поршня и ходом,
либо между ходом и
числом оборотов, как то
изображено на фиг. 22
линиями А до Е для
скорости поршня и А' до
Е' для числа оборотов
при ходе поршня,
отложенном по абсциссе.
Обычно с повышением
рабочих давлений
увеличивается также и скорость поршня,
однако правила, по которым
скорость рассматривается в
зависимости от соответственного давления пара, не могут считаться руководящими.
ЦНД спаренных машин со многими кривошипами должны от холостого хода и до
полной нагрузки работать с совершенно различными, часто очень малыми
давлениями в ресивере: равным образом невозможно заставить машины итти
медленнее, если им, например, приходится paooiaTb с более низким давлением,
вследствие использования старой котельной установки,, или, без конденсации, вместо
таковой. Само собой разумеется, что влияние масс надо проверить расчетом.
1. Формула Берн ер а с = 4,£ УТ по современным
исполнениям пригодна для работы без и с конденсацией, однако для
небольших машин с клапанным парораспределением дает слишком
большие числа оборотов, для больших ходов несколько высокие
скорости поршня, достижимые только- в быстроходных машинах для
прокатных станов (линия А).
2. Формула Вернера с = 3 УУ, предназначенная
первоначально для работы без конденсации, уже превзойдена, пригодня только
1500 мм

Выбор основных параметров
261
для машин с плоскими золотниками, или для крайне осторожного
расчета, в виду плохого обслуживания.
3. п = 200 — 75 5, откуда £ = (200/30) s— 2,5 s2, приблизительно
отвечает успешным выполнениям, причем с достигает наивысшей
величины, которой в дальнейшем можно придерживаться.
Применимость к различным исполнениям достигается изменением
постоянных (линия С).
4. с = 0,55 + 3,2 5 приблизительно отвечает клапанным
распределениям с расцеплением, для которых число оборотов
ограничивает скорость поршня для малых машин (линия D).
5. с = 7 Ys пригодно для быстроходных машин (Е), но и здесь
для наименьших и наибольших машин применимы несколько
меньшие величины, так например линия F (заменяющая) по выполнениям
A. Borsig, Berlin — Tegel.
Во всех случаях ход выбирается по известной постепенности
моделей, равно как и фиксируются или округляются, смотря по
надобности, числа оборотов, например привода генераюра
трехфазного тока.
g) Соотношение между ходом и диаметром
За последние годы, вследствие применения высоких давлений
пара и чисел оборотов, обусловливающих возможность получения
любой желаемой скорости поршня, пользуются сравнительно
коротким ходом, хотя различные преимущества длинного хода
хорошо известны. Последние отступают вследствие необходимости
возможно лучше поддерживать поршень сильными штоками.
С другой стороны, уменьшаются также и термические недостатки
при коротком ходе относительно действия вредных поверхностей,
вследствие чрезвычайного уменьшения теплообмена при перегретом
паре. Положительным свойством короткого хода является и то, что
продольное удлинение от нагревания и перемены давления имеет
небольшое значение и что более короткая машина дешевле.
Поэтому и в горизонтальных машинах часто
встречается ЦВД с вну!ренними диаметрами, большими половины хода,
ЦНД с диаметрами, большими хода. В прямоточных машинах
отношение диаметра к ходу 6:10 до 8:10. В вертикальных
машинах уже раньше было обычным делать это отношение
в ЦВД большей частью 1:1, т. е. ход, равный диаметру, а в ЦНД—
соответственно до 2:1. Вертикальные машины с высокими
цилиндрами можно встретить лишь в виде исключения. Определенные
соотношения не могут быть установлены уже потому, что
конструкции большинства машиностроительных заводов для данного хода
дают различные внутренние диаметры цилиндров.
^h) Механический коэфициент полезного действия, сопротивле
ние холостого хода, добавочное трение
Механический коэфициент полезного действия
формально нагруженных машин возрастает с их величиной. Если

262 Т. III. Отд. S. Паровые машитгьт. I. Расчет?
его выразить в процентах от нормальной мощности, то формула
для него, при новом хорошем исполнении поршня и передаточного
механизма, при подшипниках с белым металлом и с тщательной
смазкой, имеет вид
А + ВУЩс или A + B'dYJl
(первый, с применением введенной Храбаком величины NJc,
замененной здесь через Nf/c). Эти формулы, равным образом,
применимы как для одноцилиндровых, так и для многоцилиндровых
машин, ибо последние при нормальной мощности имеют меньшие
приведенные наполнения, а при равной мощности— несколько
более тонкие валы и цапфы, что, можно полагать, компенсирует
большее трение поршня.
Числовые результаты в приводимой ниже таблице соответствуют результатам
яндицирования новых конструкций; величины, данные для работы с
конденсацией, пригодны и для тандэм-машин и для больших машин тройного
расширения с тяжелыми вращающимися массами, требующимися при параллельном
включении, нуждаясь, однако, в исключительных случаях в дальнейшем уменьшении.
В малых быстроходных машинах без конденсации, вопреки применимым
парораспределениям с высоким сжатием, встречаются и лучшие величины, благодаря хорошему
выполнению и смазке под давлением.
В основание табл. 11 положены следующие формулы:
для машин без конденсации . . . . ч\ = 88 + 0>33 • VNJc,
п , с конденсацией и с приводом
к воздушному насосу . . yj = 85 -f- 0,40 • YNJc,
в процентах от индикаторной нормальной мощности.
Таблица 11. Механический коэфициент полезного действия, сопротивление
холостого хода и добавочное трение
Nil
с
5
10
2J
30
40
50
60
70
80
90
100
200
300
400
vi
2,24
3,16
4,47
5,48
6,32
7,07
7,75
8,37
8,94
9,49
10
14,1
17,3
20
Работа без конденсации
-п
88,7
89,0
89,5
89,8
90,1
90,3
9J.6
90,7
90,9
91,1
91.3
92,7
93,7
94,6
1
1,13
1,12
1,12
1,И
1,110
1,107
1,104
1,102
1,100
1,097
11,095
1.079
1,067
1,057
с
4,44
8,90
17,9
26,9 !
36,03
45,2
54,3
63,5
72,8
82,0
91,3
185,3
281,0
378,0

Сопротивление
холостого
хода $о
9,33
9,05
8,66
8,36
8,10
7,88
7,68
7,59
7,32
7,15
7,00
1 5,77
4,80
4,00
*,
1,93
1,90
1,86
1,84
1,81
1,79
1,77
1,75
1,73
1,72
1,70
1,58
1,48
1,40
И-
2,18
2,16
2,08
2,04
2,01
1,98
1,95
1,93
1,90
1,88
1,86
1 1,70
| 1,58
1,48
Работа с конденсацией
1 Щ
85,9
86,3
86,8
87,2
87,5
87,8
88,1
88,3
88,6
88,8
89,0
1 90,6
91,9
93,0
1
1,16
1,16
1,15
1,15
1,14
1,14
1Д4
1,13
1,13
1,13
1,12
1,10
1,09
1,08
с
4,30
8,63
17,4
26,2
39,0
43,9
52,9
61,8
70,9
79,9
89,0
181,3
275,8
372,0
**
12,26
11,96
11,52
11,19
10,91
10,67
10,44
10,24
10,05
9,87
9,70
1 8,35
7,28
6,40
^
1,85
1,78
1,69
1,62
1,56
1,51
1,46
1,42
1,38
1,34
1,30
1,01
0,79
0,60
\h
2,15
2,06
1,94
1,85
1,78
1,71
1,63
1,60
1,55
1,51
1,46
1,12
10,86
0.65

Добавочное тфеятте я ШЯМмга
?63
При суждении следует иметь в виду, что при обычных высоких давлениях
пара выполнение боле^ тонких цапф при работе без конденсации едва ли имеет смысл,
т. е. что размеры цапф и подшипников различных моделей одной и той же фабрики
расходятся в значительно большей мере, чем то требовалось бы для одной и той
же надежности.
Сопротивление холостого хода £0 может быть приблизительно
выражено помощью аналогично обоснованной формулы1):
для машин без конденсации ?0 = 10 — 0,30Y NJc,
„ „ с конденсацией ?0 = 13 — 0,33 У^ NJc,
в процентах от индикаторной нормальной мощности.
Определение работы холостого хода дает только тогда пригодные значения»
если машина равномерно прогрелась и хорошо смазывается: поэтому индицирова-
ние холостого хода может быть предпринято только через несколько часов работы
(с нагрузкой), при этом не должно долго длиться, так как иначе трение поршня
может возрасти вследствие недостаточного распределения смазки в цилиндре.
Отсюда могут получиться несколько повышенные значения. Равным образом,
обнаруживается некоторое увеличение работы холостого хода, если парораспределение
отрегулировано на большие сжатия, откуда возникают большие напряжения в
подшипниках перед и во время перехода кривошипом мертвой точки.
Коль скоро не имеется в виду доказать приспособляемость машины для работы
на динамо, причем следует определять работу холостого хода при открытом
запорном вентиле, было бы, собственно говоря, правильнее определять ее при
значительно пониженном давлении пара.
Добавочное трение отвечает повышенной работе трения в
передаточном механизме, вследствие передаваемых сил, поэтому
сравнительно легче всего поддается расчетам. При небольших коэфициен-
тах трения правильно рассчитанных и смазываемых подшипников
белого металла и -закаленных цапфах крейцкопфа, величина его не
, превышает 2% в малых машинах и понижается с возрастанием
величины машины и многоцилиндровой конструкции так сильно,
что часто и вообще может быть упущена из расчета, если трение
холостого хода было принято достаточно большим. В табл. 11 оно
приводится выраженной в процентах £г от индикаторной нормальной
мощности в величинах, дополняющих сумму к. п. д. и
сопротивление холостого хода до 100.
Величины эти:
для работы без конденсации ?я = 2 — 0,03 Y NJc ,
для работы с конденсацией £я = 2 — 0,07Y~~NJc~.
Употребительные значения \i в процентах от эффективной
мощности Ne получаются от деления ц = tj-q.
Те же величины для машин без конденсации составляют
приблизительно [*< = 2,3 —1,2 d и для машин с конденсацией ц =
= 2,3—0,9 d, где d— диаметр ЦНД в м.
х) Относительно расчетных данных по исследованию работы холостого хода
сравни Brauner ZdVdl, 1897, стр. 1340, относительно воздушных сопротивлений
для маховых колес. Otto H. Mueller, ZdVdl, 1888, стр. 283, и Е. Hein-
ri с h, ZdVdl, 1913, стр. 1950.

264 т- И1. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Совладение этих данных с вышеприведенными не вполне точное, ибо
выражения эти составлены в стремлении к наибольшей простоте; однако разница
вследствие малости всей величины для расчета незначительна.
Добавочное трение, строго говоря, непропорционально полезной мощности,
так как предполагается изменение наполнения; итак, меньшим наполнениям отвечают
сравнительно большие, пройденные при полном давлении (и давлении сжатия), пути
по окружности иапфы. Поэтому коэфициент добавочного трения в машинах без
конденсации, являющихся преимущественно одноцилиндровыми машинами, должен
приниматься несколько большим, чем для машин с конденсацией.
В пределах различных нагрузок одной и той же машины меньшим
мощностям должен отвечать больший коэфициент добавочного трения, чем то
принято для нормальной мощности.
Н. Парораспределение
а) Общие требования
1. Проходные сечения каналов и окон.
Дросселирование, т. е. заметное снижение давления пара при прохождении
какого-либо канала, для давлений от 8 до 15 am имеет место при
скоростях пара в 100 и до 70 м/сек (Г у т е р м у т) 1), для более
высоких давлений при меньших, а при перегреве — при больших
скоростях, возрастая с увеличением длины каналов. Поэтому
последние делают, по возможности, короче. Падение давления Ар можно
определить из формулы w = Y 2g V/Т = 140 м/сек. Если
пренебречь изменением объема пара перед и за каналом и конечной
длиной шатуна, то
pfw = Fv — Fc sin a,
где:
jf—сечение канала [см9], v—скорость поршня [м/сек],
F— площадь поршня [см*], с—постоянная скорость кривошипа
«/—скорость пара [м/сек], [м/сек],
^—коэфициент, зависящий от вида а—угол кривошипа с линией мертвых
парораспределения и от характера точек,
раскрытия окон, . Y--удельный объем пара [кг/м3],
Изменение объема является результатом уменьшения давления,
конденсации пара при впуске, или дополнительного испарения при
выпуске. При начале выпуска доминируют иные обстоятельства,
нежели сжатие объема поршнем, ибо в выпускном канале возникают
сравнительно большие изменения давления. Характер кривой
выпуска может быть достаточно точно определен расчетом, как
адиабатическое истечение при изменяющемся проходном сечении.
Сечение каналов / постоянно, при закрытии парораспределительных
органов — переменно. Если последнее на середине поршня открыто,
то там fw = Fc^3\fi Fvm, где vm = ns/SO равно средней скорости
поршня при 5-кратной длине шатуна. Тогда соответственная
величина/=1,6/^/ш. При ранней отсечке (впуск, фиг. 28а, 28Ь)
дросселирование время от времени неизбежно, тогда наибольшее
достигнутое сечение окна большей частью равно или меньше сече-
1) Mitt, Forschungsarb. d. Vdl, Heft J9,

Общие требования 265
ния канала; время дросселирования должно быть, по возможности
мало. Если условиться, что при max / скорость пара w' м/сек, то
' Fv
W = —^ [м/сек], где w' может быть взято из табл. 12.
max/
Таблица 12. Значения вспомогательных величин w' в м\сек
Род
парораспределения
Плоский золотник
Цилиндрический
золотник
Поворотный золотник
Двухседельный
клапан
W'
40
25—35
40—50
30, 35, 40
60,45
65, 50
Примечания
Экономить в величине, в виду трения
золотника, ширина каналов от 0,6 до 0,8
диаметра поршня, наименьшие длины каналов по
условиям изготовления
Для стационарных быстроходных машин
„ паровозов,
„ ЦВД, ЦСД и ЦНД судовых машин.
„ впуска и выпуска в ЦВД
шахтных машин,
То же для ЦНД
40 Ширина каналов 0,8—1,1 диаметра поршня
25—35
20—30
30—40
25-35
Впуск в ЦВД ^ Отнесенная к номиналь-
Выпуск из ЦВД 1 ному сечению йРгс/4, ево-
Впуск в ЦНД [ бодное проходное сече-
Выпуск из ЦНД J ние, 0,65—0,75 от него
Везде меньшие цифры для малых, большие для-больших машин и высоких
перегревов.
Дальнейшие требования к органам парораспределения:
плотность, нечувствительность к высоким температурам, доступность,
легкость обработки, малое трение, небольшой вес.
2. Общее устройство органов парораспределения, вредное
пространство. Объем и, в особенности, поверхность вредного
пространства, нужно делать малыми, за исключением тех случаев,
где по роду распределения неизбежна высокая степень сжатия.
Длина каналов должна быть возможно короче, а сами каналы не
должны иметь крупных поворотов. Дросселирование в сечении
впускного канала должно длиться лишь очень короткое время,
поэтому следует стремиться к быстрой отсечке. Для клапанов это
ограничивается ударом при посадке на опорные поверхности,
поэтому замедление должно производиться незадолго до момента
отсечки.
Водоотделители перед цилиндрами служат как паросборники,
паропроводы от них к цилиндрам несколько больше, чем каналы
в них, т. е. больше, чем паропровод от котла. Выпускные каналы
в горизонтальных машинах должны обеспечивать самостоятельный

266 Т. Ш. Отд. г. Шроъыь tffttiflffiM. II. Шт*£а<*пЭД№леяяе
отвод воды из цилиндра. Величина вредного пространства растет
со скоростью поршня vm и уменьшается при возрастающей
величине цилиндра. Если / - средняя длина протекания пара между
золотником и цилиндром, а — зазор между поршнем и крышкой,
s — ход поршня, то отношение вредного пространства к рабочему
объему, проходимому поршнем,
l-vjw'+o
Плотность парораспределительных органов лучше всего в
клапанах, где она также может быть восстановлена пришлифо-
выванием, далее в цилиндрических золотниках с пришлифованными
кольцами и в поворотных— для низких давлений.
Пришлифованные цилиндрические золотники без колец вполне плотны при
небольших размерах, высоком числе оборотов и вертикальном
расположении. Изменения, вследствие разности давлений и температур,
должны быть, по возможности, ограничены.
Ь) Простые золотниковые парораспределения
а — угол кривошипа К0ОК (фиг, 23),
лс — путь поршня, измеряемый от мертвой точки К0 (фиг. 24),
/? — радиус кривошипа [м], т. е. 2/? = s = ходу поршня,
Ход Рпепед
Yt~-'
Стоп /спешки Cmnji кривошипа
Фиг. 23.
Фиг. 24.
5 — путь золотника, измеряемый от среднего его положения,
е — перекрыша впуска = удалению отсекающей кромки золотника в его
среднем положении от перекидываемого края канала для впуска пара,
i—- перекрыша выпуска = как и в предыдущем, для выпуска пара, может
также быть отрицательной; однако в абсолютном значении е > /, иначе
пространство золотнчковой
коробки и выхлопной канал
периодически связываются,
о — проходное отверстие канала при
угле кривошипа а.
для впуска: о = 5 — е,
для выпуска: о = £ — /.
Если для некоторого угла
кривошипа а канал должен быть открыт или
закрыт золотником, то для впуска должно
быть: о = 5 — £ = О, т. е. £ = е; а для
выпуска: 0=£ — / = 0, т. е. & = i.
Далее, v — линейное опережение = открытие канала для мертвого
положения кривошипа (а=0), для впуска будет: ve=b,Q—ey для выпуска: va~%Q—i.
а — длина канала (фиг. 25),
Ь — ширина канала,
г — эксцентриситет, т. е. 2г = всему ходу золотника,
8 —- угол опережения, эксцентрик опережает нормали к среднему направлению
эксцентриковой тяги на 8 при а = и. 5 может быть отрицательно (угол
запоздания), например, при расширительных эксцентриках некоторых
парораспределений с двойными золотниками,
q — толщина перегородки (не менее а = 0,5 а -f 1 см).
Фиг. 25

Диаграмма Релго-Мюллера 267
1. Золотниковая диаграмма для простого коробчатого
золотника. Если направление движения золотника совпадает со
средним направлением эксцентриковой тяги, т. е. если ось
золотникового штока проходит через центр вала (фиг. 26), то ход золотника
равен 2 г.
I
**—^^ М
Фиг. 26.
Если, однако, среднее направление золотниковой тяги ES
образует с направлением пути золотника угол [J (фиг. 27), то ход его
более 2 г, а именно, приближенно
2г'= 2/-У1 + (с2:12) = 2 г: cos р.
В этом случае активный угол опережения & следует опять-таки
относить к нормали к среднему направлению эксцентриковой тяги.
Фиг. 27.
Иногда, как, например, в кулиссных парораспределениях, угол 8
измеряется от нормалей к линии пути золотника; в этом случае
.активный угол следует определять особо.
На последующих фигурах означают: VE^ начало предварения впуска, т. е,
начало открытия впускного канала, при £ = *,
Е — начало расширения, т. е. закрытие впускного канала, опять-таки при
£ = е,
VA — начало предварения выпуска, т. е. начало открытия выпускного канала
при £ = i.
С — начало сжатия, т, е. закрытие выпускного канала, снова при £ = /.
Значок h относится к стороне крышки, значок v к стороне кривошипа
(фиг. 23).
Построение золотниковой диаграммы для
предполагаемого парораспределения
Золотниковая диаграмма Рело-Мюллера (фиг. 28с).
Вычерчивают „золотниковый круг" предварительно произвольного радиуса
(удобнее 5 см, дабы тотчас же отсчитывать пути поршня в сотых
долях), проводят горизонтальный диаметр КК, изображающий
линию пути поршня, и наносят на нем точку, отвечающую желаемой
отсечке Е'. Дабы тотчас же учесть конечную длину кривошипа,
эту точку, помощью кругового шаблона E'Ehi радиуса, равного
длине шатуна (большей частью 5R), следует перенести на
золотниковый круг, чем определяется точка Ец. Взяв точку VE' предваре-

268 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Зады
Задн
ния выпуска обычно не свыше 172°/о> можно получить на круге
дугу впуска VEh до Eh. Хорда этой дуги, перпендикулярная к
направлению золотниковой тяги, определяет тем самым угол
опережения о ( = ) «$С МОК, если ММ
параллельно VEh до Eh, далее, для
бесконечно длинной золотниковой
тяги, перекрышу впуска е и все
открытие канала (/* — е),
позволяющее точно установить
правильный масштаб диаграммы.
При наполнениях около 50%
получается достаточное открытие,
если со стороны вала будет
выдержано Ь (r—e) = Fvm : 40.
Если канал подсчитан по
формуле /= Fvm: 40 = ab% то со
стороны вала он открывается
полностью, со стороны же крышки
несколько меньше. Отсюда задняя
перекрыша выбирается несколько
больше, чтобы выравнять
приблизительно половину разницы в на-
лолнениях, вызываемую конечной
длиной шатуна. Поэтому
наполнение со стороны крышки следует
назначать на 5% больше, чем
спереди, для средних степеней
наполнения. Проведением линии,
параллельной ММу через полученную
таким образом точку отсечки Ev
определяется также и опережение
впуска на другой стороне
цилиндра. Большее дросселирование
пара, проявляющееся на стороне
крышки, вследствие большей
скорости поршня и меньшего
открытия на этой стороне во время
впуска, — одинаково выравнивает
наполнения в отношении к линии
расширения. Некоторые улучше-
УТЛля отриц.1 ния достижимы путем
перестановки золотника, согласно
показаниям индикаторных диаграмм.
Для определения момента
открытия выпускного канала
откладывают перекрышу выпуска /
с противоположной стороны от О,
если она положительна, и с той же стороны, если она отрицательна,
по направлению тяги эксцентрика, откуда проводят хорду VAb до
—Передо
Tlejiedh
Фиг. 28

Диаграмма ЦеЙн&ра
269
Ch параллельно к MM. VAh дает начало выпуска (предварение
выпуска), Ch — его конец или начало сжатия. Дуги VAh до VA' и С%
до О определяют эти же величины в сотых долях пути поршня.
Для удобства измерения служат также дуги LL, описанные радиусом,
равным длине шатуна для двух крайних положений.
Коль скоро при учете всех упомянутых обстоятельств
дросселирования пара определилось парораспределение впуска, имеется
еще свобода в выборе большей величины предварения выпуска
за счет сжатия, или наоборот.
В одноцилиндровых машинах без конденсации, или в ЦВД и
ЦСД многоцилиндровых машин, сжатие большей частью
фиксировано в узких пределах вредным пространством. При этом
получаются также сильно отрицательные перекрыши выпуска (например
в паровозных распределениях). Следует иметь в виду, что сжатию
предшествует дросселирование выпускаемого пара, повышающее
начальное давление сжатия. Равным образом, и в машинах с
конденсацией (ЦНД с золотниковым распределением) стремятся к
отрицательным перекрышам ради получения своевременных
предварений выпуска (в быстроходных машинах 20—25%).
Выравнивание влияния конечной длины шатуна требует на
стороне крышки меньшую перекрышу выпуска. Если поэтому
золотник выполнен симметрично, то смещение его по направлению
к крышке уравнивает как наполнение, так и сжатие, обусловливая,
наоборот, различные предварения впуска и выпуска. Соображения
относительно конечной длины эксцентриковой тяги и переменного
ее направления см. стр. 268.
Золотниковая диаграмма Цейнера использует полярные
координаты (фиг. 28d). Вычерчивают круг радиусом в 5 см и наносят,
как и прежде, линию пути поршня и дуги кривошипа LL, а равно,
в соответствии со сделанными замечаниями, радиусы для начала
впуска и расширения. Разделением пополам угла, заключенного
между VEh-—О — Е}г, определяется положение эксцентриситета ОМ,
дающее угол опережения о с прямой, перпендикулярной к КК.
На этом радиусе лежит центр проходящего через О цейнеровского
золотникового круга, вычерчиваемого предварительно диаметром
в 5 см. Прямая, проведенная к линии пути поршня под углом
кривошипа а, образует на этом круге хорду
ОР = г -sin (a-f B) = 5,
т. е. соответственный путь золотника. Открытие начинается в точке,
определяемой откладыванием в обратную сторону перекрыши впуска,
равной радиусу круга, проходящего через точку пересечения
цейнеровского круга с линией 0—VEh, описанного из центра О. Из
наибольшего открытия (г— е) получаются, как и раньше,
соответственный масштаб фигуры и действительные ве шчины а, е и г.
Для передвижений золотника по другую сторону от среднего
положения вычерчивается второй золотниковый круг, центр
которого лежит на той же линии, но в противоположном направлении;
этот круг с помощью перекрыши выпуска / можно аналогично

2?0 Т. Ш. Отд. 2. Паровые машины. И. Парораспределение
использовать для определения парораспределения выпуска. Если i
отрицательно, то . начало и конец выпуска лежат на, прямых,
фиксируемых пересечениями круга / с первым золотниковым
кругом. В таком случае величина / прибавляется к отрезкам прямых,
проведенных из О. Для большей наглядности отрезки / могутоыть
также радиально прибавлены извне к окружности второго
золотникового круга (фиг. 28d). Вторым золотниковым кругом можно
пользоваться для нанесения наполнения на другой стороне цилиндра
при соответственном е; в этом случае для определения пути поршня
снова служат дуги LL, проведенные радиусами, равными длине
шатуна.
Цейнеровской диаграммой особенно удобно пользоваться для
рассмотрения различных наполнений при постоянных перекрышах
(механизмы для перемены хода, переставляемые эксцентрики для
плоских регуляторов), а равно и для парораспределений двойными
золотниками.
Золотниковый эллипс
Золотниковый эллипс (фиг. 28Ь) непригоден для
проектирования парораспределения и служит лишь для наглядного
представления соотношения величин открытия. По абсциссе откладываются
пути поршня, а по ординате — пути золотника ?, заимствуемые из
диаграммы Мюллера или Ц е й н е р а. Перекрыши
вычерчиваются параллельно линии пути поршня на расстояниях е и i от
последней. Эллипс открытий окон в особенности удобен для
определения дросселирования пара, а равно и для представления
соотношений закрытия в распределениях клапанных и поворотных
золотников при переменной передаче (катящиеся рычаги, кулаки,
диски Корлисса и т. д.) (стр. 288 — 289).
Для учета конечной длины шатуна в диаграммах служит
таблица углов кривошипа (стр. 272).
2. Изменения золотникового привода. Предыдущие
рассуждения относятся в первую очередь к изображенному на фиг. 25
так называемому парораспределению наружными кромками. Для
цилиндрических золотников, где отпадает прижатие золотника
к золотниковому зеркалу давлением пара, применяется
преимущественно распределение внутренними гранями, при котором впуск
происходит в середине золотника, а следовательно, золотниковая
коробка заполняется отработанным паром (фиг. 38).
Парораспределение внутренними гранями требует, таким образом, движения
золотника в обратном направлении; в то время как при
распределении наружными гранями эксцентрик опережает кривошип на
(90 — р + о), при распределении внутренними — смещен на 180° и
поэтому отстает от кривошипа на (90 + Р — &)•
При короткой эксцентриковой тяге нельзя пренебречь ее
конечной длиной. Поэтому в диаграмме Р е л о-М ю л л е р а (фиг. 28с)
вместо хорд VE — £ и VA — C следует провести дуги радиуса /,
соответственно длине эксцентриковой тяги, определяющие
величины е, t и а. При распределении наружными гра-

&ОЛОТЯ1ПСО&ЫЙ вЛЛИПЙ
271
Фиг. 29.
нями открытие впускного окна на стороне крышки
от того еще уменьшается, что является неблагоприятным,
а потому применение здесь коротких эксцентриковых тяг —
ошибочно. В
противоположность тому, при
распределении внутренними
гранями открытие
впускного окна на стороне крышки
увеличивается, поэтому
короткие эксцентриковые
тяги оказываются здесь в ы-
годными. Вследствие
устройства паровых каналов в низшей
точке цилиндра, золотниковая
тяга в горизонтальных машинах большей частью находится
значительно ниже центра вала; поэтому при короткой эксцентриковой тяге
выясняется необходимость применения многоколенчатого привода
со вставкой промежуточного рычага. На фиг. 29 изображено
положение соответствующего механизма.
Различной длиной балансира можно достичь
выравнивания открытий окон.
Дальнейшее усовершенствование в
выравнивании наполнений осуществляется
соответственным положением передаточного
балансира по Дёрфелю (фиг. 30). При
данном направлении вращения здесь используется
также перемена в передвижении эксцентрика
во время хода. Если Хе— отношение радиуса
эксцентрика к длине эксцентриковой тяги,
X — отношение длины кривошипа к длине
шатуна, то для совершенного выравнивания
наполнений по Grassmann'y l) следует
1: X, = 1,4 • (1 :Х). Для приблизительно равных
количеств пара на обеих сторонах цилиндра
должно быть 1: Хе«(1,5 до 1,6) • (1: X), в виду
меньшего времени наполнения на стороне
крышки.
Если передача производится рычагом с плечами различной
длины, то следует учитывать характер этой передачи, равно как и
влияние несовпадения шарниров (стр. 296).
3. Видоизменение простого золотника, а) Разделенный
золотник (фиг. 31) уменьшает вредное пространство и трение золотника;
однако размеры и поверхность охлаждения золотниковой коробки
становятся значительно большими, нежели для простого золотника.
Для сохранения ровных рабочих поверхностей во время работы
необходимо, чтобы поверхность соприкосновения золотника на стороне
Фиг. 30.
*) Orassmann, Anleitung
Berlin 1924, J. Springer, S. 57i.
zur Berechnung einer Dampfmaschine, 4 Aufl.,

272 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Таблица 13. Угол кривошипа а для X == 1: 5 *)
С п е р е
z^x
Ее
x:s
/.О'г
0,5
1
1,5
2
2,5
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Угол
кривошипа
О Г II
9 3 44
12 49 10
15 42 18
18 8 25
2J 17 16
22 13 52
25 41 13
28 44 16
31 30 7
34 2 59
36 25 37
38 39 54
40 47 13
42 48 39
44 44 59
46 36 53
48 24 52
50 9 22
51 50 45
53 29 20
55 5 23
58 39 6
58 10 43
59 40 23
61 8 17
62 34 31
63 59 14
65 22 32
66 44 32
68 5 19
69 24 58
70 43 33
72 1 10
73 17 51
| 74 33 41
75 48 43
77 3 0
78 16 35
о
9,06
12,82
15,71
18,14
20,29
22,23
25,69
28,74
31,50
34,05
36,43
38,67
40,79
42,81
44,75
46,61
48,41
50,16
51,85
53,49
55,09
56,65
58,18
59,67
61,14
62,58
63,99
65,38
66,74
68,09
69,42
70,73
72,02
73,30
74,56
75,81
77,15
1 78,28
к
Д*4 В
2?о
С с
х :s
/.о/о
36
37
38
39
40
41
42
43
44 !
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
Д и
Угол
кривошипа
О 1 II
79 29 31
8) 41 51
81 53 о8
83 4 53
84 15 39
85 25 58
86 35 53
87 45 26
88 54 37
90 3 30
91 12 7
92 20 28
93 28 37
94 36 34
95 44 21
96 52 1
97 59 34
99 7 3
100 14 29
101 21 54
102 29 20
103 36 48
104 44 21
105 52 0
106 59 46
108 7 43
109 15 51
110 24 13
111 32 51
112 41 47
113 51 4
115 0 43
116 10 48
117 21 21
118 32 25
о
79,49
80,70
81,99
83,08
84,26
85,43
86,60
87,76
88,91!
J0.06
91,2'
92,34
93,48
94,61
95,74
96,87
97,99
99,12
100,24
101,36
102,49
103,61
104,74
165,87
107,00
108,13
109.26
110,40
111,55
112,70
113,85
115,01
116,18
117,36
118,5*
С^Х
а в
х :s
/•°'о
0,5
1
1,5
2
2,5
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Сзади
Угол
кривошипа
Т7Т
7 24 16
W 28 56
12 51 5
14 51 18
16 37 33
18 13 55
21 5 49
23 38 14
25 56 57
28 5 2С-"
30 5 38
31 59 23
33 47 41
35 31 25
37 11 13
38 47 37
40 21 2
41 51 49
43 20 15
44 46 36
46 И 4
47 33 50
48 55 4
50 14 54
51 33 28
52 50 5г
54 7 13
55 22 35
56 37 5
57 50 45
59 3 41
60 15 57
61 27 35
62 38 39
68 49 12
64 59 17
65 8 56
67 18 13
°
7,40
10,48
12,85
14,86
16,63
18,23
21,10
23,64
25,95
28,09
30,09
здее
33,79
35,52
37,19
38,79
40,35
41,86
43,34
44,78
46,18
47,56
48,92
50,25
51,56
52,85
54,12
55,38
56,62
57,85
59,06
60,27
61,46
62,64
63,8-
64,99
66,15
67,30
ZTx
С с
х :s
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
G5
66
67
68
fc9
70
Угол
кривошипа
О 1 II
68 27 9
69 35 47
70 44 9
71 52 17
73 0 14
74 8 0
75 15 39
76 23 12
77 30 40
78 38 6
79 45 31
80 52 57
82 0 26
83 7 59
84 15 39
85 23 26
86 31 23
87 39 32
88 47 53
89 56 30
91 5 23
92 14 34
93 24 7
94 34 2
95 44 21
96 55 7
98 6 22
99 18 9
100 30 29
101 43 25
102 57 0
1и4 11 17
1С5 26 19
106 42 9
107 58 50
•
68,45
69,60
70,74
71,87
73,00
74,13
75,26
76,39
77,51
78,64
79,76
80,88
82,01
83,13
84,26
85,39
86,52
87,66
88,80
89,94
91,09
92,24
93,40
94,57
95,74
96,92
98,11
99,30
100,51
101,72
102,95
104,19
105,44
106,70
107,98
*) Эта таблица подсчитана инж. Carl Wadas Вена.
») Относительный.

Видоизменение простого золотника 273
Продолжение табл. 13
к
^35
•a d
Lex
С с
х :s
71
72
73
74
75
76
77
7«
79
80
81
82
83
84
85
УГОЛ
кривошипа
0 1 1Г
119 44 3
120 56 19
122 9 15
123 22 55
124 37 25
125 52 47
127 9 8
128 26 32
129 45 6
131 4 56
132 26 10
133 48 56
135 13 24
|136 39 45
138 8 11
о
119,73
120,94
122,15
123,87
124,62
125,88
127,15
128,44
129,75
131,08
132,44
133,82
135,22
136,66
138,14
й а
Lex
а в
х :s
/•ofo
86
87
88
89
99
91
92
93
94
95
96
! 9/
98
99
1С0
Угол
кривошипа
139 38 58
141 12 23
142 48 47
144 28 35
146 12 19
148 0 37
149 54 22
151 54 40
154 3 3
156 21 43
153 51 11
161 46 5
165 8 42
169 31 4
180 0 0
°
139,65
141,21
142,81
144,48
146,21
148,01
149.91
151,91
154,05
155,36
158,90
161,77
165,14
169,52
180,00
№
L^
х: s
/•о'о
71
72
73
74
75
76
77
78
, 79
80
81
82
83
84
85
Сзади
Угол
кривошипа
109 16 27
110 35 2
111 54 41
113 15 28
114 37 28
116 0 46
117 25 29
118 51 43
120 19 37
121 49 17
123 20 54
124 54 37
126 dO 40
128 9 lo
129 5.) 38
о
103,27
110,58
111,91
113,26
114,62
116,01
117,42
118,86
120,3d
121,82
123,35
124,91
126,51
128,15
129,84
Й э
Lex
С с
х :s
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
Р8
| 99
100
Угол
кривошипа
О Г 1Г \ о
131 35 8
133 23 7
135 15 1
137 11 21
13Э 12 47
141 20 6
143 34 23
145 57 1
147 29 53
151 15 44
154 18 47
157 46 8
161 51 35
167 10 50
180 0 0
131,50
133,39
135,25
137,19
139,27
141,33
143,57
145,95
148,59
151,26
154,31
Ь7,77
161,86
1Ь7,18
18j,j0
Фиг. 32.
Фиг. 33
выпуска была выбрана такой величины, чтобы нагрузка от да-
вления пара оказалась по возможности центральной. Этой
конструкции обычно предпочитаются разделенные поворотные золотники
или клапаны.
Ь) Органы парораспределения с многократным открытием
каналов имеют целью достичь более быстрого открывания и отсечки,
*) Относительный,
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
18

274 Т. HI. Отд. 2. Паровые машины. П. Парораспределение
уменьшая одновременно ход золотника и размеры наружного
парораспределения; с этим связано также'уменьшение трения золотника.
Золотник Трика с каналом (фиг. 32) дает двойное
открытие впускного канала посредством вспомогательного канала, путем
притекания пара с другой стороны. Открытие этого канала
происходит благодаря соскальзыванию с золотникового зеркала. Если
а — ширина простенка, то для вычисленной ширины окна а,
канал в золотниковом зеркале цилиндра должен иметь ширину
а -\- а. В золотниковой диаграмме Р е л о-М ю л л е р а (фиг. 33)
открытия окон золотником между VE и Е следует откладывать
Фиг. 34. Фиг. 36.
вдвойне. Если для малых наполнений требуется сравнительно
большое увеличение открытия впускного канала, то не следует
упускать из виду, что здесь открытие выпускного канала определяет
масштаб диаграммы (фиг. 34). Увеличением канала Трика
свыше а/2 при малом ходе поршня может иметь место
сообщение между обеими сторонами цилиндра, а тем самым и
уравнивание давлений расширяющегося и сжатого пара. Это
может быть выгодно в цилиндрах с переменным давлением впуска
(ЦСД и ЦНД, регулирование дросселированием), далее, в машинах
с конденсацией, в особенности, если они предполагаются также
для работы без нее. Фиг. 34 дает рабочую диаграмму пара для
этого случая. Дальнейшим усовершенствованием этого золотника
с перепуском является золотник В е й с а х), дающий двойное
открытие и для выпуска, однако имеющий сравнительно большие
размеры.
Золотник Пенна (фиг. 34 и 35) дает двойное открытие
как для впуска, так и для выпуска. В золотниковой диаграмме
*) W e i s s, Kondensation, 2 Aufl., S. 211, Berlin, J. Springer*

Золотник ПенЙй!
275
для обычного коробчатого золотника величины а, е и /
заменяются шириной канала ах = я/2 и перекрышами et и ii
одиночной золотниковой лапы. Масштаб, как и ранее, определяется
соответственно вычисленной ширине канала ад. Золотник Пенна
может быть также предусмотрен с каналом Трика, дабы
получить троекратное открытие впускного канала при двойном
открытии выпускного.
Большие исполнения часто снаб- $^&^^^
жаются приспособлениями " ' ""^
для разгрузки
золотника, в вертикальных
машинах — разгрузочные поршни
для уменьшения веса,
нагружающего эксцентрик. При и' . Ш Q£f
проектировании следует еле- *
дить за тем, чтобы каналы фиг# 37.
не были сужены сходящими
гранями золотника.
c) Для получения быстрого падения давления при начале
выпуска служит перепускание пара на другую сторону цилиндра по
В е й с у *).
d) Разгруженные золотники. Для уменьшения трения
золотника и давления на единицу площади трущихся
поверхностей давление пара, нагружающее золотник, полностью или частично
уравновешивается. На основании опытных данных можно считать,
что давление на соприкасающихся поверхностях не должно
превышать 20 кг/см2.
Золотник с разгруженной скользящей
поверхность ю (фиг, 36). Разгружаемая поверхность большей частью
выполняется кругообразно, уплотняющее кольцо
прижимается к ней пружинами,
допускающими также отжимание золотника.
Разгружающее пространство сообщается с
наружной средой пароотводной трубой или
конденсатором, лучше всего помощью особой,
снабженной пробным краном, трубы, так как
непосредственное соединение с выхлопным про-
Фиг. 38. странством золотника не дает возможности
обнаружить неплотности.
Большинство конструкций не оказалось безупречным в работе.
Рамный или открытый золотник (фиг. 37)
разгружается помощью особой плитки. Она должна быть достаточно
прочна для того, чтобы сохранить в паре свою поверхность
скольжения. Лучше всего прижимать ее пружинами от крышки
золотниковой коробки к соответствующим выступам золотникового
зеркала, так что золотник, будучи вполне точно пригнан, скользи
между плоскостями скольжения, без помехи к отжиманию золог-
*) Weiss, Kondensation, 2 Aufl. S. 211, Berlin, 1910, J. Springer.
18*

276 Т- И*- 0тД- 2« Паровые машины. II. Парораспределение
Фиг. 39.
ника в случае * скопления воды в цилиндре или высокой степени
сжатия. Необходимо следить за тем, чтобы в концах хода золотника
оставалась еще достаточная поверхность уплотнения.
Цилиндрические
золотники (фиг. 38) могут выполняться
с поршневыми кольцами или без них.
Следует обращать особое внимание
на изменение формы при перегретом
паре, а также на очень точное
направление. Так как золотник не может
отойти от зеркала, то на цилиндре
следует рекомендовать
предохранительные клапаны. Часто применяются
особые золотниковые втулки,
соединительные патрубки которых заходят
в каналы с выточкой или наклонно.
Пришлифованные золотники следует рассматривать так же, как
и плоские, т. е. что они могут свободно передвигаться в своей
камере, ибо последняя сама дает направление. Напротив,
цилиндрические золотники с кольцами должны быть жестко связаны
штоками, дабы обеспечить полную разгрузку 1).
е) Поворотный золотник (фиг. 39) применяется в случае
цилиндрической формы поверхности скольжения, причем движение
золотника переходит в
колебательное вращение. Для
больших машин чаще всего
применяют 4 порознь
действующие поворотные зо-
лГотника (фиг. 90, стр. 296).
с) Расширительные
парораспределения
Простой коробчатый
золотник при неизменном
расширении применяется для
наименьших наполнений в
40—45%, причем уже имеют
место большие перекрыши
впуска, а тем самым, при
Плоских золотниках,
сравнительно большое трение. Для
малых наполнений
приходится допускать либо
увеличенное сжатие (однозолотниковое расширительное
парораспределение), или изыскивать особые приспособления (парораспределения
Двойными золотниками).
Фиг. 40.
1) В е с h e,f, ZdVdl, 1913, стр. 184.

Двойные золотники
277
1. Однозолотниковые расширительные парораспределения
требуют одновременного изменения хода золотника и угла
опережения соответственной перестановкой центра эксцентрика на так
называемой кривой центров золотниковых кругов. Так как
переставляемые части вращаются вместе с валом, то воздействие на
них проще всего производится помощью осевого регулятора.
Эксцентрик поворачивается вокруг второго, неизменно связанного
с валом эксцентрикового, диска (фиг. 40) или вокруг некоторой
внешней точки подвеса (фиг. 41), сдвигается
прямолинейно (фиг. 42) или каким-либо иным
путем, например поворотом сидящего на валу
эксцентрика внутри соответственным
образом подвешенного парораспределительного
эксцентрика, чем уменьшается влияние
эксцентрикового трения на регулятор..
Исследование парораспределения здесь
проще всего произвести помощью цейнеров-
скай диаграммы (фиг. 40). Постоянное
линейное опережение--впуска обусловливает
прохождение кривой центров в виде прямой
перпендикулярно к направлению эксцентриковой
тяги. Прямая линия центров, равно как и
американская вогнутая кривая центров (фиг. 41),
часто применяемая -для инерционных
регуляторов; имеют недостатком сравнительно
большой ход золотника при больших наполнениях
и слишком „малые открытия окон при малых
наполнениях. Равно и выравнивание
наполнений лучше при выпуклой линии центров, в
особенности для малых наполнений. Для
совершенного уравнения наполнений на обеих
сторонах цилиндра служит короткая
эксцентриковая тяга по Дёрфелю (фиг. 29 и 30).
Касательная из некоторой точки кривой, цент- Фиг. 42.
ров к кругу е определяет углом ЛОВ (фиг. 40)
величину предварения (опережения) впуска. Этим может быть
найдено положение кривой центров с учетом допустимого опережения
впуска. Фиг. 40 дает средние условия.
2. Распределение двойными золотниками применяется в
случае, если не допустимо переменное сжатие, если число оборотов
или конструкция машины не дают возможности воспользоваться
осевым регулятором; далее, дабы предусмотреть золотниковое
парораспределение с изменением расширения от руки или от
конического регулятора с муфхой. Однако применение последних
ограничивается в пользу осевых регуляторов и клапанных
парораспределений.
Регулирование производится путем изменения отстояния
отсекающей грани расширительного золотника или; его хода и угла
опережения.

278 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Золотниковая диаграмма. В употребительных
парораспределениях двойными золотниками (М е й е р, Р и д е р) опережения
впуска и выпуска и начало сжатия управляются основным
золотником, схожим с простым, коробчатым, в то время как на-
чало расширения устанавливается
расширительным
золотником, скользящим по основному
(парораспределение Мей ер а, фиг. 49,
стр. 280). Таким образом открытие
впускных каналов в основном золотнике
происходит при относительном
передвижении расширительного
золотника по основному.
Если некоторая точка подвергается
одновременно двум смешениям Sj, и £а из своего
среднего положения (фиг. 43), могущим
рассматриваться как результат воздействия
эксцентрикового привода (^ — проекция
радиуса эксцентрика rv Sa—проекция радиуса гг,
неизменно связанного с гх под углом ?, то
ф 43 суммарное перемещение £ ' = £х 4- £2 может
быть найдено как проекция некоторого р е-
« зу л ьти р у ющ е го эксцентрика
OEf радиуса rf, определяемого по величине и направлению по диагонали паралле-
лограма, построенного на обоих эксцентриковых радиусах ОЕх и 0£"а.
Если требуется найти разницу между обоими производимыми эксцентриком
смещениями (■ ' = Ьг — £2 (фиг. 44), т. е. требуется определить отклонение первого
смещения относительно второго, то следует построить проекцию
относительного эксцентрика OEf'% находимую по величине и направлению по
диагонали нараллелограма, построенного на обоих эксцентриковых радиусах гх и rv
Таким образом относительное передвижение расширительного золотника
(радиус г , угол опережения 8 ) относительно основного золотника (радиус га, угол
опережения 5), может
рассматриваться как некоторое смешение,
производимое относительным
эксцентриком (радиус г^ угол
опережения 8 ). При этом г —
диагональ параллелограма, построен*1
ного на г и rf (фиг. 45).
При проектировании,
парораспределения для
заданных условий определяют,
как указано раньше, из VE,
VA и С направление
движения основного эксцентрика (угол опережения о), перекрыши е и /,
равно как и масштаб диаграммы в соответствии с подсчитанной
шириной каналов. На диаграммах (фиг. 46 — 48) открытие впускного
канала основным золотником принято меньше чем а, ибо, при
малых наполнениях и правильной работе, расширительный золотник
часто уже начинает отсечку в то время; как основной дает
наибольшее открытие; помимо того, открытие расширительного канала
и вообще часто делается меньше, чем а (стр. 282).
ГЧ/-2
Фиг. 44.
Фиг. 45.

Двойцые золотники
279
Фиг. 46.
Величину относительного эксцентрика следует выбирать около
гг *=1,6 я и до 2 а для ab = Fvm/40; относительный угол
опережения определяется так, чтобы при наполнениях, ожидаемых в работе,
происходила соответственно
быстрая отсечка. При этом
следует обратить внимание на то,
что ге, а с ним и размеры
золотниковой кЪробки, должны
быть невелики; по
возможности гв равно Гд, во всяком
случае, не более 1,25 гг На фиг. 47
и 48 ради простоты принято,
что относительный эксцентрик
гг равен основному.
В диаграмме Рело-Мюл-
л е р а отстояния точки Е круга
относительного эксцентрика,
отвечающие положениям
кривошипа для оправленных
степеней наполнения, от диаметра
RR в направлении этого
эксцентрика, дают перекрыши d
расширительного эксцентрика
(<риг. 47;. По диаграмме Цей-
н е р а эти перекрыши
находятся по отрезкам, отсекаемым
относительным золотниковым
кругом R на соответственных
лучах (фиг. 48). Диаграммы
построены для стороны крышки;
при этом не требуется
уравнения наполнений для основного
золотника. Быстрота отсечки
иллюстрируется
заштрихованными площадями.
Строго говоря, скорость
отсечки можно точно выяснить
только по диаграмме Ц е Й-
н е р а, ибо углы поворота в
ней изменяются
пропорционально времени. Если условия
отсечки должны отвечать
большим наполнениям, то в
диаграмме Мюллера
направление RR должно быть более
крутым, в цейнеровской же относительный эксцентриситет mm
будет лежать более полого. При известных условиях необходимы
расширительные золотники с двумя щелями.
Наибольшее наполнение определяется началом расширения,

280 T- HI. Отд. 2. Паровые машины. II Парораспределение
устанавливаемым основным золотником, наименьшее же наполнение
при автоматическом регулировании обусловлено тем, что регулятор,
при открытом парозапорном клапане, должен допускать
возможность холостого хода машины, что при работе с конденсацией
требует почти нулевого наполнения, причем вообще не должно
иметь место открытие золотника. При регулировании
вручную наименьшими наполнениями будут таковые в 5—10%. В
соответствии с этим
следует назначать
все смещение рас- -
ширительного
золотника, а тем
самыми его размеры
(стр. 282). Во
всяком случае,
основной золотник уже
должен произвести
отсечку, когда
расширительный снова начинает открытие; повторное открытие окна
начинается в точке WE, где относительный золотниковый круг
пересекается линией отсечки, проходящей параллельно RR через
точку Ета>х в диаграмме Рело-Мюллера или кругом отсечки,
проходящим через £тах в диаграмме Цейнера.
Скорости отсечки обоих золотников должны быть велики, дабы
уменьшить дросселирование пара. Там, где приходится стремиться
к получению наибольшей мощности, как в судовых машинах,—
смещение лап расширительного золотника должно быть так велико,
чтобы вход в канал основного золотника при
отсечке последнего на золотниковом зеркале
оставался соответственно открытым. Особенно
удобна конструкция, предложенная Г р а с-
сманом1), с неравносторонне
отсекающими гранями, при которой
легко достижимо абсолютное нулевое
наполнение и быстрая отсечка.
Парораспределение Мейера. (Пример
исполнения на фиг. 49.) Наполнение изменяется
путем изменения перекрыши d (фиг. 50)
расширительного золотника, состоящего из двух
пластин, производимого посредством передви- фиг. 50.^
жения винта с правой и левой резьбой;
гайка в расширительных пластинах большей частью состоит из
двух половин. Снаружи золотниковой коробки положение
пластин для различных степеней наполнения определяется указателем
и шкалой. Для разгрузки расширительного золотника верхнюю
плоскость основного следует предусмотреть с наклонно идущими
1) Grassmann, Berechnung einer Dampfmaschine, 4 Aufl, S. 545. Berlin
lf.24, J. Springer.

Парораспределение, Мейера
281
углублениями. Передвижной винт из соображений самоторможения
имеет угол подъема винтовой линии < 1/1. Золотник переставляется
помощью ручного маховичка, насаженного на удлиненный в
противоположную сторону золотниковый шток. Автоматическое
воздействие помощью регулятора достигается тем, что передвижной
винт имеет несколько больший диаметр, так что малому углу
поворота отвечает сравнительно " большой сдвиг расширительных
пластин. Кроме того, канал основного золотника со стороны пластин
делится на части, дабы получить меньшие смещения. Так как угол
поворота винта тем не менее оказывается слишком большим, то
для "передачи часто применяется маленькое зубчатое колесо.
-Величины," "приведённые на фиг. 50, являются руководящими
при конструировании. Вычисляют я, по фиг. 28с или *38d (стр. 268)
находят о, rg, ivie для основного золотника, принимают ширину канала
в последнем <21 = 0,8л соответственно с Fvm/5Q_ и, соображаясь
с заданными" "пределами наполнения, дополняют золотниковую
диаграмму. Если затем вычертить расширительные пластины в их
"среднем положении-(воображаемые разобщенными от эксцентрика),
установленными на наименьшее"наполнение, -т.^ е.- с ^наибольшей
перекрьгшей~#== tfmin, to "можно найти~
длину лап /= rfmin+.ei + ^.-K*»
где о — гарантирующая перекрыша -5^10 лш, *
•о б щи и сгд в и г лап" винтом s = dmin -J- йщах
l^max = (отрицательная) перекрыша ддя.лаиболыпего наполнения],
отстояние внутренней грани'лапы* от середины
w:> ^min -f* ^max»
отстояние отсекающей грани 5 от середины
L — al + rr + o +w.
При многократном впуске по внешнгму зеркалу основного золотника для
получения меньших перестановок расширительных птастин, выемки в последнем
должны быть достаточно глубоки, дабы избежать сужения канала при большем
наполнении. Если при этом длина золотника становится слишком большой, то
каналу, лежащему ближе к середине золотника, дают открытие только в том случае,
если скорость поршня становится так велика, что один внешний канал уже не
дает необходимого проходного сечения.
Влияние конечной длины шатуна (для основного
золотника). Если требуется определить положения кривошипа, отвечающие
одинаковым путям поршня для обеих сторон цилиндра (проектирог
ванием дугами радиуса, равного длине шатуна), то соответственные
перекрыши d и dr расширительного золотника берутся, как
отстояния точек круга относительного эксцентрика от средней линии
золотника; далее, величины d откладываются, как абсциссы, а
отвечающие им величины d' — как ординаты, таким образом, конечные
точки df находятся на плоской кривой АВ. Если, далее, на фиг. 5Т
нанести прямую CD, возможно менее отклоняющуюся от АВ

282 T* IIL 0тД- 2- Паровые машины. П. Парораспределение
(в особенности вблизи чаще всего употребительных величин
наполнения), то разностью s' ординат конечных точек С и D определяется
мера сдвига для стороны кривошипа, в то время как она же для
стороны крышки дана отрезком оси абсцисс s =* dmin + ^max-
В соответствии е различными
величинами s и sr правая и левая резьбы
...j.^v . передвижного винта имеют различные
] jF^s. I < величины хода. Отрезки ЕС и FD суть
а I >^ I I перекрыши действительно
устанавливаемые винтвм, согласно наименьшему
и наибольшему наполнениям на стороне
кривошипа.
Парораспределение Ридера.
Наклонно расположенные отсекающие
грани расширительного золотника
переставляются поперечным сдвигом
или иоворотом (фиг.52). Проходные
золотилке на стороне впуска расположены
с гранями расширительного золотника.
4
Фиг. 51.
каналы в основном
наклонно в соответствии
Трапецоидальная золотниковая "пластинка при" поперечном сдвиге и
дает продольный сдвиг s отсекающих граней. Поперечный сдвиг
преобразуется во вращательный при выполнении верхней стороны
основного и расширительного золотника в форме цилин-
д р а." Смещению и отвечает угол поворота <о от 30 до 70°; чем меньше
принимается <&-при выбранном смещен и, тем больше становится
диаметр цилиндрического расширительного
золотника.
Поворачивающий рычаг связывается
с регулятором. Рычаг для привода
регулятора должен быть связан с золотниковой
штангой помощью шарнира; большей
частью он располагается таким образом, что
не принимает участия в продольном
передвижении штанги.
Конструкции золотника
Ридера показаны на фиг. 53—56; фиг. 53—
открытый, фиг. 54а и 54Ь — закрытый
цилиндрический и, таким образом, разгруженный золотник Ридера;
фиг. 55 и 56 — цилиндрический золотник Ридера для наружного
и внутреннего впуска.
Определение размеров. Вычисляют ширину канала а,
находят Ъ, гдч i и е для основного золотника по фиг. 28с и 28d,
выбирают ширину канала а^ около
#х — 0,8а в соответствии с Fvтл 50
и при этом длину канала Ъ\ = Ь, или иначе аг = а и при этом
Ьх = 0.8 Ь.
Соображаясь с пределами наполнения, дополняют золотниковую
диаграмму (фиг. 47 или 48), находят dma>x, равно как и суммарный

Парораспределение Ридера
283
сдвиг s = dmin + ^max и> если должна быть также учтена и
конечная длина шатуна, то по фиг. 51 также ^max (соответственно FD)
и S* для другой стороны цилиндра.
Фиг. 54. Фиг. 53.
в среднем положении и для наибольшего наполнения, согласно
нижеследующему: от левой (отсекающей) грани канала «S откидывают
ширину канала аь равным образом и dmSkX, а от правой грани
канала вправо — радиус относительного эксцентрика гГ9 увеличенный
Фиг. 55. Фиг. 56.
на гарантирующую перекрышу а, получая, таким образом,
наименьшую длину трапецоидальной расширительной пластинки
/=гг + а + в1 — tfmax.
Перпендикулярно к последней проводят отрезок и и измеряют
продольные смещения s и & наружу; этим определяются
направления наклонных сторон трапеции (tg a = s: и, tg of = & : и).
а =5 40—60° для простых расширительных золотников и 30—40°
Аля расширительных золотников со щелями. Далее,

384 Т. III. Отд. 2. Паровые машиньь IL- Парораспределение
общая шир ина £ = и + 61 + 2а' и н а ибо.л ьшля д л и на
пластины
JL = / + (« + ^)(tga + tga04
или
i = / + (i+*i/e>(* + *').
(Заштрихованные на фиг. 52 полоски шириною з'
прибавляются как гарантирующие перекрыши.) -
</ = 10 — 15 мм.
Фиг. 57. Фиг. 58.
L = / + (l+*//") (* + *').
для открытых расширительных золотников (фиг. 57).
Для закрытых расширительных золотников с простыми
пластинами диаметр- последних De находится из %De = B. ~ _
Для закрытых расширительных золотников со щелями
диаметр De может быть меньше (развертка фиг. 58).
Вхождение цилиндрических золотников одного в другой, наряду
с затруднительным соединением золотника со штангой (фиг. 55 и 57)
и сложной связью и
направлением последней от
эксцентриковой тяги—имеет
недостатком большую
чувствительность при высоком
давлении пара, а в
особенности при перегреве. Эти
дефекты могут быть
ослаблены применением
двукамерной конструкции (ср.
фиг. 61) также и для
цилиндрических золотников
Р и д е р а, обусловливающих, однако, большие объемы" и
поверхности между золотниками и сильно усложненная отливка цилиндра.
Парораспределение двойными золотниками с осевыми
регуляторами. Здесь находят себе применение только
цилиндрические (реже поворотные) золотники. В этих конструкциях
расширительные золотники могут также помещаться в основных. Так как
в этом случае необходимо достичь нулевого наполнения, то, -.ввиду

Парораспределение двойными золотниками 285
наличия -пара в каналах основного золотника, получаются"
большие размеры эксцентрика, но это увеличение избегнуто в
конструкции* Штейна (фиг. 59), где расширительный золотник в своем
Фиг. 60.
Фиг. 61.
относительном среднем положении перекрывает перепускные каналы
основного. Как то показывает фиг. 60, центр расширительного
эксцентрика смещается по прямой от remax до remint относительный
эксцентрик при этом от rrmax до />min, эксцентриковый круг для
последнего положения лежит внутри перекрыш расширительного
золотника й, так что
перепускные каналы уже больше не
перекрываются.
При
двукамерной-конструкции Дёрфеля (фиг. 61)
золотники движутся в двух
раздельных камерах,
расширительный эксцентрик управляется
осевым регулятором; следует
только обратить внимание, что
здесь расширительное
парораспределение может быть
смещено дальше вперед, ибо
опережение впуска регулируется
основным золотником (фиг. 62)./aj%J^
Последний приводится в
действие либо от глухого
эксцентрика, либо по Дёрфелю также
несколько переставляется от
регулятора, так что и сжатие
становится переменным. Фиг. 61 иллюстрирует двойную отсечку пара
расширительным золотником. -
3. Парораспределения с разделенными отсекающими
частями для впуска и выпуска каждой стороны цилиндра.
Объединенные части парораспределения для больших мощностей ока*
Фиг. 62.

286 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Фиг. 63.
Фиг. 64.
зываются слишком громоздких размеров и дают большие потери
от трения, или же большие вредные пространства. Разделением
органов парораспределения установка каждой отсечки становится
возможной только для себя самой; далее, некоторые видят
преимущество в том, что свежий пар здесь не сразу
соприкасается с охлажденными выпускаемым
паром поверхностями его пути.
Клапанные
парораспределения. Клапаны
выполняются частично
разгруженными двухседельными (фиг. 63),
причем течение пара почти
всегда направлено так, чтобы
осуществить небольшое
давление пара на седло клапана,
служащее для уплотнения. В
больших конструкциях для
уменьшения подъема клапана
употребительны также четырехсе-
дельные клапаны (фиг. 64, по Зульцеру). Для облегчения при-
шлифовки последние разделяются так, что каждый из обоих двух-
седельных клапанов уплотняется порознь, однако оба поднимаются
одним и тем же шпинделем. Диаметр клапана определяется так,
чтобы скорость пара нигде не была чрезмерна и чтобы вредное
пространство было по возможности мало.
Уклон опорной поверхности
выбирается до 65° от плоскости седла,
и так, что либо оба седла имеют
одинаковый уклон (Зульцер), либо их
конусные поверхности сходятся в
общей вершине (Кольман). В новейшее
время часто предпочитаются плоские
седла вследствие меньшей
чувствительности к деформациям и большего
использования подъема.
В соответствии с этим и гнезда
клапанов выполняются с плоскими
уплотняющими поверхностями,а часто
и так, что на высоте расположения
клапанов показывают те же условия
нагревания, как и последние (фиг. 63).
Клапаны и гнезда изготовляются из
одного и того же металла — твердого
чугуна.
Клапаны должны хорошо направляться в седле и по
возможности должны быть хорошо защищены от бокового давления. При-
шлифовка их должна производиться в горячем состоянии (проба
на плотность). Сальники клапанных шпинделей предусматриваются
с металлической набивкой, или, что лучше, выполняются как лаби-
Фиг. 65.

Парораспределение клапанное
т
Кольмлка
Фиг,
ринтовое уплотнение. Вместо клапанов находят себе применение
и цилиндрические золотники с кольцами (фиг. 65).
Проф. Гутермут !) рекомендует употреблять простые
тарельчатые клапаны с обратным использованием
кинетической энергии потока пара, применяя №&£**&№$
расширительные сопла. t *
Расположение клапанов. В гори-*
зонтальных машинах впускные клапаны
устанавливаются чаще всего наверху, выпуск*
ные — внизу в средней плоскости цилиндра <
(фиг. 75, 76). Иногда клапаны устраивают
сбоку, присоединяя их к общему впускному
и выпускному каналу. Клапаны или также
управляемые цилиндрические золотники с выгодой
могут быть перенесены на торцевые
поверхности цилиндра (Кергоф), чем достигаются
малые вредные объемы и поверхности.
Вертикальные машины обычно имеют общие
парораспределительные каналы с
установленными сбоку рядом или друг над другом впускными и выпускными
клапанами 2). Для удаления воды из цилиндра выпускные клапаны
следует располагать так, чтобы не могло иметь места образование
водяного мешка. В остальном, кроме
простоты привода, следует еще обращать
внимание на хорошую доступность клапанов.
В горизонтальных машинах
привод клапанов большей частью
производится от коленчатого вала помощью
эксцентриков только в том случае, если
клапаны расположены сбоку цилиндра.
Иначе отдельные клапаны приводятся в
действие от особого горизонтального вала,
вращаемого в большинстве случаев
передачей с коническими колесами.
Соответственные эксцентрики или кулаки для обеих
сторон цилиндра заклинены на 180° друг
против друга, или же ради уравнения
наполнений лишь немного от этого
отступают. В вертикальных машинах равным обра-
фиг 67 зом пользуются либо распределительными
валами, либо эксцентриками, насаженными
на коленчатый вал. Так как при этом применяется только один
эксцентрик для обеих сторон цилиндра, то уравнение наполнений
рекомендуется производить помощью короткой эксцентриковой тяги.
шный Oygien
(Зульцер)
1) ( . ., , 7 . . .
. г) l e i s t, Die Steuerungen der Dampfmaschinen, Berlin 1906, J. Springer, S. 373
и 738.

$££ T III. Отд. 2. Паевые машины. И. Парораспределение
Изменение наполнений достигается либо расцепляющим
механизмом (распределение с расцеплением) или перестановкой центров
шарниров распределительного механизма (парораспределения с
принудительной посадкой или
посадкой под давлением).
Передвижение должно быть
передано клапанам таким образом,
чтобы при распределениях с рас-
Фиг. 68.
Фиг.
цеплением разделение частей привода могло произойти перед,
а при распределениях с принудительной посадкой — одновременно
с посадкой клапана* и при этом еще так, чтобы как нозое
соприкосновение разделенных частей, так и посадка клапана в седло,
происходили с умеренной скоростью. Для этого в последних
парораспределениях служат катящиеся рычаги
и качающиеся кулаки или же вращающиеся
кулаки с роликами; в распределениях с
расцеплением—
защелки или упор-
ки с небольшой
скоростью
схватывания и
особые воздушные
или
жидкостные буфера
(фиг. 66 и 67),
иногда в связи
с катящимися
рычагами,
представленными на
фиг. 68 и 69
(ср. фиг. 75, 76 и 79). Они действуют изменением передачи во
время движения. Различают катящиеся рычаги без закрепленной
точки вращения (фиг. 68) и с закрепленной точкой (фиг. 69 и 70).
Скольжения рычагов одного по другому по возможности следует
избегать.
В последнее время предпочитают качающиеся кулаки (фиг. 71,
Кольман; фиг. 72, Ленц).
Фиг. 70.
Фиг. 71.

Парораспределение клапанное
289
Фиг. 72
Фиг. 73.
Двойной кулак конструкции Дёрфеля (на фиг. 73) служит для
принудительного закрытия клапана, по возможности без- участия
пружины. Приподнятое положение клапана при перемене хода здесь
«исключено; для гарантии, в отношении
^поломок, между шпинделем и клапаном заключена
маленькая, мало
деформирующаяся в работе
пружина. Дабы
обеспечить точную пригонку
роликов к кулакам и вы-
равнять неточность
изготовления ила
деформацию от температурных
изменений,
предусматриваются пружины,
причем зазор роликов
поддерживается малым
помощью упорок1). Вновых
конструкциях обходятся
с меньшим числом
шарниров, чем в
конструкции Дёрфеля. Для
получения лучших
условий открытия путь
роликов следует несколько понижать против кривой подъема кулака;
боковое давление при этом возрастает. Привод от вращающихся
некруглых дисков применяется большей частью для парораспределений
выпуска и низкого давления.
По фиг. 74 (вычерченной для мертвого
положения кривошипа) находятся
начальные и конечные точки кулака для впуска
и выпуска, путем определения положений
кривошипа, отвечающих VE, E, VA и С
(с учетом конечной длины шатуна для
обеих сторон цилиндра). Если направление
давления, производимого роликом,
отличается от показанного на фиг. 74, то
кулаки должны быть повернуты на такой же
угол. Высота кулаков в радиальном
направлении назначается, соображаясь с
передачей между роликом и клапаном так, чтобы
был достигнут вычисленный подъем
последнего. Кривые подъема и схода должны
быть касательны к кругам и строятся с
учетом ускорения и замедления масс так,
чтобы ролики и кулаки находились в
соприкосновении и при открытом клапане 2).
Для плотного закрытия
1) К б г n e r, Doppeldaumen-steuerungen, Berlin, 1915. J. Springer.
2) H a r t m a n n. ZdVdl, 1905 и др.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
19

290 т П1. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
клапана необходимо предусмотреть небольшой зазор (около У2 мм)
между свободной от кулаков частью диска и роликом.
Привод от вращающихся некруглых шайб мало пригоден
для больших быстроходных машин, вследствие очень больших
масс передаточного механизма. Сторона схода кулака должна иметь
плавный переход.
Сила пружины, потребная для закрытия клапана, зависит,
главным образом, от давления сил инерции связанных с клапаном масс,
их веса, трения в сальниках и давления пара, нагружающего
шпиндель. Кроме того, в клапанах высокого давления и при малом ходе
Фиг. 75. Фиг. 76.
имеет место всасывающее действие протекающего пара. Следует
иметь в виду, что потребная сила пружины очень быстро
возрастает с числом оборотов.
Подсчет сил инерции, проявляющих непостоянство при
резком изменении величин, может быть произведен особым
графическим способом, рассматривая данный механизм как шарнирный
четырехугольник. Ускорения в значительной мере обусловливают
соотношения сил в частях внешнего парораспределения1). Можно,
наоборот, принять изменение ускорений по простому закону и отсюда
определить ферму кривой профиля 2). В точке открытия ролик
должен находиться под полным давлением. Ширина кулака подсчи-
тывается по теории прочности.
Напряжение пружин ни в коем случае не должно
превосходить 3000 кг/см2. Пружины должны быть приспособлены для
изменения натяжения в широких пределах. В распределениях с
расцеплением время закрытия клапана определяется в 10—15% хода поршня
при наибольшем подъеме, откуда вычисляется его ускорение. В
распределениях с принуждением ускорение дается непосредственно
1) К 6 г n e r, Die Entwicklung der Doppeldaumensteuerungen, Z. osterr. Ing. u.
Arch-Ver. 1915, Hefi 32—34, J, Springer, Berlin, далее W irtschaf^smot^r 1921.
2) Bestehorn, ZdVdl, 1919, стр. 2o3; — К i г g e г 1, Olraotor, 1919,
стр. 349;—H e 11 e r, 6lmotor, I9i2f стр. 225.

Парораспределение клапанйое
291
Фиг. 77.
из действий приводного механизма. Части последнего следует
конструировать перестанавливаемыми по надобности, сообразуясь
с неточностью изготовления и
температурными удлинениями.
Равно не следует упускать из
виду при монтаже и
продольного удлинения -цилиндра
сравнительно с остающимся
холодным распределительным валом.
Парораспределения
с вынужденной
посадкой. 1. Эти
парораспределения допускают, в общем, большие числа оборотов, нежели
распределения с расцеплением, требуют, однако, больших размеров
клапанов и большей силы
регулятора; вообще
говоря, не дают точных
закрытий.
2. Изменение
передачи от регулятора к
распределению впуска
производится различным
путем. Особенно
употребительны следующие
устройства:
а) постоянная кривая
привода
(эксцентриковый круг) с уменьшаемой
от регулятора передачей
(переставляемая серьга). Пример: парораспределение В и н д-
м а н а (фиг. 75). (Употребительная длина балансира / около 5г);
b) изменяемая кривая привода путем перемены направления
эксцентриковой тяги: о) шарнирный четырехугольник с одним
вращающимся и одним качающимся звеном,
последнее с переменной течкой
вращения, уменьшение от одной точки серьги
(ср. механизмы для перемены хода
стр. 304). Пример: распределение
Радовановича (фиг. 76 и 77).
(Употребительно а около 6г); (3) шарнирный
четырехугольник с двумя
вращающимися звеньями, одно из которых имеет
центр, переставляемый от регулятора,
серьга имеет кольцеобразную форму,
уменьшение движения помощью кольца
эксцентрика из центра. Вместо второго
звена применимы также некруглые диски
распределение Кернера (фиг. 78);
c) связывание двух движений эксцентрика
К регулятору
Фиг. 78.
Фиг
с роликами,
при
Пример:
переменном
19»

292 Т1- П1. Отд. 2. Паровые машины. П. Парораспределение
Фиг. 80.
ходе одного из них (причем обычно несколько изменяется как угол
опережения, так и уменьшение передачи). Второе движение
эксцентрика может передаваться эксцентриковой тягой. Пример:
старое парораспределение Кольмана
(фиг. 79);
d) парораспределения с
переменным движением некруглых дисков.
Пример: распределение Звони-
чека (фиг. 80);
e) распределения с осевым
регулятором на распределительном валу.
Пример: распределение Ленца
(фиг. 81).
3. В случаях а\ Ъа) и с) при
соответственно выбранном направлении
вращения и обычном
противоположном расположении впускных и
выпускных клапанов в большинстве
случаев может быть применен один
общий эксцентрик для обоих
приводов. Если, например, определена точка
EV на эксцентриковом кругу, отвечающая выпуску, то в
парораспределениях, согласно а) рычаг серьги следует передвинуть так,
чтобы точка скрепления уменьшаемой тяги А при изменении
положения регулятора
описывала бы по
возможности точный круг
относительно УЩфиг.
75). В распределениях,
согласно bot), поворот
кривой сдвига
эксцентриковой тяги
следует предпринимав
таким образом, чтобы
ведомая точка Р в
момент предварения
впуска возможно мало
изменяла свое
положение. В
распределениях, согласно с),
соответственно с этим
направление кулрссы
следует выбирать так,
чтобы опять-таки
точка А делала только
одно небольшое движение, близкое
влению АВ.
Для расчета прочих видов парораспределения следует
непосредственно пользоваться вышеприведенными золотниковыми диаграммами.
Фиг. 81.
к перпендикулярному, к напра-

Парораспределение ютапанное
293
Для более простого и точного определения кривых подъема клапана следует
пользоваться предложенным Грасманом1) перенесением середины хорды дуги
открытия в центр вращения роликового рычага или в точку всхода середины ролика.
Так как в момент открытия клапана в распределительном
механизме появляются наибольшие давления, то следует обращать
внимание на то, чтобы начало передвижения впуска было, по
возможности, постоянно; однако из конструктивных соображений,
в особенности для уменьшения путем перестановки от регулятора,
этим обычно приходится пренебречь в парораспределениях, согласно
а) и с). При осевых регуляторах,
обладающих сравнительно
большей перестанавливающей силой,
допустимы большие различия.
Среднее противодействующее
давление на регулятор для любого
положения открытия, без учета
трения и изменения давления
пружины, определяется из расстояния
(измеряемого по нормали) между
двумя соседними кривыми подъема
клапана (фиг. 85), т. е. из пути
клапана при соответственном
передвижении регулятором и при
остановке кривошипа. Там, где это
допустимо по конструкции,
следует избегать перемены давления
в приводном механизме
парораспределения.
Парораспределения с расцеплением. Привод
впускных и выпускных клапанов большей частью производится
эксцентриком; выпуск и здесь производится принудительно. Дабы
захватывающая защелка плавно садилась на рычаг клапана, а иногда
и для того, чтобы осуществить большие наполнения, — впускные
эксцентрики заклиниваются, большей частью с запаздыванием, так,
что получается небольшой избыточный подъем; наивысшее
положение работающего края защелки превышает рычаг клапана,
находящийся в покое и в момент закрытия, лишь настолько, что
защелка безусловно западает. Захватывание происходит благодаря
собственному весу или давлению пружины. Тогда подъем клапанов
при непосредственном эксцентриковом приводе для больших
наполнений становится несообразно велик, что побуждает обратиться
к применению кулаков. К преимуществам распределений с
расцеплением следует отнести быстрое закрытие до самого седла и
малую перестановочную силу регулятора.'
Примером применения упорки служит распределение К о л ь-
м а н а (новое) (фиг. 66и 82) и распределение Гартмана-Кергафа (фиг. 83).
Исследование парораспределения производится графически по
1) Grassmann, Berechnung einer Dampfmaschine, 4 Aufl., Berlin 1924.
J. Springer, S, 170.

294 Т. Hi. итд. 2. Паровые машины. И. Парораспределение
его схеме. После нанесения относительного расположения центра
распределительного вала и центра шарнира, находящегося в клапанной
коробке, вычерчивают
„золотниковый круг" вокруг
оси распределительного
вала и, в соответствии
с потребным избыточным
подъемом клапана,
выбирают точку VE (фиг. 84).
Выбором прё*й4арения
впуска и с помощью
дуг, очерченных
радиусом длины кривошипа,
определяется линия пути
поршня (фиг. 28с и 84).
Определение
очертания выключателя
производится
вычерчиванием рычага клапана
с защелкой и
выключателем для отдельных
наполнений и в
положениях, отвечающих
соприкосновению граней; тем
самым определяется и
Величина эксцентриситета
подъема клапана и передаточного от-
(Лзбыток
хода}
Фиг. 83.
подъем муфты регулятора (фиг. 84).
получается из желаемого
ношения. Тем
самым тшределены
также и положения
центра вращения
защелки для
каждого наполнения,
при которых
должно последовать
расцепление, в
предположении, что
время падения
известно.
Руководствуясь этим,
следует определять
форму защелки для
расцепления упор-
кой или род
перемены движения для
принудительного
расцепления. Схе-
Кцаинее полож.
№*Щ.&сшко6к1х
Шрегулзтопа у
Фиг. 84.
му распределения следует отдельно обработать для обеих сторон
цилиндра, причем предварение выпуска принимается одинаковым. "

Парораспределение клапанное
295
Диаграмма поднятия клапана. Если в соответствии
с золотниковым эллипсом (стр. 270) отложить по абсциссам пути
поршня и по ординатам отвечающие им подъемы клапана, взятые
из схемы распределения, то
получается диаграмма подъема клапана
(фиг. 85), дающая представление
о величинах скоростей и
ускорений. В распределениях с
расцеплением движения закрытие клапана
происходит в соответствии с
нажимной силой пружины и
величиной сопротивлений. Если, как и в золотниковом эллипсе, нанести
линию, отвечающую скорости пара в 60 м/сек% отнесенной к обыч-
Фиг
Фиг. 86.
ной скорости поршня, то в индикаторной диаграмме можно
приближенно установить начало дросселирования.
Парораспределения с поворотными золотниками, а)
Поворотные золотники в большинстве случаев выполняются раздельно
для впуска и выпуска, реже
в виде коробчатого
золотника. Обычно они
вращаются в коробках, прилитых
к цилиндру или его крышке и
прижимаются к поверхностям
скольжения давлением пара и
пружинами. Захватывание
золотника золотниковым валом
или штоком происходит либо
посредством захватов на конце последних (фиг. 86), либо, что лучше,
помошью сквозных шпинделей, входящих радиально в открытые
Фиг. 87.
Фиг. 88.
Фиг. 89.
золотники (фиг. 87) или в осевом направлении в закрытые (фиг. 88).
Во всех случаях следует обращать внимание на тщательную при-

296 т- И1. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
гонку шпинделя (равно и в продольном направлении). В
американских конструкциях на концах золотника имеются центрирующие
разрезные гнезда (фиг. 89).
Уплотнение шпинделей достигается сальниками или помощью
уплотняющих колец а (фиг. 87), для которых необходимо
предусмотреть хорошее смазывание. Если давление в золотниковой коробке
попеременно лежит выше и ниже атмосферного, то становится
необходимой сильная пружина /. . Приводные рычаги должны быть
особо тщательно заклинены на шпинделях в виду переменного
направления передачи; последние следует обезопасить от
продольного сдвига. Во впускных золотниках часто применяется канал
Трика (фиг. 90). Размеры каналов определяются согласно стр. 265.
Фиг. 90. Ф^г, 91 .
Диаметр золотника зависит от рода передачи и от величины
желаемого наполнения, возрастая с уменьшением последнего. При
условии применения распределительных дисков и канала Трика, для
впускного золотника, диаметр предварительно можно выбирать
равным 3,2 до 4д (где а — ширина канала) при непосредственном
эксцентриковом приводе 4 до Ъа. Рекомендуется принимать
рабочее плечо р'ычага приводной тяги минимально на 10—20 мм
больше радиуса золотника, а наименьший угол, образуемый этой
тягой с радиусом приводного рычага, не должен быть менее 40°.
Формы сечений золотника должны быть выбраны так, чтобы во всех
положениях был обеспечен достаточно свободный проход для пара;
с другой стороны, пустоты выпускного золотника не должны
обусловливать больших вредных пространств.
Поворотные золотники применимы в областях среднего и
низкого давления в виду малых вредных пространств; для высоких
давлений и перегревов более пригодны клапаны.
Р) Расположение поворотных золотников. В горизонтальных
машинах впускные золотники располагаются сверху, а выпускные
снизу, либо же те и другие с общим паровым каналом снизу
цилиндра или в крышках. Необходимо озаботиться автоматическим

Парораспределение клапанное
2Э7
удалением воды из цилиндра через выпускные золотники. В
вертикальных машинах обычно применяются раздельные паровые каналы.
Y) Привод поворотных золотников производится от эксцентрика
на валу кривошипа, а именно, либо непосредственно (в
быстроходных машинах), либо с промежуточным включением распределителе
ного диска с коленчатым рычагом. Часто распределения впуск'а
и выпуска разделяются и на валу устанавливаются два
эксцентрика.
Переменные наполнения, как правило, достигаются
распределениями с расцеплением. При высоком давлении пара и перегреве
предпочтительны
клапанные
распределения. При
непосредственном
эксцентриковом приводе можно
применять обычные
золотниковые
диаграммы при
соответственных передачах.
Следует обращать
внимание на наличие
достаточной
уплотняющей поверхности на
стороне,
противоположной отсекаюшей
грани в крайнем
внешнем положении
отсечки. В устройствах
с распределительным
диском (фиг. 90) это
положение для впуска
следует по большей
части выбирать
вблизи растянутого
положения рычагов. За последнее переходить не рекомендуется, ибо
при этом проявляются дрожания в приводном механизме. При
выпуске обычно не идут до этого положения. Этими условиями
передачи достижимы сравнительно малые проходимые путл при
закрытом золотнике. Благодаря этому можно обойтись малглм золотником
при малом трении.
Угол отклонения между золотниковым рычагом и
распределительным диском не должен превышать 75°. При непосредственном
золотниковом приводе отклонения часто разделяют несимметрично,
так что среднее положение лежит против стороны открытия. Вместо
распределительного диска применяется иногда звездочка.
о) Аналогично золотниковому эллипсу (стр. 270) здесь для
исследования распределения служит кривая открытий золотника,
отнесенная к пути поршня. На фиг. 91 изображена такая диаграмма
для впуска при применении^ распределительного дчс&а.

298 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Рабочий поршень в качестве выпускного золотника
(прямоточная машина). Штумпф использует рабочий поршень
цилиндра непосредственно в качестве выпускного золотника, в то
вреуя как для впуска применяются преимущественно разгруженные
клапаны. Свежий пар поступает снизу в полость крышки,
обогревает ее поверхность, поступает далее
через клапан, установленный вверху
крышки, в цилиндр, производит
работу, действуя на поршень, и, после
завершившегося расширения,
выходит через прорезы, расположенные
на противоположном конце хода, т. е.
в середине цилиндра, и
перекрываемые поршнем (прямой ток).
Вследствие движения пара в одном лишь
направлении вредные поверхности не
охлаждаются протекающим холодным
отработавшим паром. Одновременно
же имеет место и существенное
——В'ыюйдатм Воздушныйшшос—*~ уменьшение вредного пространства
фиг# 93ш по объему и по поверхности,
неплотность особо выпускного органа
отпадает, п сопротивление выхлопа почти полностью отсутствует в виду
благоприятных условий выпуска и большого проходного сечения
прорегов. В виду отсутствия охлаждающего действия вредных
поверхностей почти отпадает конденсация в цилиндре. Предварение
выпуска принимается в среднем в 10% и таким образом сжатие
в 90%. Вследствие высокого сжатия особенно ^удобны эти машины
для работы с конденсацией. Вредное
пространство фиксируется в зависимости от
величины противодавления (li/2 —2% для
машин с конденсацией, 16 —17% для
машин без нее). Дабы иметь возможность
работать на машинах с конденсацией без
последней, добавляется вредное пространство
в 14—15%. Добавочное пространство
связывается с полостью цилиндра особыми
клапанами (фиг. 94). Рациональным является
устройство добавочного вредного
пространства так, чтобы в закрытом состоянии оно
служило теплоизолятором. Впускные
клапаны, ради достижения желаемого малого
вредного пространства и благоприятных
условий в>1уска, целесообразно располагать в крышке, по возможности
близко ic сальнику. Для уменьшения вредного пространства и вредных
поверхностей применяются впускные клапаны без коробок, но с
седельной плитой (фиг. 92 и 94). Последнее позволяет осуществить
меньшую высоту и размерность клапанов, лучшую плотность и удобную
обработку клацанной камеры. Для уменьшения сопротивлений при

Парораспределение прямоточной машины
299
переходе пара конденсатор следует по возможности ближе
устанавливать к цилиндру, соединяя его с выпускной горловиной патрубком
возможно большего проходного сечения (фиг. 93). Промежуточного
включения между цилиндром и конденсатором маслоотделителей,
подогревателей и трехходовых вентилей следует безусловно избе-
Фиг. 95.
гать. В эксплоатационных машинах конденсатор следует связывать
с воздушным насосом и атмосферою так, чтобы при работе без
конденсации конденсатор служил в качестве глушителя (фиг. 93).
Крышки цилиндра постоянно, а концы головок цилиндра в
большинстве случаев снабжаются паровыми рубашками, согласно фиг. 92,
в то время как средняя часть цилиндра по выхлопной горловине
имеет охлаждающую рубашку. Между обеими целесообразно
устраивать промежуточные зоны, которые не обогреваются и не
охлаждаются. Поверхности крышек являются важнейшими
нагревающими поверхностями и должны быть обогреваемы при всех
условиях. При насыщенном паре
обогревание должно быть наиболее
существенным и, напротив, мало
при перегретом. Для получения
наибольшего результата от
обогревания крышек, последнее большей
частью бывает развито до момента
в цилиндре, отвечающего
нормальному наполнению, так что
вредные поверхности нормального
наполнения находятся при наивысших температурах. Фиг. 95
изображает прямоточную машину для работы без
конденсации и на высокое противодавление. В поршне
имеется цилиндрический золотник, приводимый в движение от
эксцентрично закрепленной на шатуне цапфы. Благодаря этому
удлиняется период выхлопа, уменьшается вредное пространство (172—2%)
и достигается распределение пара согласно диаграмме фиг. 96, при
совершенном соблюдении принципа прямоточной машины. Во время
выхлопного движения поршня пар переходит в полость поршня
и отсюда в выхлопные прорезы. Для уменьшения длины поршня
Фиг. 96. а—длина поршня;
б—вредное пространство.

300 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
и цилиндра применима также и конструкция Hunger'a, при
которой поршень последовательно открывает два ряда прорезов (фиг. 97).
Выпуск пара начинается при открытии второго ряда и заканчивается
с закрытием первого, так что длительность выпуска возрастает и
сжатие может быть снижено до 30—40%. Регулирующие выпуск-
нь.е органы отъединяют от выхлопной трубы только первый
открываемый поршнем ряд, пока выпуск производится через второй ряд;
далее открываются оба
канала. Вместо
изображенных здесь
клапанов может быть
также применен
цилиндрический
золотник.
Эти машины особенно
хорошо служат там, где
нагрузка очень быстро и
резко колеблется и где
необходимы большие
проходные сечения для выпуска
(машины прокатных
станов), т. е. где
многоцилиндровые машины едва
ли могут обеспечить
достаточно большую и
быстро изменяющуюся
мощность, и где вследствие
центральной конденсации
большей частью не
имеется желательного для
чистой прямоточной машины
хорошего вакуума.
Прямоточная машина одинаково
пригодна как для
насыщенного, так и перегретого
пара *).
d) Механизмы для
перемены хода
машины
Наряду с общими
требованиями,
предъявляемыми к
парораспределению, довольно часто существует и такое, что машина должна
сдвинуться в любом положении кривошипа. Для этого необходимы
по М( ньшей мере два цилиндра с кривошипами, расположенными,
под 90°; максимальное наполнение должно быть настолько велико,
чтобы в мертвом положении одного из поршней развиваемый
другим момент вращения оказался достаточным для преодоления сопро-
тивлеА1Ия.
Фиг. 97.
1) Stump f, Gleichstroradampfmaschine mit Hochhub-Dtisenteilerventil u. Steuer-
welle doppelter Drehzahl, ZdVdl, 1921, S. 492.

Реверсивные механизмы
301
1. Перемена направления вращения может быть достигнут?:
путем взаимной замены паровпускных и
паровыпускных каналов помощью особого золотника, вследствие
чего основной работает попеременно наружными или внутренними
гранями;
путем сдвига подвижного золотникового
зеркала между золотником и паровыми каналами к цилиндру, причем
одной и той же гранью золотника попеременно управляется то
сторона кривошипа, то сторона крышки;
помощью рычагов обратного хода при перемене
существовавшего направления движения золотника из его среднего
положения;
помощью двойного
золотника, у которого
одна сторона работает при
прямом, а другая при
обратном ходе машины по
общему золотниковому
зеркалу.
В этих конструкциях
применение угла
опережения и золотниковых
перекрыш, а тем самым как
расширение, так и сжатие, неосуществимо, вследствие чего они
мало употребительны.
2. Перемена хода свободным и передвижным эксцентриком
регулируется для так называемого свободного эксцентрика
помощью противовеса и переводится в положение обратного хода
из положения для прямого (фиг. 98) путем поворачивания вокру!
оси вала на угол 180°—2Ь. Последнее производится помощью
ручного маховичка, сдвигаемой в осевом направлении муфтой с
крутой нарезкой, или смещением эксцентриковой тяги помощью рычага.
Парораспределение в крайних положениях эксцентрика остается
правильным.
В передвижном эксцентрике его центр большей
частью перемещается в кулиссе, расположенной вертикально ш>
отношению к направлению эксцентриковой тяги (фиг. 99 и 42).
Этим достигается перемена хода, угла опережения, а тем самым \
расширения при постоянном линейном опережении. При дальнейшем
перемещении наступает перемена хода машины в крайнем
положении, совершенно аналогично как и при свободном эксцентрике,,
Парораспределение протекает правильно. Золотник и рабочая
диаграмма определяются так же, как и для простого золотника.
Смещение эксцентрика во время хода нелегко, поэтому его действие
может быть заменено следующими конструкциями.
3. Кулиссное парораспределение х). Перемещение золотника
1) R. G г a s s m a n, Ausfuhrliche „Geometrie und Massbestimmung\ Berlin 1916
J. Springer.

302 Т. TIL Отд. 2. Паровые машины. II Парораспределение
производится совместно двумя эксцентриковыми приводами таким
образом, что один из них или оба могут быть изменяемы по
величине и направлению
помощью кулиссы; смешение
точки ее подвеса влияет на
направление передвижений
золотника, смещение камня
в кулиссе, действующей
в качестве рычага, — на
активную длину хода
передачи или одновременно на
угол опережения. При при-
ФиГф юо. ближенном совмещении этих
двух колебательных
движений может быть найден некоторый воображаемый' заменяющий
эксцентрик, дающий подобные же результаты. Геометрическое
место его центров для
различных положений
кулиссы называется к р и«
вой вершин.
Для определения
отдельных ее точек
служит следующий
приближенный способ. Помимо
предположения очень
длинных эксцентриковых
тяг, сравнительно с
величиной эксцентриситета,
принимается также, что
каждая точка кулиссы и камня движется довольно близко к
параллели, к направлению, которое определяется центром приводного вала и
точкой соединения на золотниковом штоке, и называется
направлением движения кулиссы.
На фиг. 100 г—
действительные центры
эксцентрика в мертвом
положении кривошипа,
Ох — направление
движения кулиссы, О А и
ОВ — средние
направления смещения
эксцентриковых тяг, проводимые
через те точки путей А
и В, удаление которых
от О равно длине золот-
получается затем как углы
А я В, измеренные в этом
Фиг. 101.
dCfc*
Фиг. 102.
никовых тяг (фиг. 101 и 102). рх и р2
наклона последних к Ох\ длины путей
направлении, будут:
2гг = 2г : cos $х и 2г2 = 2г : cos р2 (Фиг« 27 на СТР-267)-

Реверсивные механизмы 303
Равные длины путей по Ох могли бы быть достигнуты
эксцентриками радиуса гх и г2 с углами опережения 5 -f* Pi и & + ftj»
которые, как то следует из чертежа, должны быть отнесены к
направлению движения кулиссы. Измеренная в том же направлении Ох
длина пути камня О, передаваемая в равной величине золотнику,
является суммой перемещений совпадающей точки кулиссы,
отвечающих поворотам последней относительно В и А. Если 2с—-
длина кулиссы, лга — отклонение точки Л, измеряемое из ее среднего
положения и, наконец, а — смещение камня в кулиссе от середины,
то поворот относительно В дает величину длины пути
*i (с + и).
2с '
при тех же обозначениях поворот относительно А дает
х2 (с — и)
2с '
так что измеряемый по Ох путь С будет:
[xt(c + u)+x2{c — u)]:2c.
Дабы построить заменяющий эксцентрик гг, следует уменьшить rt
с 4- и с —и
в отношении -^— , а /*2 в отношении —=—- и суммировать их век-
ториально. Конечная точка заменяющего эксцентрика гг лежит па
связующей прямой г\г^ и делит последнюю в отношении
(с — и) : (с + и).
Фиг. 102 пригодна для так называемых „открытых
эксцентриковых тяг"; при „перекрещенных тягах" (фиг. 101), где гх действует
на В, /*2 на Л, отстояние С от своего среднего положения для
тех же условий будет:
-^[xzic + ^ + x^c — и)).
Углы Pj и р2 откладываются от 5 в противоположных
направлениях. Ввиду того, что заменяющий эксцентрик действует как
и простой, то здесь золотниковая диаграмма применяется, как и
раньше1).
Кривая вершин для постоянного линейного опережения есть
прямая, перпендикулярная к направлению движения кулиссы; для
постоянного предварения впуска в долях хода поршня она должна
была бы состоять из двух пересекающихся на Ох прямых (фиг. 40,
стр. 276). Это достигается точнее всего линией, выпуклой относи-
!) Проф. В a u d i s s дает прекрасное описание кулиссных механизмов
(Z. osterr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1910), исключающих всякую неточность и
предусматривающих возможность применения в наиболее сложных случаях.

304 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
Фиг. 103.
Фиг. 104.
тельно О (например фиг. 103). В случаях, где редко встречается
перемена нагрузки (судовые машины, за исключением таковых для
военных судов), заменяющему эксцентрику часто дается
сравнительно большой угол опережения соответственно наполнению около
60%; там, где необходимо
предусмотреть и малые наполнения,
может быть применен для ЦВД и
расширительный золотник с углом
опережения в 90°; большей частью он
выполняется в виде цилиндрического
золотника Р и д е р а (\.чт. 55 и 56,
стр. 282).
Для паровозов, грузоподъемных
машин и машин прокатных станов
большей частью выбирается большее
наполнение до 80% в целях
надежного трогания.
Парораспределение Стефен-
сона (фиг. 102 и 101 для открытых
и перекрещенных тяг). Поперечнткм
сдвигом кулиссы одновременно изменяются как направление
передвижений эксцентрика, так и величина рычажной передачи; камень
остается на направлении движения кулиссы. Для получения
среднего положения золотника при различных положениях кулиссы
радиус кривизны последней следует делать равным длине
эксцентриковой тяги 1).
Точка подвеса кулиссы, которая большей частью совпадает с ее
серединой, направляется по пологой кривой близко к параллели Ох
помощью серьги.
Кривая вершин
представляет собою
приблизительно круг, точки
С, М и г которого
могут быть найдены по
общим правилам (фиг.
103 и 104 для
перекрещенных и
открытых тяг). Кривая эта
дает возможность
непосредственно
установить изменение линейного опережения, точно так же при
перекрещенных тягах малое изменение предварения впуска, отнесенного
к ходу поршня. Там, где по преимуществу следует заботиться о
переднем ходе машины, последнее условие может быть достигнуто
несимметричным положением кривошипа относительно эксцентриков, что
влечет за собою соответственно большое ухудшение при обратном
ходе. Если кулисса может быть вытянута настолько, что конец
Фиг. 105.
*) Относительно желательной поправки см. Zd.Vdl, 1891 стр. 476.

Реверсивные механизмы
305
Фиг. 106.
эксцентриков от тяги приходится на направлении движения кулиссы,
то в этом положении непосредственно действует лишь один
эксцентрик. Парораспределение пригодно там, где
желательны — возможная простота и малое продольное
удлинение (судовые машины). Игра рессор ведущей
оси паровозов мало сказывается при
горизонтальном направлении движения кулиссы; при
наклонном расположении золотник передвигается вперед
подъемом ведущей оси и оттягивается назад ее
опусканием.
Парораспределение Гоуча (фиг. 105) для
открытых тяг. Кулисса здесь не передвигается в
поперечном направлении, а неизменно подвешена к
качающейся подвеске или передвигается по
прямолинейной направляющей, в то время как камень
переставляется вместе с подвижной связующей тягой
к золотниковому штоку. Направление
эксцентриковых тяг, таким образом, не изменяется, только действующие
величины передачи являются переменными. Как то непосредственно
явствует, при мертвом положении кривошипа, кулисса очерчена
по круговой дуге
из центра в точке
соединения с
золотниковым
штоком, дабы в этом
положении не имел
места какой-либо
сдвиг последней,
т. е. оставалось
постоянным
линейное опережение;
равно и среднее
положение
золотника при этом не
изменяется. Отсюда, и ввиду того, что действующие
эксцентриситеты остаются в гх (фиг. 106), следует, что кривая вершин должна
быть прямой, перпендикулярной
к направлению движения кулиссы,
а именно, линией, соединяющей
две крайние точки эксцентрика.
Распределение Гоуча имеет
меньшее поперечное удлинение,
. но большую длину и число
шарниров, чем распределение Сте-
фенсона. В паровозах влияние
игры рессор ведущей оси тем
больше, чем больше вытянута кулисса и чем сильнее наклон
направления ее движения.
Парораспределение Аллана (фиг. 107) для открытых тяг.
Зак. 2893. — Hiltte, Справочник для инженеров, т. III. 20
Фиг. 107.
Фиг. 108.

306 T- HI. Отд. 2. Паровые машины. И. Парораспределение
Кулисса и камень получают одновременно поперечный сдвиг в
определенном соотношении, а именно, по двум противоположным
направлениям, чем и изменяются действующий угол опережения и
передача приводного механизма. Кулисса прямолинейна, что является
достоинством в смысле простоты обработки, однако
ограничивает соотношения между сдвигами кулиссы
и камня. Для определения рычажной передачи,
служащей для перестановки, вычерчивают согласно
фиг. 108 положение кулиссы для обоих мертвых
положений кривошипа и их среднюю линию и, притом,
для среднего положения камня в кулиссе, а затем и
принятое по оценке смещение иь при котором
должно наступить желаемое наполнение; далее, для
этого положения камня наносят длину 1Ь
отвечающую длине золотниковой тяги, вследствие чего
определяется точка Р соответственно среднему
положению золотника. Если он не должен сдвигаться при
смещении кулиссы, то камень должен лежать в кругу,
описанному вокруг Р радиусом 1г; там, где этот круг
пересекает среднюю линию кулиссы, лежит
соответственная точка последней; удаленность ее от середины кулиссы
определяется из соотношения:
«/«1 = 1 + W (Ш = 1 + (IJI) (1 + Yl + 1/IO
Фиг. 109.
*/«=('о/0(1+ V 1 + //А).
Кривая вершин определяется по общим правилам (фиг. 109);
изменяемость линейного опережения меньше, чем для
распределена
Фиг. 110.
Фиг. 111.
ния Стефенсона. Равно и в отношении игры рессор ведущей оси
паровозов распределение Аллана занимает промежуточное место
между таковыми Стефенсона и Гоуча.
Парораспределение Гейзингера*) (фиг. 110 и 112) для рас-
!) Bau diss, ZdVdl, 1908, стр. 141, далее фиг. 120, конструкция кулиссы
по Гельмгольцу.

Реверсивные механизмы
307
впределения наружными гранями. Эксцентрик или контр-кривошип
9{Ь = 0) приводит в действие прочно закрепленную в своей
середине кулиссу. Второе перемещение от эксцентрика непосредственно
заимствуется от крейцкопфа (о = 3 тс/2); связь его с кулиссным
камнем осуществляется тягами к золотниковому рычагу. Сопоставление
эксцентриситетов по
общему правилу
приведено на фиг. 111,
как то следует из
чертежа, кривая Еершин
оказывается прямой
линией, причем,
однако, не учтена
неточность, обусловленная
конечной длиной
шатуна. Изменение
происходит лишь
относительно рычажной передачи для одного из имеющихся эксцентриков,
а именно, для того, где о = 0. Кривизна кзглиссы очерчивается как
из центра, из положения точки соединения кулиссной тяги,
отвечающего обоим мертвым положениям кривошипа, при этом
линейное опережение остается неизменным.
Недостатками парораспределения является обилие шарниров и
неблагоприятное влияние их износа; к достоинствам относятся
малая работа трения вследствие расположения всех частей привода
в одной плоскости, малый вылет, непринужденное расположение
при лежащем сверху золотнике и горизонтальном золотниковом
штоке в паровозах, хорошее укрепление кулиссы и автоматическое
выравнивание наполнений для обеих сторон цилиндра.
Фиг. 112.
Фиг. ИЗ.
Для распределения внутренними гранями следует присоединять
золотниковый шток к рычагу между точками присоединения обоих
приводов. Игра рессор в паровозах не влечет за собой
чувствительных изменений в условиях парораспределения.
Парораспределение Пиуса Финка (фиг. 113). Эксцентрик г,
заклиненный под углом опережения о = 9Э°, приводит в действие
кулиссу, выполненную за одно целое с очень короткой
эксцентриковой тягой /, причем, однако, отношение г\1 должно быть по
возможности мало. Радиус кривизны кулиссы равен длине 1г золотни-
20*

308 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Парораспределение
ковой тяги. Качающимся рычагом PQ кулисса направляется
приблизительно прямолинейно. Прямолинейное смещение скользящего"
башмака благодаря эксцентрику г увеличивается еще на величину
х = и tg fi « и sin p = и (r/l) sin a,
вследствие одновременного вращения кулиссы вокруг точки Р.
Этому движению отвечает эксцентрик rt = г*и/1, имеющий угол
опережения $ = 0. Совмещение rt с эксцентриком г (о = 90°) дает
некоторый результирующий эксцентрик, согласнр фиг. 114.
Крайние точки среднего эксцентрика лежат на одной
прямой, поэтому л ине й ное о п е р ежен ие неизменно.
Для паровозов это парораспределение плохо применимо, ибо
вследствие игры рессор подшипник кулиссной подвески постоянно изменяет свое
положение относительно ведушей оси, что вызывает неправильности в
парораспределении; равно и для больших наполнений длина кулиссы становится слишком велика,
отчего возникают большие давления в приводном механизме и эксцентрике.
Парораспределение Финка по этим соображениям едва ли может найти себе
применение в дальнейшем как механизм для перемены хода.
Подвешивание кулисе и золотниковых тяг, выравнивание
наполнений. Ввиду того, что кулисса обычно не направляется
прямолинейно, а подвешивается, то точка подвеса описывает
круговую дугу, какая-либо иная точка кулисы со- или о-образную
кривую (фиг. 105), тем более выпуклую, чем дальше данная точка
отстоит от точки подвеса и чем короче качающаяся подвеска.
Движение кулиссы относительно камня называется игрой камня.
Дабы по возможности уменьшить связанный с этим износ кулиссы
и камня, местом подвешивания кулиссы выбирают обычно ее
середину, ибо последняя делает наименьшие отклонения в стороны, и
назначают достаточно длинные подвески, которые в
парораспределении Гоуча следует направлять по одной и той же стороне.
Вследствие меньшего наклона при одном и том же пути золотника
игра камня уменьшается в случае большей длины кулиссы. В
особенности в распределении Стефенсона благодаря этому легко и
незаметно меняется линейное опережение, требуемая же высота
кулиссы становится слишком большой. Если направление вращения
машины должно быть особо предусмотрено (например в паровозах
с прицепным тендером), то кулисса подвешивается за ее конец,
отвечающий именно этому направлению.
Для противоположного направления будет иметь место
соответственно несовершенное направление кулиссы. Подвешивание
осуществляется так, чгобы хорда дуги, описываемой точкой
подвеса, оказалась параллельной направлению движения золотника
(среднее положение подвески перпендикулярно к этому
направлению) и стрелка этой дуги делилась последним пополам. То же
относится и к подвешиванию золотниковой тяги.
В распределениях с двумя эксцентриками влияние мертвого хода (вследствие
износа шарниров) незначительно; при этом скрещенные тяги лучше, нежели
открытые.

Реверсивные механизмы
309
Выравнивание наполнений в распределении Гейзингера
по большей части происходит самостоятельно. Иначе, для этого
т - l
fr^t
Золотниковая
тяга
Золотникобйз
тяга
Разрез А-В \3
Фиг. 115.
>:тг. 116.
можно воспользоваться несимметричной формой и положением
золотника в тех случаях, когда наполнение в процессе работы
Золотниковая
тяга
Разрез C~D
Под8есЧа,
Фиг. 119.
должно быть постоянно. Там, где
встречаются малые наполнения,
изменяется кривизна кулиссы (у Сте-
фенсона большего, а у Гоуча
меньшего радиуса для распределения
внешними гранями).
фиг# 118ж Наконец, точка подвеса кулиссы
часто выбирается сбоку от ее
средней линии и в направлении к кривошипу. Смещение точек
соединения эксцентриковых тяг с кулиссой в том же направлении не-
' РазрезА-В

310 Т. III. Отд 2. Паровые машины. II, Парораспределение
Разрез А~В
сколько неблагоприятно сказывается при впуске внешними
гранями, лучше при впуске внутренними.
Конструктивное выполнение кулисе1). Кулиссы могут быть
выполнены в виде брусковых кулисе (фиг. 115) с полным
камнем и вилкообразными эксцентриковой и золотниковой тягами;
в этой конструкции и смазка и защита от пыли несовершенны;
подвешивание может иметь место только на одном конце кулиссы.
Кулисса с прорезом (фиг. 116) имеет сплошной камень,
равно и здесь эксцентриковым и золотниковым тягам следует
придавать форму вилки; подвешивание можно осуществить по
середине. Если золотниковый шток
в парораспределении Гейзингера
(фиг. НО) захватывается слева от
кулиссы, то последнюю следует
снабжать боковыми пластинами
согласно фиг. 117.
На фиг. 118 представлена
коробчатая или закрытая
кулисса, для которой
золотниковый шток не должен иметь
вилкообразной головки, если
устройство для перемены хода не
присоединяется к той же цапфе.
Поверхности скольжения защищены,
пластины между собою
соединяются фланцами.
Для судовых машин по
большей части употребляется к у -
лиссас двумя полосками
(фиг. 119). Скользящие части охватывают пластины изнутри и
связываются цапфой для золотниковой тяги; на концах пластины
соединены болтами. Если золотниковая тяга не крепится
непосредственно к камню, то скользящие части последнего могут быть
также соединены особыми поперечными пластинками (фиг. 120,
кулисса Гельмгольца).
4. Распределения направляющей серьгой примыкают к
основаниям клапанных парораспределений с принуждением,
рассмотренным под b (стр. 286). Изменение передачи обусловливается
переменой направления движения эксцентрикового рычага. Дабы достичь
постоянного линейного опережения на обеих сторонах цилиндра,
ведомая точка эксцентрикового рычага должна совпадать с точкой
вращения направляющей в обоих мертвых положениях кривошипа;
это приблизительно осуществимо при угле опережения Ь = О,
отнесенном к направлению смещения эксцентрика.. Золотниковый
шток следует располагать перпендикулярно к среднему
направлению смещения эксцентрика, дабы получить примерно одинаковые
условия при переднем и заднем ходах; строительные соображения
0 Чертежи заимствованы из книги Leist „Die Steuerungen der Dampfma-
schinen", J. Springer, Berlin.
Фиг. 120.

Реверсивные механизмы
311
иногда противостоят этому, в особенности в многоцилиндровых
машинах. Передаточная точка для движения золотника большей
частью лежит на средней линии эксцентрикового рычага.
Фиг. 122.
Парораспределение Маршалла (Бремме) (фиг. 121). Конец
рычага эксцентрика направляется серьгой, точка вращения которой
при перемене хода или перемене наполнения вращается вокруг
того центра, лежащего на пути направляющей точки, который
отвечает мертвым положениям
кривошипа. Точка передачи лежит
между эксцентриком и
направляющей серьгой; линия,
описываемая этой точкой, видна
из чертежа. Исследование
парораспределения производится пэ
краткому описанию,
приведенному для клапанных
распределений с принуждением.
Если серьга для рычага
эксцентрика заменяется прямой
направляющей, то получается
распределение Гакворта, из
которого произошли
существующие конструкции.
Парораспределение Клуга
(фиг. 122 и 123). Направление
рычага эксцентрика здесь
осуществляется между центром
эксцентрика и точкой
передачи; центр вращения серьги
опять-таки смещается таким
образом, чтобы направляемая точка для мертвых положений кри«
вошипа, а тем самым и линейное опережение, оставались
постоянными. Большей частью среднее положение золотниковой
тяги перпендикулярно к оси машины, однако за недостатком места
иногда оказывается необходимым и другое расположение (фиг. 123),
Фиг. 123.

312 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. II. Иарорасиределение
Средние, употребительные соотношения между длинами частей
рычага эксцентрика и эксцентриситетом г для первоначального
проектирования и при обозначениях согласно фиг. 122 таковы:
ЕР = (5 до 7) г, PQ = EP: 2.
Половина угла отклонения вала для перемены хода равна
15—20° с учетом влияния кривизны направляющей.
Парораспределение Джоя г) (фиг. 124) для распределения
внешними гранями. Если в распределении Клуга или Гакворта
с внешней точкой передачи заменить эксцентрик серьгой,
приводимое в действие от некоторой точки шатуна (или движением
некоторой точки самого шатуна), то получается парораспределение
Фиг» 124. фиг. 125.
Джоя. Употребительные средние соотношения для первоначального
проектирования при длине шатуна L, радиусе кривошипа R при
обозначениях согласно фиг. 124:
CD = 0,2 U АС = 1,5 Я, АЕ = 0,8 Я, ЕР = 1,6 R, PQ = 0,25 R.
Половина угла отклонения вала для перемены хода снова
15-20°.
При распределении внутренними гранями или при обращении
движения золотника двуплечим рычагом точку передачи на рычаге
эксцентрика следует выбирать, как и у Маршалла, между приводом
и направляющей. Звено СЛ имеет целью уменьшить подъем эксцен-
триковою рычага и выровнять неточности, происходящие от
наклонного положения последнего 2).
Влияние игры рессор в паровозах для среднего положения
мало, однако существенно возрастает с увеличением наполнения.
Парораспределение Броуна (фиг. 125). Существенным является
замена направления рычага эксцентрика помощью дуги или кулиссы
конхоидальным механизмом. На чертеже опорная точка А тяги AD
1) ZdVdl, 1886, стр. 1052 и 1887, стр. 588.
2) Leist, стр. 883.

Цилиндры
313
и цапфы вращающейся втулки В, в. которой скользит тяга СЕ,
связаны между собою рычагом, вращающимся вокруг неподвижно
закрепленной точки М.
Серьгой, образованной из AD и СЕ, в точке С направляется
рычаг эксцентрика CF, точка передачи движения золотнику
находится в Р. Направляющая СМ перпендикулярна к ЛВ и тем самым
поворачивается вместе с АВ, образующим кривошип
распределительного вала, проходящего через М. Влияние игры рессор в
паровозах такое же, как и в распределении Джоя.
Конструктивные замечания. Рычаги или рамы для перемены
хода большей частью вилкообразной формы или двойные (фиг. 123).
Распределительные валы, в особенности для многоцилиндровых
машин, в соответствии с деформациями должны выбираться очень
прочными. Там, где представляется необходимым оставлять эти рамы
открытыми с одной стороны (Джой), они должны быть особенно
прочны. Золотниковый шток иногда может быть сделан
коленчатые, дабы замкнуть раму с обеих сторон.
Для выравнивания наполнений, как и в кулиссных
парораспределениях, золотник может быть несимметрично смещен на своем
штоке, однако и центр вращения вала для перемены хода может
быть несколько сдвинут наружу от направляющей рычага
эксцентрика, чем достигается воздействие на распределение пара.
Кривизна направляющей при обычной конструкции для
парораспределения внешними гранями благоприятна; при обращении движения
с двуплечим рычагом или при распределении внутренними
гранями — неблагоприятна г).
5. Перемена хода помощью некруглых тел
(парораспределение Крафта). Эта конструкция очень часто применяется в
соединении с клапанным парораспределением в шахтных машинах.
На распределительном валу насажены по два кулака для впуска
и выпуска, которые могут рассматриваться, как последовательный
ряд некруглых дисков, Перемена хода или изменение наполнения
достигаются осевым сдвигом всей распределительной системы.
Парораспределение требует для перестановки довольно много силы,
вследствие чего часто применяются вспомогательные
приспособления (сервомотор).
Ш. Детали паровых машин
а) Цилиндр
Конструктивные примеры выполнения см. фиг. 126 и след.
Сообразуясь с сочетанием цилиндра с обычными круглыми
направляющими или со станиной вертикальных машин, передний
(нижний) конец цилиндра обычно делается закрытым; в нем
предусматривается лишь небольшое, отвечающее сверлильному шпин-
1) Lei st, стр. 891.

3l4 T- ш- 0тД- 21- Паровые машины. III. Детали
делю, отверстие, заглушаемое вставкой сальника. Последняя может
быть сделана спереди, со стороны направляющих, или (реже) через
цилиндр; в последнем случае она снабжается фланцем или уплот-
Фиг. 126.
няющей закраиной на внутренней стороне дна (тандэм-машины,
стр. 321 и фиг. 141), при этом болты обязательно выходят гайками
наружу.
Если диаметр круглых направляющих, вследствие применения
высоких давлений пара, оказывается большим диаметра цилиндра,
то последний получает спереди конический расширяющийся
придаток (фиг. 137, стр. 319).
Цилиндры для перегретого пара изготовляются без паровых
рубашек, ибо обогревание цилиндра затрудняет смазку и выгода
его исчезает с
повышением
температуры. Решающим
является в первую
очередь
соображение относительно
теплового
удлинения. На
протяжении пути поршня
следует избегать
каких-либо
скоплений металла, про-
фиг- !27. дольных и
кольцевых каналов, ребер
и опорных лап; каждой из четырех клапанных коробок, кои должны
лежать абсолютно вне рабочей поверхности, необходимо давать
независимые патрубки для присоединения паровпускных и
паровыпускных труб (фиг. 126). Вместо присоединений труб к клапанным
коробкам и раздельно подводимых длинных труб можно найти также

Цилиндры
315
отлитые за одно целое с U-образным соединительным патрубком,
для впускного вентиля или соединительного фланца. Расположение
клапанов в крышке (цилиндрические золотники К е р г о ф а, фиг. 127)
предпочтительно в отношении величины и поверхности вредного
пространства, однако неохотно применяется в виду затрудненности
доступа, в
особенности в конструкции
тандэм.
Соответственное приспособление
в прямоточных
цилиндрах Штумпфа см.
фиг. 92 (стр. 297). 4v
В отдельных случаях
в этих цилиндрах
употребительны также
управляемые
вспомогательные выпускные .
клапаны (тарельчатые,
с сечением,
отвечающим Fc/60 и до FcjSO Фиг. 128.
или двухседельные)
с изменяющейся во время хода степенью сжатия, включаемые
длительно или только при пуске.
Выхлоп через прорезы применяется также и в
неразделенных цилиндрах, При этом, между прочим, задняя крышка
цилиндра используется для пропуска пара (внутреннее и внешнее
уплотнение или по Eisner с двумя перекрывающими друг друга крышками *).
Конструкции с „коротким" поршнем вначале предполагали
расположенный в середине цилиндра ряд прорезов и установленный
за ними запорный орган (клапан
или цилиндрический золотник) для
предотвращения слишком раннего
опережения выпуска, вследствие
чего, однако, терялось очень
рациональное и энергичное
выталкивающее действие поршня.
Поэтому целесообразнее конструкция
с двумя рядами прорезов-(примененная также Hunger'oM), с одной
стороны потому, что она дает еще большее уменьшение степени
сжатия, а с другой потому, что клапан, затрагиваемый
предварением выпуска, может быть ранее открыт. Отверстия прорезов
располагаются лишь по небольшой части окружности над клапанами.
Фиг. 97 (стр. 300) изображает конструкцию Н u n g e r-D e m a g.
Паровые рубашки применялись при работе насыщенным
паром и преимущественно выполнялись при посредстве
вдвигаемых втулок из твердого чугуна, дабы одновременно достичь
хорошей сопротивляемости рабочей поверхности. Уплотнение расчеканен-
!) ZdVdl, 1914, стр. 728.

316 T« HI. Отд. &, Паровые машины. III. Детали
ными медными кольцами — по обоим концам; если цилиндр спереди
открыт, то только сзади. Передний конец втулки всаживается
слегка на конус (фиг. 128), что требует отличного исполнения.
Иначе легко возникают неплотности или ослабление втулки.
Нередки случаи разрыва цилиндров из-за неосторожной чеканки
медных колец.
Следует рекомендовать конструкцию согласно фиг. 129, где
втулка вдвинута спереди и уплотнена зажатым медным кольцом.
Передняя крышка, равным образом, уплотняется зажимными
кольцами и удерживается фланцем направляющих. Ее край опирается
на втулку; последняя прижимается к уступу цилиндра. Крышка
имеет выемки для прохода пара.
Фиг. 130.
Медное кольцо выбирается шириной до 10—12 мм и высотой до б мм, выточка
имеет форму ласточкина хвоста. Тот же род выполнения следует применять
в цилиндрах из трех частей с парораспределительными клапанами в крышке, если
при этом желательно воспользоваться втулками. В этом случае втулка не
увеличивает вредного пространства.
Закрепление сзади (сверху) вдвинутой втз'лки с навинченным, загнутым
внутрь фланцем (уплотняемым металлической сеткой и суриковой замазкой)
употребительно в судовых машинах, в стационарных же очень редко; пути пара
к месту распределения спереди должны обходить вставленный фланец, что ведег
к увеличению вредного пространства.
Изготовление паровых рубашек помощью отливки с двойными
стенками требует особой тщательности при исполнении и
проектировании в виду появляющихся при отливке напряжений.
Рекомендуются солидные толщины шишек, а равно и выпуклость наружных
стенок. Отверстия для удаления шишки лучше всего делать во фланце
круглыми и заделываемыми ввертными пробками. Полную
безопасность относительно внутренних напряжений при отливке гарантирует
конструкция Дёрфеля (фиг. 39, стр. 276), в которой наружная
стенка ограничена по концам цилиндра, средняя же часть заменяется
вставкой из листового железа, приклепанной двухрядным швом1).
Цилиндры низкого давления с клапанным парораспределением
имеют большей частью конструкцию старой формы по фиг. 128
с подводом пара к клапанам через рубашку или помимо нее через
!) ZdVdl, 1892, стр. 680.

Цилиндры
317
прилитой кольцевой канал (лучше, нежели односторонний).
Рациональнее конструкция с выхлопом через прорезы и. с впускными
клапанами, расположенными снизу (фиг.
130) (I Брюннский машиностроительный
завод). Здесь впускные клапаны
выполнены без гнезд и открываются вниз.
Вспомогательные выпускные клапаны
прикрепляются сбоку и открываются
внутрь, действуя от кулачкового диска
с выключаемым роликом. Если
желательно применить клапаны,
открывающиеся наружу, то гнезда следует
выполнять по форме, употребляющейся для выпускных клапанов. Фиг. 131
изображает удобно применимое здесь боковое смещение клапана.
Фиг, 131.
Фиг. 132.
Вспомогательный выпускной клапан может быть укреплен сбоку,
снизу или сверху. Помимо выгод выхлопа через прорезы, здесь
получается еще
и уменьшение
потери при
перепуске и
сбережение в
количестве пара
вследствие
отсутствия
длинных путей пара,
необходимых
при
установленных сверху
клапанах. Подоб- Фиг. 133.
ные же выгоды
обеспечиваются применением цилиндрических золотников
совместно с выхлопом через прорезы (Р. Вольф, Магдебург), где

318 т- П1. Отд. а. Паровые машины. III. Детали
золотник непосредственно обслуживает вспомогательный выхлоп,
а сжатие уменьшается на произвольно малую величину (в
соответствии с вредным пространством, давлением в ресивере и вакуумом)
или столь сильно, чтобы работа без конденсации оказалась
возможной без необходимости присоединения вспо-
\ В J) 1 могательного пространства. Прорезы должны
t^^^^v \„,„.,„>„„, >',^А открываться ранее золотника с тем, чтобы
^^^^rv^^}^hl''££^\ опоРожнение цилиндра происходило, глав-
^^^^^^^т\ •' ным образом, через них, поэтому длина их
^^^^^^у^ггттгтт^Л выбирается в 20 и даже 25% от хода.
В"Л yffir рЦ I Фиг. 132 изображает выполненную кон-
&*—1— I струкцию ЦНД с золотником под
цилиндром, вспомогательным выхлопом внутрь и
Фиг. 134. присоединяемым пространством. При
обратном расположении золотника для
вспомогательного выхлопа необходимы соединительные трубы. Размеры
проходных сечений паровых каналов следует выбирать очень
умеренными (Fc : 50). »
Поворотные золотники Корлисса для ЦНД все реже и реже
находят себе применение. В своем обычном виде они применялись
вместо располагаемых внизу цилиндра (или в его крышке) золотни-
Фиг. 135. Фиг. 136.
ков (фиг. 133 и 134) и приводились в действие эксцентриковой тягой
или от распределительного вала в тандэм-машинах *).
Исключительная простота распределения и соединения труб в особенности
благоприятно сказывается в вертикальных ЦНД (фиг. 135 или, по
Дёрфелю, фиг. 136), где площадка для их обслуживания в
значительной мере освобождается,
Вертикальные клапанные цилиндры 2) в очень больших
агрегатах выгоднее всего конструировать с клапанами в крышке или
1) ZdVdl, 1906, стр. 1495.
a) ZdVdl, 1899, стр. 1349 и D u b b e I, Dampfmaschinen, 6 Aufl., Berlin 1923,
J. Springer.

Цилиндры
319
днище (3 у л ь ц е р), вопреки затрудненности в доступе. Напротив,
боковое расположение клапанов обеспечивает легкую применимость
к определенным формам парораспределения с приводом обоих
впускных клапанов сверху или из середины, хотя и без сомнения
большее вредное
пространство и сложность форм отли-
& . ..А- вок, патрубков и паровой
рубашки.
Фиг. 137.
Фиг. 138.
На фиг. 137 дана паровая машина системы Флотмана с
цилиндрическими клапанами для отдельного впуска и выпуска с целью
получить при высоком противодавлении небольшое конечное
сжатие. В этой конструкции паровые каналы можно получить очень
короткими и
прямыми.
На фиг. 138
показано
соединение ЦВД и
ЦНД при
помощи болтов лишь
в нижней части
особого
прилива, такая
конструкция
позволяет каждому
цилиндру
свободно расширяться вверх в зависимости от различной температуры.
Паровые рубашки для выходящего пара
применяются в ЦВД, работающих перегретым паром. Фиг. 139
изображает использование такой р/башки для тандэм-машины
Шмидта, работающей перегретом паром (М. В. A. G. Брейт-
фельд и Дане к), чем впервые была достигнута полная надеж-
Фиг. 139.

320 Т. III. Отд. а. Паровые машины. III. Детали
ность в эксплоатации этих машин. Равномерное удлинение и
охлаждение стенок благоприятно отзываются на смазке и долговечности
поршневых колец. Термические напряжения при температурах впуска
свыше 300° не ощутительны.
Толщина стенок цилиндра s выбирается в очень широких
пределах, сообразуясь с условиями отливки; в больших тандэм-машинах
при ее назначении следует учитывать также продольное удлинение
от растягивающих усилий и давлений. Толщина фланцев выбирается
равной 1,3 до 1,5 s. Толщина стенок и фланцев прилитых
патрубков должна выбираться достаточно солидной.
Внутренняя поверхность цилиндра на концах
предусматривается с уступами, за которые кольца либо совершенно не
заходят, либо заходят лишь на очень малую величину (I — 2 мм).
Уступ должен полого переходить в рабочую поверхность, дабы
облегчить ввод поршня.
Крышки цилиндра строго пригоняются по его
внутреннему диаметру (центрируются); при глубоком вхождении в его
полость задачу уплотнения лучше всего возлагать на уступы
в стенке цилиндра. Клингеритовое уплотнение постепенно
вытесняет металлическое на пришабренных поверхностях. Новые
конструкции, несомненна, допускают прохождение пара во фланце или
через крышку между двумя уступами стенки цилиндра *).
Число крышечных болтов / равно: (D : 8) -f- 4, где
D — диаметр цилиндра в см; при этом шаг болтов не должен
превышать 15 см, становясь тем меньше, чем выше давление.
Диаметр болтов определяется из расчета наибольшего
давления пара на крышку, а в виду необходимости осуществить
ими давление, гарантирующее плотность и от повторного ооцрбле-
ния, допускаемое напряжение на разрыв kz не следует брать
большим 300 кг/см2. При этом рекомендуются формулы, приведенные
в отделе „Производство пара" для болтов и болтовых соединений.
Зазор между крышкой и поршнем, в зависимости от
исполнения и длины хода, 5—10 мм; в вертикальных машинах зазор
сверху большей частью больше, нежели снизу.
Опора цилиндров. В горизонтальных машинах
передний фланец цилиндра, в целях центрирования, заходит внутрь фланца
направляющих, соединяясь с ним болтами, причем край цилиндра
(более горячего) следует располагать наружу. В маленьких машинах
цилиндр свободно висит. Промежуточная опора допустима лишь
при неподпертых круглых направляющих, если последние должны
быть предусмотрены очень солидными; лучше расположение на
четырех опорах (также только при неподпертых направляющих)
(фиг. 128) или только задние опоры, при отсутствии опор у
направляющих или при лежачем положении таковых. При этом цилиндры
выполняются, между прочим, и совершенно без опор, что оставляет
свободной нижнюю сторону для органов парораспределения и
присоединений труб. Опора заднего конца цилиндра низкого давления
J) ZdVdl, 1914, стр. 729.

Цилиндрь!
321
тандэм-машин осуществляется помощью последующей
соединительной части, иначе, помощью особо приболченного опорного
постамента (фиг. 133) или, за последнее время (как и в больших газовых
двигателях), массивной задней направляющей (фиг. 140, Ганомаг).
Большие цилиндры для перегретого пара, в случае если можно
предвидеть сильное нагревание,, задней опоры, должны быть
уложены в холодном состоянии несколько ниже горизонтали, ибо
иначе болты или фланец переднего соединения могут быть сорваны.
В вертикальных машинах цилиндры большей частью
центрируются помощью круглого фланца и насаживаются на выто-
Фи1. 14С.
ченные приливы станин. Фиг. 136 изображает такую конструкцию
для двойной станины с круглой направляющей, а фиг. 137 — для
коробчатой станины.
За исключением последней конструкции, представляющей преимущество
для быстроходных машин (смазка под давлением) — односторонние станины лучше
выполнять без воротников, соединяя их непосредственно с цилиндрами, в целях
свободы нижней стороны цилиндра для установки парораспределения и
обслуживания сальников. Спереди цилиндры поддерживаются колоннами,
соединяющимися фланцами (фиг. 135) и 4—6 шпильками или несущей консолью с запле-
чиком. В литых колоннах лучше всего пользоваться сквозными натяжными
болтами.
Большей частью колонны устанавливаются наклонно, дабы при малом вылете
верхней части получить внизу большую площадь основания; они рассчитываются
на продольный, а смотря по обстоятельствам, и на простой изгиб; места
соединений — на растяжение. Опора цилиндра на одни лишь колонны имеет место
в быстроходных машинах с коротким ходом, так называемая конструкция Бел-
лиса, где направляющая крейцкопфа свободно подвешена к нижней крышке
цилиндра. В больших машинах она опирается на поперечину, прилегающую
к колоннам. Жесткость конструкции достигается диагоналями и стяжками (Ш и-
хау). Прежде машины этого рода имели применение в заводских установках
и силовых станциях.
Перепуск пара особыми трубами облегчает подсчет тепловых удлинений
сравнительно с таковым при перепуске через место соединения. Тепловое
удлинение увеличивает расстояние между осями цилиндров и поэтому должно быть
учтено при монгаже.
Тандэм-машины выполняются вообще с ЦНД со стороны
вала, у круглой направляющей. Ранее употребительное обратное
Зак. 2893 Hutte, Справочник для инженеров, а? III. 21

322 Т. III. Отд. 2». Паровые Машины. III. Детали
расположение употребительно лишь в машинах с цилиндрическим
золотником и плоским регулятором, где нежелательно выполнение
ЦВД с длинным приводным механизмом (локомобили-тандэм) или
в коротких клапанных машинах-тандэм (конструкция Л е н т ц а),
где преимущественно решающей является возможность
демонтажа промежуточной крышки и поршня сообразно с ЦНД. В
машинах с большим ходом тепловое удлинение при работе
перегретым паром дает себя неприятно чувствовать. Поршневой шток
должен быть равной толщины при входе в цилиндр низкого
давления спереди и сзади, ЦВД сзади несколько тоньше в соответствии
. с конической заточкой. Для
демонтажа поршня задняя
крышка ЦНД открывается
внутрь очень просторного
промежуточного звена (фиг.
141), затем шток вместе
с поршнем отводится
назад. После отвинчивания
обеих поршневых гаек и
снятия поршней шток обычно
вынимается вперед через
круглые направляющие.
Если, наоборот, он должен
выниматься назад через
ЦВД, то, согласно фи1. 141,
крышка ЦНД должна иметь
особую вставку, крышка
ЦВД должна отодвигаться
назад; уплотнение ее производится помощью так называемого
внутреннего края и крепление — разделенным надвое кольцевым
фланцем. Обычно для штифтовых болтов во фланце нехватает места.
Соединительное (промежуточное) звено должно быть очень
мощным, ибо вследствие выреза в нем проявляется очень сильное
эксцентричное растяжение, а отсюда и изгибающие напряжения.
Вырез, в особенности при длинных поршнях прямоточных машин
оказывается очень больших размеров и обычно должен укрепляться
съемными болтами (с откованными вбок лапками и сквозными
стержнями или шпильками). Ввиду получающейся при этом большой
длины штока в больших машинах идуг на его разделение в
промежуточном звене при прямолинейных направляющих для места
соединения. Этим достигается также удобный демонтаж штока и сальников.
При неразделенном штоке промежуточное звен^ снабжается
съемной опорой, вкладыш которой залит белым металлом, причем,
если вкладыш устанавливающийся, то он должен быть особенно
хорошо направлен в опоре. Большей частью оказывается
достаточной установка помощью подкладок у основания опоры. Можно
рекомендовать упругие опоры с пружинами х).
Фиг. 141.
1) D u b b е 1, Dampfmaschin.n, 6 Auil, Berlin 192& J. Springer.

Цилиндры
323
В целях экономии в длине и весе, а равно и большей доступ-
кости, снова приходится обратиться к конструкции разделяющихся
и съемных промежуточных званьев, При этом может быть также
использован давно известный способ отодвигания ЦВД. Разделение
производится по горизонтальной или вертикальной средней
плоскости. Стыки должны быть тщательно стянуты -болтами, ибо иначе
проявляется неприятное колебание частей.
В конструкции Б о р з и г а нижняя половина звена прочно
закрепляется; верхняя половина заменена съемной покрышкой,
выполненной внешне соответственно нижней.
i i I
I
Фиг. 142
Укрепление цилиндра по верхней стороне восполняется двумя
съемными распорными болтами (фиг. 142), помещенными
непосредственно между концами цилиндров.
Арматура цилиндров. Спускные краны оказываются полезными
при пуске машины и необходимы там, где практикуется
прогревание цилиндра при умеренно открытом впускном вентиле; одно
лишь обогревание посредством паровой рубашки легко приводит
к появлению напряжений. Трубы для прогревания должны
ответвляться перед впускным вентилем. Отверстия для индикатора не
менее 10 мм (при наличии соединительных трубок 20 мм), нарезка
для крана индикатора 3//'. Обычное расположение патрубков для
индикатора по средней плоскости горизонтального цилиндра
нецелесообразно. Лучше устанавливать индикатор в верхней половине
цилиндров под 45°.
Смазка цилиндров производится большей частью
приборами, подающими масло под давлением в паровую магистраль, кроме
того, непосредственный ввод в цилиндр аппаратами капельными или
работающими под давлением (в горизонтальных цилиндрах поверху,
по обоим концам на рабочую поверхность, в вертикальных — с верх-
21*

324 Т. III. Отд. 2. Паровые машины. III. Детали
него конца по окружности); смазка в особенности необходима для
машин, работающих вхолостую при открытом впускном вентиле.
Приоченьвы соком перегреве низкосортные цилиндровые масла
выделяют осадки, оседающие в виде толстых корок на стенках в трубах и паровых
камерах, а попадая между седлами клапанов и поршневыми кольцами,
обусловливают, между прочим, неплотности. Такими маслами совершенно не следует
пользоваться. До некоторой степени этя затруднения мотут быть уменьшены, если
по возможности избегать смазки в паре и смазывать лишь клапанные шпиндели,
поршневые кольца и сальники, так как температуры в цилиндре ниже. Масляные
насосы при каждом ходе должны подавать возможно малое количество масла
(Mollerup-Ritter).
Предохранительные клапаны (диаметром около Vio диаметра
цилиндра) служат для предохранения от гидравлических ударов
или слишком сильно возросшего сжатия, однако, разумеется,
не всегда предохраняют при полной скорости.
Во всяком случае, для гарантии от гидравлических ударов
ответвление распределительных каналов важно располагать в
наинизшей точке цилиндра. (В вертикальных машинах верхняя сторона
поршня более подвержена этим ударам, ибо вода поднимается
поршнем; это побуждает применять куполообразный поршень и
оставлять сверху больший зазор.)
Ь) Подвод и отвод пара
Подводящая паровая магистраль от котла к машине должна
быть по возможности короче и изолирована теплонепроницаемой
массой (т. I, стр. 619). На этой магистрали необходимы п а ро
запорные вентили как у котла, так и перед машиной.
Можно рекомендовать особый водоотделитель перед
вентилем машины (увеличением проходного сечения и уменьшением
скорости или отбрасыванием воды благодаря внезапному изменению
направления).
Водоотделитель целесообразно снабдить автоматическим
водоотводчиком. Во всяком случае, рекомендуется вести
паропровод к машине от котла (или сборного паропровода) по
возможности с некоторым (легким) уклоном.
Диаметр паропровода назначается, сообразуясь с длиной
магистрали, сопротивлениями в ней и потерями от охлаждения
для средней скорости в 25 м/сек при насыщенном и 40—50 м\сек
при перегретом паре.
Для последнего приходится-уже считаться не только с тепловыми потерями
паропровода, но и с повышенным расходом машины при уменьшивлейся
температуре пара, которые и при сравнительно коротких протяжениях трубопровода
могут оказаться очень неблагоприятными в том случае, если он слабо загружен.
Обычный расчет на основании объема, отвечающего ходу, может таким образом
ирименяться лишь для части паропровода между водоотделителем, оказывающим
одновременно и выравнивающее действие, как парособиратель, и цилиндром.
Сообразуясь с площадью поршня и средней его скоростью,
сечение паропровода для коротких магистралей можно принимать
/£^0,03 Fc для насыщенного пара,
/Я^ 0,025 Fc „ перегретого пара,

Паропроводы
325
причем для длинных магистралей даже 0,02 Fc дает слишком
большие размеры.
Для длинных паропроводов необходима компенсация
теплового удлинения, а именно, пружинящими
дугообразными или коленчатыми трубами, сальниками, шарнирными
соединениями труб и т. д.; для перегретого пара не следует пользоваться
медью. В компенсаторах и растягиваемых трубах не следует
упускать из виду продольный сдвиг от давления пара.
Перепускные трубы и ресивер в компаунд-машинах.
Отходящие ог ЦВД выхлопные трубы должны иметь сечение минимально
0,03 Ffc, лучше даже 0,05 F'с (отнесено к ЦВД), или, если патрубки
у цилиндра малы, то должны иметь постепенное расширение
до большего диаметра. Соединительная труба, служащая в качестве
ресивера, выбирается в сечении минимально 0,03 Fc (отнесено
к ЦНД); колено трубы, ведущее к входному патрубку, вообще
говоря, назначается из расчета 0,025 Fc или еще меньше за
недостатком места. Объем перепускной трубы, включая объем
клапанных коробок и кольцевого канала или рубашки, большей частью
оказывается достаточным, ибо уже вполне приемлемо, если объем
ресивера отвечает таковому ЦВД.
В машинах-компаунд благоприятный угол кривошипа (100—-110°,
кривошип ЦНД опережает) и заблаговременное предварение
выпуска в ЦВД влияют в смысле уменьшения на потерю между
диаграммами и делают излишним ранее употребительные большие
ресиверы. Тандэм-машины позволяют осуществить малый объем
ресивера. Для прямопротивоположных кривошипов (180°) при
отсутствующем или очень малом ресивере резче проявляется
влияние конечной длины шатуна.
При выполнении следует учитывать тепловое удлинение труб,
вертикальные части их не должны быть коротки. В ресиверах
с двойными стенками, выполненными с паровой рубашкой,
наружная часть должна иметь возможность расширяться независимо,
поэтому может быть прочно связана с внутренней трубой лишь
на одном конце. По тем же основаниям так называемые
промежуточные пароперегреватели выполняются из U-образных труб,
проходимых рабочим паром перед входом в ЦВД.
Конструкции этого рода защищают ЦВД от слишком высоких температур,
однако часто отнимают от пара слишком большой перегрев. Сверх того, спуском
воды по большей части совершенно пренебрегают, так что образовавшийся в
трубах конденсат, примешиваясь к перегретому пару, увлекается им в ЦВД. Поэтому
следует позаботиться — в уже существующих установках путем соответствующих
изменений — о спуске воды из свежего пара между ресивером и цилиндром, так
и из ресиверного пара*
Диаметр.в свету пароотводной трубы лишь в
случае принудительного выхлопа рассчитывается меньше., чем то
следует по значению 0,03 Fc при длинных выхлопных
паропроводах.
Пароотводная труба для работы на конденсацию лучше ее пи взята
по значению 0,05 Fc;*wn центральных конденсационных усгааозок

326 т 1П- 0тД- 2* Паровые машины. III. Детали
можно рассчитывать по скорости пара в 100 м/сек, отнесенной
к удельному объему (давление 0,25—0,15 am, удельный вес 0,16—0,10,
т. е. в среднем 0,13, объемы на 1 кг от 6 до 10 м$).
По В е й с у диаметр d для количества пара D за одну минуту
в кг:
для коротких паропроводов d = Z)0,4:15,
для длинных паропроводов dj = (] -f- /: 600) • d}
причем / считается в метрах от машины до конденсатора
При машинах с конденсацией часто включаются
подогреватели, дабы подогреть питательную, уже очищенную воду или
неочищенную для очистки. Получаемая теплота воды в зависимости
от вакуума 35—55°. Поверхность нагрева 5—10 м2 для 1000 кг
воды за час. Многократное пропускание воды через трубы;
рекомендуются свободные проходные сечения для пара между ними,
а равно впуска и выпуска. Эти подогреватели следует устраивать
возможно ближе к цилиндру, дабы использовать толчок при выхлопе;
многократное изменение направления пути пара излишне и
увеличивает противодавление в цилиндре.
Подогреватели воздуха выполняются в виде цилиндрических
тел с узкими латунными трубами, через которые воздух
прогоняется вентилятором, служат для обогревания и удаления тумана;
иногда делаются с железными трубами, замурованными между
двумя камерами; воздух обтекает трубы, предназиачаясь для
сушильных устройств. Первые устанавливаются вблизи машины;
вторые — большей частью поодаль с длинными под- и отводящими
паропроводами, ввиду чего необходимо подсчитывать потерю
вакуума для машины, равно и при длинных вакуумных
магистралях для обогревания. В качестве запорных органов следует
применять исключительно задвижки. По
подсчету см. „Теплопроводность", т. I, отд.
Ш „Теплота", стр. Ы4.
с) Рамы
Рамы должны не по сред ств енно
воспринимать различные возникающие
усилия. При этом напряжений в фунда-
фиг« 143. менте следует безусловно избегать. П л е-
ч и действия сил следует низводить до
наименьшей возможной величины; поэтому высота оси цилиндра
над рамой, т. е. строительная высота горизонтальной машины над
фундаментом, должна быть по возможно :ти мала.
Примеры. Рамы для горизонтальные машин. Фиг. 143 изображает плоскую
раму с насаженными на нее направляющими крейцкопфа с 4 поверхностями
скольжения; фиг. 144 — раму с направляющими в виде сгола, фиг. 145—147—круглые
направляющие, большей частью наложенные, при этом фиг. 146 со свободными

Коренные подшипники
327
направляющими и цоколем кладки фундамента под балкой. Все больше
завоевывают себе место вильчатые рамы дла прямоточных и тяжелых тандэм-машин (так,
например, конструкция MAN, фиг. 147). Отличием, характеризующим новейшее
Ёгф^
к^=^5~:
1st
^=s_
~вге-№тр~
JL
^та»-
"1
Фиг. 144.
Фиг. 145.
выполнение, является применение корыта под кривошипом и шатуном, в
качестве защиты от попадания масла на станину и в целях достижения большей
жесткости рамы, причем корыто чаще
всего отливается с ней за одно целое»
Фиг. 146.
Фиг. 147,
d) Коренной подшипник
В горизонтальных машинах коренной подшипник большей
частью выполняется из четырех частей, причем одна или обе
боковые части вкладыша
могут быть
устанавливаемы. Последнее
обеспечивает строгое
выравнивание износа, однако
установка в большинстве
случаев не делается
достаточно точно. Поэтому
все больше и больше
стараются применять
простейшую конструкцию:
пригнанные по всей
Фиг. 14».

328 Т. III. Отд. 2». Паровые машины. III. Детали
окружности вкладыши с тонкими листовыми прокладками. Старые
конструкции для установки пользовались боковыми нажимными
винтами или клиньями, работающими либо „на давление" (фиг. 148 и
и 149), либо „на растяжение" (фиг. 149 и 150). Последние
предпочтительнее. Применяется
один широкий клин с одним
винтом или два-три узкие,
вводимые в прорезы в теле
подшипника и прижимающиеся
к вкладышу выдающейся
вперед или врезанной в него
наклонной поверхностью. При
хорошей работе можно
допустить подтягивание
установочных клиньев гайками на крышке
подшипника (плотно
притянутой). При этом, однако, нельзя
упускать из виду, что
установка независима от крышки. Конструктивный пример исполнения
на фиг. 149 дан для широких, а по фиг. 150 для узких натяжных
клиньев. Полость клина должна быть замкнута снизу, дабы масло
не могло попасть на фундамент. Подшипники с косой плоскостью
разъема предпочитаются для вильчатых рам машин небольших
размеров (коленчатый вал), если не предполагается никакого другого
подшипника для коренного вала. В ином случае последний также
разнимается по наклонной плоскости.
Вертикальные машины снабжаются
жесткими пустотелыми фундаментными опо-
Фиг. 149.
Фиг. 150,
Фиг. 151.
рами. Фиг. 151 изображает корытообразное выполнение
подшипниками с замкнутым желобом для масла в целях достижения большей
прочности на изгиб и простоты сборки. Подшипники состоят из
двух частей, разделенных горизонтально, с кольцевой смазкой.
Все коренные подшипники заливаются белым металлом; для
вкладышей применяется чугунное или стальное толстостенное литье.
Вкладыши должны точно пригоня-хься в теле подшипника по
цилиндрической поверхности; целесообразно делать нижнюю часть вкла-

Конденсация
329
дыша выворотной кверху при небольшом поднятии вала.
Предохраняющим приспособлением от поворота во время работы служит
упор или штифты.
Конструкция замкнутых рам вертикальных машин с большим
числом оборотов дана на фиг. 152. Весь передаточный механизм
заключен в коробкообразной станине, разъемной по плоскости
разъема подшипников. В маленьких агрегатах коробка делается
неразъемной; вал заводится через боковые отверстия. Через них же
монтируется и обслуживается плоский центробежный регулятор.
Кроме того, коробка снабжена крышками.
Поршневые и золотниковые штоки перед входом в коробку рамы
еще раз проводятся через сальники, дабы задержать воду и масло.
Смазка производится под давлением. В
малых машинах может быть достаточно масла,
разбрызгиваемого из коробки кривошипа.
Вкладыши выполняются с соответственными
вырезами и уловителями.
е) Оборудование паровых машин
Тщательная изоляция всех
нагревающихся частей производится
нетеплопроводной массой и обшивкой из листового
железа; последнюю на нагретые железные
части нужно опирать на асбестовой про- фиг 152#
кладке, лучше же крепить к отдельным
точкам опоры или ребрам. Демонтаж должен быть возможен без
каких-либо повреждений.
Смазка подшипников, цапф и эксцентриков лучше всего
производится циркулирующим маслом от насоса с непрерывной
очисткой. Маленькие части снабжаются фитильными или капельными
приспособлениями и, во всяком случае, из общего резервуара.
Устройство ряда масляных резервуаров дает возможность сберечь
в количестве и длине труб.
Для экономии в расходе масла важно принимать меры для
предупреждения его разбрызгивания в виде чашек, отражательных
листов или вполне сомкнутых стенок, чтобы капли масла могли
стекать. Повторное употребление самоочевидно, однако следует
заботиться о том, чтобы цилиндровое масло у сальников и т. п.
улавливалось отдельно, иначе происходят частые перебои в работе
капельных устройств, т. е. труб и фильтра.
f) Конденсация
Количество тепла ikt подводимое к конденсатору в 1 кг
пара обычно принимается равным 625 кг-кал, соответственно
давлению 0,25 ата, однако, в виду влажности пара и охлаждения
паропровода к конденсатору, достаточно принимать ik = 600 кг-кал\кг.
В паровых машинах по большей части iH равно 580 и до ЬЬОкг-кал/кг;

330
TII Отд. 2». Паровые машины. III. Детали
значение это может быть еще уменьшено благодаря охлаждению,
в особенности при длинных магистралях в центральной
конденсационной установке или при включенном в сеть подогревателе.
Следует иметь в виду, что из всего количества тепла C^i кг-кал/ i л. с. ч.,
отвечающего расходу пара машиной С$ кг/г л. с. ч., отдается тепловой
эквивалент работы 632,3 кг-кал/i л. с. ч. и от 30 до почти 100 кг-кал/г л. с. ч. на
Теплоизлучение (вообще говоря в сильной зависимости от местных условий). Кроме
того, из подведенного количества тепла С$ г следует вычесть теплоту жидкости У т
образовавшегося конденсата Ст кг/г л. с ч. из паровых рубашек,
соответственно давлению в обогреваемых пространствах. В этом случае в конденсатор,
достигают лишь Сг — Сш кг/i л. с. ч.
Между абсолютными давлениями в 6 и 12 am i для сухого пара от ЬбО до
638 кг-кал/кг при 3"'0 влажности пара г = 640 — 65) кг-кал/кг, при перегреве от
температуры насыщения £ = 158 — 187° до 250"", *' (теплосодержание г по Моллье,
т. I, отдел „Теплота", стр. 661 Пары) = 7и8,8 до 703,8, при перегреве до 320° г в тех же
пределах 742,2 до 737,1 кг-кал/кг, например для одноцилиндровой машины (при
6 am Gi =r= 9 кг, Ст = 0,3 кг)
ik = (9.640 — 632,3 — 50 — 0,3-160): 8,7 = 578 кг-кал/кг-,
для машины, работающей перегретым паром при 12 am и 320° С^ = 4,2 кг,
ik = (4,2.737,1 — 632,3 — 1С0): 4,2*= 562 кг-калрсг.
Охлаждающая вода, при подаче из колодца имеет до-
сольно постоянную температуру tw около 10°, из рек и прудов,
в зависимости от расположения и времени
года, около 25°, при возвратном
охлаждении (градирни) при благоприятных
условиях 25—30°, но иногда и свыше 40°.
1. Конденсация смешением.
Охлаждающая вода приводится в конденсаторе
в непосредственное соприкосновение с
паром и притом обычно присасывается
благодаря разрежению до высоты 7 м при
скорости в трубе 1—2 м/сек, а далее
возможно лучше распыливается
впрыскивающим краном или конусом, либо
брызгалками или водосливами (фиг. 153). При
длинных трубопроводах следует тщательно
подсчитать сопротивления в трубах, кране,
коленах, клапане, всасывающей сетке и
брызгалке.
Температура смеси (температура в конденсаторе) tk, при
поршневых паровых машинах в случае, если подача холодной воды
обеспечена, обычно не ниже 30°, иногда 35 — 40° для получения
более теплой питательной воды, что, однако, чувствительно
ухудшает расход пара термически правильно построенными машинами.
Количество охлаждающей воды т на 1 кг пара определяется
из ik + tntw = (m -f- 1) tk (причем tw — температура воды при входе
в конденсатор, a tk ■— температура конденсата). Для средних
условий т = 25-30, при теплой охлаждающей воде обычно не выше
Фиг. 153.

Конденсация
331
40, вследствие чего tk и соответственное давление в
конденсаторе pd становятся выше (том I, ст£. 672). Если продукты
конденсации отсасываются совместно мокровоздушным насосом, что
преимущественно встречается в поршневых машинах с
самостоятельной конденсацией (параллельный ток), то давление в
конденсаторе Рк= Pd-\~Ph T- е- больше на величину давления
находящегося в конденсаторе разреженного воздуха; при исправных
воздушных насосах, плотных сальниках 'и трубопроводах рг может
быть сведено до 1 см, но чаще равно 2—3 см рт. ст.
Следует сравнивать показание вакуумметра с одновременным действительным
положением ртутного оарометра (в зависимости от уровня моря и погоды): разница
дает pd -\-Pp например при барометрическом давлении в 73 см и показании
вакуумметра 64,5 см, Pd-\-Pj — 8,5 см, если tk — 4j°, to р , = 5,5 см и, следовательно,
Pl — З см. Существенно большие значения pi указывают на чрезмерный присос
воздуха через сальники, неплотности во фланцевых соединениям, или на
недостаточность или неисправность воздушного насоса (стр. 312).
Приконденсации противотоком вода и воздух или также и
пар движутся в конденсаторе прямо противоположно, вода и
воздух отводятся порознь, последний в месте поступления холодной
охлаждающей воды, вследствие чего и давление отвечает довольно
близко некоторой низшей температуре tw. Иначе обстоит в месте,
где вступает пар и выходит нагретая вода, именно давление пара
отвечает более высокой температуре, но одновременно и давление
воздуха будет ниже. Поэтому давление в конденсаторе лишь
немногим выше pd, и оказывается возможным обойтись меньшим
количеством охлаждающей воды и достичь лучшего вакуума.
Эти выгоды особенно хорошо выявляются там, где приходится иметь дело
с теплой охлаждающей водой или с использованием нагретой, вытекающей из
конденсатора воды и там, где в отработавшем паре содержится много воздуха или
газа.
Вода часто отводится помощью так называемой барометрической спускной
трубы (фиг. 153) (Н около 12 м\ воздух отсасывается сухим воздушным насосом L
(золотниковый насос В е й с с а или подобные ему). Падающая в трубе вода
захватывает с собою значительные количества воздуха и таким образом разгружает
сухой воздушный насос. По Вортингтону отвод воздуха улучшается при наличии
струйных присасывающих аппаратов. Подвод охлаждающей воды по Вейссу
производится особым насосом Р, поддерживаемым в своей работе всасывающим
действием конденсатора, в который напорная труба входит сверху. Вход пара имеет
место на нижнем конце конденсатора, поэтому отработавший пар должен быть
высоко поднят (удаление воды из пара вслед за машиной). При возвратной
конденсации конденсатор устанавливается так высоко, чтобы стекающая вода могла
выливаться в оросительный жолоб из приемника, куда входит (под воду) спускная
труба.
Конденсация противотоком без
барометрической спускной трубы с сухим воздушным насосом,
отсасывающим вверху, и отводом стекшей воды поршневым насосом
затруднительна, ибо последний при частичном наполнении,
вследствие меняющегося количества воды,, свободной от воздуха, часто
бьет. Поэтому Бальке пользуется соответственно глубоко
установленным насосом, находящимся под постоянной заливкой для
теплой воды и регулированием положения уровня воды в
конденсаторе помощью поплавка. Применяемость к различным нагрузкам.

332 T- HI. Отд. 2». Паровые машины. III. Детали
требует изменения в числе оборотов, чем, однако, иногда можно
пренебречь. Новейшие конструкции применяют в конденсаторе
центробежные насосы для воды и воздуха по предложению Вестин-
гауз-Леблана (стр. 337). Особые конструкции: Бальке, Броун-
Бо в е р и, AEG 1). При электрическом приводе воздушного насоса для
впрыскивающей конденсации в виду опасности затопления
конденсатора при обрыве или соскальзывании ремня или при остановке
мотора, таковой должен быть снабжен поплавком с рычагом,
открывающим выпускной воздушный клапан при подъеме воды, дабы
уничтожить вакуум. Открытие предохранительного клапана на
конденсаторе привлекает внимание наблюдающего за установкой при
всякой порче вакуума. Кроме того, устанавливаются автоматические
выхлопные заслонки, клапаны или несколько предохранительных
вентилей, проходное сечение которых оказывается достаточным для
выпуска пара уже при избыточном давлении в 0,1 am, пока это не
будет замечено наблюдающим.
Объем впрыскивающего конденсатора в единичных
конденсационных установках паровых машин, в виду произвольности
в расчетах, довольно различен. Выполнение в виде расширения
выхлопной трубы (вблизи цилиндра), установленного рядом с
воздушным насосом или входящего в корпус последнего. Объем
(исключая выхлопную трубу) 0,5 от рабочего объема ЦНД или
более; либо 5 (до 10)-кратный рабочий объем воздушного насоса
двойного действия; либо 15—20-кратный объем секундного
вбрызгиваемого количества воды. Для конденсаторов Вейсса,
вбрызгивающих конденсаторов для паровых турбин и центральной
конденсации отношение их объема к секундному объему вбрызгиваемой
воды составляет 25 и до 60, в особенности для конденсаторов
с большим водяным объемом (уравновешивающее действие при
колебаниях в работе по Бальке, Кизельбаху, Вейссу).
2. Поверхностная конденсация. Отработавший пар и
охлаждающая вода разделены стенками труб и большей частью
направляются по принципу противотока; охлаждающая вода уходит при
температуре, лежащей на 10—15° ниже температуры, отвечающей
давлению отработавшего пара; при особом направлении путей
обтекания и противотоке — ниже на 0—5°. Количество охлаждающей
воды 40—50-кратное, для паровых турбин часто еще больше.
Подвод почти исключительно центробежными насосами, расход силы
которых определяется в зависимости от сопротивления в трубах
[в зависимости от скорости воды (до 2,5 м/сек) от 1 до 8 ж вод.
столба] и от высоты подъема. (При возвратном охлаждении насос
должен поднять воду на высоту оросительного жолоба, высота
подъема вряд ли меньше 6 м, поэтому преодолеваемое
сопротивление около 12 м вод. столба или более.) При заборе воды из
проточного источника может быть использовано включение особого
подъемника. Отходящая вода возвращается ниже уровня, чем вновь
выигрывается высота падения.
») К. Н о е f e r, Industrie u. Technik, 1920, Heft 5*

Конденсация
333
Удаление воздуха и конденсата производится либо
совместно мокровоздушным насосом, либо раздельно: в старых
конструкциях—сухими золотниковыми воздушными насосами и насосами
для конденсата с плунжерными или дисковыми поршнями; в новых
выполнениях—центробежным воздушным насосом (с подводом воды)
и такими же насосами для конденсата; с некоторых пор находят
себе все более и более возрастающее применение эжекторы,
работающие водой (MAN) или паром (И о с с е) и притом либо
самостоятельно, либо в помощь центробежным насосом х).
Конструкции: закрытые поверхностные конденсаторы чаще
цилиндрической формы с плоскими трубными решетками (для
морской воды из бронзы или вальцованных латунных пластин, в прочих
случаях из железа с предохранительной окраской), между которыми
проходят цельнотянутые латунные трубы (для морской воды
луженые с обеих сторон). Вода проводится по 2—4 отделениям
взад и вперед сквозь трубы; пар поступает сверху и либо
направляется разделительными стенками по тому же числу отделений,
либо пересекает трубы поперечным током.
Конструкция Галля (пар проходит через трубы) больше уже не
применяется. Также неупотребительно и радиальное размещение разделительных
стенок. Последние устанавливаются параллельно, горизонтально или наклонно, сог-
Фиг. 154. Фиг. 155.
ласно фиг. 154 и 155 при длинных трубах поддерживаются вертикальной
промежуточной стеккой при разделении надвое потока пара. Конденсат отводится внизу
вместе с воздухом или же встречается раздельный отсос воздуха от некоторого,
вышэ расположенного, места, причем следует заботиться о наилучшем охлаждении
воздуха соответственным расположением разделительных стенок и направлением
циркуляции воды.
При наклонно расположенных разделительных перегородках конденсат из
первого отделения, собирающийся на поверхности стенки, может отводиться отдельно,
дабы получить более высокую температуру и уберечь нижние трубы от
смачивания стекающей водой (ухудшение теплолередачи). Тип такого давно известного
устройства в особенности развит в так называемом Kontraflow - конденсаторе и
сходные с ним конструкциях (конденсаторы с поперечным током) (фиг. 156). В этом
случае проход пара совер лается по ширине конденсатора, первое отделение
снабжается вертикальной разделительной перегородкой ради разделения потока пара и
отвода горячего конденсата; оно составляет почти 0,75 всей Оллаждающей
поверхности. Остаток располагается сбоку и служит для охлаждения воздуха.
OV— конденсатор завода Б р о у н-Б о в е р и (фиг. 157) обладает свободным,
сужающимся книзу центральным пространством, распределяющим вход пара по
всей ширине в расположенные по обе стороны группы труб с большой поверх-
1) К б n i g е г, Z. f. Turbinenw. 1914, стр. 249 и ел.

334 Т. ИГ. Отд. 2*. Паровые машины. III. Детали
Фиг. 156.
ностью соприкосновения. Воздух отсасываемся с обеих сторон; каждая из
предыдущих дырчатых перегородок вместе с уменьшением проворного сеченля
обеспечивает равномерное протекание. Направление
движения воды производится раздельно для той и
другой половины, так что одна сторона может быть
выключена и во время работы посла открытия
крышки (крышечные дверки) может быть прочищега.
В другой половине одновременно возрастает
скорость воды, вследствие чего улучшается
теплопередача, и общая потеря в высоте вакуума очень мала
(около 2о/0).
Охлаждающая вода движется по трем путям;
водяные камеры установлены почти перпендикулярно,
так что имеет место противоток; при этом
капающий конденсат попадает только на трубы той же
температуры, становясь теплее, чем обычно, на 5%
а иногда и больше при том же вакууме; таким
образом напряжение охлаждающей поверхности может
быть увеличено на '«.О—3J°/o- Ginab at аналогично
использует боковой подвод пара и располагает трубы
так, что они (ZdVdl, 1924, стр. 1121) смещены
друг относительно друга примерно на половину
диаметра (фиг. 158), так что стекающая по середине вода
встречается с последующей нижней трубой по
касательной, смачивая таким образом только четверть
длины окружности. Отвод нагретого конденсата происходит по относительно
коротким путям, как для пара, так и для воздуха в конструкции Escher-Wyss (фиг. 159),
1де каждая секция имеет особый подкладной направляющий лист. Особое
значена^ им.ег нововведение в системе Briinner MFG (фиг. 160), где охлаждающая вода
поступает сверху, а ряд направляющих перо-
городок дает наивыгоднейший путь пару,
предохраняя при этом воздух от
захватывания конденсата.
Конструкция и длина конденсатора
находятся в том соотношении с диаметром труб,
что полная длина последнего нормально не
должна превышать 80—100-кратного внешнего
диаметра трубы, в предельном же случае не
свыше 130-кратного. Узкие трубы имеют в
диаметре 16—22 мм (морские), толщина стенок
0,7—1 мм, более широкие трубы 25—32 ми
при толщине стенок 1—1,3 мм. При
последних можно осуществить конденсаторы
длиной в 350J до 420J мм по наружному обмеру,
однако, если не
имеется особых
оснований, то
приходится разделить
трубы по длине
разделительной
перегородкой,
причем приходится
применять более
узкие трубы. В
конденсаторам морских
установок
прямоугольного или грушевидного сечения с узкими трубами является необходимым
поместить ряд гридающих жесткость пластин, причем проход пара совершается
поперек конденсатора одновременно через все его отделения.
Закрепление и уплотнение труб в трубных решеткам производится
развальцовкой (при соответственном качестве материала труб *) или большей частью
^Условия приемки: испытание внутренним давлением о г 20 до 30 am
(в зависимости от диаметра и толщины стенок), испытание на сплющивание и
нормальный загиб сплющенной трубки вокруг проволоки диаметром 5 мм, раздача
конической оправкой на 3//0 от диаметра без появления тредцин.
Фиг. 157,
Фиг. 158.

Конденсация
335
уплотняющими кольцами (радиальная толщина >3 мм) с мелкой резьбой и
резиновым или хлопчатобумажным коаьиом.
соба уплотнения говорит лишь его
стоимость. Впрочем, применение этих
колец ограничивают, пользуясь ими
только для верхних труб, наиболее
страдающих от толчков пара
(Вальке). П о л и т ц рекомендует
резиновые кольца, вправляемые в
конусообразные отверстия. Другие
применяют слегка конические резиновые
пробки с утолщенным внешним краем
(Osterr. Patent 73706, Объединение ма-
шиностроител* ных заводов, ныне
Шкода в Праге). Достоинством
конденсатора является легкость смены
труб, ибо последние при механической
чистке от осадков, сопровождающейся
промывкой с слабой соляной кисло гой,
подвержены преждевременному
износу. Так как вследствие загрязнения
ухудшается вакуум, а тем самым и
возрастает расход пара, то полное
предупреждение возможности осадков
является фактором большой
экономической выгоды. К этому стремится
в своих работах методом приливок
фирма Вальке. При илистой воде
применяют метод промывки Н и 1 s -
meyer'a (фиг. 161), при котором
поток воды, разделяясь при входе и
выходе, благодаря закрыванию одного
к прохождению двух последующих
пану с повышенной скоростью (2,5
Против последнего применяющегося'спо-
Фиг. 159.
Фиг. 160.
из дроссельных клапанов, понуждается
проходов к другому дроссельному
клало 3,5 м/сек), производя таким образом
интенсивную промывку. Увеличение сопротивления при
этом незначительно, ибо оно распространяется только
на одну четверть конденсатора, поэтому подача
охлаждающей воды насосом уменьшается лишь до 65—9О"0
нормального количества. Длительность промывки для
каждого из отделений около 15 минут; лучше всего ее
следует предпринимать при несколько ослабленной
нагрузке; в'зависимости от степени загрязнения воды к этому
можно прибегать довольно часто, иногда и по нескольку
раз в день, чем можно в полной мере воспрепятствовать
отложению ила в конденсаторе.
Корпус конденсатора изготовляется из чугуна или
листового железа, трубная решетка при чистой воде —
из литого железа, при содержании кислот или солей
(прежде почти постоянно) —из вальцованного мунц-ме-
талла, водяные камеры — в виде сильно выпуклых
чугунных крышек с соответственными разделительными
стенками, устраиваются патрубки для воды и люков.
Цилиндрические водяные камеры, выполненные согласно фиг. 154
с (двумя) боковыми патрубками для присоединения труб
(сверху), допускают открытие плоской крышки без
отнятия труб охлаждающей воды.
Для подсчета поверхности охлаждения следует
задаться количеством пара, подлежащим конденсации.
Количество тепла, поглощаемое охлаждающей поверхностью, отвечает
определенному на стр. 330 теплосодержанию отработавшего пара, уменьшенному на теплоту
конденсата.
По большей части подсчет ведут для всей поверхности охлаждения с общим
температурным различием между температурой пара в конденсаторе (отвечающей
абсолютному давлению в нем) и средним значением температур входа и выхода
охлаждающей воды, оценивая для большей надежности коэфициент теплопередачи
Фиг. 161.

336 т- ш 0тД- а- Паровые машины. III. Детали
довольно низко в 1500 кг-каЛ/м2-ч. °Ц, или немногим выше, в то времй как при
рациональном устройстве и чистых поверхностях он достигает вдвое большей
величины.
Выполненные конструкции конденсаторов имеют
2—3 м2 поверхности охлаждения на каждые 100 кг пара в час при
холодной воде (до 16°); последняя величина является также
достаточной для больших турбинных агрегатов при хорошо работающих
устройствах возвратного охлаждения воды (25—28°). Однако при
малых и средних агрегатах с возвратным охлаждением имеют место
и большие поверхности до 4 м2 на 100 кг пара в час. Для очень
больших единиц приходится устанавливать два конденсатора.
Открытые конденсаторы либо помещаются в каком-нибудь
резервуаре с водой (конденсаторы в бассейне), причем пар
протекает сквозь трубы, либо по Б а л ь к е устанавливаются вертикально,
причем охлаждающая вода поднимается но трубам; трубы легко
прочищаются во время работы сверху вниз.
Оросительные конденсаторы устраиваются в виде свободно
стоящих стенок из горизонтальных латунных трубок с общими
вертикальными сборными трубами; по их поверхности охлаждающая
вода стекает вниз. Конденсаторы эти работают очень интенсивно и
расходуют меньше охлаждающей воды, ибо испарение
благоприятствует теплоотдаче: могут быть рекомендованы для воды с
содержанием гипса. Открытые и оросительные конденсаторы мало
употребительны.
Подготовка добавочной воды. Поверхностная
конденсация дает несколько меньше, чем требуется, питательной воды, ибо
потери у котлов и машин (паровых турбин) неизбежны. Для работы
котлов высокой производительности с узкими трубами безусловно
необходимо производить необходимую добавку только дестиллиро-
ванной водой. Для этой цели в морских установках употребляются
испарители (заводов Атлас). Новые установки стремятся связать
подготовку добавочной воды с поверхностным конденсатором.
В системе Иоссе-Гензеке пропускают часть отработавшего в турбине
пара через трубы испарительного прибора; воздух и образовавшийся в последнем
конденсат отводятся в главный конденсатор. В испарителе вода, подлежащая дестил-
ляции (отходящая, нагрет1я охлаждающая вода), вбрызгивается в большом избытке
на трубы. Образующиеся пар конденсируется во вспомогательном конденсаторе,
предшествующем главному и обтекаемом холодной охлаждающей водой. Этим
может быть достигнут высокий вакуум, необходимый для протекания процесса
испарения. Удаление воздуха из вспомогательного конленсатора производится
пароструйным прибором (эжектором), перекачивающим воздух в главный конденсагор,
вследствие чего ему приходится преодолевать лишь очень малое различие в
давлениях 1). Фирма Броу н-Б о в е р и использует пар, отработавший в служебной
турбине, работающей на конденсационный насос, путем проаускания его через
трубы испарителя и дальнейшего подвода к одной из ступеней главной турбины.
Полученный в испарителе пар конденсируется в подогревателе, по трубам которого
проходит конденсат, и отдает последнему свое тепло. Вода в испаритель подается
насосом и непрерывно циркулирует (BBC-Mitt. 1920, Heft 12). Другими
разрешениями этого вопроса являются испаритель В I ei k e п'а,' работающий
отработавшим паром, и испаритель охлаждающей воды фирмы Б а л ь к е, использующий
тепловое различие в охлаждающей воде при входе и выходе2).
' 1) Z. f. Turbinenw, 1919, сгр. 50.
aj К. Н о е f e r, Kondensation bei Dampfkraftmaschirpen Berlin 1924 J. Springer.

Конденсация
337
Отделение масла из конденсата поршневых паровых машин производится
отстойниками и фильтрами (через кокс, древесную шерсть, фильтрующие ткани),
а по Dehne прибавкой гидрата глинозема. Лучшим является отделение масла
из пара, причем одновременно достигается уменьшение загрязнения о глаждающей
поверхности. Маслоотделители выполняются в виде удлиненных сосудов со
вделанными стенками, усаженными угольниками, или же с группами U-образного железа,
на которых конденсируются вода и масло и осаждаются в сборном приемнике при
соответственном вакууме. Удаление масла производится посредством закрытия
трубопровода к маслоотделителю и спуска воды по уровню, определяемому по
стеклянной трубке, или откачивания непрерывнодействующим насосом. При этом
следует применять возможно более короткие трубопроводы вследствие легкости их
чистки, ибо при некоторых сортах масла случается закупорка трубы сгустившимся
маслом. После фильтров и удаления воды (выпаривание) масло может быть снова
применено. Аналогичные устройства могут быть также
рекомендованы для конденсации смешением. Маслоотделение
может также производиться центрофугами.
При заказе и приемке маслоотделителей для машин
с конденсацией необходимо особенно строго следить за тем,
чтобы потеря вакуума не превышала 1 см рт. столба, что
безусловно достижимо при правильном устройстве.
3. Струйная конденсация, центробежные
конденсаторы, центробежные воздушные
насосы. Струйный конденсатор К ё р -
т и н г а. Отработавший пар поступает в
конусообразное пространство, окружающее
смесительное сопло, и через многочисленные, скошенные
отверстия попадает в последнее, где встречается
с рядом струй охлаждающей воды (выходящих
из группы узких сопел). В выбрасывающей часги
(диффузоре) прибора происходит
преобразование скорости в давление и присосанный воздух
сжимается до наружного давления.
Аппарат всегда устанавливается вертикально, спускная
труба внизу на длине 0,6 м идет вертикально, прежде чем
наступает перемена направления.
Акционерное о-во Лаваля рекомендует 60—65-кратное
количество охлаждающей воды для получения вакуума в 88—90% и длинную
выхлопную трубу (при давлении в ОД ата, объем в 15 мг на 1 кг отработавшего пара
при скорости его в 50—55 м/сек, высота напора 7—8 м, скорость воды в подводящей
трубе 1—1,3 м/сек; спускная труба несколько уже.
Если возможно удовлетвориться меньшим вакуумом в 8С% (85% при очень
холодной воде), то достаточно 50-кратного количества воды при несколько меньшем
аппарате. "^
Центробежные конденсаторы по К о л ь б у дают возможность
получить при полном подводе воды к центробежному насосу и
устанавливаемых сопловых стенках дискообразную струю,
вступающую в кольцеобразное сопло. В позднейших выполнениях
применялись лишь для отсоса воздуха (Тиссен-Ифлейдерер).
В качестве воздушных центробежных насосов могут быть также
приьеделы насосы, комбинированные в одно целое со струйным
прибором (соплом) (Бейге и Кюнцли).
Центробежные воздушные насосы отличаются тем, что дают
прерывистую струю воды, вследствие чего образуется так
называемый водяной поршень; выполняются такие насосы в различных
конструктивных оформлениях:
Зак. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. III. 22
Фиг. 162.

338 Т. III. Отд. 2». Паровые машины. III. Детали
Вестингауз-Леблан. К рабочему колесу It насоса вода
подводится лишь частично при /. При использовании насоса для
струйной конденсации рабочая вода вступает в ряд
расположенных друг за другом сборных сопел su s2 (фиг. 162), а затем
в выхлопной конус d. Вход пара при этом происходит через
патрубок А.
Величины 00Э 00 0 01
Количество пара кг/час при
темпера!уре воды в 15° . . 500 1000 2000 3000
Расход силы на валу насоса
в л. с. 3 4,5 7,5 12
Нормальное число об/мин . . 1500 960 960 960
Для больших количеств пара той
же фирмой устраиваются
конденсационные установки,работающие см е-
ш е н и е м (начиная с 1500 кг и
свыше 80 000 кг1час), снабженные
оригинальными инжекционными соплами
и отделенной нижней частью
конденсатора, из которой порознь
откачиваются сверху воздух, а снизу вода.
Последняя удаляется центробежным
насосом, присоединенным к водяному
пространству через обратный клапан;
насос этот может поднимать воду на
значительную высоту, например на
градирню.
Воздушный насос Вестингау з-Л е б л а н а работает
с непрерывно циркулирующим количеством воды (фиг. 163). Число
оборотов в минуту для находящихся на одном и том же валу
обоих центробежных насосов: 960 для часового количества пара
до 7200 кг, 720 до 16 200 кг/час и 480 для большего расхода.
Расход силы на конденсацию смешением для 30-кратного количества
теплой воды, в предположении высоты полного напора в 12 м
(около 1,5 м высоты напора сверх насоса теплой воды)
определяется по к. п. д., равному 36%, включая и работу воздушного
насоса. Для поверхностной конденсации насосу Вестингау з-
Леблана нормально дается 1500—2500 об/мин; при отъединении
фланиа, т. е. без подвода воздуха, насос этот дает так
называемый теоретический отвечающий температуре воды вакуум.
Расход силы немногим больше, чем для поршневого воздушного
насоса на ту же производительность с выравниванием давления.
Пуск в ход производится помощью нагнетаемой воды или
вспомогательным паровым соплом.
Всеобщая компания электричества. Подвод воды
производится по всей окружности расоч^го колеса, вход
циркулирующей воды (охлажденный конденсаи при пуске в ход подается
под давлением из вышерасположенкого резервуара) имеет место

Кондейсация
339
в середине рабочего колеса Dt (фиг. 164), расположенного на-весу
на конце вала, при этом он может быть регулируем.
Разреженный воздух подходит по окружности и увлекается
отдельными выходящими струями воды в неподвижно закрепленный
Фиг. 164.
диффузор и там сжимается, будучи заключен в наклонно
расположенных, сужающихся кнаружи направляющих каналах, между
водяными поршнями.
Для поверхностной конденсации в том же
самом кожухе имеется еще и центробежный
насос для конденсата (Z)2). На том же валу
монтирован насос для охлаждающей воды С
особой конструкции, предусмотренной для
высокого числа оборотов, и паровая турбина А,
служащая для привода всей установки. Вместо
нее можно также применить и электромотор;
однако преимуществом паровой турбины
является ее приспособляемость к увеличению числа
оборотов в соответствии с надобностью.
Воздушные насосы могут также располагаться
горизонтально, в особенности для судовых
установок.
Собственно говоря, применение циркуляционной
воды для центробежного насоса делает необходимой
установку какого-либо охладителя, однако имеет ту выгоду,
что по положению уровня в сливном бассейне можно
определять количество пара, отсосанного насосом и в нем
сконденсировавшегося. Во время раооты избыток
оканчивается во всасывающую трубу конденсационного
насоса через трубу с краном.
Там, где это не производится или оказывается не- фиг> I6**,
возможным, как, например, при водоструйных приборах,
обслуживаемых охлаждающей водой поверхностного конденсатора (до или после
него), в отходящей воде могут заключать :я большие количества пара;
соответственно этому замеры конденсата дают меньшие величины расхода пара.
На этом основании, а также и ради применения возможно более холодной и
чистой водо1 для рабочего колега и сопел, следует предпочесть циркулирующую,
хорошо охлажденную воду. Предполагаемое к применению холодное добавочное
количество воды следует пропускать через охладитель.
22*

340 т- 1П- 0тД- й- Паровые машины. III. Детали
Водоструйные приборы (сопла) для отсасывания воздуха,
работающие охлаждающей водой поверхностного конденсатора, были
впервые выполнены Иоссе (Mitt. a. d. Mischinenlaboratorium
Н. V. 1913). Все количество охлаждающей воды проходит через
сопло, а по выходе из последнего через конденсатор к охладителю.
Потеря давления в струйном аппарате составляет 5—7 м.
На фиг. 165 дана новейшая конструкция системы Brown-Boveri, с
расположенной над соплом водяной подушкой, создающей равномерное течение.
Фиг. 166. Фиг. 167. Фиг. 168.
Пароструйные воздушные эжекторы, экономически выгодные
только в двухступенчатой конструкции для высокого вакуума,
получают исключительное распространение в связи с преодолением
начальных трудностей (пуск в ход, колебания и перебои в работе).
Отработавший пар используется для подогрева конденсата. Для
больших установок необходимо несколько аппаратов, включаемых
по мере надобности.
В конструкции Л е б л а н а (фиг. 166) обе ступени располагаются друг за
другом в осевом направлении, дабы использовать энергию потока, выходящего из
первого сопла. Вторая ступень имеет несколько сопел для рабочего пара,
выполненных в виде конусов, и кольцевую щель для воздуха в наиболее узком месте
эжекторного сопла. Вступающий воздух заполняет все сечение диффузора, так что
последний проектируется с таким запасом, чтобы оказаться достаточным при пуске
прибора в ход.
Очень распространенный в США пароструйный воздушный насос Радой ет
(фиг. 167) использует в качестве второй сгупсни паровое сопло с предшествующим
ему диском, устанавливаемым по соответственному сечению, вследствие чего
увеличивается активная поверхность струи.
Г е ф е р применяет в первой ступени простое, а во второй кольцевое сопло
и в новейших конструкциях (фиг. 168) также пренебрегает уступом в наиболее
уженной части второго диффузора, каковой он применял в прежних
конструкциях подобно Л еб л а ну, однако без подвода воздуха. Результаты, вопреки очень

Коцден'сащш
341
малой поверхности струй, весьма благоприятны. Вход воздуха защищен от нагрева
горячим кожухом помощью вставки из листового железа (а также безвоздушным
промежуточным пространством) г).
Струйный эжектор с промежуточным охлаждением.
Иоссе и Гензе^е впервые ввели промежуточные конденсаторы менсду первой
и второй ступенями, где конденсировался пар, дабы сэкономить в работе
сжатия. Благодаря этому, в пределах некоторой ограниченной производительности
(по отношению к воздуху), оказалось возможным достичь высокого вакуума при
малом расходе пара. Для откачивания больших количеств воздуха и для пуска
в ход добавляются между тем струйные эжекторы без промежуточного охлаждения.
Большинство конструкций (Иоссе-
Гензеке, Бальке, радойет)
пользуются трубчатыми охладителями,
отдельные также и впрыскиванием. Д е л а с
применяет, помимо того, охлаждение
диффузора помощью рубашки. Охлаждение
производится конденсатом, подогрев
которого затем используется.
Фиг. 169 изображает конструкцию
заводов Шг'ода, в которой
промежуточное охлаждение производится
впрыскиванием конденсата, в то время как пар из
второй ступени конденсируется в
трубчатом конденсаторе при атмосферном
давлении, отдавая свое тепло протекающему
конденсату. Воздух уходит,
конденсационная вода отводится помощью поплавка и
вместе с водой из первой ступени
подводится к сборному патрубку конденсатора
турбины.
Комбинированные паро- и
водоструйные насосы. Л. Шварц и К0
в Дортмунде, по предложению И о с-
се-Гензеке, применяет паровые
сопла, отработавший пар из которых
конденсируется благодаря впрыскиванию
конденсата, и установленный вслед за ними
водоструйный аппарат.
4. Поршневые воздушные
насосы. Мокровоздушный насос
для конденсации смешением,
одновременно перекачивающий
воздух и теплую воду, наиболее распространен для поршневых
паровых машин. Определение размеров и конструкция, в случае если
нет необходимости принимать во внимание особые соображения,
выбираются на основании опытных данных так, что подача насоса,
отвечающая отношению количества охлаждающей воды к пару до=
=29, т. е. tz> + 1 = 30, должна производиться при наполнении насоса,
равном 74» Отсюда вытекает простое (установленное Поппером)
соотношение: L = D : п для насоса двойного действия и L = 2D : п
для насоса простого действия, причем L в д.Ф—объем,
проходимый поршнем насоса (площадь поршня X ход), D — часовой расход
пара машиной в кг при полной нагрузке, п — число • оборотов
в минуту. При возвратном охлаждении воздушный насос увеличи-
1) Н о е i е г, ZdVdl, 1921 и 1923; S t о d о 1 a, Dampfturbinen, 5 Aufl.; Н о е I e г,
Die Kondensatjon bei Dampfkraftmagchinen, Berlin 1925, J. Springer.

342 Т. III. Отд. 3. Паровые машины. III. Детали
вают в соответствии с большим количеством впрыскиваемой воды
так, например, на Vi2» если w + 1 = 40.
Вакуум, достижимый при таких размерах насоса и при заданных условиях
работы, в большой мере зависит от конструкции насоса и числа его оборотов. При
быстром ходе вода в рабочей полости насоса насыщается воздухом и притом тем
более, чем больше она подвержена переменам своего направления благодаря
расположению клапанов и путей. Само собой разумеется, что и количество воды
Фиг. 170.
Фиг. 171.
в отношении к объему хода поршня насоса обусловливает соответственно большее
содержание воздуха, так что может итти речь и о вредном пространстве насоса.
Медленно работающие насосы и особенно вертикальные лучше освобождаются от
воздуха, т. е. воздух выделяется и выталкивается через клапан, установленный
в наивысшей точке. Однако предполагаемый таким образом процесс быстро
нарушается. Воздух расширяется до начала всасывающего хода (фиг. 170; прежде, чем
могут открыться всасывающие клапаны, и предназначенная для разрежения часть
объема хода существенно уменьшается, вследствие чего ухудшается достигаемый
вакуум. С другой стороны, большое количество воздуха обусловливает смягчение
хода, в то время как насосы с малым вредным пространством и хорошим возду-
хоудалением или, вообще, с небольшим количеством воздуха работают редко,
толчками вследствие быстрого увеличения давления (фиг. 171) и удара воды о
тарелки клапанов. Расположение клапанов на наклонной или вертикальной плоскостях
дает некоторое облегчение благодаря тому, что вода соприкасается с тарелкой
клапана еще до его открытия. Однако по большей части таким вспомогательным
средством является присасывание воздуха через кран с обратным клапаном („со-
пунчиком"), что ухудшает вакуум на »/а —2 см.
Фиг. 172.
Горизонтальные воздушные насосы двойного действия.
Фиг. 172 изображает очень распространенную, однако устарелую
конструкцию с „подвесными" всасывающими клапанами и рядом
напорных^ клапанов в наивысшей точке и на остальной наклонной
клапанной решетке. Впрыскивание большей частью переносится
в расширенную выхлопную трубу, реже в пространство над вса-

СКовден'сация
343
сывающими клапанами. Привод производится от удлиненной цапфы
кривошипа помощью шатуна минимально четырехкратной длины,
рычагами или балансирным трехугольником. Отношение диаметра
к ходу в этой конструкции может быть выбрано от 0,6 до 1, ибо
выбранное с запасом проходное сечение клапанов легко
приспособить к скорости прохождения в 2 м/сек или еще меньшей,
отнесенной к полному объему хода поршня (Fc/2). Основной ошибкой
может быть назначение слишком большого вредного пространства.
Фиг. 173 изображает предложенный Бодмером и
распространяемый Фрикартом горизонтальный воздушный насос
с управляемым от поршня
всасыванием через прорезы.
В целях приспособления
большего проходного сечения
клапанов* клапанная решетка
выполняется увеличенного диаметра; вред-
Фиг. 173. Фиг. 174.
ное пространство мало. Поршень следует выполнять со сквозным
штоком во избежание слишком быстрого его износа. Свободное
проходное сечение прорезов Fc/З, лучше Fc\% ибо, иначе, при
большем наполнении водой, наступает подпор перед прорезами, что
препятствует входу воздуха. Нанесенный на чертеже насадок трубы
(по Кернеру) полезен лишь при большом запасе в размерах.
Рекомендуется рассматривать всю часть объема хода, приходящуюся
на прорезы, как дополнение с тем, чтобы наполнение водою было
меньше и насос работал спокойнее. Диаметр поршня следует
выдержать большим, нежели ход.
Вертикальный насос двойного действия с прорезами по
Дёрфел ю (1881) и Пражской акционерной машиностроительной
компании (фиг. 174) использует кольцеобразные резиновые ленты
вместо нагнетательных клапанов, показавших многолетнюю
выносливость в работе и спокойный ход даже при подаче воды на
градирню при очень высоком числе оборотов. Ход назначается равным
диаметру или несколько большим. Привод у локомобилей от
эксцентрика, у горизонтальных машиц часто с контр-кривошипом.

344 T- ITI- Отд. э. Паровые машины. III. Детали
Дешевы конструкции без кожуха, причем насос размещается в
кирпичном резервуаре, наполненном водой.
Вертикальный воздушный насос простого
действия. Старые, худшие конструкции воздушных
насосов простого действия берут свое начало от
Уатта; будучи снабжены клапанными поршнями,
они имели скорость поршня ограниченной в пределах
до Va м/сек, ибо проходное сеченче поршневых
клапанов едва достигало 0,25 площади его.
Слишком малые размеры клапанов
обусловливают большое избыточное давление при проходе, что
ускоряет износ клапана и влечет за собой поломки
закрепляющих болтов.
Конструкции с нырялом обычно
предназначались для нечистой воды; они весьма многообразны;
по большей части клапаны располагаются по кругу,
иногда и в боковых коробкаi. Большое количество
воды в рабочем цилиндре, плохой вакуум и глухие
толчки характеризуют их работу.
Современная конструкция Эдвардса
отличается ускоряемым от поршня прохо-
Фиг. 175. ждением воды через прорезы.
Преимущества: сплошной поршень, требует лишь
один комплект нагнетательных клапанов,
имеет очень малое вредное пространство,
дает благоприятный
вакуум. Все же ход не
свободен от толчков,
вспомогательной ме>5
Фиг. 176. Рой служит
двухступенчатое выполнение
(фиг. 175).
Двухступенчатые воздушные насосы,
(Д ё р ф е л ь, 1890). Разделение ступеней дает
возможность первой работать с небольшим
давлением (0,3 я/и), поэтому с очень хорошим
объемным коэфициентом полезного действия.
Вредное водяное пространство достаточно мало;
против проникновения воздуха извне или
вследствие неплотности поршня имеются водяные
затворы.
Вторая ступень щедро вентилируется;
лучше всего снабжать ее воздушным мешком.
Расширение заключенного в нем воздуха
регулирует промежуточное давление; сжатие
смягчает открытие нагнетательных клапанов.
Отсюда определяется диаграмма,
представленная на фиг. 176. фшч Х1Т
Следует твердо помнить, что это двухступенчатое
действие не связано с неравными рабочими объемами
(объемами хода) ступеней; много меньшего рабочего объема верхней ступени
следует по возможности избегать, ибо в связи с этим увеличивается наполнение насоса
и скорость воды в проходном сечении клапанов.

{ИондейсациЗ
345
При вертикальном выполнении насоса диаметр цилиндра делается
некоторой средней величины. Приводная цапфа свободно рас юлагает~ч сверху;
прямолинейная направляющая во всяком случае необ^дима. Прежние конструкции
для очень большие машин отличались клапанными поршнями с глубоко посаженной
клапанной реыегкой (ZdVdl,
1911 г., стр. 364), кроме того,
имелись всасывающие и
нагнетательные клапаны. Средние и
малые единицы выполнялись
со всасывающими прорезами
или, смотря по желанию, со
сплошным или клапанным
поршнем (фиг. 177). Для
быстрого хода нуждаются в особо
тщательном исполнении
вследствие незначительности
водяного пространства нижней
стороны и воздухоудаления.
Фиг. 178 изображает
новое горизонтальное
выполнение, отличающееся очень
легким доступом к клапанам,
для привода от удлиненной
цапфы кривошипа; фиг. 179 —
для установки над уровнем
пола (конструкция С у н д в и-
г е р) для высокой скорости
поршня.
Насос Эдвардса мо- фвг*178*
жст быть выполнен
двухступенчатым лишь при условии применения плунжера в верхней
ступени. Для впрыскивающей конденсации этот последний по
площади должен равняться минимально 0,6 площади поршня первой
ступени. Воздушный буфер верхней ступени образуется благодаря
выступающим ребордам под седлами клапанов или также от высоты
положения днища
ныряла. Нижняя
сторона поршня
первой ступени
снабжена
желобками, дабы
смягчить его удар
о воду (фиг. 175).
Заслуживает
внимания
конструкция прохождения
поршневого штока
через
промежуточную решетку;
неплотность (при нечистой воде) может повредить в общем хорошему
вакууму, поэтому необходимо предусматривать сменные втулки или
сальники.
Для клапанов воздушных насосов большей частью
применяется резина. Большие четырехугольные клапаны
закрываются с замедлением; поэтому предпочтительны круглые клапаны
Фиг. 179.

346
Т. III. Отд. 2t. Паровые машины. III. Детали
диаметром от 150 до 200 мм, реже 120 мм, толщиной 15—20 мм,
они располагаются на решетках с шириной Прозоров в 24—30 мм
(в среднем); иногда для улучшения изгибаемости делаются тоньше
по краям для малых диаметров. При установке клапанов на
вертикальной плоскости следует предпочесть цилиндрические держатели
обычным коническим. Для горячей воды употребляются особенно
хорошо сопротивляющиеся материалы (дерматин), хотя и менее
гибкие, а потому устанавливаемые для всасывающих клапанов с
несколько большим зазором в держателе, т. е. не в подвешенном
состоянии. Жесткие диски из вулканизированной фибры,
нагруженные латунными пружинами с плоскими держателями, могут быть
рекомендованы. Металлические клапаны делаются в виде дисков
или колец из прокатанной листовой латуни или марганцевой бронзы;
седло и плоские рифленые держатели из металла с пружинами
(плоскими, латунными) или без них равным образом не должны
быть подвешены, а потому не всегда применимы. Еще реже для
впрыскивающей конденсации применяются гибкие пружинящие
металлические клапаны. Для обеспечения хорошего доступа к
клапанам необходимо заботиться об устройстве хотя бы больших люков.
Поршни воздушных насосов часто выполняются без
набивки или только с канавками, обычно с слегка пружинящими
металлическими кольцами. В горизонтальных насосах целесообразно
устраивать и заднюю направляющую в виду износа при нечистой
воде. Сальники предусматриваются по фиг. 172, если в результате
их неплотности во всасывающее пространство может проникнуть
воздух; иногда устраивается водяное уплотнение посредством
специально сконструированного жолоба или соединением уплотняющего
пространства трубочкой с водопроводом. С большой тщательностью
следует подходить к вопросу об уплотнении поршневого штока
при прохождении его через клапанную решетку (фиг. 173—178),
где для того же используется и сальник крышки»
Сухие воздушные насосы чаще всего изготовляются в качестве
золотниковых насосов с управляемым всасыванием, производимым
по Вейссу плоским, а по Бальке одним поворотным золотником
с уравнительным прорезом или двумя. Предпочитается нагнетание
управляемое с обратными клапанами таковому же с
самодействующими, ибо при поломке клапана вакуум еще может быть удержан
золотником на должной высоте. Следует избегать большого
вредного пространства из-за увеличения расхода силы и нагревания
присосанного воздуха, перетекающего при уравнивании давлений.
Насосы для конденсата (выполняемые почти без исключения
в виде поршневых) снабжаются всасывающими прорезами,
устанавливаются низко и по Бальке в виде горизонтальных насосов
двойного действия или также вертикальных, двухступенчатых с
прорезами, с возможно малым вредным пространством и воздушной
трубой с управляемым открытием для удаления воздуха за
конденсатором. Рассчитываются на трех- четырехкратное количество
отсасываемого конденсата. (Главным образом для надежности в виду
возможных неплотностей.)

Конденсация
347
Установки этого рода уже почти не применяются для паровых
турбин, однако имеют еще некоторый смысл в центральной
конденсации, при которой трудно обеспечить плотность
в эксплоатации и потому приходится рассчитывать на большие
количества воздуха, которые гораздо легче перебрасывать
поршневым, нежели центробежным насосом.
Количество воздуха По Вейссу1) просос воздуха через
сальники, равно как и через неплотности трубопроводов к
конденсатору, длина которых Z м, может быть достаточно удовлетворительно
выражен коэфициентом неплотности р.:
для плохо оборудованных устройств (горнопромышленные заводы
и т. п.) р,= 1,8 + 0,01Z,
хорошо оборудованных (центральные электрические станции с
центральной конденсацией) {j.=1,8-|-0)006Z,
для машин с отдельной конденсационной установкой Z=0,
т. е. [л=1,8,
что для исправных машин представляется очень высоким.
Для испаряющих аппаратов химических или сахарных заводов
Р-=8, в результате чего полное количество воздуха во
впрыскиваемой воде в м*/мин*
L = (0,02+p./ttO W: 1000 или L = (0,02 W+pD): 1000,
отнесенное к количеству охлаждающей воды W в кг/мия —
и кратности ее w или количеству пара D в кг/мин.
При этом принято, что это количество воздуха имеет
температуру конденсата tK [т. е. что поправка на увеличение воздуха от
расширения, т. е. (273 + /»): (273+15) представляется излишней].
L отнесено к атмосферному давлению.
Давление воздуха, создаваемое насосом рг = L: Vh где Уг/мин—
присасываемый им объем (с учетом потерь). Для впрыскивающей
конденсации с мокровоздушным насосом содержание воздуха
в водяном объеме лучше всего прибавлять к приходящейся на
один ход величине L и относить Уг к рабочему объему хода за
вычетом наполнения водой и нескольких процентах на потерю в
клапанах и неплотности. В то время как при параллельном токе
давление в конденсаторе рк~pd-\-pi при pd соответствовало
температуре в конденсаторе tK (см. выше) — при противотоке
по Вейссу температуру в месте присоса tnpommomoKa следует
считать на некоторую величину а выше, чем температура
охлаждающей воды 4; именно а = 4° + 0,1 (ta — tw), а равно учитывать
и давление пара, отвечающее этой температуре tnpomueomOKa =
*= 4? + а1 таким образом полное давление:
Рк противотока == Pd (tw + a) \Pl*
То обстоятельство, что насос присасывает воздух опять-таки при меньшей
температуре tпротивотока, т- е- и при соответственном уменьшении объема, по
Вейссу может быть опущено из рассмотрения при расчете насоса, если даже при
х) F. J. Weiss, Kondensation, Berlin 1910, J. Springer.

348
Т. III. Отд. а Паровые машины. III. Детали
конструировании обычного поверхностного конденсатора, работающего по принципу
противотока, была взята наибольшая величина для охлаждения воздуха.
При поверхностных конденсаторах величина содержания
воздуха во впрыскиваемой воде отпадает, поэтому, собственно говоря,
следует сообразоваться только с р.. Так как отпадает и водяной
объем (Чд), то для сокращения расчета можно исходить из
приближенного выражения D: 2я, если не требуется назначения
размеров с запасом ради достижения большего вакуума.
В паровых турбинах, благодаря тщательным сальниковым уплотнениям
(паровой лабиринт) и водяному уплотнению во фланцевом соединении с конденсатором,
просос воздуха в значительной мере ограничен, равно и всасывание воздуха
питательными насосами и инжекторами тщагельно предупреждается. Поверочные
подсчеты в благоприятных случаях дают лишь 2—4 R.-T. перекачиваемого воздуха
в процентах от количества конденсата, отнесенного к. атмосферному давлению
и 0°Ц. Достигаемое давление воздуха pi в конденсаторе равно 2 см и даже менее
1 см рт. ст. Парциальное давление рд также большей частью меньше, чем то
отвечает температуре в конденсаторе.
Расход силы на конденсацию обусловливается в большой
мере механическими сопротивлениями насоса и его привода,
подсчет коих затруднителен.
Индикаторная мощность насоса для впрыскивающей конденсации в
наивыгоднейшем случае (слив без поднятия воды) при т = 29 и расходе пара С/ на
1 / л. с. ч. может быть выражена величиной Сг-: 750 / л. с. ч> на 1 / л. с. ч. машины
(тем самым при С/ е 7,5 кг/i л. с. ч. 1%> при С/ = 5кг/1л. с. ч. 0,66оД). Однако расход
силы легко достигает и вдвое большей величины вследствие сопротивлений трения
насоса и его приводного устройства, равно как и при большом прободном сопротивлении
в слишком узких или жестких нагнетательных клапанах и выхлопной трубе; равным
образом величина эта соответственно увеличивается при большем количестве воды
и высоте напора (возвратное охлаждение).
В паровых турбинах расход силы на впрыскивающую конденсацию
оценивается в 1,2% (до 2,5% для малых установок), что слишком низко; часто он
достигает двойной величины.
Для поверхностной конденсации с сухим воздушным и
центробежным насосами будут действительны приблизительно те же величины, при двух
ступенчатых мокровоздушных насосах несколько меньшие. При возвратном
охлаждении расход силы увеличивается на V«—1% из-за подъема воды на градирню.
Величины эти относятся к полностью нагруженной установке.
Расход пара двухступенчатыми пароструйными эжекторами для больших
конструкций оценивается от 1 до 1,5% расхода турбины при полной нагрузке
(Стодола), причем отработавшее тепло используется для подогрева конденсата.
Аналогичным же образом используется отработавший пар в одной из
подходящих ступеней главной турбины в случае привода конденсационного насоса от
вспомогательной паровой турбины. Это, однако, влечет за собой затруднения в
регулировании, так что во многих случаях конденсационная установка работает от
электрического привода, а паровая турбина служит лишь при пуске.
5. Устройства для обратного охлаждения. Открытые
градирни. Клетки с хворостом и длинными деревянными
рейками. Высота от 8 до 10 м. На 1 л. с. или на 0,3 мг охлаждаемой
воды в час требуется площадь основания около 0,3 м2 при
охлаждении на 20—30°, или 0,1 м2 при охлаждении на 10—15°.
Охлаждение достаточно интенсивное; недостаток — присутствие тумана и
мелкого дождя, окружающих градирню.
На диаграмме фиг. 180 даются кривые охлаждения для нагрузки орошаемой
поверхности 1 м3/м2 час или 2 м3/#? час, при охлаждении в 20°,

v Вашеяные охладители
349
Закрытые градирни (градирни с вентиляторами).
Вертикальные или слегка наклонные, орошаемые водой поверхности из
дерева или листового железа, помещенные в кожухе круглого или
прямоугольного сечения. Теплая вода, хорошо разбрызганная,
стекает с высоты 4—6 м, причем воздух, протекающий через
градирню под влиянием естественной тяги или вентиляторного
дутья, отводит теплоту вследствие теплопроводности и испарения.
Деревянные вставки легко коробятся и трескаются: предпочитательнее поэтому
листовое волнистое железо; Вортинггон применяет ли^ты толщиной 0,4—0,5 жд,
свернутые во входящие друг в друга цилиндры диаметром 12 J мм, высоюй 2о0—
300 мм; насадка этими цилиндриками от 4,5 до 5 ж высотой располагается на
решение из полосового железа; площадь основания кожуха (до 6м в диаметре) 1 м'&
на каждые 400 кг отработанного пара в час.
Высота башни 20 до 25 м, ьри диаметре от 4
до 6 м (для 5000 и до U 000 кг пара в час).
К середине башни по низу идет закрытая
воздушная труба, так как в противном случае
падающие оры?ги воды мешают подходу
воздуха. При применении вентилятора высота
насадки увеличивается до b м, орошаемая
поверхность должна быть около 0,7 м2 на 1 кг
отработанного пара. Вода распределяется из
центра при помощи вращающегося креста из
труб (Otto Н. М и 11 е г, VDI, 1905).
Сооружение очень компактное; охлаждающее
действие очень интенсивное.
Башенные охладител-и.
Градирня из ряда горизонтально
расположенных деревянных брусков
орошается охлаждаемой водой, причем
вода распределяется по градирне при
помощи желобов и разбрызгивающих
тарелок. Воздух подводится к
градирне с боков и удаляется через башню над градирней. В новейших
конструкциях завода Бальке (в Бохуме, Германия) воздух подводится
к градирне не сбоку, а по всей площади основания, благодаря чему
получается лучшее распределение воздуха по градирне. Охлажденная
вода собирается в этом случае наклонными желобами,
расположенными в нижней части градирни, к середине основания градирни,
благодаря чему уменьшаются размеры сборного бассейна.
В охладителях системы Бальке-Моль градирня располагается
не под башней, а вокруг последней. Воздух при этом протекает
не навстречу падающей воде, а поперек движения струй воды.
Башня при этом не загромождается никакими сооружениями и
потому может иметь снизу доверху одинаковое сечение, что
улучшает тягу. Расположенная вокруг башни градирня разделяется на
отдельные, независимые один от другого, секторы. Каждый сектор
может быть поэтому выключен на-ходу для осмотра и ремонта без
нарушения действия остачьных. Водораспределительная система,
находящаяся вне башни, всегда доступна для регулировки и
осмотра. Высоту падения воды доводят до 6 м.
Подъем воды на такую высоту не связан обы шо ни с какими затруднениями
при поверхностных конденсаторах и при таких смешивательных (крупных размеров),
^ Н/«
* З/*!
З!'»
1 Г
8 г
1
1
^d
~^
^*~
мае
ZP
г4
$
рал
Фиг
Jt
<
\fl.
V t1
lypt
. 18
""
It*
rFjs
5*
Ж»
[/ IS
\0 in
3 20 25a
t Воздуха
0.

350
Т. III. Отд. 3. Паровые машины. III. Детали
которые имеют особые насосы для откачки воды из конденсатора. Затрата силы
незначительна.
В установках с мокровоздушными насосами, где увеличение высоты
нагнетания нежелательно, облодиться без добавочных насосов можно только в том
случае, когда по местным условиям градирню можно поставить ниже машинного
помещения. В остальных случаях для подъема воды на п адирню следует ставить
особые насосы. Надо при этом иметь в виду, что центробежные насосы начинают
подавать лишь при полном числе оборотов, а потому, в случае применения таких
насосов, следует предусматривать достаточных размеров особые запасные
резервуары для охлаждающей воды. Можно пойти, однако, и на то, чтобы подъем воды
на градирню в период разгона машины, т. е. до тех пор, пока не начнет подачу
-— центробежный насос, включенный' в напорную
линию, производился мокровоздушным
насосом. В целях автоматического
регулирования подачи резервуары для приема теплой
и охлажденной воды располагаются рядом
и соединяются понизу или непосредственно
или через промежуточный резервуар.
Площадь занимаемого места при
часовом расходе пара до 8000 кг на
каждые 10J кг расхода пари примерно
1,2о м% плюс общий добавок в 5 м2;
при более крупных установках на
каждые 100 кг часового расхода пара
требуется не более 1,1 м2 плюс
общий добавок в 15 м2; как предел:
0,8 м2 на 100 кг или на 1 м2 площади
основания охладителя расход воды от
3,5 до 4,5 мв/час.
Общую теорию башенного охладителя
на основе опытных данных дал Гейбель в
„Mitt. Forschungsarb.", VDI, H. 242 и в ZdVdl, 1922, стр. 31 и далье. в статье „ftber
die Wassernickkuhlung mit Sclbsiveniillirendem Turm Kuhler", которая охватывает
выводы, данные Мюллером в ZdVdl, за 1905 г.
Взаимная связь различных факторов, обусловливающих работу охладителя,
иллюстрируется диаграммой на фиг. 181 (по Бальке), в которой дается изменение
температуры еоды при заданном расходе таковой (,35-кратное количество при
поршневых машинах и 60-кратное при паровьк турбинах) при разных температурах
наружного воздуха — 5 до + 25 \ принимая некоторую среднюю нормальную
влажность воздуха и исходя из условия, что все воспринятое охлаждающей водой
тепло (в пределах так называемых зон охлаждения i6,6 и 9,7П) будет отнято от
последней в охладителе. При отклонении действительной влажности воздуха от
принятой высота расположения зоны охлаждения меняется на величину, отсчитываемую
по поправочной кривой (масштаб справа внизу). Температуры воздуха (абсциссы)
должны быть измерены при помощи сухого термометра.
Часть охлаждаемой воды в охладителях испаряется и убыль ее должна
периодически восполняться. Потери воды не превышают обычно, при правильно
устроенных охладителях, количества конденсируемого пара. В охладителях с искусственной
тягой (вентиляторами) потеря воды несколько больше. Еще большие потери
получаются при фонтанных охладителях (разбрызгивающие сопла Кёртинга).
Благодаря испа.ению воды концентрация в последней раствора солей
постепенно возрастает, что ведет к отложению осадка в тр^ба*. Необходимо наблюдать
за этим явлением и через более или менее длинные промежутки времени сменять
воду, циркулирующую в системе охлаждения.
темтгепатупа igj^yxa
-Фиг. 181

Ill ОТДЕЛ
Паровые турбины
Составлено инж. П. Вагнер, Берлин (части I — IV), и проф. Р. Д 6 р ф е л ь,
Прага (часть V)
Перевод под редакцией проф. Вл. В. Уварова
Стр.
I. Общие данные
Основная форма превращения
энергии 352
Турбины полного использования
пара 352
Турбины частичного
использования пара 352
Одноступенчатые турбины .... 352
Многоступенчатые турбины ... 352
Однокорпусные турбины для
непосредственного привода .... 353
Многокорпусные турбины для
непосредственного привода . . . 353
Турбины с приводом помощью
зубчатой передачи 354
Сравнение паровой турбины с
паровой машиной 354
Полезный тепловой перепад и
полезное количество тепла
(расход тепла) 35)
Область работы современных
турбин (диаграмма) 356
Распределение энергии и
термический к. п. д.. . . • • ... 357
Главнейшие величины и
термические к. п. д. для турбинных
установок с конденсацией (та»
блица) 358
Влияние изменения состояния
пара на удельный расход . . . 360
Расход пара для конденсационных
турбин 362
II. Детали
Согла 364.
Насадки для перепадов меньше
к итчческого 364
Насадки для перепадов больше
кг;итиче кого 365
Рабочие лопатки с67
Стр.
Лабиринты и уравновешивающие
поршни 368
Потеря на трение в паре
турбинного ротора . . • ....... 369
III. Активные турбины
Одноступенчатые активные
турбины с 1—4 ступенями
скорости 369
Многоступенчатые с несколькими
ступенями скорости в каждой 373
Многоступенчатые с одним
венцом в каждой ступени 373
IV. Реактивные турбины
Детали (степень реакции, мощ- ,
кость ступеней и к. п. д., про- s
фили лопаток, ширина и длина
лопаток, осевые и радиальные
зазоры, потери в зазорах). . . 374
Ход расчета 379
V. Конструкции паровых
турбин
Активные турбины с одно
венечными колесами (Целли) .... 385
Активные турбины с
многовенечными колесами 388
Комбинированные турбины Кер-
тис-Целли 391
Реактивные турбины Парсонса . . 392
Комбинированные турбины Кер-
тис-парсонса и Целли-Пар-
сонса 393
Реактивные радиальные турбины с
противололожным вращением 398
Теплофикационные и
промышленные турбичы (турб <н л с
противодавлением, турбины с
промежуточным отбором, турбины
аккумуляторного па^а) .... 40Э

352 ^- III. Отд. д. Паровые турбины, t. Общие данные
I. Общие данные
а) Основная форма превращения энергии
Теплота горения топлива, воспринимаемая паром в котле и
создающая полезное давление, а следовательно и тепловой перепад,
превращается в энергию движения и передается от движущейся струи
пара на кривые поверхности рабочих лопаток ротора, на валу
которого получается механическая работа.
Ь) Классификация по используемому теплопадению
1. Турбины полного использования пара или чисто-конденсационные
турбины для использования полного перепада от давления в котле до
достижимого вакуума. Применяются для привода электрических генераторов,
центробежных насосов, вентиляторов, компрессоров, гребных судовых винтов и для
локомотивов; соединение или непосредственное или через зубчатую передачу с шевронными
колесам-!*). Турбины с выпускам в атмосферу — только как вспомогательные,
а также для освещения поездов.
2. Турбины частичного использования пара, т. е. с частичным
использованием располагаемого теплопадения, при использовании остальной части перепада
для других целей.
Турбины мятого пара для использования мятого пара паровых
машин, работающих в атмосферу: при неравномерном поступлении пара в соединении
с тепловым аккумулятором.
Турбины с противодавлением, в которых используется перепад
в части высокого давления, а мятый пао отдается дтя отопительных и
нагревательных установок или в другие турбины. Вспомогательные турбины для
конденсационных установок и для питательных насосов котельных.
Турбилы с промежуточным отбором и турбины двух
дазлений — в первых пар в части высокого давления используется полностью,
а в части низкого давления частично отдается для нагревательных целей; вторые
в части высокого давления работают с* уменьшенным количеством пара высокого
давления, а в части среднего или низкого давления получают добавочно мяшй
пар.
с) Классификация по конструкции
1. Одноступенчатые турбины. Л а в а л я — осевое направление движения
пара, парциальный впуск, один ряд сопел и один ряд рабочих лопаток; очень
высокое число оборотов (до 30 000 в мин.) а) и низкий т;.
Кертиса—- осевое направление движения пара, парциальный впуск, один
ряд сопел и от 2 до 4 рядов рабочих лопаток (ступени скорости) с
расположенными между ними рядами направляющих лопаток; число оборотов 40j0—800J
В МИНУТУ, НИЗКИЙ 7).
2. Многоступенчатые турбины. Кертиса — осевое направление движения
пара, парциальный, а также полный впуск пара, несколько ступеней давления с 2
ступенями скорости в каждой; умеренный г,; применяется редко.
Ц е л л и-Р а т о — осевое направление движение пара, впуск как парциальный,
так и полный, многоступенчатые турбины равного давления (активные) с
использованием выходящего потока каждой ступени в последующей; падение давления только
х) Прим. ред. В настоящее время имеются попытки установки паровых турбин
на самолет.
2) В турбовозе Юнгстрема вспомогательная турбина делает 40 000 оборотов
в минуту, что является максимальным в турбинной практике в настоящее время.

Общие данные
353
в соплах и направляющих аппаратах, но не в камерах рабочих колес, небольшое
осевое давление, наилучший достижимый tj.
Парсонса — осевое направление движения пара, полный впуск,
многоступенчатые турбины избыточного давления (реактивные) с использованием выходящего
потока каждой ступени в последующей; падение давления как в направляющих, так
и в рабочих лопатках (избыток давления со стороны ихода в рабочие лопатки над
давлением со стороны выхода в каждой ступени), большое осевое давление,
требующее разгрузочные поршни или расположение ступеней группами с движением пара
в противоположные стороны, большие потери в зазорах при малой величине
радиальных зазоров; для ступеней высокого давления умеренный, а для ступеней
низкого давления наилучший достижимый -ц.
Юнгстрем а—радиальное направление движения пара, полный впуск,
многоступенчатая реактивная турбина с вращением в противоположные стороны двух
колес с лопатками, являющимися одновременно и направляющими и рабочими,
большие потери в зазорах избегнуты устройством автоматических кольцевых
уплотнений; хороший г\.
Смешанные турбины — одна ступень Кертиса (двухвенечное колесо),
остальная часть Целли-Рато или Парсонса, или часть высокого давления Кертиса,
среднего Целли-Рато, а низкого—Парсонса, для компактной системы наилучший
достижимый т). Вследствие возможности выключения сопел первой ступени
небольшое увеличение пара при частичной нагрузке; выполняются в одном цилиндре
до 100 000 л. с.
Многоцилиндровые турбины — типа Целли-Рато, Парсонса и
комбинированные, работающие на общий вал (один генератор) или на отдельные
валы (несколько генераторов); в последнем случае вал цилиндра высокого давления
быстроходнее вала цилиндра низкого давления. Для непосредственного привода
судовых винтов применяется низкое число оборотов („Император" — 188 оборотов
в минуту); в целях увеличения т) в последнее вреыя во многих случаях, а также
для больших агрегатов, применяют пар повышенного давления и промежуточный
перегрев, а также большое число ступеней давлений с малым перепадом в каждой
ступени, а следовательно и малыми скоростями пара.
d) Классификация по общей компановке
1. Однокорпусные турбины для непосредственного привода: динамо для
освещения локомотивов; питательные и конденсатные насосы; воздуходувки и
компрессоры; конденсационные турбины до 80 000 kW; турбины с противодавлением
и турбины мятого пара, а также смешанного режика, большей частью для среди ix
мощностей х); предвключенные турбины для высоких давлений.
2. Многокорпусные турбины для непосредственного привода: турбины
с большим числом ступеней и высоким числом оборотов, при которых однокорпус-
ная конструкция дала бы гибкий вал, или часть высокого давления должна быть
выполнена с более высоким числом оборотов, чем часть низкого давления, для
получения более длинной лопатки, или часть низкого давления из-за больших
проходных сечений для пара разбивают на два параллельных потокГа.
Выполняется разбивка до четырех корпусов. Компановка для крупных
мощностей:
ВД — НД или ВД — СД = НД на одном валу максимально
выполнено 160 000 kW или
ВД соотв. ВД — СД на первом валу
НД _1_ НД НД j_ НД на втором валу.
Наивысшая мощность в настоящее время 208 000 kW; фирма Gen.El. ВД. 76 000+
-f 2 X НД 66 000 на трех валах 1800 об/мин. каждый.
*) У нас в Союзе турбины с отбором пара в теплофикационных станциях
ставятся и проектируются в 50 000 kW и выше.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. Ш. 23

354 T- HI- 0тД- 9. Паровые турбины. I. Общие данные
Схема соединений:
При ограниченной площади турбина высокого давления (ВД) и ее генератор
монтируются на корпусе низкого давления (НД) 1).
3. Турбины с приводом помощью зубчатой передачи, с целью выполнить
турбину с наивыгоднейшим для данной мощности числом оборотов: при 500 до
1000 kW 5000 до 7000 об/мин, ниже 500 kW до 10 000 об/мин; для соединения быстро
вращающейся части В с медленно вращающейся частью Н или для осуществления
экономичного турбинного привода для очень низких чисел оборотов (пароходные
винты).
Предельная мощность: скорый пароход „Bremen" 120000 д. л. с,
деление на четыре вала 1900/190 об/мин.
Турбоэлектрический судовой привод широко применяется в США.
Предельная мощность: четырехвинтовая матка для самолетов Saratoga 180 000 и
Lexington 210 000 д. л. с.
е) Сравнение паровой турбины с паровой машиной
Для стационарных машин конкурентная область ограничивается
мощностью примерно в 1000 л. е., до которой первоклассные
поршневые паровые машины превосходят иногда экономические турбины.
Для локомотивного привода турбина имеет еще небольшое значение, несмотря
на доказанное улучшение к. п. д., по эксплоатационно-техническим и экономическим
причинам,
В паровых машинах отдача энергии происходит при возможно
большой движущей силе (рабочий ход поршня) и •при низкой
скорости движения (максимальная скорость движения поршня б м/сек;
в турбинах — путем использования возможно высокой скорости
с = 91,51^/*, где h — тепловой перепад в ступени, при малом
окружном усилии.
Пределы для с: при многоступенчатых турбинах минимальное
h равно около 1 кг-кал/кг, что соответствует £=91,5 л*/шс,
максимальное h при одноступенчатых турбинах (Л а в а л я) около 200 кг-кал/кг
(15 aw, 230° и 0,06 am), что соответствует с =1300 м/сек.
Наивыгоднейший термодинамический коэфициент полезного действия
для многоступенчатых активных турбин при и : с = 0,5 — 0,6, для
реактивных при и:с = 0,65 — 0,852) (с — определяется по перепаду
в одной ступени с учетом выходной скорости предыдущей ступени).
Окружная скорость и для многоступенчатых турбин от 50 до 250м/сек,
для одноступенчатых (Л а в а л я) до 400 м/сек. Число оборотов,
исключая устаревшие судовые турбины, п = от 1000 до 30 000 об/мин.
Такие высокие значения, возможные при совершенном
уравновешении турбинных роторов, позволяют, в противоположность
поршневым паровым машинам, почти неограниченное увеличение
мощности в одном агрегате. (В эксплоатации имеются агрегаты до
160 000 — 208 000 kW.)
!) General El. Rev., January 1930.
a) Wagner, Der Wirkungsgrad von Dampfturbinenbeschauflungen, Berlin 1913,
«J. Springer.

Тепловой перепад
355
Главная область применения турбин — производство трехфазного
переменного тока (в Европе преимущественно 50 периодов в сек.)—
определяет число оборотов в 3000 в мин. (при 2
полюсах—выполняются мощностью до 20 000 — 60 000 kW г), 1500 в минуту (4
полюса, при 25 периодах/сек. — 2 пол.) и 750 оборотов^ (8 пол., при
25 периодах—4 полюса).
Превосходство паровой турбины в отношении коэфициента
полезного действия достигается хорошим использованием глубокого
вакуума (до 98%), в то время как часть высокого давления
вследствие потерь в зазорах работает менее благоприятно, чем
поршневая паровая машина. Нижний предел мощности турбогенераторов
в отношении экономичности (по сравнению с поршневыми
паровыми машинами) — около 500 kW при непосредственном соединении,
при зубчатой передаче — около 200 kW. Турбина занимает
незначительную площадь и может сильно перегружаться.
Пределы перегрузки определяются правилами перегрузки для
генераторов 2) (25% в течение 2 час). Регулирование лучшее чем
в поршневых*паровых машинах: изменение числа оборотов при
неменяющейся нагрузке при обычных в эксплоатации колебаниях
давления и температуры пара в котлах и разрежения в
конденсаторе — не более, чем на zh 0,5%; при внезапном изменении нагрузки:
на 25%, не более чем на± 1,5%, на 100%, не более чем на -±=3%.
Турбина при большой надежности в работе требует небольшой
обслуживающий персонал, дает конденсат свободный от масла и
расходует незначительное количество смазывающего масла.'
f) Полезный тепловой перепад и полезное количество тепла
(расход тепла)
1. Достижимые предельные значения. Из общего тепла
топлива, перед турбиной, как и каждой паровой машиной, остается
лишь некоторая часть в виде полезного перепада, так как рядом
с потерями котельной главная масса теплоты испарения отводится
бесполезно с охлаждающей водой в конденсаторе.
Исключение составляют турбины с противодавлением (Cegen-
druckturbinen), если их выхлопной пар может быть использован до
конденсации для целей отопления.
Фиг. 1 показывает в IS-диаграмме адиабатическое рас-
пол агаемое теплопадениев области давлений и
температур, при которых работают конденсационные турбины новейших
больших электроцентралей.
Это теплопадение в кг-кал/кг, отнесенное к теплу, полученному
каждым килограммом пара в котле, дает к. п. д. (Nutzverhaltnis)
идеальной (работающей без потерь) турбины. К. п. д. для
вышеупомянутых областей показан на фиг. 2 в виде предельных кривых.
1 0 Ленинградский металлический завод им. Сталина строит турбину в 100000kW
при 3000 оборотах в минуту.
2) R. Е.М. Regeln fur Bewertung u. Priifung v. elektrischen Maschinen, Berlin,
J. Springer.
23 *

356 Т. III. Отд. 8. Паровые турбины. I. Общие данные
к которым хотя и приближаются, в зависимости от мероприятий,
отдельные к. п. д. установок, но никогда не могут их достигнуть.
Они показывают, что
превращение тепла горения
i/OQu в механическую работу
в паровом генераторе и
и50° преобразователе энергии
\300° еще Далек0 не совершенно,
1 кроме того из чертежа
видно, какого улучшения
можно достичь, следуя
новейшим тенденциям к
повышению начальных
параметров пара (давления и
температуры).
Кривые для к. п. д.
могут получиться
несколько
благоприятнее, есуш турбина
будет работать с
промежуточным
перегревом, или р е-
генерацией
питательной воды.
Из /5-диаграммы
следует, что с увеличением
давления должна расти
начальная температура, так
как при постоянной
температуре tx все большая
а это вызывает понижение
1,&
Энтрдпия
Фиг. 1. Область работы современных турбин.
часть перепада передвигается в область насыщения,
к. п. д. турбины.
Современные турбины работают с температурами пара между
300 и 400°, в виде исключения до 540° (ВВС — Larigerbrugge
50 am и 450°, ВТН — Detroit 28 am, 540°).
Высокие давле1ия выполненных
установок, отвлекаясь от исключений, не
превосходят 85 am, так как для
дальнейшего повышения давления необходимо
превысить температуру пара сверх 450°*).
Для 85 am установлено значительное
число станций (особенно в США), однако
большинство турбин работает с начальным
давлением в 20—50 am.
2. Влияние охлаждающей
воды на вакуум и тепловой
перепад. Полезный тепловой
перепад турбины в сильной степени
зависит от минимального
достижимого давления в конденсаторе
или в пространстве выхлопа.
я? ю во оо хюата
Фи*-. 2. Идеальный и действительный
термический к. п. д. к табл. 1.
*) ТЭЦ Теплотехнического института им. Дзержинского (Москва) работает
с давлением в 120 am.

Термический к. п. д.
357
При начальных параметрах 28 am и 350° доля перепада составляет:
от 0,02 до 0,03 ата примерно 10 кг-кал\кг
„ 0,03 „ 0,04 „ 7 „
„ 0,04 „ 0,05 „ „ 6 „
„ 0,05 „ 0,06 „ 5
Эти цифры повышаются благодаря возврату тепла or потерь
в ступенях турбины еще примерно на 10%.
Использование вакуума для каждой установки имеет
некоторые верхние пределы, которые обусловливаются
температурой имеющейся в распоряжении охлаждающей воды.
Температура воды
озер и рек колеблется
в зависимости от
времени года и места
между 0 и 25°, установки
с обратным
охлаждением работают с
температурами 15—45°.
Гарантии расхода
пара турбины должны
даваться поэтому с
учетом количества и
температуры
охлаждающей воды, имеющейся
в распоряжении на
месте установки, с
повышением расхода
охлаждающей воды
увеличивается
приближение к идеально
возможному вакууму.
Фиг. 3 показывает
связь между
температурами от О
до 45° и давлением
пара в области
насыщенных
паров в мм рт. ст., соответствующий идеальный вакуум в мм рт. ст. и в
процентах; оба значения относятся к 760 тм рт. ст.
Фти идеальные значения могут достичь 98°/0 при благоприятных условиях
(малое содержание воздуха в паре).
Для определения конечной точки адиабатического перепада
имеет значение абсолютное давление. Оно определяется независимо
от высоты станции над уровнем моря с достаточной для
технических вычислений точностью из равенства
рс = (В — ЛГ)/735,5 [кг/см2].
В—показание барометра на месте установки в мм. рт. ст.
X—разница давлений наружного воздуха и в конденсаторе в мм рт. ст. заме-
рения открытым ртутным вакуумметром.
g) Распределение энергии и термический к.п.д.
/Для изображенной на фиг. 1 и 2 области работы новейших
турбинных установок в табл. 1 сведены результаты просчетов для
пяти различных давлений, которые дают некоторое представление
о распределении энергии в подобного типа турбинах.
Фиг. 3. Предельные значения достижимого вакуума
в зависимости от температуры конденсации.

358 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. I. Общие данные
Таблица 1. Главнейшие величины и термические к. п: д.
для турбинных установок с конденсацией
Ф-ла


значение

Размерность
без пром.
перегрева
с пром.
перегр.
Давление пара перед турбиной
Температура пара перед
турбиной :
Давление пара за частью
высокого давления ......
Теплосодержание перед
турбиной
Теплосодержание за частью
высокого давления для
идеальной турбины
Адиабатический перепад части
высокого давления ......
К. п. д. части высокого
давления на окружность колеса .
Полезный тепловой перепад
для части высокого давления
Теплосодержание за частью
высокого давления
Температура пара
Паро содержание
Падение давления в
перегревателе
Давление перед частью
низкого давления
Температура перед частью
низкого давления
Теплосодержание перед частью
низкого давления
Подведенное* тепло в
промежуточном перегревателе . .
Давление пара за частью
низкого давления
Теплосодержание за частью
низкого давления для идеаль
ной турбины
Адиабатический перепад для
части низкого давления,
столбцы 4 и 5
Адиабатический общий
перепад, 1, 2 и 3 столбцы . . .
К. п. д. части низкого
давления на окружность колеса,
столбцы 4 и 5 .
К. п. д. на окружности колеса,
I, 2 и 3 столбцы
*i-V
iiHn.
hvT1*
Pi
t
P2
h
H,
H
h
x
Piii
Qui
Pa
H2
H
ama
°C
ama
кг-кал\кг
14
3001
1727,4
28
354)
746,3]
кг-кал\кг
°G
am
ama
°C
кг-кал\кг
кг-кал/кг
0,031
[493,4
234
0,88
42
400
767,7]
0,03
481,0
265,3
0,88
0,03
478,0
0,88'
42
400
51
767,7
649,0
118,7|
0,84
99,7|
668,0
170]
0,4
4.61
350
щ
757,0
89,0|
0,003
544,0'
85
400
10
749,0
636,0
113,0
0,80
90,4
658,6
180
0,988
0,5
9,5
350
755,0
96,4
0,03
520,0
213,0!235,0
0,90 0,90

Термический к. п. д.
359
Полезный перепад части
низкого давления, столбцы 4 и 5
Общий полезный перепад
(столбцы 4 и 5) (//Й14-Як) .
Общее располагаемое тепло-
падение, столбцы 4 и 5 . . •
Теплосодержание выхлопного
Теплосодержание выхлопного
пара для 1, 2 и 3 столбцов .
Температура выхлопного пара
Общее количество подведен.
тепла на каждый кг пара,
Общее количество подведен.
тепла на каждый кг пара,
Потери в сальниках и трение
Полезный перепад,
отнесенный к мощности на валу
К. п. д. турбины на валу . .
Полезный перепад, отнесен.
к мощности на клеммах . .
Расход на конденсационный
Полезный перепад,
отнесенный к мощности на шинах .
Термический к. п. д. установки
К. п. д. котельной установки
Термический к. п. д. на ши-
. нах, отнесенный к теплу
Расход пара идеальной тур-
Расход пара, отнесенный
к мощности на шинах ...
Количество тепла, отведенное
в конденсаторе на каждый
Подведенное тепло пару на
каждый полезный kWh . . .
Требуемое на каждый
полезный kWh тепло угля ....
Ф-ла
*?й2 Н2
■ПиН
И^Н2
Чй~Нщ
*-Ни
h+Qu-ta
h-ta
t
M h
X1U nV
Hw^e
He-hc
Hel : Qs
Ш ^k
860: Я
860: Hel
0е№а—*ау
Defis
QD'-Vk


значение
НЩ
Hu
H
la
la
*a
X
Qs
Qs
hv
t/
w
Ve
He ■
К
Hel
-nth
%
T)
Di
Del
Qe
Qd
Qk

Размерность
кг-
кал/кг
n
»
«
я
°c
кг-
кал/кг
п
„
кг-
кал/кг
V
кг/kWh
»
кг-кал
kWh
Л
а»
1 1
(Продолжение;
1 2
1 3
без. пром.
| перегрева
206,0
521,4
24
0,855
703,4
6
200,0
0,854
0,95
190,0
6
184,0
0,261
0,82
0,214
3,67
4,67
2320
3280
4000
233,5
512,8
24
0,84
722,3
6
227,5
0,857
0,95
216,0
6
210,0
0,293
0,82
0,240
3,24
4,09
2000
2960
3610
255,0
512,7
24
0,84
743,7
6
249,0
0,858
0,95
236,5
6
230,5
0,310
0,82
0,254
2,96
3,73
1775
2775
3380
4
1 5
с пром.
перегр.
191,7
291,4
331,7
565,3
24
0,93
832,7
7
284,4
0,857
0,95
270,3
6
264,3
0,317
0,84
0,266
2,59
3,27i
177Q
-
2720
3240
211,5
301,9
348,0
543,5
24
0,892
821,4
8
293,9
0,845
0,95
279,0
6
273,0
0,332
0,84
0,279
2,47
3,15
1640
2590
3080

360 T- HI. 0тД- s- Паровые турбины. I. Общие данные
Все теплопадения просчитаны до 0,03 ата конечного давления.
Для 42 ата один пример просчитан с промежуточным перегревом и другой
без такового, чтобы показать влияние последнего.
Первая турбина работает вследствие этого почти полностью в области
перегретого пара.
Для 85 ата выбран промежуточный перегрев, чтобы наибольшая часть
перепада сдвинулась из области насыщенного пара в область пара перегретого.
Принятые значения коэфициента t\u предполагают, что все турбины
выполнены с высоким коэфициентом Парсонса (Parsons Kennziffern), величина которого
£й2/# лежит в пределах 2900—3000.
(и—окружная скорость на средней окружности лопаточного венца,
соответствующая диаметру отдельных ступеней).
Значения г\и для случаев 1—3 взяты одинаковыми, так как здесь, примерно,
одинаково происходит раз;еление перепада в областях перегретого и насыщенного
паров.
7]и —части высокого давления для 42 и, соответственно, для 85 ата приняты
меньше, благодаря влиянию потерь в зазорах, a t\U2—выше, -благодаря сдвигу
процесса в область перегретых паров.
, Потери через сальники и в подшипниках повышены для примеров с
промежуточным перегревом, так как имеются в виду многокорпусные турбины, в
остальных примерах эти потери взяты равными так же, как и затрата на
конденсационный привод hc так как процентное ее значение существенно зависит от величины
агрегатов, каковая здесь не входит в рассмотрение.
Интересно изменение количества тепла, отданного в конденсаторе на каждый
полезный kWh Qc которое уменьшается с введением промежуточного перегрева
под влиянием Dei хотя теплосодержание отработавшего пара ia возрастает. Таким
образом для агрегата определенной мощности требуется величина конденсационной
установки, соответствующая величине Qc
Для 14 ата устаногки требуется на 45°/0 больший конденсатор, чем для 85 ата.
Аналогичное влияние и на топочную установку, которая, по последней строке
таблицы Qfr для примера 14 ата получается на 30°/0 больше, чем для 85 ата.
Полученные в этих примерах термические к. п. д. нанесены
в кривые фиг. 2. Они показывают, что благодаря выдающимся
результатам конкуренции последних лет достигнуто хорошее
приближение к идеальным величинам, особенно если вспомнить,
что для превращения энергии, заключенной в тепле топлива, в
электрический ток на щите необходимо пятикратное превращение.
Промежуточный перегрев в столбце 4 дает по сравнению
с 3 улучшение удельного расхода пара до 12<>/0, термический к. п. д. возрос однако
только на 2,26о/о, и отводимые из конденсатора количества тепла Qc равны.
Подобная ничтожная выгода не может окупить предварительную затрату для
установки с промежуточным перегревом, также как и трудное техническое
выполнение, почему промежуточный перегрев употребляется все же достаточно редко.
h) Влияние изменения состояния пара на удельный расход
Во время работы нередки колебания давления, температуры и
вакуума, которые изменяют удельный расход пара.
1. Колебания давления в 1 am изменяют расход пара,
вступающего в турбину при 300° и конечном давлении в 0,05 ата при
начальном расчетном давлении (р±)
при рг=10 15 20 25 30 ата
па 1,6 0,9 0,6 0,4 0,3 о|0.
2. Колебания температуры перегрева в областях давлений
до 30 am дают изменение расхода пара до 1% на каждые 5—7°

Изменения удельного расхода пара 361
отклонения от расчетной температуры. Меньшее значение имеет
силу для низших областей перегрева.
В области перегретого пара можно принять у\и неизменным,
а в области насыщенного пара он изменяется в зависимости от
паросодержания по уравнению:
W=W1-0,6(1--*)].
3. Колебания вакуума являются следствием происходящих
в течение года температурных колебаний охлаждающей воды.
Они оказывают большое
влияние на расход пара, но не следуют
никаким простым
закономерностям.
Для турбины с хорошим
использованием, у которой конденсатор работает
с 50—60-кратным охлаждением при полной
нагрузке, Dei меняется очень
незначительно, если охлаждающая вода
холоднее, чем гарантийные значения, так как
сильно увеличиваются потери с выхлопом1
из последних колес.
При теплой охлаждающей воде
изменяющее влияние увеличивается, так как
уменьшается располагаемый полезный
перепад.
Для случая полной нагрузки на фиг. 4
даны кривые зависимости расхода пара
в процентах, если температура
охлаждающей воды разнится от гарантированной.
Влияние температуры охлаждающей воды и соответственно связанного с ней
вакуума значительно сдвигается, если турбина работает с неполной нагрузкой.
Процентное изменение увеличивается при уменьшении- нагрузки, как это видно
из величин табл. 2, которая относится к турбине 30000 kW номинальной
мощности, 1800 об/мин, 21 агп, 140° С перегрев (сверх температуры насыщения).
Таблица 2. Изменение расхода пара Dei турбины в 30000 kW в зависимости
от вакуума
Нагрузка в kW
Dei~-при 0,02 ата . .
Dei~- при 0,03 ата . .
Изменение в о/0 .
Dei~ при 0,04 ата . .
Изменение в о/0 .
Dei—при 0,05 ата . .
Изменение в °/0 .
29 5С0
4,28
4,31
0,70
4,37
1,40
4,45
1 1,80
23 000
4,35
4 40
1,15
4,49
2,0
4,58
2,0
15 0Э0
4,56
4,68
2,60
4,79
2,35
4,90
2,30
10000
4,85
5,05
4,10
5,19
2,80
5,31
2,30
kW
яг/kWh
п
4. Влияние подогрева питательной воды ответвленным
паром. Подогрев питательной воды применяется или с
последующим подогревом в экономайзере или без такового. В последнем
случае теплота дымовых газов используется для подогрева
0 5 10 И т » 35 J5T
З&меренназ. тежпещ food. оНлтбоды 9С
Фиг. 4. Изменение расхода пара кон*
денсационной турбины при полной
нагрузке в зависимости от температуры
охлажденной воды при 50—60-кратном
количестве воды-

362 Т. III. Отд. Ь. Паровые турбины. I. Общие данные
воздуха для топок. Термическая выгода состоит в том, что
отводимый пар отдает часть тепловой энергии на работу на
ступенях высокого давления, а тепло, которое могло быть использовано
на ступенях низкого давления, и тепло, которое должно было быть
отдано холодному источнику (охлаждающей воде конденсатора),
идет на подогрев питательной воды, причем пар начинают
отбирать из ступеней, работающих под разрежением, а количество мест
отбора определяется температурой, до которой нагревается
питательная вода. Применяются подогреватели или смешивающие,
при этом требуется п -\-1 насосов, если п — число подогревателей,
или поверхностные, при которых возможно применение одного
насоса. Для покрытия уменьшения мощности турбины
требуется добавление пара, определяемое для каждого ответвления
по формуле: „перепад, который ответвленный пар не отдал в
турбине, деленный на общий перепад и умноженный на количество
ответвленного в данной ступени пара". С увеличением давления
отбираемого пара уменьшается выгода от данного отбора. По этой
причине и вследствие возрастания числа подогревателей, насосов,
трубопроводов, не применяется более трех ступеней подогрева.
Стодола *) указывает следующую достигаемую выгоду в примере турбины
в 20 000 л. с, при Pi=lS ата, f1==:330o, ра=0,04 am.
Число ступеней подогрева . . 1 2 3
Наибольшая выгода,
отнесенная к т)/Л в о/0 5,2 6.8 7,5
Для всей установки для различных начальных давлений при ^=350°, pfl=0,04 ата,
1)^=0,80 при падении давления в паропроводах до турбины в 10°/0 и при к. п. д.
котельной т)£=85°/о, получаются следующие термические к. п. д.:
Давление в котле ата .... 22 33 44 110
т] 23,5 24,6 25,4 27,5о/0
Улучшение при трехступенчатом подогреве в отношении 1: 1,0752) дает:
Ъ 25,3 26,4 27,3 29,6о/0
0 Расход пара
Расход пара для конденсационных турбин легко .определяется
по тепловому перепаду и i\e, известному приближенно для
определенных систем турбины. F о г n e r3) дает следующие
приближенные формулы:
1. Конденсационные турбины. Расход пара Dn1c, отнесенный
к мощности на валу турбины, в кг/л. с. ч.
с„_„,о(^+^) (1+И) (,_А) (г_',у (1 + ™),
l) S t о d о 1 a, Dampfturbinen, 6 Aufl., S. 1086, Berlin 1924.
*) Это отношение не остается постоянным при изменении начального давления
и увеличивается с ним, что необходимо учитывать при точных подсчетах.
») ZdVdl 1922, стр. 955.-ZdVdI - 1926, вып. 15.

Расход пара
363
1 |/"^
91,53 V Н
действительно в пределах 0,25—0,61,
р1— давление перед турбиной в пределах 9—19 ата,
^—температура перед турбиной в пределах 225—350° С,
/ — вакуум в выхлопном штуцере, отнесенный к 760 мм рт. ст. Пределы
90-970/с,
Nn— полезная мощность > 1 500 л. с.
2. Турбины мятого пара.
При полной нагрузке:
Аш^А, [1-(К:115)].[1-|-(60:ЛУ] в кг/л. с. ч.
D0 = 49 кг/л. с. ч.
Пределы: /?хя^ 1 .ата, х^\ К= 90 — 98% (760 мм рт. ст.).
При частичных нагрузках: D = oDna.
При N:Nn =
0,25
0,50
0,75
При дросселировании Зй . . .
При изменении наполнения 5 »
3. Турбины с противодавлением.
При полной нагрузке:
1,355
1,130
1,088
1,012
1,02 J
0,993
Dng^Dt
О-*) ('+£)
1
.0,21
кг/л. с. ч.>
где D0 = 5,45 кг/л. с. ч., N0 = 50 л. с, е==/?2: ри причем р% и pt в ата до и после
турбины.
Пределы: t{ = 250—350°, е = 0,05—0,5.
При е=0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
1—е°»21=0,4668 0,3834 0,3287 0,2868 0,2536 0,2234 0,1979 0,1751 0,1544 0,1355
При частичных нагрузках D=hDngt где о, как в пункте 2) части /).
4. Турбины с промежуточным отбором и двух давлений.
Количество пара при любой нагрузке N
G = G0 + GA[1 — G0:GT)] кг/час.
Где при
оА
Gr—количество пара
при
GQ—количество пара
при работе без
турбине с промежуточным
отбором
Отбор
чистом противодавле-
нии=^ Dng tr
отбора Мп Dnk tQ
турбине двух давлений
Подводимый мятый пар
работе только мятым
паром = Nn Dna tr
мятого пара Nn Dnk yo

364 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. II. Детали
Для N: Nn
0
При дроссельном регулировании у0— • • 1 0,130
При дроссельном регулировании Yr= . • 1 0,200
При регулировании наполнением у0= . . 1 0,065
При регулировании наполнением чг= . • 1 0,125
II. Детали
0,25
0,340
0,390
0,290
0,335
0,5
0,550
0,595
0,520
0,555
0,75
!-!!!
1,0
1,045
1,050
1,045
' 1,050
а) Сопла и направляющие аппараты
Сопла представляют неподвижные каналы для расширения
пара больших перепадов давлений и располагаются на части дуги—
при неполном подводе пара и по всей окружности—при полном
подводе пара и укрепляются на промежуточных перегородках или
отливаются в одно целое с ними.
Направляющие аппараты и
направляющие лопатки с
уменьшающимся сечением каналов по
движению пара применяются при
многоступенчатых турбинах с
малыми перепадами в ступенях,
главным образом в реактивных
турбинах, при этом форма их и
способ укрепления большею частью
одинаковы с рабочими лопатками.
1. Насадки для перепадов
меньше критического. В этом
случае имеет место отношение /?2>-P/?i, где р2 и ^ — абсолютные
давления после и перед насадком. Величины критического
отношения давлений $=рк-Рь удельного расхода пара Qm\Fm,
критического перепада hk и критической скорости ск даны* в табл. 3 и 4.
Сечение канала постепенно суживается до расчетного F2. Для Gm
?ъ = Fm- Косой срез /3 (фиг. 5) в соединении с зазором /4 действует
как расширяющееся сопло. Поэтому такие насадки могут быть
применены и для перепадов больше (до 20%) критического, без
увеличения (по опытам Христлейна) потерь в них. Вследствие
увеличения удельного объема v происходит отклонение струи от оси
насадка в сторону увеличения выходного угла, что должно быть
принято во внимание при расчете. Для угла выхода струи sin as tt
q sin oc2, если q означает идеальную степень расширения.
Количество выходящего пара G для данного насадка будет
изменяться с изменением отношения давлений е = р2: pv С большой
степенью приближения можно принять изменение по эллипсу, т. е.
Р1—Р2
' Рх-Рк
Pl—Pk
Р\—Р%

Сопла и направляющие аппараты
365
Вводя обозначения е и р, получим уравнение
Фиг. 6.
годное как для насыщенного, так и для перегретого пара. Если е
близко к 1, то не следует пренебрегать скоростью с0, с которой
пар входит в насадок; то же самое и при малом е,- если перепад
Л0 = (с0:91,5)2>1 кал/кг. Тогда вместо рх нужно брать идеальное
начальное давление рг'9 которое определяется с помощью /5-диа-
граммы по ii -f- h0.
Если нерасширяющийся насадок будет работать при p2<l$Pi,
то в сечении F2 устанавливается давление $*Р\ и количество
протекающего пара G = Gmi
Если входная в наса- - ^ р,
док скорость с0 предста- iV4*"
вляет абсолютную ско- ».-^л
рость выхода с2 преды-
дущей ступени, то сг =
= Ус22 + 8378/г и
где G — в кг/сек; F2 —
в л*2 и v2' — в л*з/кг,
отнесенный к р2 или (3/?х
при адиабатическом
расширении, ср ^^ от 0,98 при благоприятном сечении, малом откло*
нении и гладкой поверхности и до 0,94.
2. Насадки для перепадов больше критического. Перепады
давления и теплосодержания больше критического, ра <С Р • Pi-
Сечение насадка уменьшается до критического Fm (фиг. 6),
определяющего расход пара, а в дальнейшем сечение увеличивается
до конечного, равного F2. Сечение может быть круглое и
прямоугольное. *
Максимальное количество протекающего пара Gm не зависит
от р2» если ПРИ *i= 1» Р<0,58; при перегретом паре при *й>60°,
если р<0,55и(табл. 4).
Удельный расход пара для рх в пределах 3 — 15 ата, при хг = 1
(для начального состояния) приближенно может быть определен по
уравнению Gm : Fm = 0,5 pt + 0,1 кг/ммЧас (ошибка < 1%), для
перегретого пара Gm:Fm = 0,5 ptVTs:Tu+ 0,1. (Тй: Ts)*-
Если расширяющееся сопло будет работать при p2>PPi> T0
расход пара остается равным Gm% пока отношение давлений не
достигнет величины гн = р2:Pl ~ 0,545 + 0,455 • V(q — \):q\ при
дальнейшем увеличении е расход пара уменьшается и
определяется по уравнению G = p. £ Gm • (F2: Fm). Коэфициент р, сильно
падает с увеличением #, причем (* я^ 1: У?; таким образом-

Таблица 3. Удельный расход, критический перелад h^ критическая скорость сд, при х = 1, р = 0,58
(по IS и /Р-диЯграммам)
Pi
ата
кг/мм*час .
кал/кг . . •
| м/сек . . .
15 | 14
7,56
25,08
458
7,07
25,03
457
13
6,58
24,97
457
12
6,09/
24,90
457
11
5,59
24,81
456
10 | 9 | 8 | 7 | 6
5,10
24,70
455
4,60
24,57
454
4,11
24,41
452
3,61
24,21
450
3,11
23,98
448
5 | 4
2,60
23,71
I 446
2,10
23,39
443
3 | 2 | 1
1,59
23,00
439
1,07
22,50
434
0,55
21,40
424
Таблица 4. Gm :
Pi
h
*й
Gm :Fm
h
CK
$=pkipx
ama
кг/мм*час .
кал/кг . . .
м/сек . . .
?т, hk, ck,
В в процессе турбины
15 | 14 j 13 | 12
340
146
6,70
36,6
553
0,548
335
142
6,28
36,2
550
0,548
328
138
5,86
35,9
548
0,5475
320
134
5,46
35,6
546
0,547
И
312
130
5,05
35,2
542
0,547 ,
при рг — 15
ата,
10 1 9 | 8 | 7
303
125
4,64
34,8
540
0,5465
294
120
4,21
34,4
537
0,546
283
114
3,79
34,0
533
0,5455
272
108
3,33
33,45
529
0,544
\ = 340° (перегретый пар)
6 | 5 | 4
260
102
2,87
32,8
524
0,542
246
94
2,42
32,0
517
0,541
229
84
1,97
30,8
508
0,541
| 3 | 2 | 1
205
71
1,51
28,9
492
0,546
169
50
1,05
25,8
465
0,563
114
15
0,55
22,0
429
0,578
Таблица 5. Степень расширения q=F2 : Fm
P2-Pl<
h кал/кг
h:hk.
Для Pi = 10 ата, х = 1; h^ = 24,7 кг-кал/кг Шля Pi=10; ^=3C0°; h^ =34,5 кг-кал1кг
0,58
24,7
1
1
0,563
26
1,05
1,001
0,537
28
1,13
1,006
0,512
30
1,215
1,012
0,405
40
1,62
1,077
0,317
50
2,02
1,194
0,247
60
2,43
1,360
0,146
80
3,24
1,868
0,083
100
4,05
2,792
0,548
14,5
1
1
0,493
40
1,16
1,0065
0,405
50
1,45
1,045
0,329
60
1,74
1,122
0,212
80
2,32
1,355
Степень расширения ^ = /5а:^от а также отношение перепадов увеличивается вначале очень медленно, что
указывает на пригодность нерасширяющихся насадков для перепадов больше критического. Табл. 5 дает
соответствующие величины для начального давления /^=10 am как для сухого насыщенного пара (дг=1), так и для перегретого
{tx =s 300°). В обоих случаях увеличение q всего около 3,5о/0 при превышении критического отношения перепадов на 40о/0.
Точный расчет изменения сечений вдоль по соплу при предположении равномерного распределения теплового
перепада вдоль по соплу и на основании уравнения неразрывности струи Gvx—FxcXi пользуясь диаграммами IS и IP.

Рабочие лопатки
367
О = Yq. g Gm, где 6 = "j/5,26 s — 4,86 в2 — 0,43. Для ряда сопел
табл. 5 при х = 1 получаются, например, следующие предельные
значения еЛ, при котором G остается равным Gw:
^ = 1,012 1,077 1,194 1,360 1,868 2,792
е£ = 0,595 0,666 0,728 0,779 0,855 0,910
Ь) Рабочие лопатки (фиг. 7)
Передача энергии в рабочих лопатках происходит вследствие
того, что струя пара, входящая с относительной скоростью wl9
изменяет направление движения по изгибу лопатки. Поэтому тан-
Фиг. 1л
генциальная составляющая wlu падает в середине изгиба лопатки
до нуля и появляется снова при дальнейшем движении по кривизне
лопатки, обращенной назад, достигая величины w2u. Замедление и
последующее ускорение относительного тангенциального движения
создают движущую силу на лопатках. Последняя достигает максимума
при и = 0, когда wlu = w2u = с1и, и уменьшается до нуля при и = с1и
когда wlu = w2u = 0. При движении струи пара по каналу, в
рабочих лопатках происходит местное уплотнение струи пара,
наибольшее в слое, непосредственно соприкасающемся с вогнутой
поверхностью лопатки и падающее по мере удаления от нее, причем
у выпуклой поверхности соседней лопатки создается давление
меньшее, чем давление в ступени. Окружное усилие есть разность
давлений пара на вогнутую и выпуклую поверхности лопаток.
Окружное усилие, отнесенное к 1 кг пара (удельное окружное
усилие) при постоянном Л, а следовательно и при постоянной с,
находится в линейной зависимости от wlu + w2u = сы + с2и, как показано
на фиг. 7 для идеального процесса. Там же видно, что большему
удельному окружному усилию соответствует больший угол пово-

368 £• TTI- Отд. 3- Паровые турбины. II. Детали
рота 180° — (Pi + р2), меньший угол открытия лопаток j^ -f р2,
большие скорости Wi и te/2, а также большие потери на уплотнение
струи, вихри и трение. Потеря скорости учитывается коэфициентом
ф = а>2:«у, Ф зависит также существенным образом от h, p, t и х.
Для средних условий и практически применяемых пределов можно
принять следующую зависимость от ^ + IV-
Pi + p2 = 40° 50° 60° 70° 80° " 90° 100° 110°
d> =0,82 0,845 0,865 0,880 0,895 0,905 0,915 0,92
Угол входа р! выбирают несколько большим, чем получается
по расчету, принимая во внимание могущее иметь место отклонение
струи в косом срезе насадка, так как удар под незначительным углом
на работающей (вогнутой) поверхности менее вреден, чем на
тыловой (выпуклой) поверхности. Связь между количеством пара и
сечением канала рабочих лопаток дается следующей формулой:
Gs = 0,0036 L2 а2 sin Р2 w2 Ys*
где
Gs — количество пара в кг/час, проходящее через 1 канал,
12 — длина лопатки [мм]%
а2 sin р2 = Ь2 — средняя ширина канала при выходе [мм],
Y = 1 : v% — плотность пара [кг/м8\.
Длина лопатки со стороны входа должна б^ыть на несколько
миллиметров больше высоты насадка, чтобы струя входила
правильно в рабочий канал.
с) Лабиринты и уравновешивающие поршни
Первые служат для уплотнения вала в местах прохода через
стенки цилиндра и промежуточные перегородки турбины, 'вторые—
для разгрузки упорного подшипника от осевого давления в
реактивных турбинах. Соприкосновение между уплотнением и валом
в металлических лабиринтах не допускается, и наличие зазоров
в них ведет к потерям, незначительным в лабиринтах низкого
давления и в лабиринтах со стороны вакуума, и более значительным
в лабиринтах высокого давления и уравновешивающих поршнях.
Лабиринты бывают осевые и радиальные с зазорами от 0,2 до 1 мм.
В лабиринты со стороны вакуума требуется подвод пара для
предохранения от впуска воздуха; для этой цели применяется- пар,
отводимый из лабиринта высокого давления.
Угольные уплотнения (кольца, разрезанные на четыре
части; материал такой же, как в графитоугольных щетках динамо-
машины) могут выполняться с непосредственным соприкосновением
с валом, при этом уголь шлифует вал, препятствуя образованию
ржавчины. На одно кольцо допускается разница давлений до 5 am.
Потери (утечка пара) составляет 25% таковых в хорошем лабиринте.
При определении потери пара через лабиринты различают два
случая—выход из зазора последнего гребня при скорости ниже
критической и выше критической. Первый случай встречается,
главным образом, при лабиринтах в промежуточных перегородках.

Потеря на трение в паре турбинного ротора 369
„Критическое" значение противодавления рк приблизительно
определяется:
Рк = Pi -0,85: У*+1,5,
ярующих зазоров.
нияр-2^>Рк часовой расхо,
Gst = 3600/ Yg(Pi*-Pr)-zPiVi\
где z—число дросселирующих зазоров.
Для противодавления р2 >/?/< часовой расход пара через лабиринт:
при р2<Рк
Qst = 3600/ У g l (* + 1,5). Wvx),
где рг и /?2 в #?/л*2, площадь зазора / в м2.
й) Потеря на трение в паре турбинного ротора
Эта.потеря для турбин мощностью свыше 1000 л. с, и при
полном подводе пара имеет небольшую величину. Для одно
венечного колеса при степени парциальности е Стодола дает
формулу:
где для свободно вращающегося колеса
X = 1 в перегретом паре или воздухе
= 1,3 в насыщенном паре
= 0,5—0,25 при покрытых колесах,
D — средний диаметр лопаточной окружности в м,
L —• длина лопаток в см,
и — средняя окружная скорость = —— в м/сек, пределы 60—100,
Y — уд. вес воздуха или пара в кг/м3,
рх = 1,46; p2 = 0,8d.
Для колес Кертиса Керр (Kerr) дает формулу1)
\ 100 ' 10 ' Т /
где tlt /2—входная и выходная кромки лопатки в л*,
r°abs—температура среды, в которой вращается диск,
Ъ—коэфициент = 32 000 43 000 61 000
Для 12 3 соответственно ступеням скорости,
III. Активные турбины
а) Одноступенчатые с 1—4 ступенями скорости
1. Одна ступень скорости. Вследствие неизбежной большой
потери с выходной скоростью и малого угла открытия лопагокдает
незначительный к. п. д. (фиг. 8 и 9), Если р0 (точка Л) — давление
з) Engineering, 1928, 1, р. 296,
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т, Ш. 24

370 T- HI- Отд. 3. Паровые турбины. Ш. Активные турбины
в котле, рх (точка В) — давление перед турбиной, р2 — давление
выпуска, то BC — hr — располагаемое адиабатическое теплопадение
идеальной турбины, к которому относится yj.
Идеальная скорость выхода из сопла с'=91,5 У/г', а
действительная абсолютная скорость входа пара на лопатки с± = срс'. По
скорости сх и средней окружной
скорости лопатки и опреде-
"=^-*- Энтдопия *
Фиг. 8. Фиг. 9.
ляется относительная скорость wlt которая дает угол входной кромки
лопатки. Угол р2 Для выходной скорости w2 выбирается; величина
выходной скорости w2 = tywi. По w2 и и определяется абсолютная
скорость выхода сг. Полезно использованный перепад будет:
К = т| ('i2 - Щ2 + ^ ~ с/) = y и ^ + '*«>■
Мощность на окружности колеса (G—часовой расход пара кг/час)
LU = Q- hu: 632,3 в л. с; Lu = Ghu: 860 в kW.
Коэфициент полезного действия на окружности колеса
Ъ = (2«: «») {Сы + с2и) = 2<р« (l + ф g|) • (cos at - £-)-£-.
с2м будет отрицательной, если находится слева от оси К
2. Две — четыре ступени скорости. Для дорогих турбин
двухступенчатое колесо употребляется большею частью как первая
ступень в соединении с сопловым регулированием с теплопадением
ОКОЛО 50 KUAJKZ.
3- и 4-ступенчатые колеса встречаются как вспомогательные турбины
небольших мощностей, с небольшим числом часов работы, так что стоимость установки
имеет решающее значение, а эксплоатационные расходы второстепенное.
Полный перепад ступени, как и в пункте 1,
преобразуется в скорость в сопле, остаточная скорость с2 из первого ряда
рабочих лопаток поворачивается в сопловом направлении в
неподвижном направляющем аппарате (фиг. 10) и используется дальше
во втором ряде рабочих лопаток. Если остаточная скорость после
гР2
'Логгитичназ
кривая

Активные турбины
371
этого достаточно велика (большое отношение с: и), то процесс
может быть повторен 3-й и 4-й раз.
Каждый поворот струи обусловливает потерю, которая,
например для второго ряда лопаток, учитывается равенством: с{г *= <1>с2
(С} — выход из первого ряда; с{'—выход во второй ряд; <Ь зависит
от угла поворота). Коэфициент полезного действия будет:
'1« = 71 li си J .
2 Си = с\а + С2а + с\и + с2ц + С"\и + с2и + • • • >
Направляющий
аппарат, у=0,32
неподвижн Л
Второй
пабочий венец
причем величины с
двумя значками
означают проекции на
направление окружной
скорости входной и Первый W.
выходной абсолютных рабочий Венец$в^
скоростей второго
ряда; три значка—для
третьего ряда и т. д.
Фиг. 10 дает главные
размеры 2-ступенчатого
облопачивания: при полной
пгрциальности, давлении
р1 — 1 ата, 275°Си/2 =
= 2,43 ата получаем riu ^
^ 74°'о при с/и = 3,7.
Следует отметить, что
выходные сечения
направляющего канала и второго
ряда рабочих лопаток не
соответствуют условиям
активного действия, а несколько уменьшены, так что в них должна возникнуть реак>
ция, какая вызовет увеличение процента нагрузки на втором ряде рабочих лопагок.
Трехступенчатое колесо дает некоторую выгоду сравнительно
с 2-ступенчатым только при высоких значениях с/и, как это видно
из табл. 6 для значения yjm. Граница лежит при с,и = 5,5 и г\и = 0,61.
При меньших значениях с/и, последний ряд лопаток начинает уже
тормозить.
Таблица 6. Средние значения для т,а
Фиг.
10. Облопачивание двухвенечного колеса Кер-
тиса для с/и = 3,7.
с : и
2
3
4
ряда % . . .
, ъа- • •
» г>и,- • '
4,0
0,68
—
—
4,5
0,66
—
i
5,0
0,64
—
, —
5,5
0,61
0,61
—
6,0
0,585
0,Ы)5
—
6,5
0,56
0,595
—
7,0
0,535
0,58
—
8,0
0,50
0,545
"
10,0
0,425
0,485
0,485
15,0
0,31
0,37>
0,40
i
Для 4-ступенчатых колес лежит эта граница сравнительно
с 3-ступенчатыми при значении с/и = 10, так что применение этих
колес ограничивается значениями с/и = \Ъ и выше,
24*

372 T- HI. Отд. 3. Паровые турбины. III. Активные турбины
Таблица 7. Величины облопачивания многоступенчатых колес Кертиса
(Le — направляющий аппарат; La — рабочая лопатка)
Число рядов рабочих лопаток . . .
Отношения скоростей с/и . .
. . . .
К. п. д. на окружности колеса т\и в
Выход из сопла tg а в в/о . .
. . . .
Выход из сопла (не расширяющеес
Выход tgp во/о i
1 Le
2 „
3 „
' f
(фиг. 10)
Отношение длин
выходных: кромок <
лопаток, если
длина сопла = 1
Распределение
нагрузки в »/о
1 Le
2 *
3 „
1 Le
2 „
3 „
г
1 Le
1 2 „
1 з „
1 La
2 n .
3 „ .
4 „
1 La.
2 „ ,
3 „ .
4 „
1 La
2 „
3 „
4 „
1 La
2 «
3 „
4 „
... 2
... 5
°/o. • 64 1
... 35
в) bjt. 0,273
Le
. . . —
... 65
. . -
... 1 —
... 1 0,481
. . . —
... 1,84
. . . -
... —
. . . . -
. . . . —
. . . . -
-
-
La
45
100
- -,
0,349
0,587
-
1,3
2,3
-
80,6
19,4
-
—
3
7
58 1
40
0,306
Le
-
58
84
-
—
0,435
0,562
—
1,63
2,26
—
—
-
—
—
-
La
49
68
100
—
0,382
0,489
0,587
—
1,3
1,95
2,74
66,6
27,6
5,8
! ~
4
15
40
45 1
0,339
Le
—
54
65
84
—
0,410
0,481
0,562
1,5
2,05
2,75
—
-
j -
*~
—
-
La
49
59
72
100
0,382
0,442
0,518
0,587
1,3
1,8
2,35
3,10
50,1
29,2
15,2
5,5
Четырехступенчатое колесо, пригодно для перепада около 200 кал\кг при
окружной скорости ниже 100 м\сек, но из-за низкого riu в настоящее время оно
почти не строится.
Значения г\и табл. 6 пригодны для парциальных колес и для
работы вблизи насыщения.
В табл. 7 даны основные величины лопаточного аппарата для
2*, 3- и 4-ступенчатых колес, которые подсчитаны для указанных
отношений с/и.
Следует отметить цифры последней группы, по которым видно
сильное падение доли нагрузки последующих рабочих лопаток.

Активные турбины
373
b) Многоступенчатые с несколькими ступенями скорости
в каждой
Такие турбины выполняются только с двухвенечными колесами
и только в том случае, когда главную роль играет низкая цена
турбины, а не к. п. д.; 'г\и^10 до 74%. Распределение теплопаде-
ния и облопачивание колес, по возможности, одинаковы; при
увеличении удельного объема преимущественно увеличивается
наполнение. Развитая паровая камера межцу выходными кромками
лопаток и следующим рядом сопел без возможности использования
выходной скорости из лопаток.
c) Многоступенчатые с одним венцом в каждой ступени
В конденсационных турбинах zt^6 — 25 ступеней в зависимости
от /г, G, JSF, и, I и т). Длина лопаток от 4 до 600 мм и выше, и —
лучше не свыше 200 м/сек, в крайнем случае до 275 м/сек1). Путь
для пара нужно создавать, по возможности, таким образом, чтобы
полученная в первой ступени выходная скорость с2 сохраняла свою
величину и терялась только раз при выводе из последнего колеса.
Для идеального случая, при одинаковых перепадах h = Hjz для
всех ступеней, с2 — одинаково для каждой ступени, исключая с0 —
входную скорость в сопла первой ступени, следовательно
h = Ас*: 2g = (с'2 — с22) А : 2g,
' f\u = hu:h = (2и/с2) • (с1ы + с2и) = (^ - w£ + w£-ф: (<*« - с£).
Вследствие сильного увеличения удельного объема пара в конце
турбины, нужно в последней ступени увеличить h, а равным образом
угол выхода из лопаток, причем выбирают аг по формуле
где
tg2*1 = -« 2),
G-v2't
а n-Dmiaa
и 4 —длина выходной кромки направляющего аппарата последней
ступени выбирается
2ffp* ' 3ff f
где с0 — скорость подтока из предыдущей ступени.
1) Kraft (Maschbau 1930, S. 401) считает еще значительно более высокие
значения а для последних ступеней турбин предельной мощности при 6000 об/мин
для дисков со втулками: 2?w=2000 мм (ит = 314 м!сек) хромоникелевая сталь
с пределом текучести 65 кг/мм2, удлинение 15%- Лопатки 400 мм длиной
(иа =377м сек), массивная елочная хвостовая часть, фрезерованный профиль, тоньше
к концу, переменный угол лопатки, материал лопаток—нержавеющая сталь, предел
'текучести 55 кг\мм2, удлинение разрыва 24%. стелень надежности не меньше 2,5.
2) См. Вл. Уваров, Вестн, инж. 1927 г., № 5.

374 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. JV. Реактивные турбины
Тогда
rlu = hu:h = (с* - wf + щ* - с£): (с'* - с<?).
В турбинах с, частичным подводом пара часть выходной
скорости для дальнейшего использования теряется, что оценивается
приблизительно.
Мощность ступени Nsu определяется по приблизительно
высчитанному расходу пара G, за вычетом потери Gas через внешний
лабиринт, и GZ8—через промежуточные лабиринты (Gss—только для
второй и последующих ступеней):
0„ = G — (Gas + GM), Nsu = Guhu : 632,5.
Выходное сечение сопла FD=--Guv./: 0,0036 9с'мм2; ср^0,98—0,94.
G v>
Выходное сечение рабочих лопаток F,= л лл " ?— мм*Л—стр.368.
6 0,0036 йа^
р
Длина лопаток/=—^ s мм; s—парциальность, Д„—средний
диаметр рабочих лопаток, bjt стр. 372.
Наилучшие достижимые величины т[иполучаются при с: и = 1,6
до 2,0, что соответствует перепаду в ступени от 3,1 до 4,8 кг-кал\кг
при и = 100 Mice к и от 12 до 19 кг-кал\кг при и = 200 м/сек. Чаще
всего выполняется при с: и = 2 до 3, h = 10,7 до 43 кг~кал\кг при
и = 100 до 200 л/с**.
В малых и средних турбинах в начальных ступенях частичный подвод пара
для использования максимальных допустимых к. Регулировка соплами и подводом
пара к промежуточным ступеням. В ступенях низкого давления для уменьшения
большой длины лопаток в больших турбинах пар пускается параллельными потоками
или цилиндр низкого давления выполняется как самостоятельная единица с меньшим
числом оборотов и большим диаметром, чем часть высокого давления.
IV. Реактивные турбины
а) Детали
1. Степень реакции. Располагаемый перепад в ступени
h = h'+h" только в части Ъ! будет превращен в направляющем
аппарате в скоростную энергию. В зазоре между направляющими
и рабочими лопатками давление пара будет выше, чем давление
после рабочих лопаток соответственно перепаду h", который при
проходе пара через каналы рабочих лопаток также превращается
в скоростную энергию. Избыток давления в рабочих лопатках создает
непосредственно часть окружного усилия, поэтому такие турбины
называются турбинами избыточного давления или (не совсем
правильно) реактивными.
Отношение р = К':h называется степенью реакции или
степенью избытка давления, -р может быть равно от 0 до 1.
Наиболее употребительны реактивные ступени, в которых профили рабочих
и направляющих лопаток в каждой ступени одинаковы (рй0,5-Парсонс)*
Обыкновенно р несколько больше 0,5, так как, вследствие увеличения v, скорость
выхода из рабочих лопаток больше скорости выхода из направляющих.

Реактивные турбины
375
2. Мощность ступеней и коэфициент полезного действия.
Вследствие разности давлений по обе стороны рабочих лопаток
реактивные ступени выполняются только с полным подводом пара.
Частичный подвод создает дополнительно недопустимо высокие
потери в осевых зазорах. Потери через неплотности в активных
ступенях, имеющие место в лабиринтах между валом и стенкой
направляющего аппарата, в реактивных ступенях создаются с одной
стороны в радиальных зазорах между направляющими лопатками
и барабаном ротора с диаметром, много большим, чем диаметр
вала активной турбины, с другой стороны — в зазорах между
рабочими лопатками и цилиндром. Чтобы уменьшить эти потери
до допустимых пределов, нужно уменьшить радиальные зазоры,
в особенности в области высоких давлений, насколько позволяет
надежность работы турбины. Полный подвод в части высокого
давления создает короткие лопатки. .
Фиг. 11. Фиг. 12.
скорости, а следовательно малое теплопадение, но допускаетхорошее
'использование выходной (остаточной), скорости каждой ступени
в последующей.
Наиболее употребительный способ термодинамического расчета
основан на предположении равенства скоростных треугольников
входа и выхода и равенства углов а2 и р2> а также, что абсолютная
скорость входа с0 одинакова со скоростью выхода пара сг в этой же
ступени.
На основании этих предположений построены треугольники
скоростей (фиг. 11 и 12). Входная скорость в ступень с0 (фиг. 12)
повышается в направляющем канале вследствие теплопадения h!
до величины с\ которая из-за потерь уменьшается до С\ — ус\
По скорости сх и окружной скорости и опреаеляется относительная
скорость w1 при входе в рабочие лопатки. В рабочих лопатках
относительная скорость w^ увеличивается вследствие перепада Ы'
до величины w\ которая вследствие потерь уменьшается до w2 — ^wr.
По скорости w2 и окружной скорости и определяется абсолютная
скорость выхода с2-
Для р = 0,5; с0 = cz и ср == ф располагаемое теплопадение ступени
(фиг, 11)
h = [*'2 - w?\ • A/g = [«/* - cf\ A/g;

376 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. IV. Реактивные турбины
располагаемая работа для 1 кг пара в килограммометрах:
L = [с'2 — w?\ • 1/g.
Полезная работа на средней окружности лопаток
и козфициент полезного действия
и
-Пи-
C'ji — хЮл
'1с1и~Г с2и\>
где ^2м будет отрицательна, если будет лежать влево от оси Y
(фиг. 11).
Принимая во внимание действительную величину с0, получим
следующие формулы, пригодные для различных р:
h = [сг* — с02 + wf* — wflAftg,
L = [с'* - c<? + w'*—a^Jl/^ = <?/2gt
Lu = K2 - Щ2 + w? - cftlftg = u[ciu + c2u]\/gi
cx2 — w^ + тр22
'1« = ^T
V2 2ar , ,
c'a — Cq* + t^'2 — w-p
Для p = 0, т. е. для активной ступени wr = o^:
'<]w = № - ™i2 + ^22 - c£): (с'» - eft.
Коэфициенты ср и ф, с помощью которых определяются
действительные скорости сх = сре' и w2 = фгг;', зависят, главным
образом, от угла открытия лопаток, т. е. для направляющих лопаток от*
а1 + а2» для рабочих лопаток — от Pi + Р2 или соответственно от
угла поворота струи, который будет равен 180° — (aj + а2) ~~ Для
направляющих лопаток и 180° — (Рх + р2) — Для рабочих лопаток
(фиг. 11).
Нижеследующие значения могут быть приняты как средние
величины для коротких лопаток и небольшого перегрева.
или
18Э°-
180°-
Р1+Р2 J
"(Pl+?l) i
9, соотв. ф
= 180°
= 0°
= 0,95Э
160°
20е
0,948
t 140°
40°
0,943
120°
60°
0,937
100°
80°
0,927 ,
80°
100°
0,912
70°
110°
0,9J2
60°
120°
0,890
50°
130°
0,875
40°
140°
0,855
Длинные лопатки, профиль которых меняется по длине согласно изменению
и и высокий перегрев дают более благоприятные значения.
3. Профили лопаток. Вследствие дорогих вальцевых и
тянущих устройств для изготовления лопаток и промежуточных вставок
для них, необходимо ограничивать число различных профилей
Парсонс установил опытным путем нормальные профили, для

Реактивные турбины
377
которых изготовляют прокатные станы. На распределение
давлений и перепадов тепла влияют сечения и углы выхода рабочих и
направляющих лопаток. Профили определяются по tg углов а* и 83
(фиг. 13 и 14).
Фиг. 13. Фиг. 14.
Наименьший применяемый <ЗСа2 (соответственно р2) около 17°
(tga2 = 0,3), наибольший около 45° (tga2=l). Три следующих
профиля (фиг. 14, 15, 16) вполне достаточны для заполнения про-
*9*t-4lPt' °>52* 1-*т tfffig-tfffiz-M, •§• -в** tgth-tgpr'i -z-0,629
Фиг. 15. Фиг. 16. Фиг. 17.
межутка между этими двумя. Свободное проходное сечение
лопаточного венца Fs = Tf Dm • / • b/t, где Dm — диаметр средней
окружности лопаток и b/t — отношение ширины канала в свету
выходной части кянала, к шагу, отнесенному к Dm. На фиг. 13—17
приняты средние величины b\U

378 Т- Ш. Отд. 3. Паровые турбины. IV. Реактивные турбины
b\t изменяется при одинаковых промежуточных вставках с
изменением длины лопаток, потому что толщина лопаток остается постоянной.
Промежуточные профили каналов в связи с изменением угла а2
образуются путем поворота
лопаток основных профилей
(изменение промежуточных
вставок).
4. Ширина и длина
лопаток. Полезная длина
лопаток, как и в активных
турбинах, не больше 0,2 — 0,25
Dm. Наименьшая
применяемая осевая ширина около
#
30
20
10
"11
-С
:
~ с
Г
6
-
J-
:..]_
1 1 '
1
L--
JJ--'
$■''
1-
■ 1— м
i
I
~Ъ
,
7^
200
300
¥00
500мл
Фиг. 18.
10 мм, максимальная—около
80 — 90 мм. Ширина не
должна быть меньше 0,08 • /
(/—свободная длина
лопаток). При больших перепадах в ступенях и больших окружных
скоростях ширина определяется из расчета на прочность. В этом случае
лопатки выполняются фрезерованными из целого куска, как и в активных
турбинах, с переменным углом входа и выхода, с утолщенным хвостом
без промежуточных вставок, с уменьшающейся толщиной к
наружному концу. На фиг. 18 дана зависимость ширины лопатки от длины
п|)и изменении ширины ступенями по 5 мм.
Путем выбора профиля соответствующей жесткости можно
избежать соединения лопаток между собой с помощью припаиваемой
ленты или проволоки.
5. Осевые и
радиальные зазоры. Вследствие
высоких механических и
тепловых напряжений,
которые имеют место
в валах, роторах,
лопатках и корпусах турбин,
и ограниченной точности
исполнения, должны быть
выдержаны минимальные
величины аксиальных и
радиальных зазоров.
Осевые зазоры в пределах,
данных на фиг. 19, имеют
незначительное влияние
на коэфициент полезного
действия. Большие зазоры повышают строительную стоимость.
Для определения осевых зазоров нужно, кроме зависимости от
длины лопаток и среднего диаметра лопаток, согласно фиг. 19, принять
во внимание также разницу в тепловом удлинении корпуса и ротора
турбины в сторону от упорного подшипника и его' расстояние до
рассматриваемой ступени.
500 мм
Фиг

Реактивные турбины
379
Потери в радиальных зазорах весьма существенно влияют на
коэфициент полезного действия. Величина зазоров может быть
выбрана в пределах,
указанных на фиг. 20 и 21.
Высокая температура
пара и не первоклассное
заводское выполнение
требуют больших
зазоров.
6. Потери в
зазорах. Величина потери
в радиальном зазоре
приближенно определяется
отношением площади
зазора ко всему сечению
в ступени, через которое
движется пар1). В части
500 j* к
высокого давления большею частью радиальная потеря
ничивает длину лопатки и диаметр лопаточного круга
меньше Ъ : t, соотв,
огра-
Чем
< «2
и р2, тем больше удельная
потеря через площадь
зазора. Фиг. 22 дает
приведенную величину зазора sp\ на
1 мм действительного
радиального зазора sp в
зависимости от углов аир.
Следовательно, полная
приведенная величина
радиального зазора будет s/ =
rnnn —sv'sr>\ и приведенная
ШОм- длина лопатки /' = / + */;
отношение sp': /' дает
возможность определить для каждой ступени потери в зазоре
направляющих и рабочих лопаток.
Ь) Ход расчета
Общие основания. Дчя
определения диаметров и числа
ступеней намечаются в части
высокого давления длины ло- *
паток и потери в зазорах, а
в части низкого давления
допустимая величина и. Полный
подвод требует в части
высокого давления малые диаметры,
а следовательно малые и и h.
Поэтому обыкновенно полу-
9
3
г
1
М.
SL.
м
fl
Фиг. 22,
*) Glaser Ann. рт 1 янв, 1921 г,, стр. 2«

380 Т. III. Огд. 3. Паровые турбины. IV. Реактивные турбины
чается большое число ступеней с расположением рабочих лопаток на
барабане. При использовании полного теплопадения с 15 ата до
0,05 ата удельный объем увеличивается в 150 раз против своего
первоначального объема, что требует не только удлинения лопаток
и увеличения перепада в отдельных ступенях, но также увеличения
угла выхода из лопаток в части низкого давления. Наибольший
коэфициент полезного действия г\и получается при с: и в пределах
1,2—1,6, что, однако, дает невыгодно большое число ступеней.
Чаще всего выполняется при с:и = 1,5—2,5 (с = 91,5 • УТ). При
Фиг. 23. Фиг. 24.
расчете необходимо учитывать допускаемые напряжения материала.
Это ограничивает наибольшую величину и. В свободно
вращающемся кольце при и=100 м/сек напряжение растяжения ^=800 кг/см2.
Оно изменяется пропорционально и2. Допускаемая для полых
барабанов скорость и при превышении 100 м/сек быстро достигает
.предела, вследствие дополнительной нагрузки от лопаток.
При предельных скоростях тщательно подсчитывается общее напряжение и
непременно производится испытание на центробежную силу. Последнее
производится при числе оборотов на 25 до 50°/0 выше рабочего, в помещении, специально
огражденном на случай разноса барабана. В реактивных турбина* для очень
больших скоростей отдельные ряды лопаток укрепляются на особых дисках.
Пример. Реактивная турбина низкого давления, при которой требуется
G/ = 13250 кг в час, исключая пар для лабиринтов; п = сЮОО в минуту; состояние
перед первой степенью: ^=2,65 ата, Д = 194п, ^=682 кг-кал/кг. Состояние пара при
выходе: ра= 0,05 ата, iat =535,5 кг-кал/кг, адиабатический перепад #=682—535,5=
=146,5 кг-кал/кг. Сумма единичных перепадов, оценивая возвращенную часть
потерянного тепла в 3"><'0: - h — 151 кг-кал/кг. Число ступеней должно быть возможно малым.
Средний диаметр рабочих лопаток принят около 1050 мм, соотв. и = 165 м/сек;
с : а принято 2,4, q = 91,5 V h- 2,4-и; откуда среднее h ^ 18,88 кал и число ступе-

Реактивные турбины
381
ней z — ЕЛ : h = 151 : 18,88 ^i 8. Такое малое число ступеней получилось при
и = 165 лт/сек; ротор должен быть выполнен в виде колес (например см. фиг. 24).
Расчет. Для предложенных условий можно рассчитать все ступени с
одинаковым пер *падом h. Для вошснения изменения состояния пара применяются в
возможно большом масштабе
диаграммы IS и IP, с по- _
мощью которых устана- C^60fJfy-0,93
вливается приближенно *
кривая средних значений г-
(фиг. 23).
Конечное состояние
определяется по
предварительно принятому tq * =
5=0,78; И * = 0,78 ХН6,5 =
= 114,2 кг- кал/кг, / * =
= 567,8 кг - кал)кг,
соединяя эту точку (на р =0,05)
в /5-диаграмме с точкой, где
р1=2,65, /=682 кг - кал/кг,
политропой, можно
получить t и х для
подсчета v. На основании ЕЛ
(фиг. 23), с помощью Н
(/S-диаграмма), строится
кривая р. При переходе
от Н к lh принято во
внимание добавление в 3°/0.
После этого берутся v для
перегретого пара по /Р-дка-
грамме, а для насыщенного
по кривой насыщения и по
х. Определенная таким
путем кривая v достаточно
точна для
приблизительного определения
проходных сечений в отдельных
ступенях. Расчет и чертеж
подвергаются большей
частью многократному взаим«
ному исправлению, пока
проект не будет закончен.
Расчет отдельных
ступеней. (Фиг. 24—26 и
табл. 8.) Для построения
скоростных треугольников
целесообразнее применять
миллиметровую бумагу и
треугольники входа и
выхода помещать в одном
квадранте. Чтобы при
неменяющемся h иметь в
каждой ступени ct и да,
приблизительно равными" нужно выбрагь V немного больше h : 2; тогда еЛ < с.
Л" определяется поА-Л\ На фиг. 25-26 рядом со скоростя^агасгоЕ
соответствующие тепловые перепады. hc, = (c0 : 91,5)' + Л'; С =91,5 ГТ^Г; сх = <рс';
St&~1Zfi9
Л = (с,: 91,5/
М: 91,5)2; hw,=hWi+h»; W'=91,5 Уй~Г;
hQ для следующей ступени. После того hr
: <\>ivr; hu
= (да2: 91,5)2; hc=(ct: 91,5)s=
+ bWi-hCi и rlu=:hu:h.
Коэфициенты ? и ф взяты (фиг. 25-26) в зависимости от угла поворота струи,
причем для направляющих лопаток угол поворота равен сумме углов между осью У
и направлениями скоростей сх (ступень 7, фиг. 26) и с, (ступень 6, фиг. 26); для
nafiftUHY ™"»™« - сумме углов между осью У и направлениями скоростей да' и w2
рабочих лопаток -

382 T- HI. Отд. 3. Паровые турбины. IV. Реактивные турбины
Таблица
№№ ступеней
Род лопаток
1
направ. рабоч.
направ. рабоч
Средний диаметр лопаток . .
Длина средней окру жн. лопаток
Средняя окружная скорость .
Профиль лопагок
Число лопаток . .
Шаг „ . .
Длина „
Радиальный зазор
Приведен, зазор для 1 мм
зазора
Приведен, зазор для всего
зазора
Потеря через зазор
Выходная площадь каналов . .
Давление пара
Температура пара
Паросодержание^
Давление пара
Температура пара
Паросодержание
Удельный объем (* = 1) . . .
Выходная скорость .
Теплосодержание
Активный перепад
Реактивный „
Полный „
Сумма Н
Конечноесостояние по адиабате
Работа на окр. колеса акт.
процесса
Работа на окр. колеса реакт.
процесса
Полная работа на окр. колеса
Сумма Ни
Действ, конечное состояние .
Идеальная, мощность ступеней
„ полезная мощность .
Потери в зазорах
Действ, полезная мощность .
Коэф. полезного действия
ступеней ........
U =
D
U=Dk
Un
60 000
tg «(tg P)
bit
V =
Utyt
(Фиг. 22) spi
sjj = spsPi
m0(sp':l')
Fa
Pi
Рг
h
Vr2S
v2
h'
h"
h' + h" = h
N'
-Gth\ 632
=G^tt:632i
"sp^u-Sp'/V
l0l(N8p:Nu')
Nu=Xu'-Nsp
м/сек
MM2
ата
°C
ата
CC
мъ\кг
м/сек
кг -
кал/кг
л. с.
1020
3203
30
0,237
320
10
16,6
13,4
1,0
3,25
3,25
19,6
12 620
2,65
194
2,16
172
0,95
277
682,00
9,97
672,03
7,12
674,88
160,1
19,7
17,1
0,8
2,6
13,2
14 970
2,16
178
1,78
158
1,123
276
674,88
8,91
18,88
18,88
665,97
7,08
14,20
14,20
667,80
395,6
297,6
49,0
16,5
248,6
62,8
' 243,6
22,8
19,5
1,0
3,25
14,2
17 280
1,78
162
1,45
141
1,322
281,5
637,80
9,48
28,33
658,32
7,25
21,45
630,55

Реактивные турбины
383
8 (фиг. 24)
3
направ.1
1022
3209
—
_
=
=
=
31,8
28,2
1,1
=
3,57
11,2
24 200
1,19
129,5
—
0,94
108
—
1,88
285,6
653,22
9,53
—
—
47,29
643,69
7,42
—
—
36,20
645,83
—
—
—
—
"
1 —
1 -
раСоч.
=
160,5
32
0,253
326
9,85
35,9
32,8
1,0
3,05
3,05
8,5
29 150
0,94
113
—
0 75
92
—
2,25
284
645,80
—
| 9,35
18,88
1 56,64
636,45
-
7,29
14,71
43,49
638,51
395,6
308,3
30,3
9,8
278,0
70,3
J 795,5
4
направ 1
1024
3215
— "
34
0,272
332
9,69
41,25
37,5
1,3
2,9
3,77
9,14
36 000
0,75
97
—
0,583
0,992
2,855
2,83
289
638,51
9,66
—
—
66,30
628,85
7,39
—
—
50,88
631,12
; —
—
—
—
~
—
—
1
рабоч.|
1026
3222
161,1
36 1
0,286
337
9,54
48,6
45,6
1,1
2,7
2,97
6,1
44 80Э
0,583
0,9956
0,45
0,9838
3,56
3,50
| 287
631,12
—
9,22
18,88
75,52
621,93
~
7,28
1 14,67
58,16
| 623,84
| 395,6
307,5
23,4
7,6
284,1
71,8
1079,6
5
напр. |рабоч.
1028
3228
—
40 1
0,318
349
9,23
54,1
50,2
1,6
2,45
3,93
7,25
55 500
0,46
0,987
0,354
0,9745
4,555
4,439
294
623,84
9,7о
—
—
85,27
614,09
7,42
—
•—
65,58
616,42
—
—
—
—
—
—
—
1032
3240
162,0
44
0,348
360
9,0
62,1
59,2
*1,3
2,2
2,86
4,6
70 000
0,354
0,979
0,276
0,967
5,75
5,36
292
616,42
—
' 9,13
18,88
94,40
607,29
-
7,22
14,64
72,80
609,20
395,6
306,9
18,1
5,9
288,8
73,0
1368,4
6
напр. |рабоч.
1035
3253
—
49
0,384
373
8,7
69,7
65,7
2,0
2,0
4,0
5,75
87 000
0,276
0,9705?
0,209
0,958 '
7,47
7,15
302
609,20
9,80
—
104,20
599,40
7,37
—
—
80,17
601,83
—
—
—
—
—
—
1042
3272
163,6
55
0,424
389
8,39
79,4
76,5
1,6
1,8
2,9
3,65
110 400
0,209
0,962
0,162
0,951
9,47
9,01
300,6
631,83
—
9,08
18,88
113,28
592,75
~
7,14
14,51
87,31
594,69
395,6
304,1
14,3
4,7
289,8
73,3
1658,2
7 1
напр. |рабоч.
1043
3284
—
63
0,472
412
7,97
89,2
85,0
2,5
1,7
4,25
4,77
138 303
0,162
1 0,954
0,121
0,942
12,48
11,76
313
594,69
9,85
—
123,13
584,84
7,30
—
94,61
1054
3310
166,5
72
0,517
438
7,56
104,2
101,1
2,0
1,55
3,1
2,98
178 300
0,121
0,9455
0,092
0,9355
16,19
15,15
312,6
587,39
—
9,03
18,88
132,16
578,36
—
6,76
14,06
101,37
587,39' 580,63
__
—
—
1 —
-
1 -~
!•-
395,6
294,7
12,2
4,13
232,5
| 71,4
1940,7
8
напр.|рабоч*
1064
3341
—
83
0,563
471
7,09
118,0
113,7
3,0
1,44
4,3
3,64
223 000
0,092
0,9395
0,0675
0,927
21,57
20,00
333
580,63
9,90
142,06
570,73
6,80
—
108,17
573,83
—
—
—
—
-
—
1074
3372
168,6
100
0,629
525
6,42
135,8
133,5
2,5 "
1,3
3,25
2,37'
290 000
0,0575
0,932
0,05
0,921
28,72
25,45
335
573,83
—
8,98
18,88
151,04
554,85
-
6,12
12,92
114,29
567,71
395,6
270,8
8,1
3,00
262,7
63,4
2203,4

384 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. IV. Реактивные турбины
(ступеней 7, фиг. 26). Коэфициент потери скорости взят несколько выше, чем было
указано ранее, в предположении, что проектируемая турбина будет иметь плавное
изменение проходных сечений.
Чтобы при постоянном h получить конструктивно удобные ступенчатые
изменения длины лопаток, необходимо вести расчет с переменными углами аир
У в допускаемых пределах.
Все расчетные
величины собраны в табл. 8.
По h и h и строится
процесс в /S-диаграмме, а
в /Р-диаграмме — кривая
v. После^ этого
определяются выходные сечения для
направляющих лопаток из
ур-ния F6cGb: 0,0036 q
и для рабочих лопаток из
ур-ния Fj= G v : 0,00б6 w2;
про-
>3SS,S~*S,1S
Fs включает пар,
ходящий через зазор, и,
следовательно, длина
лопаток / = F: Ubjt
соответствует зазору, равному
нулю. По действительному
зазору s и с помощью
кривой Sp определяется
длина лопатки из
уравнения s = /' — /.
Идеальная
ступени N'
идеальная полезная
мощность Nar —Ofhu : 6i2,3
(без учета потерь через
ItyflZfZ зазоры). По последней и по
средней величине s : V для
каждой ступени
определяется соответствующая
величина X8p^Na-sp:V.
Действительная мощность
на окружности колеса
N —N„ —Nnt
мощность
Gth : 632,3 и
13,90
7,28
U
Фиг. 26.
Для
определения мощности на валу
необходимо учесть трение
ротора о пар.
Было бы правильнее определять F по скорости, промежуточной между
Сх и с'. Но удельный объем v несколько меньше дей-твительного, так как при его
определении не принимается во внимание влияние потери в зазоре на состояние
пара, чем и компенсируется приближенное значение сх.
Предельная мощность. Применением высокосортных материалов в
отношении механических свойств стойкости против козрозии и тепловое воздействий
повышена предельная мощность турбогенераторов в Ге мании до 2:>U)jk\\ при
одном протоке пара, до 35 Ом kW — при двух и до 8о 000 к V при четырех, при
300J об/мин. В США при 3600 об/мин и 6Э периода* в секунду гурбо1енераторы
достигают только 10 00J k\V и на станциях встречаются главным образом 4-полюс-
ные машины с 1800 об/мин.

Конструкции паровых турбин 385
V. Конструкции паровых турбин
Наиболее употребительные паровые турбины имеют осевое
расположение, радиальное встречается в самое последнее время
применительно к турбинам с противоположным вращением (Юнг-
стрем).
Одновременно с чисто активными и (реже) реактивными
турбинами встречаются смешанные конструкции.
Фиг. 27. Турбина Целли фирмы EWC, 14 000 kW, 3000 об/мим.
Полные турбинные колеса большею частью выполняются с
легкой степенью реакции, но обозначаются все-таки, как активные
колеса.
а) Активные турбины с одновенечными колесами (Целли)
Турбины этого типа введены Рато и Целли.
Отличительные признаки конструкции Целли жесткие диски и
лопатки, не расширяющиеся сопла и хорошее использование
выходной скорости из рабочих колес, чем характеризуются новейшие
модели.
Фиг. 27 14 000 kW Целли — турбина фирмы Escher, Wyss & Cie
(EWC). Корпус—литая сталь, выхлопной патрубок — чугун,
промежуточные диафрагмы в ступенях высокого давления двухленные,
с жестким кольцом по периферии, которое охватывается соседней
диафрагмой. Из-за разности в температурных деформациях, между
диафрагмой и корпусом имеется зазор, в который вставлена
штампованная латунная гибкая лента.
3iaK. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. III 25

386 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. V.* Конструкции паровых ггурбин
Опора турбины в трех точках, спереди помощью
центрирующего фланца на блок подшипника, сзади посредством боковых лап
на выхлопном патрубке.
Заслуживают упоминания детали турбины EWC: роторы для малы* диаметров,
как и у других фирм, выполняются из целого куска с валом, для больших
диаметров диски насаживаются на вал (фиг. 27).
Лопатки из никелевой стали и усиленным хвостом, при больших длина*
с уменьшающимся поперечным сечением и переменным углом входа, соответственно
увеличивающейся окружной скорости к концу лопатки.
Укрепление в проточке диска с промежуточными вставками и с замком в виде
ласточкина хвоста. Длинные лопатки с усиленным хвостом без вставок.
Фиг. 28. Передний вид и регулирование турбины EWC.
К донцам лопаток приклепан бандаж из высокосортной стали.
Сопла диафрагм из изогнутой листовой стали так залиты в разъемную
диафрагму, что пар входит по касательной на рабочее колесо.
Лабиринты корпуса из разъемных угольных колец с прижимными
пружинами, промежуточные лабиринты из колец бронзовых или белого металла.
Валы для 1500 сб/мин выполняются большей частью с числом оборотов ниже
критического, а для 3000 об/мин — выше.
Регулирование помощью сервомотора, золотник которого переставляется
регулятором и при установке дроссельного клапана штоком клапана возвращается
в среднее положение.
Изменение числа оборотов производится воздействием на ход регулятора.
Дроссельный клапан с большим ходом и дросселирующим конусом, почему расход
пара меняется пропорционально подъему. Седла клапана вне потока пара. Фиг. 28—
расположение переднего подшипника и регулирования. Скоростной регулятор
с золотником в корпусе подшипника, внизу два зубчатых масляных насоса для
смазки с давлением 1 кг/см* и для регулирования с 4 до 5 кг/см2.
Специальный масляный турбонасос подает масло во время пуска. На
турбинном валу два регулятора безопасности — эксцентричные кольца с поперечной
пружиной для быстрого закрытия главного клапана при повышении числа оборотов

Конструкции паровых турбин!
387
на 10-— 15°'0, один имеет рычажную передачу, другой — гидоавличегкую — масчян., :о.
Регулирование мятием. Повышение расхода пара от полной до половилы нагрузки
примерно 5°/о«
Активные турбины фирмы
Шкодя имеют диафрагмы с
пружинящим об одом в областиперегретого пара
(фиг. 2-J) и заостренные
металлические вкладки для избежания потерь
на перетекания на окружности и
сбоку. Лопатки части низкого
давления с отводом конденсата в
кольцевой канал (фиг. 30).
Фиг. 31 — выхлопной патрубок
фирмы MAN с задней опорой
турбины в средней плоскости. Два
фланца, два конденсатора.
Фиг. 32г) дает пример
разделенной части низкого давления однокор-
пусной турбины.
Проток снизу и сверху к параллельным ступеням, в выхлопном
патрубке имеются направляющие стенки для уменьшения вихревых
потерь.
Фиг. 29.
Диафрагма завода
Шкода.
Фиг. 31. Корпус ИД завода MAN.
Фиг. 33 — турбина высокого давления конструкции Целли
исполнена на 50, 120 и 180 am, последняя двухкорпусная. Корпус из
1) К г a f t, Die Neuzeitliche Dampf^rbine, 1 Aufl., Berlin 1923, VDI-Verkg.
25*

388 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
кованной стали без продольного разъема. Сопловые каналы
фрезеруются из нержавеющей стали, пригоняются друг к другу и
свариваются в одно целое с
диафрагмой. Наружная и
внутренняя поверхность сопловых
каналов образована
гиперболоидами вращения, что дает
паровой поток в форме
цилиндрического кольца.
Ь) Активные турбины с
многовенечными колесами
Большею частью
небольшой мощности, употребляются
для привода генераторов,
питательных, конденсатных,
воздушных и циркуляционных
насосов с числом оборотов от
3000 до 8000 в минуту. В
случае привода конденсационных насосов работают, главным образом,
с противодавлением, с отводом отработавшего пара в ступень
низкого давления главной турбины, причем давление в этой ступени
Фиг. 32. Разделенные на два потока
ступени низкого давления фирмы AEG.
Фиг. 33. Турбина высокого давления EWC, ЮОП am до 15 am
противодавления, 10 000 об/мин, 10 000*г пара/час— 1 OCOkW.

Конструкции паровых турбин
389
при неполной нагрузке главной турбины должно быть выше 1 ата,
чтобы избежать попадания воздуха в главную турбину через
лабиринты вспомогательной турбины.
При холостом ходе главной турбины переключение на
конденсатор, в случае, если количество пара вспомогательной турбины
превышает расход холостого хода главной турбины.
Фиг. 34 и 35 показывают очень распространенный тип с
горизонтально разнимающимся корпусом, причем направляющие
лопатки подниуаются вместе с верхней частью1 цилиндра и
клапанным корпусом. Вместо показанного здесь на турбинном валу
Фиг. 34. , . - Фиг. 36.
регулятора Л а в а л я также применяются вертикальные тихоходные
регуляторы с червячной передачей, напр. завода Thyssen & Со.
и завода Melms&Pfenninger. При выполнении с
неразрезным корпусом колеса и направляющие аппараты вытаскиваются
через боковую крышку, на которой находятся подшипник и
регулятор. В модели завода Гумбольдт направляющие лопатки
укреплены на крышке, которая снимается одновременно с валом
и диском, после чего лопатки можно отвернуть; этим достигается
малый диаметр корпуса и удобная разборка.
Простое колесо К е р т и с а годится также для турбины с
противодавлением. На фиг. 36 изображена турбина „Всеобщей компании
электричества" при регулировке частью мятием, частью наполнением.
Применение колеса Кертиса во всех ступенях давления встречалось
ранее у G. Е. Со. и AEG и в малых турбинах, что едва ли
удовлетворит современным требованиям.
Важнейшее применение колеса Кертиса —в использовании
его как части высокого давления в комбинированном типе, где
часть низкого давления выполняется из несколчких одновенечных

390 т- ш- 0тД- 3- Паровые турбины. V. Конструкции паровых турблп
активных колес или реактивной турбины, высокий коэфициент
полезного дейстьия которых дает хороший общий результат?5
К этой группе принадлежит 1акже радиальная турбина „Электра", завода
А. С. Kuhnle, Корр & Kausch, с улучшениями против первоначальных конструкций.
Расположенные со стороны диска лопатки подвергаются воздействию паром
попеременно с внешней и внутренней стороны, в малых турбинах четыре раза, а в
больших только два раза на каждом колесе, причем число ст>пеней давления
доводится в этом случае до четырех.

Конструкции паровых турбин
391
с) Комбинированные турбины Кертис-Целли
Двухступенчатое колесо Кертиса применяется как первая
ступень, так как оно перерабатывает больший перепад с достаточно
хорошим к. п. д., снижает давление перед внешним лабиринтом,
из-за чего уменьшаются потери на утечку пара, и применением
соплового регулирования благоприятно влияет на режим турбины
при частичных нагрузках.
Фиг. 38. AEG—турбина, 14 000 kW, 300D об/мин.
Фиг. 37 дает турбину с зубчатой передачей в 1000 kW фирмы
AEG с одним колесом Кертиса и двумя группами колес Целли,
первая со значительно меньшим диаметром, чем вторая, чтобы
получить благоприятную длину лопаток при малом перепаде и
полной парциальности. 5500 об/мин. Ротор из целого куска.
Компановка регулирования сопел высокого давления и
регулирующих клапанов одинакова с фиг. 36.
. Фиг. 38. Конструкция AEG для более крупных агрегатов.
14 000 kW с перегрузкой до 17 500 kW, 3000 об/мин. 15 am при
350° С и для 25° С охлаждающей воды.
Наибольший средний диаметр соплового кольца шести одно-
аенечных колес равен 1750 мм. Последняя ступень работает
с реакцией до 30%-

392 т- П1. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
Фиг. 39. Двухкорпусная конструкция той же фирмы для
37500 kW при 1500 об/мин, 13,5 am и 350° С. Часть ВД имеет
15 одновенечных колес с полной парциальностью, из которых первое
работает преимущественно при частичных нагрузках.
Фиг. 39. Двухкорпусная турбина AEG, 37 500 kW, 1500 об/мин.
Вход пара в первую ступень через два, расположенных сбоку
(фиг. 40) регулирующих клапана, третий клапан регулирует впуск
пара в камеру перед второй ступенью при увеличении нагрузки и
четвертый для перегрузки —
вход перед пятой ступенью.
Следует отметить
последнюю ступень части низкого
давления с двухступенчатым
колесом Кертиса для лучшего
использования выходной
скорости. Приспособление для
вращения мотором.
d) Реактивные турбины Пар-
Фиг. 40. AhO, боковое расположение
клапанов' Первые турбины Парсонса
исключительно строились с
реакцией в 50% (один профиль направляющих и рабочих лопаток
в каждой ступени). Это выполнение обусловливало полную пар-
циальнссть и малые радиальные зазоры для уменьшения
перетекания через них пара; для получения конструктивно выполнимой
длины лопаток в части ВД требуются малые перепады на ступень —
следовательно большое число ступеней.

Конструкции паровых турбин
393
Последнее необходимо, так как допустимая окружная скорость
при применении барабанных роторов лишь немногим может
превосходить 100 м/се/<.
.7777/,
^^
Фиг. 41.
Фиг. 42.
Фиг. 43а.
Реакция в рабочих лопатках и осевое давление пара на
ступенчатые уступы барабанного ротора вызывает необходимость постановки
разгружающих поршней (думмисов) с лабиринтным уплотнением.
Турбины Парсонса не могли выдержать конкуренции с
комбинированными турбинами из-за низкого к. п. д. в части ВД, так что
в настоящее время турбины Парсонса выпол-
/^П 41
няются преимущественно как:
Ъ
Фиг. 43Ь.
Фиг. 44. . Фиг. 45.
Консгрукция ВВС сопел и направляющих
аппараюв.
е) Комбинированные турбины Кертис-Парсонса и Целли-Парсонса
Эти конструкции, кроме улучшения к. п. д. в части ВД, имеют
меньший уравновешивающий поршень с небольшой потерей через

394 Т. Ш. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
зазоры. Введением упорных подшипников Митчеля или Кингсбери,
пригодных для больших нагрузок, большая часть осевого
давления м. б. передана на них. Для этой же дети в крупных агрегатах
части ВД и НД располагаются противотоком, соответственно
часть НД выполняется в два, три и четыре
потока.
Детали облопачивания таких турбин см.
фиг. 41 до 45. Фиг. 41 — старая форма
тянутых лопаток Парсонса с закреплением
продетым вырезом, заостренным концом, заче-
^ канеиным промежуточным телом и впаянной
для жесткости проволокой на конце. Фиг.
42 — лопатка для более высоких напряже-
Фиг. 46. ний с расклепанным хвостом, в проточке
барабана держится промежуточными
вставками, снабженными зубчатыми проточками. Фиг. 43 а — лопатки для
высоких напряжений, выполнение аналогично активным одновенеч-
ным колесам, лопатки в особом диске с усиленным хвостом без
промежуточных вставок в Т-образной выточке; профиль лопатки
с переменным углом входа по радиусу и уменьшающейся толщи-
Фиг. 47. Нормальная модель для мощности от 500 до 2000 kW при
3000 об/мин с колесом Кертиса и барабанным ротором.
ной к концу, где приклепан бандаж. Аналогичная форма лопатки
(фиг. 43 Ь) для пологого профиля лопатки с отличием в
закреплении и местным утолщением на конце для заклепки бандажа.
Фиг. 46—разновидности закрепления помощью боковой полосы,

Конструкции паровых турбин «ЗУЭ
положенной у хвоста лопаток и закрепленной расклепкой (фирма
Melms-Pfenninger).
Фиг. 44 дает детали двухвенечного, а фиг. 45 одновенечного активного колеса
в выполнении фирмы ВВС для комбинированных турбин. В обеих конструкциях
избегнуты винты в паровом пространстве. Сопла выполнены с большой точностью
и вставлены в корпус или диафрагму.
Фиг. 47 — турбина ВВС (Brown-Boveri Cie) для 500 до 2000 k\V
с 2-венечным колесом Кертиса и барабанным ротором с лопатками
Парсонса и разгрузочным поршнем. Движение нагруженного пру-
фиг. 43. Нормальная конструкция ВВС мощностью до 10 000 UW
при 5000 об/мин.
жиной регулирующего клапана производится масляным
сервомотором. Фиг. 48—конструкция этой же фирмы для мощности до
10 000 kW при 3000 об/мин с той же группировкой ступеней, только
с более высокой окружной скоростью реактивных ступеней,
вследствие чего уменьшается число ступеней, рабочие лопатки сажаются
группами в 2—4 ряда на отдельные диски.
Новейшие конструкции ВВС применяют диски без отверстий
для втулок и обода дисков свариваются в целый ротор (ВВС
Nachrichten, 1931, Heft l).
Фиг. 49 —турбина ВВС от 10 до 20 000 kW при 3000 об/мин
с дальнейшим повышением окружной скорости и только 10
ступенями, все с олновенечными колесами.
Первые 5 ступеней активные с диафрагмами, последние 5
реактивные без дртафрагм.

396 T- IJI- 0тД- 3- Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
Потери на перетекание через зазоры в реактивной части
уменьшаются помощью особых бандажей на направляющих аппаратах.
Фиг. 44. Турбина ВВС мощностью до 20 000 kW при 3000 об/мин.
Аналогичную конструкцию имеют крупные турбины ВВС до
50 000 kW при 1500 об/мин.
Фиг. 50. Трехкорпусная турбина ВВС дорогого типа для
20000 kW при 3000 об/мин для высокого давления и глубокого
Фиг. 50. Многоцилиндровая турбина ВВС в 20 000 kW при 30Э0 об/мин.
вакуума. Часть ВД с одновенечным активным колесом и
реактивным барабаном, часть среднего давления реактивная, поток пара
противоположен потоку в части ВД, вследствие чего отпадает раз-

Конструкции паровых турбин 397
грузочный поршень. В части НД осевое давление уничтожается
двухпоточным расположением ВВС, решительно - подходит к отводу
воды в последних ступенях НД (ВВС Nacbrichten, 1930, Heft l),
Фиг. 51.
Турбина ВВС
высокого давления,
применяемая как
турбина предваритель>
ного включения для
существующих
установок с
низким давлением
котельной. Зубчатая
передача к
генератору. Две однове-
нечных активных
ступени с полной
парциальностью и
консольным
расположением рабочих
колес, почему
отпадает лабиринт
ВД. Тепловые и механические напряжения паропровода
уменьшаются разветвлением.
Фиг. 52, принятая фирмой SSW конструкция Roder от фирмы
Thyssen. Двухпоточная предельная турбина 40000 kW, двухкорпус-
ная. ВД имеет одновенечное активное колесо, реактивный барабан
Фиг. 52. Турбина конструкции Рёдер фирмы SSW, 30 000 — 40 С00 kW
при 3000 об/мин.
и уравновешивающий поршень, остальные — реактивные ступени.
Следует отметить конструкцию ротора из массивных участков вала,
Дисков для первой и последней ступени без отверстия и пологого
промежуточного барабана. Устройство для вращения мотором.
Фиг. 51. Предвключенная активная турбина высокого
давления в 30U0 kW (ВВС).

398 T« IJI- 0ТД- 3# Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
f) Реактивные радиальные турбины с противоположным
вращением (Ljungstrom)
Успешное выполнение в отношении к. п. д. и надежности
d работе придает все большее значение этому типу турбины,
разработанному фирмой STAL
(Svenska Turbinfabriks Actiebo-
laget Ljungstrom). Турбина этой
системы в выполнении
фирмой MAN дала к.п.д.,
отнесенный к муфте и состоянию
перед вентилем, 85,3% при
мощности 7200 kW, 3000 об/мин,
30 ата, 370° С и 6,5 ата
противодавления х).
Фиг. 53. Общий разрез
через конденсационную турбину
25 000 kW, из которой видна
компактность конструкции,
какая достигается радиальным
Фиг. 53. Турбина Юнгстрема. Общее
расположение турбины, генераторов и
конденсатора.
потоком и относительной окружной скоростью лопаток. Последняя
равна сумме абсолютных скоростей двух соседних рядов лопаток,
какие работают во взаимно противоположном направлении.
Фиг. оА. Рсгуляторный корпус.
Фиг. 55. Укрепление
лопаток.
Таким образом в этой турбине нет неподвижных лопаток,
каждый ряд является и рабочим и направляющим одновременно.
Корпус состоит из горизонтального разъемного выхлопного патрубка
г) ZdVdl, 1930, S. 44.

Конструкции паровых турбин
399
с двумя подшипниками, в которых лежат генераторные валы; на
свободных концах последних консольно посажены роторы турбины.
Турбина покоится на находящемся внизу конденсаторе. Весь
агрегат поддерживается только колоннами под генераторами. Внешний
Фиг. 56. Частичный разрез турбины Юнгстрема, 14 000 k\V,
3000 об/мын. На нижней стороне впуск пара в первое коль*
цевое пространство, через перегрузочный клапан —во второе.
конец одного генератора несет общий для обоих генераторов
возбудитель, конец другого — регулятор, масляный насос и тахометр
(фиг. 54).
Детали лопаточного аппарата (фиг. 55). -Лопаточные кольца,
которые попеременно закрепляются к правому и левому ротору
посредством зачгканенного
расширительного кольца шарнирообразного
сечения, состоят из лопаток и двух
массивных несущих колец, в
которых лопатки закреплены помощью
ласточкина хвоста, и которые
воспринимают центробежные усилия.
Уплотнение радиальных зазоров по-?
мощью тонких никелевой стали ко- \
лец, заштампованных в массивные sv^
кольца. рак
Ротор (фиг. 56) состоит из
втулки, закрепленной На фланце К КОНЦу Фиг. 57, Лабиринт вала.
вала, и нескольких концентрических
колец, радиальные соединительные болты которых выравнивают
температурные деформации.
Оба внешних кольца представляют собою двухпоточную
осевую турбину с одним или двумя рядами реактивных ступеней.
Свежий пар поступает через сверления во втулке в лопаточное
пространство.
Уплотнение пространства свежего пара от утечки наружу

400 Т. III. Отд 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбий
достигается многочисленными рядами радиальных лабиринтов
(фиг. 57). От утечки в конденсатор служат специальные лабиринты
(фиг. 58), которые, кроме этого, служат, главным образом для
передачи давления на корпус и автоматической установки взаимного
расположения роторов, вследствие этого
coll вершенно устраняется гребенчатый
подшипник.
Самоустановка происходит следующим
образом:
Пусть Л — подвижной, В — неподвижный
диск. Вследствие увеличения нагрузки турбины,
давление на правой стороне диска Л
возрастает, он двигается влево и сечения в
нижней части (3—4 и 5—6) увеличиваются, в
верхней они остаются неизменными (1—2, 7—8).
В связи с этим в нижнюю часть течет больше
пара и давление с левой стороны диска А
повышается, пока не наступит равновесие.
Процесс идет обратно при уменьшении нагрузки.
Принужденное соединение обоих роторов,
правого и левого, достигается синхронным
включением обоих генераторов. Оба генератора пускают с полным
возбуждением и таким образом электромагнитно соединяются.
Для малых мощностей употребляется и механическое
соединение помощью зубчатой передачи, чтобы обойтись одним генератором.
Фиг. 58. Боковой
лабиринт.
Фиг. 59. Турбина с противодавлением типа Кгртиса фирмы AEG, 7500 об/мин,
500 kW.
g) Теплофикационные и промышленные турбины
1. Турбины с противодавлением. Фиг. 59 — конструкция AEG
простейшей формы только с одним двухступенчатым колесом
Керткса для 500 kW, 7500 об/мин и зубчатой передачей с
передаточным числом 7,5/1; пригодна для сильных колебаний нагрузки

Конструкции паровых турбагн
401
при благоприятном расходе пара, что достигается тремя группами
сопел, открывающимися последовательно сервомотором. Надежность
в работе и готовность к быстрому пуску.
О $00 1000 tSOO 2000
Л \ uk I _ i I*—•—=» ь—'
Фиг. 60. Тип Брюннского завода, выполнение AEG.
Фиг. 60. Двухкорпусная конструкция Брюннского завода в
выполнении фирмы AEG для высокого давления 60 ати, 450° С; 5 ати
противодавление, 7500 kW, 3000 об/мин. ВД—19, СД —17 одно-
Фиг. 61. Регулирование турбин с противодавлением MAN.
Зак. 2893. — Htitte, Справочник ддя инженеров, т. III. 26

402 T- HI. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
венечных активных колес очень компактной длины. Оба ротора из
целого куска.
Если турбина с противодавлением работает одна, регулировка
должна происходить по нагрузке, чтобы удерживать число
оборотов. Поэтому неизбежно часть времени будет или недостаток мятого
пара, покрываемый паром из котлов, или избыток его,
выпускаемый в атмосферу. Последнее обстоятельство приводит очень часто,
в особенности при высоком противодавлении, к большому расходу
пара, вследствие малого теплопадения и низкого
термодинамического к. п. д., и требует применение пара повышенного давления.
Потеря от
неиспользованного пара,
выходящего в
атмосферу, и экономия,
получаемая по
сравнению со снабжением
потребителя паром из
котельной низкого
давления,
определяются простым
подсчетом.
При достаточно
высоком потреблении
силовой энергии и
достаточной величине
установки наилучшая
экономичность была
Фиг. 62. Регулирование турбин с противодавле- бы При параллельной
нием ввс. работе с
экономичной конденсационной
турбиной или другим источником тока и регулировка
действовала бы соответственно потреблению мятого пара в зависимости
от давления пара при выходе из турбины, воздействующего на
нагруженный пружиной поршень или металлическую мембрану.
На фиг. 61 показана регулировка завода MAN, в которой нагруженный
пружиной поршень связан с одним из концов двухплечего рычага, имеющего точку
опоры на муфте скоростного регулятора, а другой конец которого связан с системой
дроссельного клапана и сопловых клапанов, управляемых масляным сервомотором.
Броун-Бовери решает эту задачу, как показано на фиг. 62, используя
его систему регулирования с протекающим под давлением маслом. Увеличивающееся
противодавление понижает мембрану и соединенный с ней выпускной масляный
клапан и уменьшает давление масла под поршнем сервомотора, вследствие чего
паровой вентиль опускается и уменьшает впуск пара. Соответствующей установкой
регулирующей буксы наверху скоростного регулятора действие последнего можно
прекратить на такое время, пока общая нагрузка не превышает мощность турбины
с противодавлением, при этом включенная параллельно турбина работает вхолостую.
Собственный скоростный регулятор турбчины принимает регулировку тогда, когда
заперт перед регулятором давления вентиль противодавления и на мембрану давит
атмосферное давление через открытый выпускной вентилек.
Если потребление отопительного пара колеблется и сильно
уменьшается на продолжительное время, то при работе с чистым противо-

(Конструкции паюовых турбин
403
давлением получается значительный остаток мятого пара.
Следовательно, отопительный пар нужно брать в том месте, где подходя-
Фиг. 63. Турбина AEG с промежуточным отбором napt.
щее давление, пропуская весь пар через часть высокого давления,
а остаток используя в части низкого давления.
2. Турбины с промежуточным отбором. При потребности
в отъеме пара в двух местах при различных давлениях имеет
преимущество
применение более
высокого рабочего
давления, чем
обычно, если в месте
первого отъема
требуется
достаточно высокое
давление (например,
для приготовления
целлюлозы 8 am,
а для сушильных
барабанов — от 3
до 4 am).
Как и при
поршневых
паровых
машинах, при
промежуточном отборе Фиг. 64. Регулирование турбины с отбором завода АЕО.
26*

404 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
для поддержания требуемого давления в месте отбора нужно
применить или дроссельный клапан, или, для уменьшения потерь (мятие
внутри турбины), прикрывание групп направляющих аппаратов
с помощью регулятора давления.
Фиг. 64а. Турбина AEG в 2500 kW.
Фиг. 63 показывает турбину в 1450 kW завода AEG при 3 000
об/мин для 19 am, 350°, для давления в отборе — 7 ати и
противодавлении — в 3 ати.
Внешние органы регулирования турбины с отбором пара завода AEG показаны
на фиг. 64. Скоростной регулятор и регулятор
одному двухплечему рычагу. При изменении
Фиг. 64Ь.
давления приводят в действие
нагрузки конец рычага регулятора
давления создает опорную
точку и оба регулирующие
органа (золотника)
движутся в одном
направлении, соответственно
пропуску измененного
количества работающего пара.
При изменении отбора
точку опоры создает рычаг
скоростного регулятора и
регулятор давления
переставляет оба золотника
в противоположных
направлениях.
На фиг. 64а
изображена турбина AEG2500 kW
iipH 530J об/мин, с
зубчатой передачей к
генератору трехфазного тока
(3000 о б/мин) для давления
пара в котельной в 20 am,
давления отбора 8,5 ати и
давления, работающую с кон-
5 ати, а остаток пара поступает в часть низкого
денсатором.
Турбина приспособлена для отдачи силовой энергии и, в особенности, к сильно
колеблющемуся отъему в части высокого давления с регулировкой закрытием сопел
Е°„?Гхех частях при наивысшем использовании располагаемого тепла (Н. Т г е i t e 1,
ZdVdl 1924.
В описанной турбине допустима продолжительное время работа с отбором и
чистые противодавлением при отцепленной в муфте части низкого давления с кон-

Конструкции паровых турбин
405
денсацией. В нормальных конструкциях часть низкого давления должна работать
вхолостую и расходовать энергию для приведения в действие насоса охлаждающей
воды для конденсации лабиринтового пара и струйного воздушного насоса.
При применении дроссельных клапанов, которые также
могут комбинироваться с регулировкой соплами (MAN), нередко
отказываются от соединения со скоростным регулятором. При отъеме
пара перед реактивной частью применяются только дроссельные
клапаны.
При барабанном роторе необходимо делать лабиринт на
окружности барабана у разделяющей перегородки. Потери, могущие иметь
место при этом, незначительны, так как проходящий через дрос-
Фиг. 65. Регулировка маслом под давлением.
сельный клапан пар мнется до одинакового давления; однако при
холостом ходе потери делаются заметными.
Если турбина долгое время работает без отбора, то
рекомендуется выключить регулятор давления, чтобы турбина работала при
совершенно открытом перепускном клапане при переменном,
соответственно нагрузке, давлении перед частью низкого давления.
Дроссельный клапан управляется большей частью маслом под давлением,
перепускаемым под нагруженный пружиной поршень золотником с обычным обратным
приводом (MAN).
Броун-Бовери заставляет скоростной регулятор одновременно
действовать на впуск в часть высокого давления и на дроссельный клапан, гак что при
изменении нагрузки и постоянном отборе измененное количество пара тотчас
проходит через соответствующее открытие клапана в части низкого давления.
Включенный в трубопровод сжатого масла перед дроссельным клапаном регулятор давлс-

406 т- ПХ Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турб'ин'
ния (конструкция, как на фиг. 62) сперва воспринимает изменение давления отбора
при изменении последнего; изменение масляного давления под поршнем
дроссельного клапана, которое произвел регулятор давления, действует в правильном
направлении на впуск пара в части высокого давления, чем способствует скоростному
регулированию. Уменьшение давления масла при разгрузке будет действовать в
системе Б р о у н-Б о в е р и на клапан свежего пара (добавление в отопительный пар
при очень малых нагрузках) и на предохранительный затвор обратного клапана
в отопительном трубопроводе (Brown-Boveri & Co, Mitt. 1918).
Melms & Pfenninger применяют для турбин с отбором также
одновременную перестановку регулирующих золотников для впуска свежего пара и для
дроссельного клапана части низкого давления, так что оба клапана или клапанные
группы при изменении нагрузки движутся в одном направлении. Нагруженный
пружиной поршень, действующий от давления в отборе, переставляет подвижную
Фиг. 66.
золотниковую буксу, служащую обратным приводом, с помощью рычажного
соединения, как показано на фиг. 64Ь, в результате чего достигается требуемая
перестановка впуска пара.^Скоростной регулятор выравнивает число оборотов соответственно
нагрузке.
3. Турбины двух давлений. Паровые турбины годятся ввиду
отличного использования пара низкого давления как турбины
мятого пара для утилизации мятого пара от рабочих машин, в
особенности в горном деле и на железоделательных заводах, в соединении
с паровым аккумулятором в случае прерывности работы. Если для
достижения определенной мощности необходимого количества мятого
пара получить нельзя, нужно добавить свежий пар, для каковой цели
выгодно включить отдельную часть высокого давления, состоящую
или из колеса Кертиса или одновенечных активных колес,
которая, в случае нужды, вступит в работу (такие турбины называются
турбинами двух давлений или свежемятого пара).
Регулирование вентиля мятого пара при применении
аккумулятора происходит в зависимости от положения колокола аккуму-

Конструкции паровых турбин*
407
лятора; клапан закрывается при приближении колокола к нижнему
положению; при применении аккумулятора с постоянным объемом
клапан действует в зависимости от давления в аккумуляторе и
закрывается при падении давления до определенного предела.
Избегают разрежения в трубопроводах мятого пара, чтобы не
допустить проникновения воздуха, портящего вакуум. В предвидении
этого случая клапан мятого пара, с помощью регулятора давления
(или с помощью колокола), прекращает впуск мятого пара. В
употребительных системах регулирования необходимая связь
скоростного регулирования и регулирования давления осуществляется
Фиг. 67. Чисто аккумуляторная турбина фирмы Сименс-Шуккерт,
20 000 kW, 3 000 об/мин.
с помощью рычагов и тяг или применяется гидравлическая
передача с помощью протекающего под давлением масла (фиг. 65, ВВС).
На фиг. 66 показано регулирование турбины двух давлений по системе Р а т о
(MAN) с управлением золотниками сервомотора и передачами от скоростного
регулятора и от нагруженного пружиной поршня регулятора давления. Регулятор
давления переставляет клапан свежего и мятого пара в противоположных
направлениях, а регулятор скорости в одном направлении; при разгрузке, прежде
всего, совершенно закрывается клапан свежего пара и только при дальнейшей
разгрузке начинает прикрываться клапан мятого пара.
4. Турбины аккумуляторного пара. Чтобы покрыть пики
в расходе пара силовой станцией и достигнуть повышенной
нагрузки котельной в ночное время при малом потреблении
электрической энергии, т. е. чтобы обойтись меньшей котельной свежего
пара, все шире применяются аккумуляторы Рутса.

408 Т. III. Отд. 3. Паровые турбины. V. Конструкции паровых турбин
При этом получается та выгода, что аккумулятор тотчас
образует резерв при непредвиденном внезапном повышении расхода
пара.
Чтобы использовать расход пара аккумулятором в широких
перепадах давления, должны были развиться турбины,
удовлетворяющие этим требованиям.
Применяют турбины смешанные свежего и аккумуляторного
пара, или (для крупных установок) чистые аккумуляторные турбины.
Первый из названных типов в выполнении фирмы AEG г)
представляет активную турбину, первая ступень которой (двухвенечный
кертис) имеет сопла как для свежего пара, так и для аккумуляторного.
Турбина работает свежим паром и автоматически включает
аккумуляторный пар посредством регулятора давления, когда
давление пара упадет ниже определенного предела.
Фиг. 67 представляет чистую аккумуляторную турбину фирмы
SSW, для максимальной нагрузки в 20 000 kW при 3 000 об/мин
с двойным потоком пара и так отрегулированную, что при полной
нагрузке пар, при падении давления в аккумуляторе, поступает
после первой группы из четырех ступеней во вторую, а затем
после второй из шести ступеней в третью группу; осуществляется
все это регулятором давления посредством клапанов для
соответствующих групп ступеней.
г) К г a i t, Die neuzeitliche Dampfturbine, 2 Aufl., Berlin, VDI-Verlag.

IV. Двигатели внутреннего сгорания
Составил проф. др-инж. К. К у т ц б а х, Дрезден
Перевод и дополнения проф. Е. К. М а з и н г, Москва
Стр.
I. Характеристика основных
групп
Круговой процесс 410
Подвод тепла при сгорании . . . 410
Механическое преобразование
энергии 411
Отвод тепловых отбросов .... 412
Смена рабочего тела (зарядка и
выхлоп) 412
II. Расчет и конструкция
поршневых двигателей
Обозначения и основные
уравнения 414
Литровое тепло. Коэфициент
наполнения, коэфициент полезного
действия, среднее давление . . 417
Смешение, зажигание,
регулирование, распределение и
трубопровод 42"/
Образование смеси воздуха и
топлива . 427
Зажигание и сгорание 433
Регулирование мощности . • . . 440
Распределение и подача воздуха
и топлива 443
Рабочее пространство, приводной
механизм, выравнивание хода,
пуск в ход 447
Рабочее пространство, форма и
отвод тепла 447
Стр.
Кривошипный механизм 455
Привод 458
Демпферирование. Маховые массы
на валу 459
Пуск 461
Примеры выполнения 462
Двигатели с зажиганием смеси . 462
Форсуночные двигатели 465
Тепловой расчет рабочего
процесса двигателей
внутреннего сгорания
Средняя молекулярная
теплоемкость газов 472
Коэфициент молекулярного
изменения 474
Связь коэфициента подачи с ко-
эфициентом остаточных газов . 476
Индикаторная экономичность
цикла 478
Теплоотдача во время сжатия и
расширения 479
Уравнение сгорания 480
Средний показатель адиабаты . . 481
Связь показателя линии
расширения с коэфициентом выделения
тепла * 482
Среднее индикаторное давление . 483
Расчет четырехтактного
бескомпрессорного дизеля 483
Расчет четырехтактного газового
двигателя 485

410 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. I. Характеристика
1. Характеристика основных групп
Классификация. Поршневые двигатели и турбины. Газовые и
карбюраторные двигатели, нефтяные двигатели: дизеля и с
калильной головкой. Четырехтактные и двухтактные.
Двигатели внутреннего сгорания суть тепловые двигатели
с подводом тепла при помощи сгорания замкнутой
воспламеняющейся смеси, которая после использования должно быть заменена
свежей (Противоположность: паровые машины, двигатели нагретого
воздуха с замкнутой циркуляцией.)
Помимо „кругового процесса" требуется „процесс смены
рабочего тела" для наполнения и очистки рабочего пространства и
„процесс смешения" для приготовления смеси перед или внутри рабочего
пространства.
а) Круговой процесс
Он содержит следующие процессы (см. отд. .Теплота": Особые рабочие
процессы и т. д., Хютте, т. I, стр. 657):
1. Подвод тепла (приращение энтропии) посредством сгорания топлива
с повышением давления или объема (термохимическое преобразование энергии).
2. Отдача работы на поршне или лопатках во время и после подвода
тепла (термомеханическое преобразование энергии), большей частью связанная с
относительно меньшей затратой работы перед подводом тепла: сжатие поршнем или
лопатками для увеличения возможной отдачи работы. Поршневые двигатели почти
всегда с механическим преобразованием энергии кривошипным механизмом.
3. Отвод тепла (уменьшение энтропии) неиспользованного остатка его
(выхлоп, охлаждение, лучеиспускание).
1. Подвод тепла при сгорании (термохимическое
преобразование энергии). В качестве горючих смесей служат как смеси
воздуха с газообразными или пылевидными, полностью сгорающими,
соединениями углерода и водорода, так и твердые или жидкие,
содержащие кислород, углеводородные смеси, сильно увеличивающие
свой объем при сгорании вследствие выделения газов: взрывчатые
вещества, порох (в ракетах и т. п.). Последние нерентабельны.
Классификация по образованию рабочей смеси и сгоранию:
а) Предварительное образование готовой смеси
при техмп^ратуре меньшей температуры вспышки и -зажигание
в надлежащий момент при помощи особого „запальника": двигатели
с зажиганием (например карбюраторные двигатели, взрывные
турбины, стр. 487).
Опасны „преждевременные вспышки" горючей смеси от остаточных газов, от
нагара масла или горячих частей и т. п., дающие обратные вспышки во время
всасывания, во время и вследствие сжатия (самэвоспламенение); поелейнее
ограничивает степень сжатия. При наличии достаточного времени и хорошо
выполненных смешивающих устройств, возможно полное сгорание при
небольшом избытке воздуха. Распространение вспышки готовой
горючей смеси обусловлено физически составом смеси, температурой, давлением и
длиной пути, а г отому для того, чтобы оно заканчивалось по возможности до
начала расширения, но также без удара (стук), для регулирования и сжатия имеются
узкие границы,

Кругсвой процесс
411
b) Образование и сгорание рабочей смеси
непосредственно друг за другом: двигатели с сгоранием
при постоянном давлении или форсуночные двигатели, например
дизеля, двигатели с калильной головкой, газовые турбины
постоянного давления, топки.
Полное овладение сгоранием благодаря регулируемому перемешиванию
составных частей смеси: никакой опасности преждевременной вспышки (самое большее
отсутствие воспламенения или позднее воспламенение), вследствие чего степень
сжатия не ограничена. Вследствие ограниченности времени для механического
перемешивания (особенно при больших скоростях поршня), для полного сгорания
требуется большой избыток воздуха, чем ограничивается среднее давление; с другой
стороны, при регулировании на нижней границе возможен произвольно большой
избыток воздуха. Для обеспечения вспышек применяется подогрев составных
частей смеси за счет высокого сжатия (дизеля) или подогрев стенок (двигатели с
калильной головкой); для различных топлив, например газового или дегтярного масла,
требуется различный подогрев.
2. Механическое преобразование энергии. Механическое
преобразование энергии, т. е. отдача работы от газа к рабочему
механизму, может происходить:
a) статически при одновременной отдаче работы и
расширении с любой величины падения давления (двигатели
внутреннего сгорания с наибольшим давлением 20—60 кг/см2, орудия
с 2000—4000 кг/см2), сопровождаясь обычно в поршневых
двигателях быстрым переходом энергии от попеременно-возвратно
движущегося поршня к валу при посредстве кривошипного механизма.
Примеры поршневых двигателей без преобразования кривошипно-шатунным
механизмом: двигатель со свободным поршнем Лангена, газовый насос Гемфри
(стр. 448, 491 и ел.) с жидким и жестким поршнем; пневматическое ружье. Двигатели с
вращающимися поршнями не имеют до сих пор значения вследствие трудностей
уплотнения и изнашиваемости.
b) динамически (сначала создание некоторой скорости за
счет расширения рабочего тела, затем отдача работы с малым
падением давления) при помощи турбин непосредственно на вал (стр. 487).
Затрата работы на сжатие производится в обоих случаях
поршневым или турбокомпрессором.
Преимущества поршневых двигателей: так как для теплопередачи через
стенки и для потери от неплотности через узкие зазоры, при достаточно частых
сменах (вследствие медленного распространения колебаний), средние значения
температур и внутренних давлений не слишком велики, то несмотря на высокие
температуры и давления кругового процесса в поршневых двигателях возможно,
в противоположность турбинам постоянного давления, иметь умеренными
температуру стенок и потерю давления (от неплотности). Использование возможности
соединения в одном рабочем пространстве при поршневом двигателе всего
процесса уменьшает происходящие в турбине потери перепуска горячих и
высокосжатых газов в компрессоре, пространстве сгорания и турбине. Поэтому турбины
применяются главным образом в качестве турбин отходящих газов (Броун-Боверй)
или как турбины предварительного сжатия (Бюхи, Рато) для нижней ступени
давления кругового процесса. -
Недостатки поршневых двигателей. Большая неравномерность рабочего
давления на поршень и соответствующего крутящего момента требует введения
аккумулятора энергии (маховиков) или же особого расположения цилиндров для
выравнивания инерционных усилий и крутящего момента. Основной вес двигателя
обусловлен наибольшим значением max p (прочность!), в то время как мощность

412 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. I. Характеристика
зависит от средней величины р с , причем скорость поршня с ограничена
величиной масс и тречием. Для веса единицы мощности (вес на 1 л. с.) имеет
большее значение абсолютная величина хода поршня, отчего большие поршневые
двигатели имеют особенно большой вес на единицу мощности сравнительно с
турбинами.
3. Отвод тепловых отбросов. Не превращенный в работу
остаток тепловой энергии частично отводится от рабочего
пространства через стенки (нагрев стенок), в то время как другая
часть (теплосодержание рабочего тела) отводится с отработанными
газами и рассеивается (вследствие смешения с наружной
атмосферой, вследствие Еспрыска воды или поверхностного охлаждения)
или же подвергается последующему теплоиспользованию.
Отвод тепла таким образом лишь частично происходит во время кругового
процесса, главным же образом при процессе смены рабочего тела.
Ь) Смена рабочего тела (зарядка и выхлоп)
Смена рабочего тела производится обычно и главным образом
в той части кругового процесса, в которой закончены подвод тепла
и отдача работы, причем продукты сгорания, в качестве
отработанных газов, выпускаются в окружающую атмосферу, а свежие газы,
т. е. горючая смесь, поступает по топливному и воздушному
трубопроводам. Таким образом необходимо наличие отработанных
газов, свежего воздуха, т о fi л и в а. К этому нередко
присоединяется: продувка остаточных газов при помощи
продувочного воздуха. В турбинах все газы подаются
компрессором, т. е. самой турбиной. В поршневых двигателях существует
несколько способов для смены рабочего тела, т. е. зарядки:
1. Попеременное выталкивание (опорожнение) и
всасывание (наполнение) друг после друга при помощи рабочего
поршня как поршня насоса:
a) Наполнение и рабочий процесс при одном ходе поршня,
выталкивание при обратном ходе поршня (двухтактный процесс)
без предварительного сжатия, сгорание вследствие
зажигания (фиг. 1, стр. 413) (Ленуар, Ланген, орудия), с
предварительным сжатием в особом насосе, перепуском сжатой смеси,
зажигание с помощью запальника или горелки (фиг. 2) (до сих
пор не имеет особого значения).
b) Наполнение и рабочий процесс в раздельные хода: полный
процесс в 4 такта, включая ход сжатия а) с выталкиванием
остаточных газов (фиг. 3} (Аткинсон, насос Гемфри): ход наполнения s1}
ход сжатия s2, рабочий ход sB и ход выталкивания s4 порознь, (3) без
выталкивания остаточных газов из пространства сгорания (фиг. 4)
(Отто); все хода одинаковы, простейший и потому
наиболее распространенный прием в поршневых
двигателях с кривошипным механизмом, y)
подобные же двигатели, но со сжатием в особых насосах для увеличения
заряда при всасывании (способ Бюхи, высотные двигатели).

Зарядка, и выхлоп
413
2. Одновременный выхлоп отработанных газов
и впуск свежих газов во внешней точке за счет части ра-
\Ь
У/;/М7лг//м;;м/;4
Фиг. 1.
Фиг. 2. Фиг. 3.
Старый способ замены рабочего тела.
бочего пространства, например при помощи продувочного насоса
или же при помощи отсасывания за счет разности давлений.
Рабочий процесс двухтактный (фиг. 5).
[ИЗ
Остаточные .
Наполняемый
' объем Цр
Продувка I
, Объем xoffa
поршня Щ,'
Новый способ замены рабочего тела.
Фиг. 4 (четырехтакт- Фиг. 5 (двухтактный Фиг. 6
(четырехтактный цикл). цикл). ный цикл с продувкой).
Промежуточное между пп. 1 и 2 решение: продувка остаточных
тазов при четырехтактном процессе во внутренней мертвой точке

414 Т. III. Отд, 4. Двигатели внутр. сгорания. И. Расчет и конструкций
при помощи особого продувочного воздуха, который одновременно
служит для наполнения (наддува) во внешней мертвой точке
(фиг. 6) (Премье, MAN и др. в целях увеличения мощности).
Если t ир обозначают средние по времени темлературу и давлзние,
то при четырехгактном процессе (фиг. 3 и 4) / /шах tup /max/? будут
меньше, что благоприятно в отношении температуры стенок (трещины,
преждевременные вспышки) и плотности поршня, но неблагоприятно в отношении
равномерности хода и использования материала (вес) рабочих цилиндров. Выполнение
по фиг. 4 (Отто) вследствие отпадения особого насоса и употребления простого
кривошипного механизма получило преимущественное
распространение.
При применении продувки (фиг. 5), если продувочные окна расположены
в конце хода поршня, рт/тахр почти вдвое больше, чем при четырехтактном
процессе и пр.и эгом возможно простое щелевое управление поршнем.
Расположенные снаружи насосы могут быть легко применены сразу для нескольких
цилиндров (так же, как лопаточные насосы). В двигателях с зажиганием продувка самой
сме:ью затруднительна вследствие опасности преждевременной вспышки свежей
смеси от соприкосновения с отработанными газами. Количественная регулировка
невозможна» а возможна только качественная регулировка (стр. 440). Потеря
свежего воздуха и газа при продувке трудно устранима (промежуточная прослойка
из чистого продувочного воздуха непостоянна). Более высокое tm/max. i
увеличивает опасность преждевременной вспышки и образования трещин. Поэтому
двухтактный процесс за исключением небольших двигателей с зажиганием и двигателей
с трудно воспламеняемыми смесями (доменный газ) применяется преимущественно
в двигателях с калильной головкой. Особый продувочный насос для подачи воздуха
в целях простоты устройства заменяется часто действием другой стороны самого
рабочего поршня (или ступенчатый поршень), например в двухтактных двигателях
с калильной головкой.
II. Расчет и конструкция поршневых двигателей
а) Обозначения и основные уравнения
Расчет и сопоставления в поршневых двигателях целесообразно относить к 1 л
объема, проходимого поршнями всех рабочих цилиндров (= рабочему объему V, ),
выраженному через рабочий ход s3 (фиг. 3):
A =A/Vh —литровая работа [мкг/л] I QQ— литровое тепло [кг-каЛ/л]
Na~ N/V, —- литровая м эщность [л. с/л\ О0 — литровая поверхность [дм2/л]
Ж0= -М/^д - литр, крутящ. мом. [кг»см/л] I GQ — литрозый вес [кг/л]
Дальнейшие обозначения:
ш — угловая скорость [сек.— Ц.
п — число ходов поршня \
па - число рабочих ходов } одного цилиндра в минуту,
/ — число цилиндров одинакового размера,
F — действительная площадь поршня [дм*]у
s — ход поршня [дм]л
Vh~Fs — объем, проходимый поршнем одного цилиндра [дмР\,
с =s[nfj /г/30 —средняя скорость поршня[м/сек],
В — часовой расход топлива, 1 отнесенные к одинако-
Н — низшая теплотворность топлива [кг кал] ] вым мерам [.и3, л, кг\,

Расчет дв-игателей: основные уравнения
415
Q = BHJQ0na — расход тепла в кг-кал на один рабочий ход одного цилиндра,
Q = Q/V, — литровое тепло двигателя [кг-кал/л],
{теплотворность всосанной смеси \кг-кал\л\ при 15° и 735,5 мм
рт. ст.,
литровая теплотворность, вычисляется по низшей
теплотворности топлива,
X = Q0/Q—общий коэфициент наполнения или отношение действительного
расхода тепла на 1 л рабочего объема одного хода поршня к
теплотворности 1 л смеси при 15° и 735,5 мм рт. ст.,
W-=BH IN — часовой расход тепла \кг-кал\л. с. ч\,
t\ — экономический к. п. д. (степень использования энергии),
р — среднее рабочее давление [кг/см*] \
/р **\ __ \кг\мЧ | отнесенное к рабочему ходу,
W, т) ир — относятся всегда к определенному состоянию отдачи работы,
например к возникшей в рабочем пространстве индикаторной
мощности N. ПР^, t) ., р ^ или к эффективной мощности
N (W , тп , р \ после вычета всех потерь в двигателе и вспо-
могательных машин
Рабочий объем:
Vh [л] = isF. (1)
Если дано s/d, то объем одного рабочего цилиндра
Vhl= 0,785 d*.s/d. (la)
Табл. И(Хютте, т. II, стр. 248) позволяет в правом углу (2) прочитывать V, , при
данных sad, как равно прочитывание s\J. i
Расход тепла:
Литровое тепло:
Qo = BHJ(VhGOna) = \Qg. (2)
Так так W = BHJN, то Q0IW = N/Vh 60 na = NQ/60na.
Отдача работы:
Литровая работа:
AQ = -y- [мкг/л] = у = 10 рт [кг/см2].
Литровая мощность:
^0 = Л7Уй = Л0/75.лй/60 = ». (3)
Среднее давление:
рт = 450 N0/na = 27 000 QJW. (4)
Фиг. 7: графическое определение^ пор (и наоборот) при
любом числе оборотов при помощи вспомогательной линии Z, соответствующей п =
= 900/мм: дано протекание рт с изменяющимся числом оборотов п. Провести при
числе оборотов 1 и среднем давлении 2 горизонталь 23 к вспомогательной линии
и луч 34; 4 и соответственно 5 суть литровая мощность при этом числе оборотов.

416 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
Подобный же способ для любого другого числа оборотов Г дает, при помощи
проведения линий V 2' 3' 4'у прочие точки кривой N0. Начерченные линии
представляют собой протекание р и NQ для одного четырехтактного автомобильного
двигателя, в случае двухтактного двигателя вспомогательная линия проводится
не при я = 900, но при п = 450.
Мощность
при двух тактах
N=VhN0=Vhpmn/450
или N=-^ iFpmcm
при четырех тактах
N=VhN0=VhPmnl900 (5)
или М=-ъ--1Гртсп
(5а)
Вычисления целесообразно производить по ур-нию (5), причем
может быть использована фиг. 7, или же по ур-нию (5а), причем
возможно воспользоваться табл. И (Хютте, т. II, стр. 248). Так как N =
= М [кгсм] • ш/7500, то средний момент при четырех тактах
М [кгсм] = 80 рт [кг/см*] • Vh [л] или М0 = 80 рт. (6)
Коэфициент полезного
действия:
' 427 * <?0 42,7 Q0 '
откуда
(4а)
т
Рт = 42,7 ц„ Q0 =
= 42,7 у* * Qg-
Так как далее 1 л. с, ч. = 632
\9ЛЬкг-кал, то получится
Y)w = 632iV/5//w = 632/r,
а расход тепла
кал/л. с. ч.].
(7)
V7 = 632/y]w [кг-
Пример. Допустим, что по аналогии
Фиг. 7.
(ср. табл. 6, стр. 435), например рт& =
= 5 кг/см2 при длительной нагрузке.
Требуется получить N = 500 а. с. при я = 250 об/мин (трехфазный генератор) и
четырехтактном процессе. Тогда по ур-нию (5) Vfc=900 N/Pmn) = 900 500/(5-250) = 360 [л],
что при четырех цилиндрах простого действия дает У^== 90 л и N\ = 125 л. с;
при 6 цилиндрах соответственно V^ = 60 л и iVi = 83,5 л. с. Из ур-ния (1а)
получается при sjd7^\,2 округленно ^ = 4,60 [дм] или соответственно 4,0 [дм], чт0 по
ур-нию (1) дает ход поршня округленно 5,40 или соответственно 4,80 [дм] и среднюю
скорость поршня с = 4,5 либо соответственно 4,0 м/сек.
Если исходить из определенной скорости поршня, например ст = 4,5 [м/сек]
или определенных размеров, то вычисление делается по формуле (5а) или
ориентировочно по табл. II (Хютте, т. II, стр. 248), из которых легко выявляется взаимная
связь d, F, s, Vh , s/d, щ ст и мощность N. для любого рабочего цилиндра.
Примеры для точного вычисления значения р по ур-нию (4а) см. стр. 426.

Литровое тепло. Характеристика, смесей 417
Характерным в отношении использования двигателя является
литровая мощность NQ, которая зависит согласно ур-нию (3) от числа
оборотов п и среднего давления рw, которое в свою очередь зависит
[по ур-нию (4а)] от возможного расхода тепла цилиндра Q0 и
достижимого к. п. д. f\w.
Ь) Литровое тепло. Коэфициент наполнения, коэфициент
полезного действия, среднее давление
Расход тепла в рабочем цилиндре. Измеряется действительный
расход тепла, т. е. потребление его при помощи измерения часового
количества топлива В и его низшей теплотворности Ни% откуда
получается Q = BHJ60 na. Вычисление расхода тепла рабочего
цилиндра производится через литровое тепло двигателя по ур-нию (2),
в зависимости от литрового тепла смеси Qg и общего коэфициента
наполнения X.
1. Литровое тепло смеси Qg вычисляется как среднее значение
свеже введенных составных частей (т. е. без остаточных газов) даже
в тех случаях, как в дизелях, когда равномерного перемешивания
смеси не имеется.
Употребим следующие обозначения (помимо обозначений на стр. 414):
Q , — теоретическое литровое тепло при полном сгорании (без избытка
- воздуха, но и без недостатка),
ю == Q Ю , — характеристика смеси *) для действительного достигнутого
литрового тепла,
VB — объем 1 кг газа или парообразного топлива \
Vi — действительный расход воздуха на 1 кг топ- ' в литрах при 15°
лива; min V^ —теоретически необходимое f и 735,5 мм рт. ст.,
количество воздуха J
у. = V^ / VB — действительный коэфициент смешения,
min \t. —mm'Vi/VB — химический коэфициент смешения,
#w—в кг-кал/кг— низшая теплотворность 1 кг топлива.
Табл. 1 дает значения Hw VB, HJVB, min VD min p и Qch для
важнейших моторных топлив. При этом
Ни HJVB
(?сА =
min VL -f- VB min [л -f- 1
Если (х очень велико, например при парообразных
углеводородах, то можно принять Qch = HJmin VL. Литровое тепло
двигателя будет тогда Q0 = X 0д = Ц Qch.
Пределы содержания топлива. Если известно только {* и min ^,
то значение ? получится из ур-ния <р = (min у. -f 1)/(|л + 1) или если ц велико, то
9 « min i*/^. При у <.! (тощая, бедная смесь) соответственно уменьшается Q ; при
*) В русской литературе употребляется обычно понятие коэфициента избытка
воздуха а, отличное от <р автора.
Зак 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 27

418 T- HI. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
Таблица 1. Характеристика топливных смесей
Топливо
(CJ
(н«)
Пары
Газы
Алкоголь, чистый
80% |
Бензин 1
Керосин J • • • •
Газовое масло . .
Пентан СбН12 • •
Гексан С6Н14 . . .
.Гептан C7H!S . . .
Окись углерода СО
Метан СН4 ....
Ацетилен С2Н2 . .
. Светильный газ
(коксовый газ)
Водяной газ . . .
Генераторн. газ . .
^Доменный газ
Н
и
кг-кал/кг
8100
28 700
6 400
4 860 1
9 590
10 600
до 10 200
ок. 10 0J0
10 850
10 670
10 660
2 440
j 28 700
11 900
11 6^0
ок. 9 000
1 3 580
1 100—1 300
ок. 765
Пары (газ) при 15°
и 735,5 мм рт. ст.
л/кг
кг-кал/л
(твердое)
(жидкое)
650
900
270
ок. 220
ок. 200
256
216
188
874
12 100
1525
940
ок. 2 000
ок.1 550
ок. 1 000
850
9,8
5,4
35,5
ок. 48
ок. 50
42,5
49,5 1
56,8
2,800
2,360
7,820
12,360
ок. 4,500
ок. 2,300
1,100-1,300
ок. 0,900
9 700
29 100
7 600
6 100
11 200
12 800
до 12 200
ок.12000
12 900
12 850
12 800
-
S 1
-
11,7
6,8
41,5
ок.57
ок.60
50
59
68
2,38
2,38
9,52
11,9
ок. 5,2
ок.2,1
1,0-1,2
о к. 0,75
«А
кг-кал/л
0,835
0,990
0,770
0,693
0,835
ок. 0,830
0,820
0,830
0,825
0,825
0,830
0,700
0,745
| 0,960
1 0,740
0,740
0,550—0,590
0,510
со > 1 (жирная, богатая смесь) полное сгорание невозможно и потому химический
коэфициент использования д. б. т\ , < 1. Полное сгорание в С02 и Н20 возможно
в действительности только при внешнем смешении и бедных смесях, т. е. возможно
при определенном избытке воздуха, а потому в интересах потребления топлива
в двигателях с зажиганием должно быть ф < 0,85 — 0,90, а в двигателях с
калильной головкой даже ср < 0,65 — 0,70, если rt , = 1. При сплошном или местном
обогащении смеси (ф > 1) в случае углеводородных смесей появляется большее или
меньшее образование сажи, что затрудняет эксплоатацию. При смесях, содержащих
водород (водяной, светильный, коксовый и генераторный газ) значение ср ограничено
сверху еще скоростью сгорания и соответственно преждевременной и чрезмерной
сильной вспышкой, которая возрастает с увеличением содержания Н2 и
уменьшается с возрастанием содержания С02. Поэтому, например, для среднего
светильного газаср<0,7, так что литровое тепло смеси Q <: 0,7*0,740 < 520. Также и
снизу ф ограничено скоростью сгорания, если она ье допускает своевременного
проникновения зажигания (Хютте, т. I, Скорость сгорания, стр. 714). Нижняя
граница ф очень разнообразна при различных топливах и сжатиях. Фиг. 20 (стр. 434)
показывает границы вспышки рабочей смеси топлива с воздухом при атмосферном
давлении по Эйтнеру. В двигателе эти границы немного смещаются.
2. Общий коэфициент наполнения X=Q0/O =ХГ- Хл • X,
Обозначения (фиг. 8 и 9, стр. 419 и 421).
Vh=F \дм2] s [дм] — объем хода поршня [л],
'■/ (8)

Коэфициент наполнения
419
V — редуцированный на 735,5 мм рт. ст. (1 am) объем
смеси,
Ve— редуцированный на 735,5 мм рт. ст. и 15° объем сухой
V — (при 2-тактн.) — редуцированный на 735,5 мм рт. ст.
объем продувочного насога,
X = VfijVh— общий коэфициент наполнения (равный QJQ ),
Х = VJVh— коэфициент наполнения, 9
Ху— влияние температуры на X,
X — „ давления воздуха на X,
сухой
смеси,
и 15°
Т = 273 + t
„ влажности „ „ X,
■ абсолютная темиератупа наружного воздуха '
X зависит от отклонения от
нормального состояния
температуры Хг, давления (X ) а также
влажности (Х^) в двигателе и вне
его, затем от наполнения Х^ во
время всасывания (включая
наддув, перетекание и выдувание
остаточных газов свежей смесью).
Табл. 2 содержит употреби*
тельные значения X для 4-тактных
двигателей с принудительным
открытием или самодействующими
всасывающими клапанами.
Фиг. 8.
Таблица 2. Значения X при четырехтактном
двигателе при полной нагрузке
Двигатель
Тихоходный
Быстроходный
Всасывающий
клапан
с приводом
самодейств.
с приводом
самодейств.
X
0,8 —0,88
0,75-0,8
0,75—0,8
0,65—0,75
Для одного авиационного двигателя Гибсон нашел:
п = 1600
i = 0,77 — 0,83
1800
0,75 - 0,81
2000 об/мин
0,7 — 0,77
Высшие значения определены для наибольшей степени сжатия.
Пример вычисления литрового тепла Q0 двигателя и характеристики
смешения <р: в одном четырехтактном двигателе при полной нагрузке и п = 40J об/мин
расход топлива был В = 6,9 кг[г бензола с Ни= 9700 кг-кал/кг. Размеры: 2
цилиндра, диаметр 150 мм% ход 210 мм, что дает V =7,4 л, п = 200 и по ур-нию (2)
QQ = 6,9-9700 (7,4.60.200) = 0,750 кг-кал/л. Приняв X = 0,80,°гюлучим <?Q = 0,80 ? • Qch
и так как для бензола по табл. 1( стр. 418) Qc7l= 0,835, то «р= 0,753/(0,80.0,835) = 1,12!
Двигатель таким образом работает со слишком богатой смесью, жиклер должен
быть уменьшен.
27*

420 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
а) Влияние внешних условий двигателя. Влияние
Хг наружной температуры на вес всасываемого газа и воздуха по
сравнению с нормальным состоянием бывает часто значительным,
вследствие чего низкая температура улучшает QQ и рт.
Теоретически ^та—Т\Ь°!Та '■
(273 -f 15)/(273 + *а), так что при
*„ = +зо°
\Та= 0,95
в о;0 — — 5
+ 15°
1,0
—
0°
1,05
+ 5
— 15°
1,12
+ 12%
Изменение температуры наружного воздуха Д^а= 3° дает таким образом
изменение Q0 почти на 1 %. ИРИ опытах Гибсона с одним авиационным двигателем было
наЗдено, что для р и соответственно Ne влияние kt частично изменяется
другими явлениями, так что при изменении нагрузки на 1% требовалось Д^=7° (на
высоте 5000 м было Д*а= 4,2°). Оно согласуется с американским (S. A. E Handbook
1929, стр. 72) фактором >^а= ^T\^oJTa с учетом наружной температуры при дви.
гателе с карбюрацией.
Влияние Хр барометрического давления Ь и
соответствующей высоты:
Х^ = 6/735,5,
где Ь — давление по барометру в мм рт. ст.
Имеет значение при установке двигателей на горах и
возвышенных равнинах, но особенно для авиационных двигателей. Табл. 3
дает влияние высоты при эксплоатации на X при принятой средней
величине температуры и давления на высоте.
Таблица 3. Теоретическое влияние
Высота над
уровнем
моря
м
0
500
1000
1500
2 0С0
2 500
ЗООО
3 500
Средн.
*а
+10
+ 7,5
+ 5
+ 2,5
0
— 2,5
- 5
1 — 7,5
годов. 1
Ь
мм
рт. ст.
762
717
675
634
596
560
525
493
хТаАр
1,02
0,959
0,918
0,873
0,827
0,785
| 0,742
0,704
высоты на коэфицие
Высота над
уровнем
моря
м
4000
450.0
5000
5500
6000
6500
7000
Средн.
*а°
о,
—10
—12,5
--15
-17,5
-20
| —22,5
-25
нт наполнения
годов.
Ъ
мм
рт. ст.
462
433
405
379
355
332
310
Ja pa
0,666
0,63
0,595
0,562
0,532
0,502
0,474
Высокая влажность тоже уменьшает долю воздуха. Если h—давление
насыщения водялыми парами при некоторой температуре, «V—действительная влажность,
то Х/? = (р — Щ\р. При га =40° и с = 0,80 это составит едва 4% по сравнению
с / = 20°.

Коэфициент наполнения
421
Фиг. 9.
b) Влияние внутренних условий двигателя: \т
X Изменение температуры внутри двигателя на Д/j0 про-
исходит через стенки рабочего трубопровода, клапана и горячие
стенки рабочего пространства до конца наполнения; при жидких
топливах вследствие охлаждения при испарении и особого нагрева
о горячие стенки.
Для рассмотрения процесса всасывания принимают, что остаточные газы
отделены от свежей смеси как бы подвижной адиабатической перегородкой. Тогда
действительный объем V , редуцированный на 15° и 735,5 мм рт. ст. (согласно
обозначением йа фиг. 8), будет
./ _{Уш-УдРш-М8 288
Ta+Lti '^+AV
где Т — температура смеси перед двигателем, ДЛ -— изменение температуры в
трубах и от стенок двигателя, но без подогрева от смешения с остаточными газами.
Изменение давления по
сравнению с атмосферным внутри двигателя
подлежит рассмотрению при предварительном
сжатии воздуха (соответств. топлива) в
целях повышения мощности (kpi > If) или же
для компенсации низкого барометрического
давления при высотных авиационных
двигателях.
X целесообразно относить к среднему давлению перед регулирующим идрос-
Pi
селирующим приспособлением двигателя. Изменение давления в этом
приспособлении и после него проще предусмотреть в коэфициенте наполнения X относя
последний опять к внешнему давлению перед этим приспособлением.
c) Коэфициент наполнения \r~VfIVh. На фиг. 1— 6
(стр. 413) представлено изменение объема наполнения по отношению
к объему хода поршня Vh. Оно может быть определено в
нормальном четырехтактном двигателе по диаграмме слабой
пружиной по пересечению с атмосферной линией (фиг. 8) и зависит
в большой мере от сопротивления клапанов (стр. 444).
При двухтактных двигателях с продувкой согласно фиг. 9
кроме Ve характерно отношение всего количества продувочного
воздуха Vs к рабочему ходу (при 15° и 735,5 мм рт. ст.) и
остаточным газам R (при 15° и 735,5 мм рт. ст.), так что кроме общего
.коэфициента наполнения Х= VeIVh надо отметить также избыток
воздуха V8I Vh (по Мейеру) или Vymax V (по Нейманну), коэфициент
продувки VJ(Ve + R) и потерю заряда (Vs— Ve)/V8.
Нейманн нашел на одном быстроходном двигателе Юнкерса между числом
оборотов 800 и 120Э в мин. избыток воздуха равным 1,8 до 1,6, коэфициент
продувки — 0,91 до 0,95, потерю заряда — 0,2 до 0,4, общий коэфициент наполнения
Х=0,8 до 1,25. При кривошипно-камерной продувке в двухтактных двигателях
избыток воздуха равен 0,5 до 0,7, коэфкциент продувки — 0,6 до 0,85 и общий
коэфициент наполнения еще меньше, -чем коэфициент продувки.
Изменение отнятия тепла в целях
регулирования. Возможность понижения литрового тепла и поэтому мощности

422 T- HI. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. И. Расчет и конструкция
двигателя при помощи уменьшения \г или <р по ур-нию Q0 = ^Qch
привела к регулированию наиомнением (количественное
регулирование) и к регулированию качеством смеси (качественное
регулирование) как простейшим средствам регулирования (см. о регулировании
стр. 441).
3. Коэфициент полезного действия. Для определения к. п. д.
в двигателях измеряется эффективная мощность Ne (из которой
вычислением определяется сред-.
нее эффективное давление рте)
при помощи электрической
нагрузки или по крутящему
моменту М (тормозом,
пендель-динамо,или по скручиванию вала) и
число оборотов п, затем среднее
индикаторноедавление/?^по
индикаторной диаграмме (обычно
удовлетворительно лишь до п = 500
об/мин), при помощи которого
вычисляется индикаторная
мощность Nt.
4 Затем определяется часовой
расход топлива В при
соответствующей нагрузке и
теплотворности топлива Ни, откуда
определяется расход тепла на л. с. и
эффективный к. п. д. r\we. Из
потерь достаточно точно можно
определить „химическую потерю"
от неполного сгорания и
„гидравлическую потерю" в
клапанах и трубопроводах;
приблизительно также потерю на трение
Nr=Ni—Ne при помощи привода
теплого двигателя без зажигания. Отсюда выводится тепловой
баланс двигателя по фиг. 10.
На фиг. 10 нанесены по ур-нию 4а (стр. 416) рт= A2,lQQt\w, Рт<? Рш1 и
литровое тепло двигателя Q3 в масштабе 42,7Q0 в зависимости от доли нагрузки (от
холостого хода до длительной нагрузкл и перегрузки). Также дан эффективный
к. п. д т) =/? /42,7 6П, затем расход тепла W на л. с. и теоретический термине-
toe туьв и б „
СКИЙ К. П. Д. 1)^.
Соответственно потерям процесса смешения (тг) ,), кругового процесса С^. .),
процесса смены рабочего тела (tj, )и механического преобразования энергии (ъ )*
эффективный к. п. д. т) является результирующим из четырех коэфициентов r\we =
1. „Химические" потери обусловлены неправильно
проводимым процессом смешения (неполнота сгорания вследствие
недостаточного смешения или слишком высокого содержания топлива
[ -^достаток воздуха] и выряжается „химическим к. и. д." t\ch сгора-
W,
ZSOO -
woo-
\
\
\
\
О.Ч1 \
о,*
04S
0,3
0,2S
п
o,ffym
jp£>
О,
Wh
\
\
\
\
\
S<fy
ЧчУЧ
^имЫ
Щ
Рт;
Р-пге
25 6
s о
^Гч
\\N
^*
*Рг
7S 1
\
О?
j
а
b
!
arm
~5 I
Щ
'■ц
I
'2
ы*
Vks
ш
Voj
Vo,s
\
ft
■ Доля Ийтгмалънсй нагпузРи
Фиг. 10.

Коэфициент полезного действия.
423
ния, определяемого анализом топлива и продуктов сгорания на
несгоревшие части (см. Хютте, т. I, „Горение", стр. 727). Сюда
относится также потеря топлива при продувке свежей смесью, которая
особенно большой может быть в двухтактных двигателях с
зажиганием.
2. Потеря кругового процесса выражается
индикаторным термическим к. п. д. Измерением получаем ч\т = рш/42,7 Q(],
где рш есть среднее индикаторное давление по индикаторной
диаграмме без гидравлических потерь (hph) (см- Фиг« Щ-
Аналитически "Чш — ^Л'7!^ гДе %а есть -теоретический
термический к. п. д.и кругового процесса, a rig есть
„степень использования" процесса.
am от
сипа Избыт давление
i . . . . i . ... I
О OJ 0.2 0,3 О.1* 0.5 Ofi 0.7 0,8 , 0.9 Ц>
Фиг. 11.
Для кругового процесса, протекающего без теплообмена со
стенками (адиабатически) и без потери рабочего тела, между
политропами сжатия и расширения и двумя равнозначными линиями
подвода и отвода тепла, например между двумя линиями постоянного
объема (цикл при постоянном объеме) или постоянного давления
(цикл при постоянном давлении) согласно т. I, Хютте, „Теплота"
(Особые рабочие процессы, стр. 658, фиг. 4 и 5), если е= Vy(Vo+ Vh)
есть степень сжатия х)
Ъп = 1 - *х~! и Wth = 632/^ «= 632/(1 - г*"1). (9)
1) В русской литературе степенью сжатия обычно называют обратную вели-

424 Т III. Отд. 4. Дбигатели внутр, сгорания. II. Расчет и конструкция
где Wth — теоретическое наименьшее потребление тепла при
механическом преобразовании энергии без потерь, приближающееся
к значению 632 с уменьшением* сжатия.
Показатель политропы х уменьшается с возрастанием температуры газа, так
что кажущийся или средний показатель х для всего кругового процесса бывает тем
меньше, чем богаче смесь или чем больше ф и соответственно р . Для двигателей
с газообразованием можно принимать
у. «1,39 — 0,25 е/(3 — <?).
Приблизительное протекание
температуры в двигателях с зажиганием,
сгоранием при постоянном объеме и
при двигателях с
самовоспламенением, с сгоранием при постоянном
давлении (при полной нагрузке) можно
видеть по фиг. 11, на которой нанесено
Г изотерм. Фиг. 12 показывает
значения т]., и W. в зависимости от
степени сжатия е для <р=0,5 и 1 при
процессе постоянного объема.
Двигатели с зажиганием (рисунок а наверху
направо) работают теперь при
значениях e = V4 и у7 при ф=0,5 до 1,
форсуночные двигатели (рис. Ь) между
e=V9 до Vie при <р<;0,65. в
последних величина давления ограничивается
соответствующим управляемым
вспрыском (рис. b на фиг. 12), чем
уменьшается max р, а также т).,. Кривая
Ь (фиг. 12) служит для <р = 0,5 и
max /7 = 45 кг/см*. Применяемые
степени сжатия см. табл. 6, стр. 435.
Потери от неполноты
кругового процесса выражены
через Ьрд (фиг. 10) или t\g и
возникают вследствие:
а) Затраты времени
или угла поворота кривошипа
на сгорание (Хютте, т. I, стр. 714),
которое не ограничивается
мертвой точкей, но вследствие
конечной скорости сгорания (на
которую может влиять также
диссоциация) и плохого
перевешивания заканчивается ранее или позднее во время расширения
(фиг. 13); в форсуночных двигателях кроме того вследствие
управляемого подвода топлива в рабочий цилиндр.
Соответствующая линия постоянного объема согласно фиг. 13 определяется
сопоставлением площадей А и В, между адиабатами сжатия и расширения, так
что V</ > V0, e'>e и также будет соответственно больше потребное Wfh.
Ъ) Теплопроводности стенок, вследствие чего утекает
наружу тепло, которое, в особенности в период сгорания и
расширения, воспринимается вследствие лучеиспускания и
теплопроводности, и не отдается обратно в период всасывания и сжатия.
Фиг. 12.

Потери
425
Степень использования кругового процесса возрастает с
количеством возникшего тепла, приходящегося на м2 в час поверхности
стенок, подверженной действию пламени (ср. тепловой баланс
охлаждения стенок, стр. 449), так как при этом потеря по отношению
к возникшему теплу будет меньше. Поэтому для повышения г\д
будет благоприятно низкое значение Om/F (т. е. отношение
средней поверхности стенок к площади поршня) и в особенности
высокое значение ст (скорость поршня).
с) Неплотности поршня и распределения бывают только
там, где неплотность легко предвидеть или трудно устранить, напри-
Фиг. 13.
мер в двигателях двойного действия с внутренними поршнями,
в выпускных клапанах, при продувочных щелях двухтактных
двигателей, иногда повышенных, но большей частью не поддающихся
измерению.
Величину г\§ трудно установить точно, однако в двигателях
с Ow//7<5 исш>4 м/сек можно считать достижимым yu = 0,85
до 0,9.
3. Гидравлические потери или потери потока при
процессе смены рабочего тела выражаются через kph (фиг. 10) и
соответственно f\h (гидравлический к. п. д.). Эти поддающиеся инди-
цированию потери мощности Nh, которые возникают в
трубопроводах при всасывании н выталкивании, в приспособлениях для
регулирования смешения и распределения, изображены на фиг. 13 (внизу
и справа) узкой штриховкой. Потери потока и в клапанах рабочих
цилиндров Nh, которые могут заметно влиять на степень
наполнения Х^, определяются довольно точно по среднему давлению pmi и

426 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
суммарной индикаторной мощности Nt. При насосах, отделенных от
главного двигателя, к этому присоединяются также потери
всасывания и выталкивания в них, которые могут быть повышенные и
при поршневых насосах определяются индикатором. Эти потери
Nra часто прибавляются к потере на собственно трение Nr.
rih не зависит от барометрического давления (высотные
двигатели) и в хороших четырехтактных двигателях бывает при полной
нагрузке от 0,94 до 0,96, а при двухтактных двигателях, в
зависимости от величины продувочного давления, от 0,9 до 0,8 и
менее, отнесенный к полной индикаторной мощности.
4. Потери на трение всей передачи—поршня,
кривошипного механизма, вала, распределения, привода насосов и
зажигательного устройства—выражаются через Д/?г (фиг. 10) и
соответственно Yjm (механич. к. п. д.) и работой трения Nr. Они бывают
различны в зависимости от выполнения, числа, смазки и
температуры трущихся частей. При полной нагрузке в двигателях с
зажиганием т]те = 0,8 до 0,92, в зависимости от конструкции, выполнения
и состояния смазки; для двигателей Дизеля = 0,75 до 0,9. При
малой нагрузке и при низком барометрическом давлении (высотные
двигатели) потеря Lpf лишь немногим меньше, чем при полной
нагрузке, вследствие чего при этом f\m значительно меньше.
Все не превращенное в полезную работу тепло (a-f &-J-C на фиг. 10) отводится
с отработанными газами как ощутимое {Ъ-\-с) и как химически связанное (а) тепло
или при водяном охлаждении отводится как тепло нагрева охлаждающей воды ф)
(г*/ Ya)» поскольку оно не повышает тепла пространства и днища.
Целью конструктора является достижение наибольшего значения t\w и ртебез
вреда для эксплоатации. Испытания выполненных машин показывают достижимый
в действительности к. п. д. и расход, который может быть положен в основу
расчета последующих двигателей.
4. Среднее давление. Средние значения рте для расчета
длительной нагрузки обыкновенных двигателей даны в табл. 6, стр. 435,
причем перегрузки принимаются на 10—12% выше.
Наивыгоднейшие значения относятся к двигателям с высоким у\д и \п, в
особенности для больших двигателей и именно при высоких скоростях поршня.
Примеры. 1. Расчет 20-с ильного двигателя светильного
газа (4-тактн.); наибольшая мощность 24 л, с. При наибольшей нагрузке принято
<р = 0,7, Q , = 0,740, так что Q = 0,520 кг-кал/л; далее пусть X = 0,85 и W на
основании испытания подобных двигателей = 2300 кг-кал/л. с. ч. Тогда имеем Q =
= 0,85.0,520 = 0,440 кг-кал/л и по ур-нию (4) (стр. 415) р = 27 000 QQ/№, = 5,2 am.
Принимая п = 300 об/мин, получим NQ = р п /450 = 5,2*150/450 = 1,72 л. с. на 1 л
объема, проходимого поршнем. Поэтому для получения 24 л. с. двигатель должен
иметь рабочий объем 24/1,72 = 14 л при п = 330 об/мин. Затем остается выбрать
окончательные размеры.
2. Четырехтактный двигатель двойного действия
генераторного газа: мощность 2000 л. с. при высоте над уровнем моря 1000 м.
По составу газа (табл. 1, стр. 418; вычисляется Qc^ = 0,580 кг-кал/л; Х^.Ху. может
быть принято 0,82, ^-р'^Та летом при барометрическом давлении 670 мм рт. ст. и
670 288°
t =+30° будет yzq • 7273 4- Z0)°~ = °»g65' ? может быть принято при полной
нагрузке С,85, так что:
Q0 = 0,82.0,865-0,85.0,580 = 0,35Э кг-кал\л.

Образование смеси 427 *
Расход тепла в этой конструкции по измерениям = 2000 кг-кал/л. с. ч., так что
2000 по^ , 27 000-0,350
при т,от = 0,90 получится W& = — =. 2200 кг-кал/л. с. ч. и Рт6 = J220 =
= 4,25 кг/см* (вместо 4,95 при нормальном состоянии атмосферы).
Целесообразно рассчитывать двигатель как нормальный при р =4,95 кг/см2
и эатем, при одинаковом шатуне и ходе поршня, применительно к месту установки,
увеличить площадь поршня и сечения цилиндра в отношении рг^-, так что рабо-
0,оЬ5
450-2000
чие давления при этом останутся прежнае: при этом будет V, = , ., в л.
ft
3. Двухтактный двигатель Дизеля 300 л. с. в цилиндре.
Так как топливо вводится жидким, то Qc^ = Hu/min V^ = -r^c™ = 0,840,ср <
< 0t65 для форсуночного двигателя. Наполнение в двухтактном двигателе вследствие
неполной продувки принимаем не свыше 8/4 такового при четырехтакшом двигателе,
так что X «0,60 и Q0 = 0,60-0,65.0,840 = 0,330 кг-кал/л. Расход тепла по измерениям
W. = 1600 к:-к ы/л. с. ч. без гидравлических потерь т^ в двухтактном двигателе.
Принимая ть -tq = 0,9-0,8, и предполагая наилучшее выполнение,
2^1Л0-0 ЯЯО
получим W = 2230 к:-кал/л. с. ч. и р = ——^с0~ = 4,0 am для наибольшей
450-300
нагрузки. При п — 150 об/мин получим V, = ^^-т = 225 л. Это дает для выбора
ге
s = 700 750 800 мм
d = 640 620 600 мм
с = 3,5 3,75 4,0 м\сек
4. В одном авиационном двигателе с е = 1 : 6 по калибрированному
воздушному тормозу был достигнет наибольший крутящий момент М = 80 р V, (по
ур-нию (6) на стр. 416), откуда р =8,5 кг\си2, а по расходу бензина определен-
8 5
ной теплотворности Q0 = 0,622 кг-кал/л. Отсюда получается: т) — .,- * сеп —
we 42,7-0,662
fi39 632
= 0,32 и W =_ = 1975 кг-кал/л. с.ч.Т. к. W., = ——«160С кг-кал/л.с.ч.
е q th (l-s*-l)
'го v '
(фиг. 12), то с достаточной надежностью получается?) ,-tj, -iq «0,89, и коэфициенг
наполнения диаграммы т]« 0,91 (высокий коэфициент наполнения как следствие
большой скорости поршня).
с) Смешение, зажигание, регулирование, распределение и
труб^ровод
1, Образование смеси воздуха и топлива. Смешивающее
устройство имеет целью тесное и однородное смешение
газообразного (парообразного) и пылеобразного (жидкого или твердого)
топлива с воздухом, в горючую смесь с определенной скоростью
сгорания. Для этой цели смешение и диффузию обеих составных
частей наиболее целесообразно производить во всасывающих
приспособлениях в местах наибольшей скорости и различных
направлений струй, чтобы облегчить перемешивание жидких топлив и их
распыливание за счет ударов и вихрей. Улучшение
достигается за счет разделения потока на отдельные струи или за счет

*428 т- П1. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
ступенчатого перемешивания топлива с воздухом. В двигателях
с непосредственным вспрыскиванием жидкости в рабочее
пространство распиливание и смешение достигаются за счет других
мероприятий.
Теория всасывающих и смешивающих устройств. На фиг. 14а
воздух и топливо соединяются после насадка £>, сечения /, коэфи-
циент сужения которого равен 1 и не зависит от скорости w. [Там, где
сопротивление создается не идеальным насадком по фиг. 14а, но
любым другим или несколькими дроссельными сечениями (например
фиг. 14Ь), его действие может быть заменено действием ,идеального
насадка" с сечением/(легко определяемого из опыта), причем все же/
в виду непостоянства коэфициента сужения не остается постоянным
Фиг. 14а. Фиг. 14Ь.
для всех количеств.] Дроссельное устройство WG (шибер,
дроссельная заслонка или главный всасывающий клапан) регулирует за
счет сечения и соответственно сопротивления количество смеси (ХЛ.
Пренебрегая скоростью перед насадком, возникающие в насадках DL
и DB вследствие падения давлений bpL и крв скорости wL и wB
находятся приблизительно в отношении
где fL и Yb~удельные веса в сечениях fL и /в.
Для жидкостей уравнение применимо лишь при сксфостях
выше „верхней пограничной скорости* или критической скорости
(т. I, „Механика", стр. 462 и ел.). Пропорция смешения весовых частей
будет
&в /b'^Ib^/bV \ЬРв)\Чв)т
Сохранение постоянства пропорции смеси. Пропорция смеси,
устанавливаемая сечениями fL и f^ остается согласно ур-нию (И)
неизменной также при переменных числах обаротов и нагрузке и

Образование смеси
429
переменном дросселировании смеси при помощи сопротивления WG)
если: а) остается постоянным т^Ля» что безусловно имеет место
при газообразном топливе; Ь) не изменяется fL/fB и с) статическое
давление р0 в трубопроводах перед дроссельным сопротивлением
остается постоянным.
При газах последнее может достигаться при помощи ручного
регулирования и самодействующего регулятора, тогда как при
жидких топливах для этого требуется перепуск топлива (фиг. 15)
или постоянный регулятор, например
поплавок (фиг. 16). Таким образом
давление на поверхность топлива
должно быть одинаковым с давлением
воздуха перед воздушным насадком.
Преимущества перепада
давления. Так как большая или меньшая
разница давлений между
трубопроводами для воздуха и топлива,
особенно при газообразных топливах,
часто неустранима (уже вследствие
неодинаковых колебаний в трубопро-
ФигЛ5. Фиг. 16.
водах), то если пропорция смеси не должна изменяться даже при
малой нагрузке и числе оборотов, должно быть Ар постоянно
большим по сравнению с этими временными разностями давлений. Чем
больше А/7 и соответствующая скорость в смешивающем
устройстве, тем невосприимчивее пропорция смешения по отношению
к колебаниям давления, тем надежнее сгорание и регулирование
хода, помимо преимущества тесного перемешивания.
Мероприятия для поддержания высокого
значения А/7 (в целях обеспечения равномерности смешения и качества
ее): а) Употребление диффузоров после сужающихся смешивающих
частей для достижения большего Ар без вреда для Х^ (фиг. 16);
Ь) самодействующего клапана, при котором А/» вследствие
собственного веса или действия пружины остается постоянно высоким даже
при умеренной нагрузке (фиг. 17, пример: смешивающий клапан
Кертинга); с) смешивающий клапан с принудительным движением,
при котором fL и /р уменьшаются с уменьшением расхода смеси
от регулятора или от руки; оно служит часто одновременно для
регулирования, причем \f определяется непосредственно измене-

430 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
нием Пр. На фиг. 18 изображен подвижной поршневой золотник
для газообразных топлив, а на фиг. 19 переставная плоская
заслонка с топливной иглой для жидких топлив (карбюратор для
авиационных двигателей). При этом кр и скорость смеси бывает
наибольшей при малой нагрузке. При устройстве на фиг. 18 путем
поворота золотника одновременно изменяется пропорция смеси.
(Сравни также смешивающий клапан MAN на фиг. 25, стр. 442.)
d) Применение особых смешивающих приспособлений для особо
низкого расхода смеси при малых числах оборотов: „пусковой
жиклер", „жиклер холостого хода", „регистрирующий смеситель".
Мероприятия для сохранения пропорции смеси, из которых
многие могут иметь одновременное применение, существенное для
Фиг. 17.
Фиг. 13.
Фиг. 19.
надежного пуска и холостого хода (например паралле/ьная работа
трехфазных генераторов), в особенности для двигателей с резко
меняющимся числом оборотов (двигатели для автомобилей, судов,
насосов, воздуходувок), индикаторная мощность которых и расход
смеси между min п и max п часто колеблется в отношении 1 :20.
Определение сечений. Если поддерживается падение давлений
bpL = Крв и наступает только в положении идеального сечения
fL и fB (фиг. 14а) соотношение сечений (предполагая одинаковое
сужение) для газов будет:
/в
{ъ)\/ггШ\^ъ-*Уъ
и для жидких топлив:
/в
-№<
Тб ' П :
:Р- V
Тв • 7ь •
(12а)
(12Ь)
Табл. 4 содержит средние сравнительные величины сечений
смешивающих отверстий при ср = 0,9 или 0,7. Для сечения fL была
принята за основу величина iL, равная 0,9 от нормальной плотности,
т. е. Yjr = 0,00106 кг\л. Абсолютная величина сечения получается
из тех соображений, чтобы средняя скорость воздуха в fL могла

Образование смеси
431
Таблица 4. Сечение
Газообразное
топливо ;
Светильный газ
(коксовальный газ) . . .
Генераторный газ . .
Доменный газ ....
Бензиновые пары . . .
диффузоров при смешении газообразных и
топлив с воздухом
«!
0,90
0,434
. 0,84
0,98
3,7
У iBfrL
1,05
1,52
1,09
1,01
0,52
minjj. = min Vjj/Vb
11,9
(17,5 при 9 = 0,7)
5,2
(7,8 при со = 0,7)
1,1
(1,34 при 9 = 0,9)
0,75
(0,95 при 9 = 0,9)
57
fjJfB
ок. 19
ок. 12
1,46
0,965
ок. 30
жидких
fB/fL
5:95
8:92
40:6Э
51 :49
3:9'.
Жидкое топливо
Бензин средний . . .
Алкоголь 80%-ный . .
1В кг1л
средн.
значен.
0,73
0,86
0,98
0,85
У тб/tl
0,028
0,0302
0,032
0,030
miny. = minV^/Gjg
(fx при 9 = 0,9)
ок. 12300(13700)
1120Э (12400)
10900 (12100)
6100 ( 6800)
WfB
при
9 = 0,9
380
375
390
204
Круглое
dBldL
• 5^5
5,2
5,05
7,0
быть принята 100 м\сек и выше без вреда для >у, если потеря
давления уменьшена постепенно расширяющимся насадком (фиг. 16).
Отсюда определяется fB. Там, где расширение насадка невозможно,
допустимо v = 50 до 60 м/сек.
Перемена топлива. Потребные для этого изменения отношения
сечений или топливных жиклеров при одинаковом ср получаются
из табл. 4. Наоборот, достижимое среднее давление рт при
перемене топлива зависит от теплотворности смеси Qch и степени
полноты сгорания. Для жидкого топлива при постоянном ср имеем
соотношение:
fB
Гв
"в WfW* Тб Рт Qcl
W"
Изменение пропорции смеси может быть достигнуто
изменением /jr/Zg, т. е. отношением входного сечения к пространству
смешения, например фиг. 19, стр. 430, где fB изменяется иглой,
и фиг. 18, стр. 430, где fJfB может быть изменяемо вращением
золотника, или же за счет изменения Ар^/ДрБ, т. е. переменные
сопротивления WL или WB одного (или обоих) насадков (фиг. 14Ь,

432 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
стр. 428); при газах для этого достаточно главного запорного
клапана.
При газообразных топливах установленная пропорция смеси
изменяется при изменении числа оборотов или количества смеси незначительно,
поскольку в обоих трубопроводах р0 остается постоянным (только вследствие
изменения коэфициента сужения при изменяющейся скорости).
При жидких топливахв сопле уменьшается плотность воздуха Y£
вместе с абсолютным давлением в пространстве смешения, плотность же жидкости ?£,
наоборот, остается постоянной. Таким образом GjJGj$ тем меньше, чем больше Д/ь
Кроме того истечение жидкости из обычных жиклеров с длинным сверлением
отверстия происходит при малых нагрузках более или менее отлично от
критической скорости (т. I, стр. 462 и ел.),, т. е. замедлено параллельностью потока;
может играть также роль, при дросселировании двигателя,' уменьшенное колебание
воздуха.
По этим причинам при уменьшении числа оборотов и сильном изменении
нагрузки (автомобильные двигатели) смесь делается беднее по содержанию в ней
топлива, а при увеличении числа оборотов и нагрузки, наоборот, слишком богатой,
так что правильная установка при холостом ходе, при полной нагрузке, дает
излишние потери и образование сажи.
Предохранительные меры: а) Применение коротких свободных от
трения жиклеров, как простейшее средство. Ь) Изменение fjj/в » например
самодействующее или управляемое подведение добавочного воздуха или дросселирование
притока топлива при большой нагрузке или увеличение притока при малой
нагрузке, с) Изменение падения давления Др# путем возбуждения разряжения в
поплавковой камере или перепускном пространстве („тормозящий воздух"),
увеличивающегося с нагрузкой.
Большинство карбюраторов для автомобильных двигателей предусматривают
приблизительно постоянный состав смеси при всех нагрузках при одновременном
обогащении на холостом ходе в целях лучшего воспламенения при пуске.
Плотность воздуха. При изменении плотности воздуха при
жидких топливах изменяется также состав смеси, так как плотность
топлива остается при этом постоянной. При низком давлении
воздуха, при высокой температуре его, в горах, и в особенности при
авиационных двигателях на высоте, смесь становится беднее по
содержанию воздуха, т. е. жирнее в отношении j/Vz/Tl .
Целесообразно подрегулирование от руки или автоматическое в
авиационных двигателях.
Дозировка топлива при помощи регулируемого насоса
необходима, если неизбежны неправильные колебания давления воздуха,
например в смешивающих приспособлениях двигателей Дизеля,
при которых распыливающий воздух и топливо смешиваются при
поступлении в двигатель (фиг. 22, стр. 440, приспособление MAN
Аугсбургского завода для двигателей Дизеля, для
предварительного смешения и распыливания). При двигателях с карбюрацией
вследствие непостоянства регулировки до сих пор не
употребляется.
Испарение и карбюрация жидкого топлива. При жидких
топливах целесообразно применять распыливание топлива в форме
тумана перед карбюрированием и избегать конденсации вследствие
изменения направления и скорости, а также от охлаждения стенок.
Примеры конденсации. Выпадение паров смолы из генераторного газа перед
двигателем, трудно испаряющихся составных частей топлива (при керосине и сма-

Зажигание и сгорание
433
зочных маслах всех сортов) в трубопроводе для смеси и на стенках цилиндра,
вследствие чего образуются капли, вредное смешение со смазкой, коксование и
образование нагара без сгорания.
Мероприятия против этого: 1) устранение резких изменений направления и
смены скорости (мест ударов) в смеси; 2) тонкое распиливание за счет большей
скорости воздуха (большее А/?) при каждой данной мощности и числе оборотов,
умеренная вязкость и поверхностное натяжение топлива (подогрев); 3) возможно
быстрое испарение тумана, достигаемое подогревом воздуха и топлива выше
температуры насыщения, причем этим предусматривается охлаждение Д^ при
испарения и уменьшение Ху вследствие подогрева. Достаточно, если температура стечки
трубопровода для смеси поддерживается выше температуры насыщения (табл. 5) на
величину охлаждения, (Температура насыщения получается по кривым состояния
пара данного топлива и парциального давления /?/[л пара в смеси. Для бензина в
табл. 1, стр. 418, для <р = 1, p/y. = ifa кг\см2. Этому парциальному давлению
соответствует средняя температура кипения бензина от —15 до—20°.) Подогрев
воздуха или смеси через теплопроводность металла двигателя теплотой охлаждающей
жидкости или за счет выхлопа. Последнее является наиболее сильно действующим
средством.
Таблица 5. Температура насыщения и охлаждение при испарении
Топливо
Алкоголь ....
Нафталин . . .
Парциальное
давление
р/тпщ
1/57
1/41,5
1/11,7
1 1/60 :
1/64
Температура
насыщения
смеси при <р = 1
К—15° до -20°
«+20°
«+40°
«+9Э°
Охлаждение
при испарении
« 30°
« о0°
«110°
« 35°
« 40^
Полное испарение топлива перед поступлением в двигатель
требуется только при недостаточном распыливании. При трудно
испаряющихся топливах требующийся подогрев затрудняет экспло-
атацию и регулировку, так" как установившееся состояние
достигается лишь подогревом от двигателя или в эксплоатации
употреблением легко кипящего топлива и трудно поддерживается
при перемене нагрузки или длительном холостом ходе.
2. Зажигание и сгорание
а) Газовые и карбюраторные двигатели (двигатели с
зажиганием). Для возникновения сгорания применяется местный нагрев
горючей смеси свыше температуры самовоспламенения при помощи
одного или нескольких запалов, момент воспламенения от которого
может быть изменяем. Наиболее употребительно электрическое
зажигание вольтовой дугой (зажигание на отрыв) или искрой
высокого напряжения (зажигание свечой). Первое работает с малым
напряжением, но с большой силой тока, надежнее в работе и
применяется в больших двигателях; последнее работает с напряжением
10000 до 20 000 V, не имеет в двигателе подвижных частей (свечи)
и применяется в малых двигателях, требуя мало энергии.
Желательно, чтобы угол поворота кривошипа за период
зажигания или сгорания не был слишком коротким (ударное, резкое
- Зак. 2893 — Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 28

434 т- И1. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
зажигание) как равно и слишком длинен (замедленная вспышка,
догорание) и начинался бы своевременно перед мертвой точкой.
Угол поворота кривошипа при сгорании, т. е. от начала до конца
сгорания, в одинаковых двигателях зависит от скорости поршня,
теплотворности смеси Qg, от степени сжатия, от подогрева рабочей
смеси и рода топлива. Ср. Хютте, т. I, стр. 716 и ел.
Некоторое обоснование дают испытания Негеля и Нейманна с центральным
зажиганием в бомбе холодной смеси, данные которых нанесены на фиг. 20, в
зависимости от Q , как равно границы зажигания холодных смесей (по Элтнеру)
(ср. т. I, стр. 716 и ел.). Благоприятными для двигателя являются углы поворота криво-
Фиг. 20. Скорости воспламенения и границы вспышки
различные топливно-воздушных смесей в бомбе, в зависимости
от литровой теплотворности сме;и Q .
шипа от 30 до 60°; этому соответствуют смеси, которые согласно графику обладают
средней скоростью зажигания от 1 до 2 м\сек. Такие смеси дают для бензина
более высокие значения Q и потому большую мощность, чем при светильном и
генераторном газе.
Подогрев смеси перед сжатием или за счет самого
сжатия, как равно высокое содержание водорода в горючей смеси,
повышают скорость зажигания. Воспламенение смеси в двигателе
происходит быстрее, чем в бомбе, так как 1) расширяющиеся продукты
сгорания и вихревое движение газов в двигателе ускоряют вспышку,
2) температура смеси tCi вследствие сжатия перед зажиганием и
во время зажигания, ближе подходит к температуре самовоспламе-

Зажигание и сгорание
435
нения tz, при которой сгорание по всему пространству начинается
с резким „стуком" (резкая вспышка).
Степень сжатия е для различных топлив была определена
путем длительных опытов в двигателях, причем оказалось, что для
избежания опасности преждевременной вспышки и стуков tc должно
быть значительно ниже tz. В отношении допустимой степени
сжатия существенны еще: 1) начальная температура смеси перед
сжатием, 2) температура наиболее горячей поверхности в цилиндре
(например: свеча, выпускной клапан, поршень, плохо охлаждаемые
пространства, но особенно: нагар от смазки, сажа, нагар от смол);
отсюда благоприятное действие хорошо проводящих алюминиевых
поршней в автомобильных двигателях сравнительно с чугунными,
которые бывают гораздо горячее; 3) скорость поршня ст и
литровое тепло двигателя Q0l так как при малых скоростях поршня и
малом литровом тепле, например при дросселировании двигателя (Х^)
Таблица 6. Средние величины
Тип
ели
5
S
а
0>
gas
Ci,a
Н ее
o,s
ей
an
По
К
Я
м
о
со
U
5
н
и
а
К
й)
3
НОЧ1
>>
Фор»
степеней сжатия и отношения
давлений
расхода тепла и среднего давления при номинальной мощности
Топливо
Ацетилен .....
Керосин и газовое
Бензин для
стационарных рыночных
двигателей ....
Бензин хорошо
очищенный (для авто-
моб. и авиац. дви-
Светильный и
коксовый газ «.
Бензол и спирт
(лучшей очистки) . . .
Генераторный газ (бо-
Генераторный газ
(бедный Н2) и домен-
Керосин и газов,
масло: двигат. низкого
сжатия с калильн.
головкой (2-тактн.).
Газов, масло:
двигатели средн. сжатия
с калильн. головкой
(4-тактн.) •
Газов, масло: дизеля
Дегтярное масло:
дизеля (4-тактн.) . . .
е
ок.
1:2,5
1:3
1 :4
1:4,8
1 :5
1 :5,5
1 :6
1:6,5
1 : 5,5
1:9
1: 14
1 : 16
Рс/Ра
ок.
3,5
4-4,5
6-6,5
7,5-8,5
9
10
11
12
10
20
35
40
We
кг-кал/л. с. ч.
ок.
3200
4000—3200
3000-2700
2700—2000
2500—2200
2400—2200
2600—2400
2500—2200
3600—3000
2600—2300
)
\ 2200—U 00
J
кг-кал/л
ок.
0,35-0,40
0,40
0,4
0,46-0,56
0,34-0,38
0,4-0,45
0,35
0,35
•
0,27-0,33
0,38
0,36-0,40
Рте
кг/см*
ок.
3,0-3,4
3,0
4,0
5-7,5
4,0-4,6
4,5-5,5
3,6-4,0
3,8-4,3
2—3
4—4,5
4,5-6,0
28*

436 T« HI- 0тД« 4- Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
в авиационных двигателях на большой высоте (Х^ ), наиболее
охлаждаемые и менее нагреваемые стенки обладают пониженной
температурой; поэтому во многих двигателях со вспышкой
наибольшая мощность достижима лишь кратковременно (пока не
наступят стуки и преждевременные вспышки).
Степень сжатия (не абсолютное давление сжатия рс) и
к. п. д. (соответственно расход тепла W) двигателей с зажиганием,
часто также применяемая пропорция смеси Qg с QQ и рте
ограничены опасностью стуков и преждевременных вспышек, которые
при частом повторении, вследствие повышения температуры стенок,
вызывают уменьшение рт и угрожают опасностью поломок и
нарушения эксплоатации двигателя.
Табл. 6 содержит степень сжатия в и отношение давлений PcjPa (давление
конца сжатия к началу сжатия) для различных топлив, как они в среднем
употребляются, но при лучшем охлаждении стенок они могут быть превзойдены.
Опыты Рикардо. Рикардо исследовал вертикальный автомобильный
двигатель при изменении: а) формы пространства сгорания, Ь) подводимого топлива,
причем он определял достижимые без стука значения е и рте. (Как причина
стука при этом принималось повышение температуры еще не сгоревших частей
во время зажигания вследствие дальнейшего сжатия и лучеиспускания свыше tg,
так что наступало моментальное сгорание всего о статка.)
a) Форма пространства сгорания была исследована на бензине как топливе.
Примеры этого в табл. 7. Выводы: пространство сгорания должно быть по
возможности без мешков; если последние неустранимы, то возможны вспышки от
горячих мест к холодным, но не наоборот.
b) Для различных топлив при одинаковых пространствах сгорания и при
прочих равных условиях Рикардо нашел достижимыми значения в табл. 8.
При подобном уменьшении двигателей с диаметра 215 мм до диаметра 70 мм
Рикардо нашел допустимым изменение е от 1 :5,4 до 1 :7,9.
В последнее время с успехом применяют как примеси к бензину а н т и д е-
тонирующие средства, которые, повышая температуру вспышки,
позволяют значительно увеличить степень сжатия и тем уменьшают чувствительность
двигателей, например моталин (Motyl); однако проще примесь бензола или
алкоголя.
Таблица 7. Влияние формы стенок на возможную
степень сжатия
Пространство
сгорания
Без мешка фиг. 30/,
С 1 мешком фиг. 30d
С 2 мешками фиг. ЗОе,
Положен, запалы
в средине
сбоку около впускн.
клапана
в мешке
на стенке против
мешка
в средине
в кармане впускн.
клапана
Б
1:
5,4
5,0
4.5
4,2
4,6
4,2
100
94
85
80
80
75

Зажигание и сгорание
437
Таблица 8. Влияние топлива на возможную
степень сжатия
Топливо
Эфир . . . . -
Парафиновое масло
Чистый бензин
Продажный бензин
Нафтены
Тяжелые масла (ароматич. углеводороды)
Бензол (чистый)
Этиловый спирт
Толуол
1 :3,0
1:4,2
1 :4,85
1 :4,3-6,0
1:5,75
1:6,5
1 :6,9
1 :7,5
1;7,8
Ь) Нефтяные двигатели: дизели, предкамерные двигатели,
калоризаторные и пр. (форсуночные двигатели). В них
происходит образование горючей смеси непосредственно перед
сгоранием и нет опасности преждевременной вспышки. Топливо
воспламеняется и сгорает непосредственно после введения его (как в
газовой или керосиновой горелке), так что подвод тепла происходит
около мертвой точки, т. е. перед расширением. Трудности
заключаются:
1) в ненадежности немедленной вспышки при вспрыскивании,
так как в поршневом двигателе (в противоположность газовой
турбине) форсунка должна давать новое воспламенение при
каждом рабочем такте;
2) в способе подвода воздуха для сгорания.
Температуры самовоспламенения t° при атмосферном давлении по Мооре
и Круппу:
Нефть и дестиллаты бурого угля 250—275*
Дестиллаты каменного угля (дегтярное
масло и смолы) 425—495°
Нафталин, толуол и бензол • . . 560^570°
При буроугольной и каменноугольной пыли t °д18(Г
Хоукес нашел однако, что между началом вспрыска тонко распыленного топ»
ли ва и началом воспламенения происходит „з а п а з д ы в а н и е в с п ы ш к и", ко*
торое для газового масла составляет: 3,5 сек. при t = 260°, 0,08 сек. при t = 350е
и 0,04 сек. при / =380°. Так как в двигателе Дизеля при пуске имеется в распор я.
жении лишь 0,08—0,04 сек., то отсюда следует, что температура воздуха в двигателе
для самовоспламенения д. б. на 100—200э выше низшей темлературы вспышки.
Тонкое распыливание топлива уменьшает запаздывание вспышки, а введение
топлива при помощи сжатого воздуха (которое действует охлаждающе) увеличивает
его. Таусс и Шульте при опытах со вспрыском тонко распыленного топлива (при
помощи сжатого воздуха в сильно сжатом горячем воздухе установили t °.
при которой топливо загорается моментально (без определения запоздания вспышки ),
t о сильно уменьшается при этом с возрастанием давления.
Возникновение температуры воспламенения. Первое
воспламенение образующейся при выходе из форсунки смеси происходи*

438 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II Расчет и конструкция
через самовоспламенение или от постороннего источника запала.
Последнее требуется при пуске холодного двигателя, причем надо
различать эксплоатационное и пусковое зажигание. При
одинаковых двигателях приспособления могут быть различные при легко
воспламеняющихся и трудно воспламеняющихся топливах.
Немедленное самовоспламенение возможно:
1) При достаточно высокой степени сжатия: двигатели Дизеля
(патент 1893 г.), например, для нефти и дестиллатов бурого угля
е = 1 :14, соответственно рс/ра = 32 — 35 (фиг. 21а), или для дестил-
латов каменного угля s = 1 :16, соответственно рс/ра = 40— 45.
Подогрев до tc° должен быть достаточен при пуске по крайней
мере для легко воспламеняющегося топлива; при горячей машине
возможен переход к трудно воспламеняющимся топливам.
2) При сжатии с
одновременным применением не-
охлаждаемых „калильных
головок",
„накаленной стенки" или „п р е д-
камеры", которые служат
для местного повышения tG
в месте вспрыска и перед
фиг 21 пуском подогреваются, в то
время как во время работы
они получают тепло от рабочего процесса: двигатели с запальным
шаром (патент Акройд 1891 г.). Чем больше поверхность
накаленной стенки по отношению к охлаждаемой поверхности, тем с
меньшим сжатием достигается достаточная температура сжатия tc около
стенки; с другой стороны, при высоком сжатии достаточно меньшая
и менее накаленная стенка или предкамера.
Выполняются:
двигатели низкого сжатия (р — 8 — 12 кг/см2) фиг. 21с
среднего „ (р = 15 — 20 „ )
высокого „ [р == 28 — 40 „ ) фиг. 21&
Нагревающие стенки выполняются в форме камеры, мешка
(головки) или небольшой неохлаждаемой пластины. В настоящее
время преобладают двигатели среднего и высокого сжатия
вследствие малого расхода тепла и надежного сгорания. Регулирование
температуры при изменении нагрузки от полной до холостого хода
тем труднее, чем больше накаленная стенка, которую нельзя допу«
екать слишком горячей, чтобы уменьшить коксование топлива и
Хг, а с другой стороны она должна быть достаточно горячей при
холостом ходе.
Регулирование при помощи переменного вспрыска воды лучше
особого подогрева из-за холостого хода или обеспечения вспышки.
В настоящее время переход от двигателей высокого давления
с накаленной стенкой к предкамерным двигателям Дизеля
окончательно стирается.
Постороннее зажигание и подогрев перед пу-

Зажигание и сгорание
439
ском. Постороннее зажигание применяется в двигателях Дизеля
для надежности зажигания при трудно воспламеняющихся топливах.
Метод запального топлива МАН и Дейтца: легко воспламеняющееся
масло в небольшом количестве (5 — 10о/0 потребления при полной нагрузке)
вспрыскивается перед трудно воспламеняющимся топливом. При недостаточной величине
в конце сжатия: отдельно регулируемое пламя (небольшая калильная головка со
вспрыском топлива или самовсасывающая карбюраторная головка с электрическим
зажиганием) воздействует на воспламенение введенного топлива. Вследствие этого
(особенно в больших двигателях) получается независимость от топлива и величины
сжатия.
В двигателях с калильной головкой ипредкамерных
двигателях Дизеля для пуска применяется старый способ для низкого
давления: подогрев стенки извне при помощи лампы, а в настоящее время,
особенно при высоком давлении, подогрев извне при помощи горения воспламе-
нительного вещества, например бумажной ленты, пропитанной селитрой (вставок с
на фиг. 23), или электричеством или же пуск мотора при помощи (выключаемого)
постороннего запала до тех пор, пока калильная стенка иЛи предкамера не
сделаются достаточно теплыми.
Подвод воздуха для сгорания. В виду того, что смесь не
отмеривается сначала и не подводится в форме готовой смеси, как
это имеет место в двигателях с зажиганием,' но образуется
впервые непосредственно перед сгоранием, тогда как мощность тем
больше, чем совершеннее весь воздух участвует в сгорании,
необходимо позаботиться о принудительном распределении в воздухе
пылеобразных жидких частиц топлива, так как газы с трудом
допускают распределение (главная причина, вследствие которой
до сих пор в форсуночных двигателях применяется жидкое
топливо).
Кроме того, несмотря на избыток воздуха, при большой
нагрузке неизбежны: при плохом перемешивании образование сажи
даже при низком рте (значения рте в табл. 6, стр. 435, при слабом
образовании сажи в хороших двигателях могут быть превзойдены
на 20%).
Способы принудительного перемешивания
распыленного топлива с воздухом:
a) Способ вдувания: топливо вводится при помощи
искусственно создаваемой струи сжатого воздуха, который
распределяет его в воздухе для сгорания. Расход распыливающего
воздуха составляет около 5% от главного воздуха. Сжатый воздух
сжимается в особом компрессоре (высокого давления двух- или
трехступенчатый) до 50—80 кг/см2 (расход работы около 5%
номинальной мощности двигателя), воспринимает на себя распыливание,
перемешивание (фиг. 22) и распределение в рабочем пространстве,
вследствие чего возможно полное сгорание (диаграмма постоянного
давления на фиг. 21). Ввиду высокой стоимости его избегают
применять в малых и средних двигателях, в больших же
двигателях он еще не совсем оставлен. За.меняющий способ:
способ вытеснителя Хазельвандера или Гунтера (Дейтц); рабочий
поршень в мертвой точке работает как ступенчатый, вследствие чего
сильный вихрь воздуха разбивает вспрыснутую чистую струю
топлива.
b) Способ предкамеры: распределение распыленного

440 Т- Ш. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
топлива струей газа за счет частичного сгорания в
предкамере (Броне, Зульцер, Бенц, Дейтц и др.). Фиг. 23 показывает
предкамеру на быстроходном двигателе со слабо охлаждаемым
соплом g и пусковым фитилем с, который
вставляется горящим перед пуском.
с) Способ струйного р а с п ы л и в а-
ния: распределение топлива при-помощи
внешнего высокого давления вспрыска (100 — 400
kzIcm2) и весьма тонкого распыливания.
Двигатели с калильной головкой, затем дизеля Виккер-
са, Гессельмана, МАН, Дейтц и др., причем
перемешивание во время сгорания требует
благоприятной формы камеры сгорания (фиг. 24,
стр. 441) или движения воздуха в рабочем
пространстве. Существенно, чтобы все топливо было
тонко распылено без предварительного и
последующего подтекания.
Это „бескомпрессорное распыли-
вание* имеет большое значение вследствие
дешевизны конструкции, несмотря на
неудовлетворительность регулирования сгорания, которое
протекает ударно согласно фиг. 21Ь. Вследствие возрастания давления
до 40—50 кг/см2 и отпадения компрессора даже при малых
двигателях получается небольшой расход тепла (We=1700—1900 кг-кал\л.ся.).
Табл. 6, стр. 435, дает средние степени сжатия, расход тепла,
литровое тепло и средние давления при
номинальной нагрузке форсуночных двигателей.
3. Регулирование мощности. Цель
регулирования: изменение Ne = pmenaVh/450 от О
до наибольшего значения, причем число
оборотов п может колебаться лишь в узких
пределах (регулирование рт может осуществляться
центробежным регулятором) или же рт и п
должны изменяться в широких границах
соответственно потребности: автомобильные
двигатели всех типов, двигатели для привода
насосов, воздуходувок, вальцовых машин и
т. п.
a) Изменение числа рабочих ходов па в
соответствии с числом оборотов п:
регулирование пропусками за счет временного
выключения запала, при помощи временного
выключения подвода топлива и засасывания
чистого воздуха, или временного выключения
подачи всей смеси и засасывания
отработанных газов. Недостаток: большая неравномерность хода и
температуры двигателя. Преимущество: большая простота;
употребляется только в небольших и дешевых двигателях.
b) Изменение рт=42,7ъ,. X. Q = 42,7^ • X • <р • Qeh. В виду того,

Регулирование мощности
441
применены порознь или
что X, ср и yjw переменны, могут быть
одновременно следующие мероприятия:
1. Изменение теплотворности смеси за счет
изменения ср (чистая качественная регулировка или
регулировка теплотворности смеси), мало применяемая в двигателях
с зажиганием и, наоборот, постоянно употребляемая в форсуночных
двигателях.
В двигателях с зажиганием уменьшение у может быть
достигнуто переменой сечения проходного органа WB (фиг. 14 Ь,
стр. 428) в топливном трубопроводе, причем скорость
воспламенения уменьшится
(догорание). Поэтому с
уменьшением ср
одновременно возрасаает расход
тепла W, так что
последствием является
относительно больший расход
при малых нагрузках.
Последствием догорания
является то, что в конце
расширения свежий
заряд воспламеняется об
еще горящие газы и дает
обратные вспышки во
всасывающий
трубопровод: выстрелы при вса*
сывании. При топливах,
например жидких
углеводородах, скорость
сгорания которых сильно уменьшается с Qg (фиг. 20, стр.434), чистая
качественная регулировка по этой причине невозможна.
Мероприятия против этого: 1. Прослойка продувочного воздуха,
например в двухтактных двигателях, для уничтожения ранних вспышек о
догорающую смесь.
2. Всасывание чистого воздуха и образование смеси только лишь в конце
всасывания или же во время сжатия. Вследствие этого наилучшая смесь расположится
около места запала, где она воспламеняется быстро: „послойное расположение",
впервые примененное Отто (переход к форсуночному двигателю).
В дви гателях постоянного давления топливо
регулируется насосом (например, фиг. 24, дизель Дейтца) и распыли-
вается вспрыскивающим клапаном, служащим форсункой, причем
топливо воспламеняется непосредственно при входе на месте ввода
(первый двигатель Охельхейзера и Дизеля), так что возможно
быстрое сгорание и малый расход топлива при холостом ходе. Кроме
того устраняется опасность выстрелов, так как всасывается чистый
воздух. Поэтому особенно пригодно для двухтактных двигателей.
2. Изменение коэфициента подачи X за счет
изменения степени наполнения Х^, чистое „количественное
регулирование" или „регулирование наполнением*. Сте-
Фиг. 24.

442 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
пень наполнения Х^ рабочего цилиндра или особого насоса может
быть уменьшаема, как при всех воздуходувках, за счет закрытия
всасывающей трубы перед мертвой точкой или за счет оставления
открытия после мертвой точки или простейшим образом за счет
дросселирования смеси, т. е. за счет перестановки сопротивления
WG или сечения для воздуха WL и топлива WB или fL и /в по фиг.
14а, стр. 428.
Простое выполнение показано на фиг. 17, стр. 430,
смешивающего клапана Кертинга и на фиг. 34, стр. 463, смешивающего клапана С
и дроссельной заслонки £>. Преимущество: значительное
уменьшение рабочего давления при малой нагрузке. Употребление при
всякой нагрузке наивыгоднейшей смеси -
в отношении расхода и работы, а потому
хорошее использование тепла даже при
малой нагрузке.
В двухтактных двигателях, где впуск и
выпуск однввременно открыты при продувке,
количественное регулирование неприменимо, так как
при этом уменьшению количества свежей смеси
соответствует невыгодно действующее
разжижение смеси, увеличенное остаточными газами.
В четырехтактных двигателях вследствие малого
давления в конце хода всасывания при холостом
ходе требуются сильные пружины во избежание
присоса выхлопного клапана. Большие потери
потока при дросселировании около холостого хода,
несмотря на ю, что We при этом еще выгоднее,
чем при качественном регулировании.
Дросселирование всасываемого воздуха применяется также
в двигателях со вспрыском топлива во время
сжатия, так как смесь воспламеняется только после
вспрыска топлива: новый двигатель Гессельмана.
3. Перестановка момента
зажигания соответственно уменьшению -qw
и f\m. Это регулирование возможно до
момента, при котором вследствие догорания не наступает
воспламенения свежей смеси (выстрелы). Вследствие своей простоты часто
употребляется как вспомогательное регулирование при холостом ходе.
' 4. Для двигателей о зажиганием целесообразно употребление
смешанного регулирования, т. е. связь между
качественным и количественным регулированием, из соображения, что при
высоких значениях <р и )у, которые требуются при большой нагрузке,
при уменьшении нагрузки сначала уменьшается ср от 1,0 до 0,75
за счет соответствующего изменения сечения, чтобы улучшить
также Tjjft. Затем уменьшается \г при помощи дроссельной заслонки
(фиг. 34, стр. 463) или впускного клапана с переменным ходом
(фиг. 26). Холостой ход двигателей, которые должны при этом
работать медленно и надежно, улучшается перестановкой запала.
Это смешанное регулирование обычно приблизительно выполняется. Примеры:
фот. 25: поворотный всасывающий клапан МАН, при котором наполнение
регулируется переменным ходом, вследствие более раннего вытекания воздуха значение
сщеси 9 при меньшем ходе становится меньше, а кроме того смесь (при смене газа)
Фиг. 25.

Регулирование мощности
443
может быть изменяема при помощи вращения от руки. Фиг. 26: регулирующий
орган Дейтца, при котором регулировка смеси происходит при помощи дросселей
в газовом и воздушном трубопроводах (на чертеже не показано). Обычно
смешивающий и регулирующий орган объединяют со всасывающим^ клапаном, чтобы иметь
возможно меньшее количество уже готовой смеси, могущей воспламениться от
обратных вспышек (фиг. 25 и 26). Во многоцилиндровых вертикальных двигателях,
в особенности в карбюраторных двигателях, применяют общий смешивающий и
регулирующий орган для 3 и более цилиндров в целях простоты устройства и
дешевизны, а также для желательной возможно лучшей карбюрации.
В больших двигателях
возможные обратные вспышки
отводятся предохранительными
клапанами.
Повышение
мощности. Искусственное
увеличение \г и \pi
возможно при помощи
продувки остаточных газов
воздухом (фиг. 6, стр. 413)
(или также при помощи
подвода предварительно
сжатой смеси), чем
достигается значительное
увеличение мощности.
При продувке
пространства сгорания от остаточных
газов при помощи чистого
воздуха, значение \f при е = 1 : 5
теоретически увеличивается на
206/0 (двухтактные двигатели и
четырехтактные с продувкой).
Качество продувки и расход
тепла зависят от конструктив^
ного выполнения.
В отдельных случаях
нужно решить, с какого
размера машины
окупятся издержки на насосы
и части распределения,
а также могущие быть
потери в отношении
топлива и надежности в
эксплоатации в целях увеличения мощности за счет полученного
увеличения мощности.
В двигателях Дизеля наддув вследствие его большой простоты
и дешевизны находит возрастающее применение, равно как в
карбюраторных двигателях для гоночных автомобилей (двигатели с
наддувом) и в высотных моторах. Для наддувочных воздуходувок
применяются газовые турбины отработанных газов Рато и Бюхи.
4. Распределение и подача воздуха и топлива, При данной
степени использования энергии или расхода тепла на 1 л. с. ч.
величина потребного воздуха и топлива, для которых рассчитываются
Фиг. 26. Распределение газового двигателя Дейтца
с переменным ходом всасывающего клапана.
а — впускной клапан; Ь — выпускной клапан; с —
запальник; d — переставная точка опоры
впускного рычага е; /—регулятор.

444 т- Ш* Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
трубопроводы и проходные сечения, зависят только от нагрузки.
Таким образом 100-сильный цилиндр двигателя, несмотря на
различные размеры, получает одинаковые наивыгоднейшие размеры
трубопроводов и сечений клапанов, безразлично должен ли онрабо-
;ать при п = 100 или п = 1000 об/мин, с большой или же малой
скоростью поршня. Поэтому в быстроходных двигателях с их малым
рабочим пространством гораздо труднее разместить всасывающие
и выпускные клапаны. В равной мере размер смешивающего
приспособления, длина пути, необходимая для полного перемешивания
и карбюрирования, регулирующие сечения, при форсуночных
двигателях приспособление для вспрыска и длина факела горения
вообще зависят от мощности двигателя, предполагая, что расход и
неравномерность потока остаются подобными.
Чтобы иметь малые потери потока, нужно избегать резких изменений
направлений и скоростей (кроме мест образования смеси). Кроме того в интересах
tj/j и Xf наибольшая скорость во всасывающем и
выпускном клапанах четырехтактных двигателей
допускается 60—70 м\секь а в дешевых
двигателях также 90 — 100 м/сек (считая в свободном
сечении при полном открытии и относя к
наибольшей скорости поршня max с). Выпуск в
четырехтактных двигателях целесообразно начинать
за 40—60° до внешней мертвой точки (Гд) и
кончать за 10° после внутренней мертвой точки.
Впуск начинается ^ 10° перед внутренней
мертвой точкой и заканчивается при 20—30° после
внешней мертвой точки. (При больших скоростях
з трубопроводах и большом числе оборотов
живая сила в газовой трубе может быть
использована для наддува за счет удлинения впуска до 60э
после мертвой точки).
Впускной и выпускной клапаны, в виду
опасности перекоса, выполняются только
как одноопорные тарельчатые клапаны (ср. фиг. 25, 26 и 29).
Ширину клапана целесообразно делать около о/40, конус седла обычно
15° (если легко наступает перекос, то плоским).
Клапанные пружины. Размер пружин клапанов
рассчитывается, пренебрегая весом при подвесных клапанах, с одной
стороны по имеющему место в цилиндре наименьшему давлению (при
регулировании дросселирования до 0,7 кг/см2-), которое не должно
присасывать обратно управляемый клапан, а, с другой стороны, на
основании замедления и ускорения масс от клапана до кулака или
катающегося рычага, производимого пружиной, так как между
кулаком и клапаном не должно быть отставания. '
Расчет ускорения масс при принятой форме кулака см. Хютте, т. II, стр. «396.
эасчет пружины см. Хютте, т. II, стр. 126. Напряжение пружины см. т. II, стр. 235.
Из опасения прогиба делается не более 12—15 свободных витков, в противном
случае требуется направление. Об опасности прогиба пружины см. Hulbrink VDI,
1910 г., стр. 133, и Grammel ZAM, 1925 г., Н. 3. Самодействующие всасывающие
клапаны имеют тот недостаток, что они должны быть, во избежание перекоса,
плоские и толсюстенные; поэтому они могут быгь выполнены только одноопорными и
не такими легкими, как в воздуходувках, вследствие чего X/будет низким (табл. 2,
стр. 419)- Применяются только в небольших и дешевых двигателях.
Фиг.2Л

Продувка
445
Распределение клапанов выполняется очень просто, так как
продолжительность открытия остается постоянной от холостого хода
до полной нагрузки. Наиболее дешевым и удобным является
кулачковый привод от распределительного вала, вращающегося с числом
оборотов па в минуту (фиг. 26). В больших двигателях для
уменьшения ускоряющихся масс (также ради бесшумной работы) часто
применяется эксцентриковое распределение с промежуточным ката
ющимся рычагом или передачей качающимся кулаком, причем
однако полезный ход составляет только 1/6 до */4 полного хода
эксцентрика. При смещении направлений приводов на ~ 140° можно
использовать один и тот же кулак или эксцентрик для впуска и
выпуска.
В двухтактных двигателях с продувкой в мертвой точке
выгодно использовать сам поршень как орган для выпуска или же
Фиг. 28.
одновременно для впуска и выпуска. Таковы продувки: а)
прямоточная, например, с продувочным клапаном (фиг. 28а) Охельхей-
зера или с распределением поршнями (фиг. 28Ь) Юнкерса, Ь) с встреч •
ным потоком с поперечной продувкой (фиг. 28с) или петлевой
продувкой (фиг. 28d) MAH. Особую группу составляет способ
продувки с наддувом (фиг. 28е), как это применяет Зульцер.
Самодействующие обратные клапаны предупреждают поступление выхлопных
газов в продувочный трубопровод £, но допускают переход
продувочного воздуха из Е в цилиндр после закрытия выпускных окон.
Преимущество выхлопных окон: дешевая и удобная кон•
струкция вследствие отпадения выпускных клапанов, которые надо
часто притирать и при,больших размерах охлаждать. Недостаток:
потеря смазочного масла через окна, затем вследствие быстрого
открытия трудно заглушаемый звук выхлопа. В двухтактных
двигателях открытие выхлопных окон допускается за 60 — 45° до мертвой
точки, целесообразнее не слишком быстро, чтобы смягчить колеба •
ния в выхлопном трубопроводе и обратные удары в цилиндр. Впуск
открывается только тогда, когда достаточно снизится давление*
выпуска и его целесообразно оставлять открытым до 70° после
мертвой точки. Впускной орган должен быть возможно большим, чтобы
было возможно спокойное втекание свежего воздуха без
образования вихрей.

446 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкций
Подвод смеси газа и воздуха. Средняя скорость в
смешивающем трубопроводе допускается 20—30 м)сек (по средней скорости
поршня); в длинных газовых и воздушных трубах допустима
скорость только 10—20 м/сек, и необходимо заботиться об уменьшении
потери скоростного напора, вызываемого острыми краями и в
клапанах. Для успокоения по.тока (Хютте, т. И, „Детали машин",
стр. 647) принимают меры к выравниванию колебаний и заглушению
их возможно ближе к двигателю; первое достигается
присоединением нескольких цилиндров к одной магистрали
газопровода, последнее упругими камерами, например газовым
мешком, газгольдером или же ресиверами (всасывающие горшки,
образованные в фундаменте воздушные камеры) с включенными
дросселирующими сечениями, которые целесообразно устанавливать
снаружи. Сечения трубопроводов с равномерным потоком газа
определяются по расходу газа и воздуха на 1 л. с. ч. (не по скорости
поршня). При четырехтактных двигателях от одного до четырех
цилиндров, объем ресивера для газа и воздуха делается по крайней мере
5—10-кратным от объема цилиндра, тогда как при шести и более
цилиндрах этого не требуется, так как выравнивание достаточное.
Дальнейшие приспособления во всасывающем трубопроводе
следующие: регуляторы давления газа, которые имеют
целью держать давление р0 перед машиной в обоих трубопроводах
одинаковым и одновременно смягчать также колебания, например
при присоединении к городской сети светильного газа; обратные
к лапаны, которые должны препятствовать проникновению взрыва
в трубопроводы при обратной вспышке и в случае надобности как
предохранительные клапаны, которые эти обратные вспышки
выводят безопасно наружу. Последние приспособления применяются
главным образом в газовсасывающих установках и отчасти описаны
выше.
Выхлопной трубопровод. Ввиду высокой температуры
отработанных газов (300 — 500° при низком и 600 — 900° при высоком
QQvm) трубопроводы делаются с охлаждением водой или воздухом
и в каждом случае укладываются свободно подвижными или же
делаются пружинящими.
Для выхлопного трубопровода достаточно давать сечение, равное сумме
сечений газового и воздушного трубопроводов, хотя отработанные газы, ввиду их
высокой температуры, претерпевают большие скорости и потому большие давления.
Но давление выхлопа в начале открытия ускоряет столб выхлопных газов и тем
облегчает выход и преодоление сопротивления потока.
Успокоение колебаний и заглушение звука при помощи
выхлопного резервуара (ср. Хютте, т. И „Детали машин", стр. 649).
Выхлопной резервуар (горшки или камеры) при числе цилиндров
двигателя от одного до четырех целесообразно делать 10 — 20-кратного
объема одного рабочего пространства; предпочтительно разделять на два
или несколько постепенно уменьшающихся пространства или горшка
с действующим между отдельными пространствами
дросселированием (но не слишком сильным). Места дросселирования, в целях
очистки от отложения масла и сажи, должны оставаться доступ-

Рабочее пространство
447
ными; трубы или горшки, в наиболее низких местах, должны быть
снабжены приспособлением для удаления воды с гидравлическим
затвором, так как вода, например, из охлаждения двигателя может
войти туда. Соединение и потому выравнивание колебаний
нескольких цилиндров должно происходить перед или в первом горшке.
Позади последнего горшка ввиду равномерного потока и уже
последовавшего охлаждения применяются трубы- меньшего сачения, стенки
горшка толстые или сводчатые или же погружены в песок (для
устранения шума) и рассчитаны на давление 5 кг\см\ так как в
выхлопных трубах могут происходить вспышки. Если выхлоп должен
быть совершенно бесшумным, особенно в двухтактных двигателях
с выхлопными окнами, то большие цилиндрические и раздельные
камеры (заделанные в кладку, железобетон или гончарные трубы)
с предохранительными клапанами и регулируемыми или частично
'прикрываемыми дроссельными отверстиями являются испытанным
средством. Без дросселируемого выхода в выхлопном трубопроводе
появляются колебания. Допустимы также значительно меньшие
выхлопные горшки, если в целях изменения веса (в автомобильных
двигателях), колебания смягчаются сильным дросселированием
(потеря мощности за счет r\h и )у). В то время как сечение труб
зависит только от мощности, величина выхлопных горшков зависит от
возбуждающих колебания объемов хода поршней, т. е. при
одинаковой мощности меньше для быстроходных двигателей.
Вследствие химического воздействия и сильного ржавления при конденсации
водяных паров предпочтительно упвтребление толстостенных труб и горшков
(чугун), если температура стенок будет менее 70°. Содержание серы в газе особенно
вредно.
При использовании тепла отработанных газов для подогрева
воды (теплоиспользование) вода должна быть подогрета по
крайней мере до 40 — 50° (например в самом двигателе) при входе
в экономайзер, чтобы уменьшить ржавление, или же должен
применяться нержавеющий металл.
d) Рабочее пространстве, приводной механизм, выравнивание
хода, пуск в ход
1. Рабочее пространство, форма и отвод тепла. Величина
пространства сжатия вычисляется по рабочему ходу Vh и степени
сжатия*е по табл. 6 (стр. 435).-
Форма пространства сжатия должна быть -по возможности
с ровной поверхностью и в значительной мере определяется
размещением клапанов (фиг. 30 а — f, стр. 453). Наивыгоднейшей в
отношении yj является форма пространства в виде цилиндра или линзы
без выступов и мешков (ср. также табл. 7, стр. 4S6), наиболее легко
осуществимая в вертикальных двигателях простого действия,
причем клапаны размещаются в крышке (фиг. 29 и 30 f), как равно во
всех бесклапанных двигателях, например в двигателях с двумя
поршнями Охельхейзера и Юнкерса (фиг. 48, стр. 468). Форма
слабого свода уменьшает напряжения днища (фиг. 29).

448 т- И1. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкций
Рабочее давление. Наибольшее возникающее рабочее
давление при сгорании с постоянным объемом (взрыв) может быть
принято по формуле max р{ ~ 0,8 рте/е. При рте = 5 кг/см2 и
е=1:5 будет следовательно max /?^~20 кг/см2, при рте = 7,5 кг/см2
и е = 1:6 было бы max /^~36 кг/см2; однако при больших ст
и медленно горящих смесях острие диаграммы наиболее скруглено.
Но стенки должны быть рассчитаны для безопасности по
наибольшему возникающему давлению.
При форсуночных двигателях наибольшее давление зависит от
начала сечения и продолжительности вспрыска и целесообразно
устанавливать его так, чтобы оно превышало давление сжатия
только на 25 — 50% (фиг. 21а и Ь, стр. 433). Поэтому двигатели
Дизеля при давлении сжатия 32 кг/см2 рассчитываются на max p% =
= 40 кг/см2, при давлении сжатия 40 кг/см2 с max pt = 50 (до
60) кг/см*.
Температура стенок определяется температурой стенки
(tg°) т, образующейся при отсутствии охлаждения и отводом тепла
внутрь и наружу. Чем меньше отвод тепла, тем меньше разница
температуры по сравнению с (tg°) т. Отдельные свободно
подвижные части стенок могут безвредно принимать высокую
температуру, например калильные головки, выпускные клапаны, днища
поршней, свечи, причем большим колебаниям температуры
в рабочем пространстве соответствуют только умеренные колебания
внутренней температуры стенок. Части, которые одновременно
образуют направление для движущихся частей, помимо возникающего
в них испарения и коксования смазочного масла (уплотнение
поршневыми кольцами, направление шпинделя клапана), могут еще
недопустимо коробиться (седло клапана). По этой причине (помимо
степени наполнения и опасности преждевременной вспышки)
необходимо понижение температуры стенок, однако с возможно
умеренной разностью температур в самой стенке.
Средства. Непосредственное или косвенное охлаждение воздухом или
жидкостью извнутри или снаружи. Продувка свежим воздухом, присосом или
вспрыском воды, что может быть использовано также для установления
температуры стенок при эксплоатационно надежном регулировании (Банки, двигатели с
калильной головкой и др.) или же жидким поршнем (насос Гемфри). Охлаждение
снаружи воздухом, водой или маслом большею частью удобнее и безопаснее.
Воздушное о х л а ж д е н и е удобнее и легче для: поршней, клапанов, затем для
цилиндров небольших автомобильных и авиационных двигателей. Вследствие низкого
коэфициента теплопередачи между стенкой и воздухом тем 1ература стенок
держится высокой. Улучшение за счет уменьшения Q0 или усиления потока-воздуха
(обдувание или вращение цилиндров) идет за счет полезной нагрузки.
Охлаждение жидкостью (вода, за исключением соляных растворов для низких, масла
для высоких*темперагур жидкости), если воздушное охлаждение более недостаточно.
Обозначения:
W — часовое возникновение тепла на э. л. с. [кг-кал\л. с. ч.],
W, — тепло охлаждающей воды на э. л. с. ч. [кг-кал/л. с. ч.\,
w — часовое возникновение тепла на л& внутренней поверхности
стенок [кг-кал\м"час],
q — прохождение тепла через стенку [кг-кал/м*чсс],
X — коэфициент теплопроводности стенки [кг-кал\мчас°\,
Ь —толщина стенки [м],

Охлаждение
449
Ltw° «a qbj\ — падение температуры в стенке,
а — коэфициент теплолередачи между стенкой и вхлаждающим
телом ^г-кал/мчас0],
Д/£в ss qja. — скачок температуры к охлаждающей стенке,
От — средняя внутренняя поверхность стенки, отнимающей
тепло [Л12],
F — площадь поршня [м9].
Стенка как проводник тепла (ср. Хютте, т. I, стр. 614
и ел.). Часовой поток тепла q на м2 внутренней стенки к
охлаждающему телу в хорошо охлаждаемых местах передает при полной
нагрузке согласно различным измерениям 50 000 — 200000 кг-хал/м*час
и более. Так как ktw° = qo/\, то падение температуры Mw° в стенке
зависит от коэфициента теплопередачи X и от средней толщины
стенки Б. Если q =• 100 0и0 кг-кал/М2час, то при X ~ 50 кг-кал/м2час
(чугун) и о = 50 мм = 0,05 м падение температуры в стенке (между
внутренней и внешней поверхностями) A*w°=100°. При алюминии ktw°
меньше в З1/^ раза, так как Х~170. Слой накипи (Х~2) и слой
масла (Х~0Д) действует как железные стенки в 25—500 раз
большей толщины, что имеет значительное влияние на температуру
стенок. Чем выше q (двухтактные и быстроходные двигатели), тем
важнее очистка стенок от накипи и умеренная толщина стенок.
При воздушном охлаждении коэфициент теплопередачи а зависит от
скорости воздуха w. По Юргесу (т. 1, стр. 629 и ел.) при гладкой стенке и w ^ 5 м/сек
а ^5-4-^,4 W, при трубах (т. I, стр. 623) значительно больше. Температура стенки
будет очень большой, если не позаботиться об увеличении наружной поверхности,
например ребрами, и повышении а за счет большой скорости воздуха. При
поршнях цилиндрическая направляющая втулка способствует отводу тепла. При
увеличении наружной поверхности предпочтительно применение хорошо проводящего
металла (алюминий, электрон), чтобы понизить внутреннюю температуру сгенки.
При водяном охлаждении при покоящейся воде а ^ 5и0 кг-кал1м2час" и при
возрастании скорости потока воды и большом скачке температуры М%° к
охлаждающей стенке может возрасти до 3000 кг-кал/м*час° и более при кипении воды
(образовании пара) а# = 2С00 — 6000. Для д = 100 000 кг-кал/м*час и а = 150J было
бы Д/£° = 66е.
Баланс тепла при охлаждении стенок. Часовое
количество выделившегося тепла на 1 м2 от От (в случае г\с1ь = 1)
достигает в четырехтактном двигателе w = 900 000 Q0cm/(Om/F) кг-кал/м2ч
(для двухтактных двигателей вдвое больше). Поэтому, исходя из
того, что в двигателе превращается в индикаторную работу 7)wi=30—
45°/0, 4 — f\wi = 70 — 55% уходит через стенки и с отработанными
газами. Факторы (1 — riwfi Q0cm / (OJF) дают следовательно масштаб
теплового напряжения стенок двигателя. Для двигателей
одинаковой конструкции и степени сжатия значение ртст образ\ет
согласно ур-нию fa (стр. 416) сравнительный масштаб для тепла на
единицу поверхности стенки.
Примеры. 1. Большой двигатель Дизеля: Для <?0=0,4/сг-кял/л(табл. 6, стр. 435),
ст =4,4 м/сек и OfjJF—bd при четырехтактном будет та/= 300C0J кг-кал/м*час
и для двухтактного = 600 000, так что при 7)^ = 45% при четырехтактном остаются
неиспользованными 165 0,0 кг-кал/м2ч, а при двухтактном 330 000 кг-кал/м2Чу из
которых около половины, как поток тепла q, уходит через стенки в охлаждающую воду.
Зак. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. III. 29

450 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
В Среднем надо считать q = 82 000 (соответственно 165 000), местами даже до w^ _.
= 100 000 (соответственно 200 000). Поэтому в больших двухтактных двигателях
требуется интенсивное охлаждение с высоким значением а, водяное охлаждение для всех
частей стенок, заботливое уничтожение всех паровых мешков, так как неизбежно
местное образование пара. В среднем будет ^/ш й 0,28. Столько же (28%) уходит
с отработанными газами. Значение рт{ ст « 27.
2. Четырехтактный авиационный двигатель. При полной нагрузке принято
Q0 = 0,56 кг-кал/л, гт = 7,5 м/сек, Om/F = 4,2, откуда w — 900 С00 кг-кал/м2ч; при
r\wi= 40% в стенки и отработанные газы уходит 540 000, так как при
циркуляционном охлаждении местами достигается q = 200 000 (образование пара). Так как вода
притекает при 60—70°, а поршни и клапана неохлаждаемые, то в среднем надо
считать только с #^2/3.200 000 =133 000 лгг-ком/л*2ч, так что qjw = 133 000/900 000^0,15.
Таким образом около 45°/0 уходит с отработанными газами, так что выхлопные
клапаны и трубы накаляются. Значение pmi • ст ?^65.
Отношение q/w или Wk/W, где Wk и W обозначают тепло
охлаждающей воды и все тепл©, отнесенное к 1 э. л. с. ч., возрастает
с относительной величиной соприкасающейся с водой наружной
поверхности стенок Ок и уменьшается с увеличивающейся скоростью
поршня, так что q/w = Wbj W = f [{Ok/F)/cm\ = 0,15 — 0,5.
Достигаемые величины Wk см. табл. 9. В среднем 1#у Ц? = 0,25 — 0,35.
Отсюда можно вычислить циркулирующее количество
воды, если задаться температурой входа и выхода (te и ta). При
Wk — 900 кг-кал/э. л. с. ч. и ta — te = 45° — 15° = 30° подаваемое
насосом количество охлаждающей воды равно 900/30 = 30 л/э. л. с. ч.
Температура выхода ta в больших стационарных двигателях
40 — 60°, в автомобильных двигателях с циркуляционным
охлаждением обычно 70 — 90°. (Температура выхода ниже 40°
благоприятствует конденсации воды продуктоз сгорания и образованию
ржавчины в направляющих втулках поршней и штоков.) Для сильно
нагруженных двигателей введение охлаждающей воды в
охлаждающую рубашку надо заботливо регулировать.
Установки с циркуляционным охлаждением: а) без расхода воды:
при маленьких стационарных двигателях при помощи больших охлаждающих
резервуаров с достаточной охлаждающей поверхностью с самодействующей циркуляцией
вследствие нагрева воды в наиболее низком месте.
При автомобильных и авиационных двигателях в целях уменьшения веса
применяется циркуляционное охлаждение через радиатор, продуваемый воздухом, с
особенно малым содержанием воды п4 и большой поверхности (особые конструкции
фабрик радиаторов). Лобовая поверхность этих радиаторов (малого размера в
глубину) является примерной для их расчета, которая ощутительно зависит от
скорости воздуха перед радиатором.
Для v = 10 20 30 40 м/сек
Часовое количество
тепла, кг-ка'л на 1 мъ
лобовой поверхности = 60 000 100000 130 000 150000
(± 20% в зависимости от конструкции радиатора).
Ь) С р а с х о д о м воды: при хорошем подводе воды и при избегании
паровых мешков в двигателе при помощи испарительного охлаждения
в самом двигателе (при небольших двигателях), причем если пар не конденсируете ,
то расход свежей воды 1,5 — 2 л на 1 л. с. ч.
При больших двигателях применяется нормальное циркуляционное устройство
(испарительные хо юдильники) с почти одинаковым расходом свежей воды.

Тепловые напряжения
451
Тепловые
напряжения. Вычисление
теплопроводности
позволяет определить
температуру стенок и
перепад температуры
Atw° в стенке. Отсюда
два рода тепловых
напряжений: а)
вследствие невозможности
свободного
расширения внутри
неравномерно нагретых
стенок (htw° = qo/\),
например в крышке,
стенке цилиндра и
днище поршня, 1^вслед-
ствие зажима
свободного расширения
горячих стенок «со стороны замкнутых холодных стенок.
Возникающие напряжения возрастают с величиной зажимающего перепада
температуры Д*°, коэфициента теплового расширения и модуля
упругости Е, затем увеличиваются у сверлений и резких переходов
от выточек. Особенно неблагоприятны также места местного
повышения температуры, например резких скруглений при карманах
клапанов. Следствие: образование трещины, например в поршнях,
в стенках цилиндра и крышках в местах расположения клапанов
и зажигания, у боковых карманов, в особенности при больших
двигателях и двухтактных двигателях с толстыми стенками.
Предохранительные мероприятия: а) низкая внутренняя температура tg° за
счет низкого литрового тепла Q0, внутреннее охлаждение и продувка при смене
рабочего тела; Ь) малые длины пути от внутренней поверхности до охлаждающей
среды, поэтому при больших двигателях применяется умеренная толщина стенок,
укрепленных приливом ребер, распорные болты, приварка или припаг-жа крышек
или днища поршня и т. п., избегают резких переходов, выступов и желобков;
с) применение хороших проводников тепла, например алюминия и сплавов меди
или d) материалы более прочные в отношении давления и растяжения, сталь и
стальное литье вместо чугунного литья, е) равномерное омывание охлаждающей водой и
уменьшение паровых мешков, очистка стенок и уничтожение образований накипи;
f) облегчение свободного расширения горячих стенок, например свободой
перемещения втулки цилиндра, пружинением эластичных рубашек. В остальном опыт учит,
в какой мере действительно необходимы особые мероприятия, которые значительно
удорожают конструкцию.
Цилиндр. Толщина^ втулки цилиндра может изменяться по мере
удаления от внутренней мертвой точки соответственно уменьшению
рабочего давления; напряжение может быть значительно понижено
при помощи соседних частей или при помощи ребер или анкерных
колец, так что для улучшения охлаждения и уменьшения
температурных напряжений становится возможным применение меньшей
х) Из этого около V* на охлаждение поршней.
Таблица 9. Тепло охлаждающей воды при
полной нагрузке
Конструкция
Стационарные газовые двигатели
простого действия
Стационарные четырехтактные
двигатели Дизеля простого действия
Большие двухтактные дизеля про-
Газовые двигатели двойного действия
Тепло
охлаждающей воды Wfc
в кг-кал/э.л.с.4.
800 — 1500
500 — 800
400 — 500!)
700 — 900 1)
600 — 800
350 — 500
29*

452 Т. Ш. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. ft. Расчет и конструкция
толщины стенок. Учитывая возможность смещения центра (если
невозможна наружная обточка цилиндра) и расточку его в будущем,
делают прибавку от 5 до 15 мм в зависимости от обстоятельств.
В стационарных двигателях простого действия часто крышка
отделяется от цилиндра и втулка цилиндра (направляющая букса)
выполняется, в виду снашивания, сменной (фиг. 33, 34, 40, 47, стр. 463)
и из лучшего твердого чугуна; при легких двигателях (фиг. 29) так-
же из стали или из стали с тон=
костенной чугунной втулкой*
При этом укрепление делается
так, чтобы было легко
возможное удлинение
относительно более холодной рубашки.
В небольших и
автомобильных двигателях цилиндр с
крышкой и водяной рубашкой
отливаются вместе или соединяются
вместе от двух до четырех
цилиндров (блочная конструкция).
Напряжение от бокового
давления поршня на направляющую
в распространенных рамовых
или подпертых, цилиндрах
незначительно, тем не менее при
креплении цилиндров на раме
надо обратить внимание на
боковое давление.
Рубашка цилиндра
часто воспринимает осевое
давление двигателя и должна
быть рассчитана на
растяжение, в других случаях толщину
стенки обусловливают способы
производства. Материалом для
легких двигателей (фиг.
29) служат стальные листы
(сварные) или алюминий, или
дешевый чугун или также
стальное литье, причем толщина
стенок определяется литейными
возможностями. На толщину
стенки может влиять
наибольшее давление водопровода (предохранение против повреждения во
время стоянки зимой промывкой водой). Там, где плотность цилиндра,
например в небольших двигателях, должна быть испытана
гидравлическим давлением до 30 кг/см2, рубашка должна выдерживать это
давление, причем однако допускается kz = 600 кг/см2 для
однократной холодной пробы. При цилиндрах двойного действия (фиг. 30 Ь,
с и фиг. 36, стр. 465), ввиду поршневых штоков, клапана размеща-
Фиг. 29. Цилиндр авиационного
двигателя Баварского моторного завода (25
л. с. в цилиндре при 1400 об/мин.)
а — карбюратор с поплавком; Ъ —
впускной клапан; с — выпускной клапан; d —
зажигание; « — стальной цилиндр;
/—рубашка из листового металла; g—
алюминиевый картер.

Цилиндр. — (Клапана
453
ются чаще в цилиндре, вследствие чего необходимы особые гнезда.
Поверхности клапанов располагаются либо в одной плоскости с
поверхностью втулки (фиг. 30с) или отделяются особым карманом
в форме луковицы около поверхности рубашки (фиг. ЗОЬ). Гнезда
рубашки при большой толщине стенки часто являются причиной
появления „термических трещин". В больших двигателях
применяются также цилиндры стального литья с вставными чугунными
втулками (фиг. 42, стр. 467).
Крышки головки и цилиндров. Замыкание цилиндра очень
прюсто, поскольку оно не заключает в себе клапанов, но уже раз-
Фиг, зо.
мешение главного клапана, который ради более легкого уплотнения
размещается перпендикулярно, вызывает сложную отливку. В не-
'больших двигателях простого действия крышки с рубашкой
выполняются в одно целое, при больших — раздельно. Внутренняя и
наружная стенки пронизываются штуцерами клапанов и запала.
Для удобного вынимания обоих клапанов и для охлаждения:
выпускного клапана свежей смесью лучше всего применять
расположение по одной оси в общей камере рабочего пространства
(фиг. 30а, d).
Употребительно также устройство в двух камерах (фиг. 30 Ь,е)..
Для прочности стенок, лучшего сгорания' и для достижения
высокой степени сжатия (двигатель Дизеля) напротив применяется
устройство без углублений (фиг. 30 с и особенно 30 f), тем лучше и
необходимее, чем больше средняя температура кругового процесса
(см. стр. 436, опыты Рикардо). Поэтому последнее устройство
применяется в больших горизонтальных (с высоким ст) и в двухтактных.

454 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
двигателях, тогда как формы due применяются для небольших
вертикальных двигателей ввиду дешевизны распределительного
устройства. Уплотнение больших цилиндровых головок
производится гребнем и заточками с асбестовой прокладкой, т. е.
уплотнением высокого давления; в небольших двигателях также медно-
асбестовыми прокладками.
Клапана и другие вставки как части стенок. Клапана
выполняются по возможности неохлаждаем ы ми и из одного
куска. Размеры обусловливаются потерей потока (см. стр. 444). Так
как температура неохлаждаемых дисков возрастает с возрастанием
диаметра d и со средней температурой кругового процесса,
последняя же в свою очередь с литровым теплом Q0 и скоростью поршня
ст, то для допустимого диаметра таких дисков служит правило
d^ci{Q0cm) мм, где для выпускного клапана с я^ЗОО — 350. Начиная
с определенной границы, лучше несколько неохлаждаемых клапанов,
чем один охлаждаемый. Подразделение клапанов облегчает при
бвльших скоростях поршня их размещение и охлаждение стенки,
но дороже. Большие неохлаждаемые выпускные клапана
целесообразно делать из чугуна со стальным шпинделем, малые в легких
двигателях из особой стали, устойчивой в отношении нагрева.
Выпускные клапаны в четырехтактных и двухтактных двигателях
достаточно охлаждаются свежей смесью. Выемка клапанов
производится наружу при помощи вставного седла, внутрь (без седла)
только у легких двигателей и при недостатке места (фиг. 23,
стр, 440 предкамерный двигатель Бенца, фиг. 29, стр. 452, фиг. 33,
стр. 463).
Уплотнение всех вставок должно быть возможно ближе к рабочему
пространству для уничтожения скопления грязи и ржавчины, а также для облегчения выемки.
Отверстие индикатора во взрывно1Х двигателях заполняется штифтом,
так как иначе при богатых смесях появляются преждевременные вспышки.
Уплотнение клапанов требует повторного притирания в регулярные
отрезки времени (особенно выпускного клапана), уничтожения перекоса клапанов
или клапанных седел и применения одноопорных клапанов.
Поршни. Материал: чугун, стальное литье, а при малых
диаметрах также алюминий. При водяном охлаждении цилиндра
поршни простого действия до значительного размера могут
оставаться без охлаждения. Отвод тепла от горячего днища поршня
происходит тогда через теплопроводность и лучеиспускание как в
охлаждаемые стенки цилиндра, так и в воздух. Путем применения
многочисленных, увеличивающих крепость, охлаждающих ребер,
в особенности также за счет материала с хорошей теплопроводностью
(например алюминия), можно поддерживать поршни более
холодными и уменьшить термическое напряжение. В зависимости от
величины Qocm и отвода тепла к цилиндру и воздуху днища
поршней, начиная с определенного диаметра, должны иметь водяное (или
масляное) охлаждение, чтобы избежать эксплоатационных
затруднений; в форсуночных двигателях с сильным нагревом днища поршня
пламенем горения это приходится делать раньше, чем в двигателях
с зажиганием? а в двухтактных двигателях раньше, чем в четырех-

Поршни
455
тактных. Для чугунных тронковых поршней служит в среднем
примерная формула:
_ с УТ
D < -р. мм, где с=40Э—450 для двигателей с зажиганием,
Яост
= 350-400 „ форсуночных двигателей
i —число тактов (двухтактный или четырехтактный)
Это соответствует пограничной мощности ^ 150 л, <\ в
цилиндре стационарных двигателей с зажиганием (£т = 4), напротив, в
авиационных двигателях (ст = 9 м/сек) только р^ 50 л. с. Большие
мощности и особенно двигатели двойного действия требуют одлаждае-
мых днищ поршня. Эксплоатационно надежный подвод и отвод
охлаждающей жидкости с движущимися поршнями значительно
повышает стоимость. Поршень должен иметь при полной нагрузке
правильный зазор в цилиндре, поэтому
в холодном состоянии сильную игру, что ^ д.
определяется по разности температур «-^рмр^ц^^у,—,
обеих частей в эксплоатации и коэфи- | £\- J^L
циентом расширения материала и про- 5щЧ /ftiW
веряется опытом. При двигателях с за- Tjfcd \\1Л**
жиганием простого действия неохла- ' I %j£- ^Лтг
ждаемый чугунный поршень (фиг. 31) * Щ*ыт^ г*г*Нтт\\
делается меньше у днкща на 2—5 -D/1000,
далее D0 постепенно увеличивается; Фш-.di.
в форсуночных двигателях еще более.
При алюминиевых поршнях зазор настолько велик, что
применяются эластичные направляющие, чтобы уничтожить стуки при
холостом ходе.
Уплотнение поршней и цилиндра производится
при помощи пружинящих наружу чугунных поршневых колец,
которые затрудняют проникновение грязи и остатков от масла. При
слишком высокой температуре поршня и плохом масле кольца
становятся сухими, заедают и более не уплотняют. При двигателях
двойного действия (фиг. 36, стр. 465) применяются поршни с
охлаждением водой с поршневыми штоками, уплотнение которых
производится сальниками с чугунными кольцами, пружинящими внутрь.
2. Кривошипный механизм. Устройство. При конструкции
простого действия для повышения мощности число цилиндров
делается 2, 3, 4, 6, 8, при легких двигателях повышается еще
значительно больше и иногда применяется расположение рядами (в
данном случае однократное соединение по типу тандем) или
соединение многих шатунов на одной кривошипной шейке: Vau, We и
звездообразное расположение. Двигатели двойного действия для
полного использования при 4 тактах кривошипного механизма
целесообразно выполнять только по типу тандем (начиная с 600 л. с).
Направляющая и крейцкопф. Для удешевления двигателей
простого действия направляющая соединяется с цилиндром, а
крейцкопф с поршнем по фиг. 31 простейшим образом (ср. также Хютте,
т. II, стр. 371, фиг. 128, поршень газового двигателя Дейтц). Про-

456 т« Ш. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкции
странство внутри поршня достаточно также для помещения самого
поршневого пальца еще при четырехтактных двигателях по:тоянного
давления с давлением сжатия 40 кг/см?. Поэтому и вследствие
отпадения дорогого охлаждения поршня двигатели простого действия
применяются до данной мощности в рабочем пространстве
предпочтительно перед двигателями двойного действия, при которых
необходимо охта-кдение поршня. При двигателях простого действия
большой мощности, особенно судовых, крейцкопф отделяется от
поршня, чтобы иметь возможность выполнить лучше цапфы и
смазку.
При правильном выполнении простых тронковых поршней вся длина L (фиг. 31)
мохет быть использована для вослргятия бокового давления, но лучше
использовать только част», свободную от поршневы* колец. В зависимости от этого пор-
шн^ои палец располагается более или менее глубоко в поршне. Длина поршня
служит для уменьшения износа, большего спокойствия хода при смене давления и
лучшего отвода тепла к цилиндру в стационарных двигателях; при горизонтальных
двигагел2А длина поршня и иллндра обусловливается также соображением о вы-
емч% .оршня из цилиндра в сторону к >иво иипа. Наивысшее давление (от
нормально . слагающей силы) допускается лишь 1/2 -1,5 k'Jcm*-. В среднем L/D — 1,25
(в малых двигателя ) и минимально 1,25 (вболыпи; двигателях и авгомобильных)
В-ледлъие нагрева в работе направле^е поршня должно быть со свободной посад-
KOi в плоскости вра ения кривэлила наоборот, перпендику.ирчое к нему направ-
леше около поршневого пал >ца должно бшть выбрано, так как там при нагреве
палоца и поршня легко возьикает заедание.
Толщина стенок небольших поршней определяется усло-
виями производства, в больших — целесос^азным распределением
осевой силы поршня и давтения направляющей на поршневой палец;
форма остальных частей определяется только соображениями отливки
и обработки, а также достаточной жесткости. При больших
поршнях применяются также особые приставные башмаки в несущей
части поршня в целях установки и регулировки зазора; испытана
также заливка антифрикционным металлом. В противном случае
необходимо после длительного периода эксплоатации расточить
направляющую втулку и вставить более полный поршень. В больших
поршнях, ввиду опасности образования трещин, днища поршней
часто делаются сменными (с частью, служащей для уплотнения, или
без нее). Охлаждаемые поршни простого действия
большого диаметра для двухтактных и для быстроходных двигателей
снабжаются часто шарнирными трубами для охлаждающей воды
или охлокдающего масла. Последнее предпочтительно при
неплотности шарниров, но требует дорогой установки для обратного
охлаждения масла, поэтому обычно применяется лишь в судовых
двигателях, чтобы уничтожить проникновение в смазочное масло
морской воды. При двигателях двойного действия применяется
нормальный крейцкопф (см. „Детали машин") к нормальные
направляющие (без водяного охлаждения^, тогда как при цилиндрах простого
действия охлаждение направляющих (направляющие втулки)
получается само собой.
К швошипный механизм. Наибольшая возникающая на поршне
сила mix P=F maxpi в двигателях с зажиганием действует только
совсем короткое время, кроме того она уменьшается инерционными

Кривошипный механизм
457
силами (Хютте, т. II, стр. 402 и ел.), так что для расчета цапфы
получается примерно F [max рк— max рь] — Id-max p.
При стационарных четырехтактных двигателях и при
антифрикционном металле хорошего качества для цапф допускается:
max p = до 180 кг\см* в поршневых пальцах,
„ = п i25 „ в кривошипных uiei ках,
= „ 65 „ в шейках рамовых подшипников.
При двигателях простого действия рекомендуется, для
достижения мягкого хода при смене давлений и при резких вспышках,
делать поршневые болты настолько большими, как это позволяет
тронковый поршень. Толщина пальца определяется напряжением
изгиба. Палец проще укреплять в поршне, а не в шатуне, однако
надо его так закрепить, чтобы он не мог двигаться; с другой
стороны, должна быть обеспечена свободная выемка его, поэтому
рациональнее закрепление клином или нажимными болтами.
При шатуне надо обратить внимание на продольный изгиб
при преждевременной вспышке или при пуске в ход (см. т. II,
стр. 414).
Кривошип с конца вала получается слишком толстым
вследствие невыгодного отношения Р/r* или d/s (см. т. II, стр.416) и
применяется самое большее в длинноходных двигателях двойного
действия (США). Поэтому употребляются изогнутые коленчатые валы
со свешенным легким маховиком (в малых и автомобильных
двигателях, фиг. 33, стр. 4оЗ) или с третьим подшипником за маховиком.
При обычных стационарных двигателях расстояние средины
подшипников вала при допустимом напряжении соответствует ^2— 2,2 D,
диамегр шейки д?м0,48 D для двигателей с зажиганием, я?^0,55 D
для двигателей Дизеля (D — диаметр цилиндра). Длина шейки
вычисляется no pmv (см. т, II, стр. 431), причем рт = <р max p есть
примерное среднее давление на цапфу полного рабочего хода, включая
инерционные силы и давление от веса.
Наибольший крутящий момент в валу (max M =
= F [см2] max pfS/2 в кгем) получается в двигателях со многими
кривошипами при помощи суммарной тангенциальной диаграммы
(т. II, стр. 389). При одноцилиндровом двигателе с зажиганием и
вспышкой max pT находится при угле кривошипам35°, причем
max /?гм0,4 max /?<; в форсуночных двигателях с постоянным
давлением сгорания рт ^0,6 max pi%
Средний крутящий момент для любого двигателя
М = 320 РпиУф = F[cm2] (pT )m s/2 в кг см. При этом (рТ )т ==
z=:2/T:'Z/t-pme> где /—число тактов (2- или 4-тактн.) и z — число
рабочих цилиндров.
Станины. В горизонтальных двигателях простого
действия (фиг. 33, 34, 35, 46, 47) они выполняются односторонними
с широкой фундаментной рамой. Рама делается в одно целое с
рубашкой цилиндра, головка отдельно. При этом очень удобна
возможность сборки и разборки всего кривошипного механизма вместе

458 Т. III. Отд 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
с поршнями в сторону коленчатого вала (без съемки цилиндровой
головки и распределения). Чтобы избежать сильного изгиба рамы,
нейтральная ось рамы возможно более приближается к оси цилиндра;
при этом ab<^2az. В малых двигателях рама делается сплошная, в
больших—пустотелая. Высота средины вала над полом определяется
всецело удобством обслуживания машины.
^вертикальных двигателях теперь применяются
исключительно расположенные внизу коленчатые валы. Это
обусловливает устройство рамы, которая допускает удобную сборку и разборку
кривошипного механизма и в случае надобности вала, в то время
как на свободный доступ к подшилникам обращается внимание
лишь при тяжелых тихоходных двигателях.
* ь' € /d ♦
Фиг. 32.
Фиг. 32 показывает различные формы рам вертикальных двигателей и их
составных частей а, Ъ и с. а) Вертикальная конструкция с отдельными станинами на
фундаментной раме, для больших двигателей (фиг. 42), особенно судовых. Ь) Кар-
терный тип: раздельная коробчатая станина с насаженными на нее отдельными
цилиндрами; в настоя цее время наиболее распространенный тип для средних
рыночных конструкций (фиг, 38, 39, 40); в авиационных двигателям головка цилиндра
делается в одно целое с цилиндром (фиг. 29). с) Блочная конструкция: картер
поднимается до крьглки цилиндров; крышки отдельные или в одно целое-; обычно
применяется в автомобильных двигателях, d) Цилиндр с голов-кой в одчо целое,
разделение на картере; применяется в малые двигателях, е) Рама в одно целое
с цилиндром, крышка отдельно; выемки вала, расположенного только на двух
подшипниках, по оси через крышку (фиг. 37). Фиг. 40 показывает раму
многоцилиндрового быстроходного двигателя Дизеля завода МАН в Аугсбурге. Выемка поршня
и шатуна производится больше вверх по удалении крышки или цилиндра с
частями распределения.
3. Привод. Часть возникшей в двигателе мощности расходуется
на различные приводы.
Распределение, зажигание, смазка, охлаждение.
Распределение для смены рабочего тела в одноцилиндровом двигателе,
зажигание, пуск требуют вообще мало энергии, часто менее 1%
мощности двигателя; наибольший крутящий момент для открытия
выпускного клапана соответствует 5—10% крутящего момента
двигателя; в четырехтактных двигателях распределение производится
особым распределительным валом, вращающимся с числом
оборотов п/2. Распределительный вал располагается либо над цилиндрами
(с короткой передачей к клапанам, фиг. 29), либо в станине
(j длинными распределительными штангами, фиг. 38,40). Последняя
конструкция благоприятнее в отношении подшипников распредели-

Привод. — Маховик
459
тельного вала. Привод клапанов производится обычно кулаками
и рычагами или штангами, реже эксцентриками и катающимися
рычагами; привод магнето и распределителя зажигания, регулятора
числа оборотов, механических смазывающих устройств и иногда *
насосов охлаждающей воды производится с передачей от двигателя,
но нередко также питание маслом и охлаждающей водой
отделяется от двигателя.
Насосы для топлива и воздуха, компрессора, продувочные
насосы. Форсуночные двигатели требуют управляемых регулятором
насосов для подачи под давлением и отмеривания топлива (фиг. 24,
стр. 441); двухтактные двигатели с зажиганием нуждаются также
в отмеривающих насосах для воздуха и газа, управляемых
регулятором. Вследствие такого регулирования отмеривающие насосы
не могут быть отделены от двигателя. Наоборот, добыча распыли-
вающего воздуха для распыливания жидкого топлива, например
в компрессорных двигателях постоянного давления, как равно добыча
продувочного воздуха для всех двухтактных двигателей и для
четырехтактных двигателей повышенной мощности, может производиться
в особом месте отдельно от двигателя. Однако выгоднее и эти
приводы сделать непосредственно от источника энергией, соединив
их с поршнем или с коленчатым валом, чтобы уменьшить потери
передачи, использовать станину двигателя, а в двухтактных чтобы
объединить вместе воздущный насос с продувочным.
4. Демпферирование. Маховые массы на валу.
Неравномерная отдача энергии на валу четырехтактного цикла
требует тяжелых маховиков для уменьшения неравномерности (Хютте,
т. II, „Детали машин", стр. 642). Относя вес обода маховика Gs,
вращающегося на ободе со скоростью v к 1 л общего объема
двигателя, так что (Gs)0 = Gs/Vh, получим степень неравномерности
о = kpme/(Gs)0 v\ где рте есть среднее эффективное давление, а
значение k = njn • d;/45; для нормального двигателя с зажиганием смеси
при полной нагрузке может быть взято по табл. 75 (Хютте, т. II,
„Детали машин", стр. 646). Значения k служат также для малых
мощностей, если при этом уменьшается пропорционально изменение
давлений (например при количественном регулировании) и где
действие масс исчезает. В двигателях постоянного давления, типа
Дизеля, эти значения на 20—40% больше.
При данном 5 могущие быть пропуски вспышек и преждевременные вспышки
в одном цилиндре вследствие малых значений (Qs)0 действуют неблагоприятно
при большом числе цилиндров. Поэтому целесообразно при многоцилиндровых
двигателях значение (GS)Q снижать. Кроме того, смотря по обстоятельствам,
8 должно быть достаточно мало при малых числах оборотов.
Относительно размещения необходимого веса маховика в ободе
и в спицах см. Хютте, т. И, .Детали машин", стр. 473 и 642.
Выравнивание колебаний энергии имеет значение для
могущих быть.кру ти л ьных колебаний вала (т. II, стр, 646).
Разложение кривой тангенциальных усилий в сдвинутые
синусоидальные колебания q числом колебаний па, 2па, Зпа и т. д. позволяет

460 T- HI- 0тД- *• Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
узнать влияние различных чисел импульсов, которые не должны
совпадать с собственным числом колебаний вала.
Также генераторы переменного тока обладают относительно сети собственным
числом колебаний, зависящим от Gs. При этом Gs выбирается так, чтобы не
наступало резонанса с числом импульсов тангенциальной кривой (см. ниже
„Электротехника"].
Инерционные силы в передаче возникают вследствие качания
масс привода (поршень, поршневый шток, часть шатуна). Ср. Хютте,
1. II, „Детали машин", кривошипный механизм, стр. 387. Литровый
вес (Gk\ = Gk/Vh этих масс, в зависимости от конструктивного
выполнения и длины, составляет:
( 1—3 кг для автомобильных двигателей
для бескрейцкопфных | простого действия всех типов.
{ 4—6 кг для стационарных двигателей
тронковых поршней I простого действия (для двигате-
I лей Дизеля 5—7 кг)
Дисковые поршни с крейцкопфом 3—4 кг для двигателей
двойного действия типа тандем.
Выравнивающее влияние этих качающихся" масс на действующую
силу в обыкновенной кривошипной передаче выражается силой
инерции ръ (пренебрегая действием собственного веса в
вертикальных двигателях (т. II, стр. 387 и ел.). Инерционная сила вызывает
в передаче уменьшение давления от вспышки на величину тах/?5
и при четырехтактных двигателях вызывает изменение давления во
время всасывания и выхлопа, а при большом (Gk)0 и ст также во
время сжатия; смена давлений при малом зазоре действует
благоприятно на смазку цапфы крейцкопфа и направляющей, но при
большом зазоре неблагоприятно на спокойствие хода.
Внешнее уравновешивание масс (см. т. И, стр. 633 и ел.).
Качание масс передачи веса Gk и вращение эксцентричных масс веса Ge
(поршень, поршневый палец, часть шатуна) вызывают
противоположные колебания рамы покоящегося веса двигателя Gm, причем размах
последней меньше в отношении Gk/Gm. За счет возможного
увеличения Gm (тяжелые рамы, фундаменты, связь с прочным грунтом),
как равно уменьшения Gk% размах" двигателя может быть уменьшен
до допустимой величины. Там, где не имеется в распоряжении
достаточной массы или колебания, рамы недопустимо велики, например
при фундаментах на плывунах и при автомобильных двигателях всех
типов, возможно сделать уравновешивание движущегося веса при
помощи противовеса или при помощи смещения кривошипов
(табл. 72, Хютте, т. II, стр. 638).
Вес двигателя (без маховика) целесообразно для сравнения
относить к 1 л хода поршней, как литровый в е с G0.
Двигатели с зажиганием: авиационные двигатели
звездообразного типа с воздушным охлаждением G0=^12 кг/л,
охлаждаемые водой двигатели с расположением в \,яд ==^16 кг/л.
Двигатели автомотрисе 90—40 кг/л, одноцилиндровый
стационарный двигатель до 200 кг/л. Крупные газ о-

Уравновешивание
461
вые двигатели двойного действия в зависимости от размера
и конструкции 50—35 кг/л.
Форсуночные двигатели чаще тяжелее, вследствие
высокого значения max p. Тяжелые стационарные двигатели Дизеля
150—120 кг/л, большие судовые двигатели двойного действия
ргг 120 кг/л, быстроходные двигатели Дизеля, простого действие
многоцилиндровые до 1500 л. с: G0 = 70—65 кг/л, большие
судовые двигатели простого действия ^ 120 кг/л, двойного действия
75—55 кг/л, в зависимости от того, конструируются ли они в
расчете на уменьшение веса или низкую цену. Л
Вес единицы мощности G/N = G0/N0, или вес на л. с, имеет
значение для автомобилей и стоимоаи фрахта. Так как Л/"0 = рт Яд/45и
в значительной мере зависит от числа оборотов, то для
автомобилей применяются только быстроходные двигатели. В авиационных
двигателях п = 1400 до 2500 об/мин, в данном случае с
промежуточной передачей; для автомобилей применяются подобные же высокие
числа оборотов.
Пример: при рте - 8,5 кг/см*, па = 1800/2 = 900 об/мин получается NQ =
=8,5 • 9J0/450=17 л. с. и G0=16 кг/л, а потому вес на силу равен 16/17=0,95 кг/л. с.
Фундаменты. При стационарных двигателях ради дешевизны
делаются из кирпича или бетона, в судах, автомобилях и
аэропланах обычно железные или деревянные конструкции. Они имеют
целью: 1) воспринимать на себе обратный поток энергии между
двигателем и рабочей машиной или механическим
преобразователем; 2) воспринимать вес двигателя и давать раме и подшипникам
достаточно жесткое основание по отношению к грунту; 3) во всех
недостаточно уравновешенных двигателях увеличивает вес Gm
покоящихся масс настолько, чтобы были незаметны и безвредны
встречные движения: массивный фундамент. Глубина фундамента для
стационарных двигателей простого действия выбирается равной от
5 до 6 D (диаметр цилиндра), и в случае возможности до грунта. Длина
и ширина определяются рамой двигателя, так что для вертикальных
двигателей потребная кладка около ©,25 до 0,5 мъ/л. с, а для
горизонтальных двигателей 0,4 до 0,7 м^/л.с. При недостаточном
уравновешивании масс фундамент должен быть прочно связан с рамой
при помощи длинных анкерных тяг (примерно по анкеру на метр),
даже в случае, если почва податлива, то соединяется железными
прокладками с жесткой колодой. Выгодно также зацепление
относительно бетонной подошвы. Чем больше неуравновешенные веса
кривошипного механизма, тем больше должны быть жестко
прикрепленные массы фундамента и грунта.
При двигателях полностью уравновешенных массивный фундамент не нужен,
особенно в автомобильных двигателях; для устранения сотрясений небольших
двигателей даже желательна изоляция эластичными материалами, как войлок, пробка
и т. п. (ср. т. I, стр. 576 и сл.)«
5. Пуск. Ускорение масс передачи, в которых аккумулируется
энергия Gs'V2/2, достигается: в малых двигателях около

462 Т. Ш. Отд 4. Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
Ne<n/20 при помощи рукоятки и позднем зажигании (во
избежание обратного удара); в многоцилиндровых двигателях
при помощи вспышки в цилиндрах, наполненных надежно
воспламеняющейся смесью, причем наполнение производится
проворачиванием двигателя или особыми нагнетательными насосами.
Проворачивание производится от руки или электромотором при
уничтожении сжатия; затем электромотором от тока батареи.
Во всех больших двигателях (ЛГ ^ л/10) производится сжатым
воздухом, причем рабочий цилиндр работает как двигатель сжатого воздуха при
помощи особого управляемого пускового клапана. Давление воздуха от 10 до
30 am в баллоне, причем для стационарных двигателей рассчитывают 10 до 3 л
на л. с. мощности дзигателя. Сжатый воздух доставляется небольшим
компрессором, который соединен с двигателем И1И приводится отдельно. В двигателях
Дизеля с воздушным вспрыском берется от компрессора.
е) Примеры выполнения
1. Двигатели с зажиганием смеси. Применяются как
газовые двигатели газообразных топлив (например естественный
газ, светильный и коксовальный газ, генераторный и доменный газ),
для легко испаряющихся жидких топлив (осветительные масла всех
сортов, бензин, бензол, спирт, часто в смеси, керосин) в
карбюраторных двигателях, в настоящее время также для трудно
испаряющихся топлив, вспрыскиваемых незадолго до зажигания
(Гессельманн). Все они нуждаются в запальнике для зажигания
сжатей смеси, границы сжатия которой ограничены опасностью
преждевременной вспышки. Вследствие этой опасности они реже
работают как двухтактные (только малые карбюраторные двигатели
и доменно-газовые).
Вертикальные малые двигатели. Применяются в
качестве быстроходных при N/n = 2/1000 до 20/800 для установок,
работающих с перерывами, например кранов, строительных машин,
локомобилей, реже для промышленных и сельскохозяйственных
установок; бывают двигатели с 1, 2 и 4 цилиндрами, построенные
по образцу автомобильных для легких масел. Высота коленчатого
вала над уровнем пола делается 500 до 900 мм (на чугунном или
каменном цоколе).
Малые вертикальные двигатели имеют закрытый картер, снабженный
дроссельными отверстиями для выравнивания давления, в которых улавливается
масляная пыль. Смазка производится зачастую разбрызгиванием в картере
(распространено), но лучше насосом.
Большие вертикальные двигатели до 150 л. с. в цилиндре
(например Гюльднера и многих английских фирм) несколько неудобны
для обслуживания, так как не все части доступны с пола, а поршни
и шатуны могут быть вынуты только вверх после съемки крышек, но
зато они требуют мало места в горизонтальном направлении, имеют
хорошую доступность всех частей распределения и благоприятную
форму пространства сгорания. В настоящее время такие модели
применяются для двигателей с зажиганием и форсуночных, так что

Примеры выполнения
463
ТоплиМный цемцфувр
для перехода к другим способам работы и топливам не требуется
слишком больших переделок.
Пример. Двигатель Дизеля типа VM завода Дейтц, фиг. 38—39 и табл. 12,
стр. 469, строящийся также в качестве двигателя с зажиганием или газового.
Горизонтальные
двигатели. 4— 50 л. с. одноцилиндровые
всех типов для светильного газа и
осветительных масел, 15—50 л. с.
также для генераторного газа, особенно
газовсасывающие 60 — 150 л. с. в
цилиндре, также двухцилиндровые и
четырехцилиндровые двигатели (до 600
л. с), главным образом для
генераторного газа.
Обычная конструкция малого
двигателя по типу фиг. 33 (N/n =■ 6/1400
завода Дейтц) с испарительным
охлаждением и резервуаром для топлива,
предназначенная для бензина, спирта
или светильного газа; конструкция больших двигателей в
значительной мере соответственна фиг. 34 (завода Кертинг), водяная
рубашка в раме, вставная втулка цилиндра, уплотняемая внутри
набивочным кольцом и удерживаемая головкой цилиндра. В двигателе
Фиг. 33 Небольшой двигатель для
осветительного масла или газа
(Дейтц).
:^^^/^//^^
Фиг. 34. Газовый
двигатель (Кертинг).
А — втулка цилиндра;
В — газовый кран;
С — смешивающий
клапан;
D _ дроссельная
заслонка;
F— впускной клапан;
G — выпускной клапач;
Я—пусковой клачан;
J — запальник.

464 т» 1П- 0ТД- 4- Двигатели внутр. сгорания. П. Расчет и конструкция
Кертинга имеется самодействующий смешивающий клапан, за ним
дроссельная заслонка, передвигаемая регулятором для регулирования
количества заряда. В двигателях свыше 20 л. с. в цилиндре имеется
пусковой клапан сжатого воздуха, обслуживаемый от руки или
в больших двигателях управляемый. В двигателе газомоторной фабт
рики Дейтц регулирование производится переменным ходом
впускного клапана (фиг. 26, стр. 443), с которым в то же время связано
смешивающее приспособление. Вследствие переменного хода
включенного перед ним обратного клапана, смесь делается беднее при
малом ходе и богаче при
больших ходах (в целях
соединения количественного и
качественного
регулирования).
Сдвоенный
двигатель (фиг. 35) с
расположением кривошипов под
углом 360°, но
употребляется также 180° (для
лучшего уравновешивания масс
и для уменьшения
колебаний давлений при
герметичном закрытии
кривошипного механизма); в
последнем случае маховик
получается тяжелее. Тип тандем
двигателей простого
действия, несмотря на лучшее
использование
кривошипного механизма, в
настоящее время едва ли более
строится вследствие
неблагоприятного выполнения и
выемки поршня. В
настоящее время для
горизонтальных двигателей простого
действия также применяются
общие модели с двигателями с зажиганием и форсуночными; первые
применяются при малом сжатии для светильного и генераторного
газа, бензина, бензола и спирта, последние с высоким сжатием для
газового масла, тяжелой нефти и для всех сортов дегтярного масла.
Фиг. 35. Сдвоенный газогенераторный двига-
• тель (Дейтц). а — всасывающий резервуар;
Ъ — глушитель.
Пример.
11, стр. 469.
Модель газомоторной фабрики Дейтц, фиг. 44, 45, стр. 467, и табл.
Двигатели двойного действия, обычно с одним или
двумя кривошипами, как четырехтактные двойного действия типа
1анцем (600-6000 л. с. на каждый кривошип или 150—1500 л. с, на
каждое рабочее пространство, фиг. 36), или же как двухтактные
двигатели двойного действия, главным образом для доменного, а также

Примеры выполнения
465
генераторного газа. Преимущество двойного действия: большая
мощность на один кривошип, простой привод, закрытый поршень, про-
Фиг. 36. Крупный газовый двигатель (MAN). A — крейцкопф; В—
цилиндр; С— впускной и смешивающий клапан; D — выпускной
клапан; i£-—промежуточный фонарь; F— поршень; G —
соединение штоков.
пуски которого не действуют наружу, легкое содержание в
исправности. Недостатки по сравнению с вертикальными или
горизонтальными двигателями простого действия: большая положение продувки
занимаемая площадь, затрудненная доступность
внутренности цилиндров и поршней, плохое
уравнбвешивание масс и несколько
повышенный расход тепла вследствие невыгодной
формы стенок (фиг. ЗОЬ, с).
Как двухтактный двигатель с
отмеривающими насосами, в которых воздух и
газ сжимается до давления продувки 0,15—
0,3 kzjcm? и поступает в рабочий цилиндр
в* конце выхлопа; применяется
преимущественно при сильно меняющемся числе
оборотов, например для воздуходувок
сталелитейных заводов. Скорость поршня ограничивается
процессом продувки, литровое тепло ограни»-
чивается опасностью появления трещин в
стенках.
2. Форсуночные двигатели. Применяются
для трудно испаряющегося жидкого топлива
(нефть, газовое масло, погоны дерева,
дегтярное масло, смола) и в перспективе для
угольной пыли. Воспламенение топлива, выходя-
ФИг. 37. Бесклапанный
двигатель с калильной
голозкол.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, х, III.
30

466 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II, Расчет п конструкций
м
1
щ
гп
и
У i Ц
Фиг. 38—39. Двигатель Дизеля (Дейтц).
щего из форсунки, происходит за счет горячей стенки и сжатия
воздуха (в калильной головке или предкамере) или порознь за счет
высокого сжатия воздуха (двигатель Дизеля). В первом случае
достаточно умеренное
сжатие (10—30 кг/см2),
которое однако при
пуске холодного
двигателя может
потребовать подоupев а
стенки или
дросселирования всасывания
(способ Ендрассих-
Ганц), во втором слу-
i чае требуются
давления 30—40 кг/см2,
которое делает
излишним подогрев при
пуске.
а) Двигатели
с калильной
головкой: двигатели
низкого сжати я
главным образом для
малой мощности.
Высокий расход тепла
должен
компенсироваться низкой
покупной стоимостью, по-
СМ
Фиг. 40—41. Четырехтактный двигатель Дизеля
(MAN).

Примеры выполнения
атому обычно строятся, как
бесклапанные двухтактные двигатели
с кривошипно-камерной
продувкой (фиг. 37). Сжатие делается 8—
10 кг/см2, чтобы облегчить пуск Продувочный'^
от руки.
b) Двигатели высокого
давления двухтактные или
четырехтактные с калильной
головкой или предкамерой, которые при
пуске подогреваются лампой,
фитилем или электричеством (фиг.
23, стр. 440, двигатель Бенца в
Мангейме). Пуск сжатым
воздухом или электрический. Расход
тепла, по сравнению с
двигателями низкого сжатия, довольно
благоприятный; бескомпрессорное
вспрыскивание топлива; сжатие
до 25—30 кг/см2.
Примеры. Вертикальный
двухтактный двигатель жидкого топлива Дейтца
модели РМ, фиг. 45 и табл. 12, стр 46у,
вертикальный четырехтактный двигатель
завода в Мангейме модели RH, фиг. 23,
стр. 440, и многие другие. Эти предкамер-
ные двигатели с небольшим подогревом
перед пуском образуют уже переход к
двигателям Дизеля без подогрева.
Применяются так же, как автомобильные двигатели (Дейтц, Даймлер), ср.
табл. 14, стр. 470.
c) Двигатели Дизеля. Простого действия
вертикального типа, при четырехтактном процессе 10—300 л. с. в рабочем
Фиг. 42. Двухтактный дзигатель
Дизеля двойного действия (MAN).
Фиг. 43.
Фиг. 44.
Продувочный
•яасог
Фиг.' 45. Двухтактный
двигатель Дизеля
(Дейтц).
пространстве; наибольшие мощности (до 1000 л. с. в одном рабочем
пространстве) обычно двухтактные (Юнкере, Зульцер, Крупп и многие
30

468 ^- ML Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкций
другие). Увеличение мощности двигателя достигается размещением
в ряд 2—10 цилиндров простого действия.
Примеры. Двигатели Дизеля завода МАН 40^300 л. с. на цилиндр (фиг. 40
и табл. 10) блочной конструкции со стяжными болтами. Двигатели Дейгца 20—
180 л. с. на цилиндр (фиг. 38, 39 и табл. 13) картерного типа. Двухтактный
двигатель Юнкерса, сконструированный как двухпоршневый (фиг. 48), см табл. 11.
Горизонтальные двигатели Дизеля строят завод Кертинга
в Ганновере и завод Дейтца.
Фиг. 46 и 47- Фиг. 48. Двухпоршне-
вой двухтактный
двигатель (Юнкере).
Пример. Горизонтальный одноцилиндровый двигатель Дизеля завода Дейтц»
табл. 11 и фиг. 46—47.
Двигатели Дизеля двойного действия реже строятся по
типу четырехтактных газовых двигателей двойного действия типа
тандем; в настоящее время обычно как вертикальные двухтактные
двигатели двойного действия, например двигатель МАН (фиг. 42).
Расход тепла. Низший расход топлива в двигателях Дизеля достигнут в
настоящее время 180—158 г\л. с. **., соохветствующий расходу тепла 1^ = 1800 —
1580 кг-кал\э. л. с. ч или коэфициенту полезного действия i\w =b32j\X/ = 35—40%.
В двигателях с зажиганием смеси достигнут расход тепла W = 2200—2000 (для
газовых двигателей) и 2000 —1850 (в быстроходных карбюраторных двигателях).
Гарантийные цифры заводов, строящих двигатели, даются обычно несколько больше.
Строительные размеры. Табл. 10—15 служат для определения размеров
рыночных двигателей. Они относятся к двигателям МАН и газомогорного завода
Дейтц, но они сходны с двигателями других фирм.

Размеры двигателей
469
Таблица 10. Вертикальные четырехтактные двигатели Дизеля МАН
с бескомпрессорным вспрыском (фиг. 40, 41, 43, 44)'.
Обозначения
GVu 33 GVu 42 GVu 50 GVu 60
GVu 74 GVu 84
Диам. цил/ход [см]
Объем хода [л]
п [число об/мин1 до
ст \м\сек\ до
Мощн. цил. N/цал [э. л. с.\ до
ртЛ™\с"\
22/33
12,5
500
5,5
39
5,68
28,5/42
26,7
375
5,25
62,5
5,63.
36/50
51
300
5,0
95
5,63
42,5/30
85
250
5,0 j
125
5,3
Число цилиндров z
3 до 8
52/74
157
215
5,3
215
5,7
62/84
253
187
5,2
300
5,7
6 до 8
Фиг. 43 и 44
А [мм]
С [мм]
D [мм]
Е [мм]
2480
до 4280
250
1800
1300
2990
до 539Э
330
2340
1600
3840
до 6990
470
2920
2030
45С0
до 8650
5Э0
3430
2200
8050
до 9890
50Э
3970
2500
, 9530
до 11330
600
4690
2800
Таблица 11. Горизонтальные одноцилиндровые четырехтактные дизели Дейтц
(фиг. 4э и 47)
Обозначения
Диам. цил/ход [см] ....
п [об/мин]
^ те L ' J
л
5-14
10/14
1100
7
5,14
5,21
! 1500
800
690
5-16
12/16
ЮСО
10
5,34
4,98
1500
800
800
3-22
14,5/22
700
14
5,13
4,97
1700
1000
932
3-28
17/28
540
18
5,04
4,73
III
3-32
19/32
480
24
5,12
4,95
2400
145Э
Ш5
3-36
21/36
420
30
5,04
5,15
2500
15О0
1495
2-39
23/39
330
40
4,29
5,27
ЗОЭО
1900
1750
2-47
31/47
275
55
4,31
5,19
3300
2100
2085
2.60
37/30
230
80
!4,6
4,85
3700
2500
2450
Таблица 12. Вертикальные двухтактные двигатели Дейтц с продувочным
насосом
Нефтяные двигатели высокого давления с предкамерой (фиг. 45)
Обозначения
РМ 317
РМ 322
РМ 325
РМ 330
Диам. цил/ход [см] ....
Объем хода [л]
Об/мин
iV/цил. [л. с]
Число цилиндров г
сш Щсек]
Рте \-KZ№\ .......
12,5/17
2,08
520-650
8-10
15/22
3,88
440-500
13-15
17,5/25
6,02
400—500
20-25
20/30
9,4
370—430
30-35
1 и 2
1 и 2
1, 2, 3
1, 2, 3 и 4
3,0-3,4
3,35
3,2—3,7
3,5
3,3-4,2
3,75
3,7-4,3
3,9

470 т- И1. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. II. Расчет и конструкция
Таблица 13. Вертикальные четырехтактные многоцилиндр. дизели Дейтц
(Тип ЕМ и VM, фиг. 38, 39)
Обозначения
ЕМ 1-28
ЕМ 1.28а ЕМ 1-34 ЕМ Ъ34а|
ЕМ L40
ЕМ 1-44
Диам. цил/ход [см].
Объем хода [л]. . .
п [об/мин]
TV/цил. [л. с]. . . .
21/28
9,7
420-600
23-32
21/32
300-5С0
19-32
27/34
19,5
315—500
36-59
27/38
21,8
250-450
33-58
33/40
34,2
300-450
61-91
40/44
55,2
250-375
82-125
Число цилиндров г
6,8
4, 6, 8 6, 8
4, 6, 8
6, 8
6,8
с [м/сек]
3,92-5,6
5,0
3,2-5,34
5,2
3,57-5,67
5,3
3,17-5,7
5,3
4-6
5,4
3,67-5,5
5,4
Обозначения
VM 1-45
VM Ь58
VM Ь74
VM 2-45
Диам. цил/ход [см].
Объем хода [л] . .
п [об/мин]
N/тл. [л, с] . . .
28/45
27,7
250-300
40-50
37/58
62,2
215-250
83-95
48/74
134
187—215
159—183
30/45
31,7
300—375
60-75
Число цилиндров г
2, 3, 4
3, 4, 6, 8
6, 8, 10
3, 4, 6
с [м/сек] .
Рте W<21
3,75-4,5
5,2-5,4
4,17-4,83
5,5
4,62—5,30
5,6
4,5-5,62
5,65
Таблица 14. Вертикальные легкие четырехтактные двигатели Дейтц
Нефтяные двигатели высокого давления с предкамерой с 4 и 6 цилиндрами как
автомобильные двигатели
Обозначения
Число цилиндров
FM 215 1
10/15
1,18
1000-1250
6,5-8
2-4
5,0-6,25
4,9
FM 217
12,5/17
2,08
1000—1200
12—14
2, 4 и 6
5,7-6,8
5,0

Тепловой расчет рабочего процесса
471
Таблица 15. Двухтактные двух поршне вые двигатели Юнкере
Дип. НК (фиг. 48)
Обозначения
Диам. цил/суммарн. ход [см] . . .
Число цилиндров z
Общая высота над фундам.[л*] . .
НК 100
11/38,5
500
25
1 и 2
6,15
1,7
НК 130
13/45,5
450
35
1 и 2
5,85
1,98
НК 160
15/53
375
60
2
6,2
2,38
НК 20Э
20/70
300
87
2
6,1
2,95
Дополнение
Тепловой расчет рабочего процесса двигателей
внутреннего сгорания
Составил проф. Е. К. М а з и н г, Москва
Метод теплового расчета рабочего процесса двигателей
внутреннего сгорания, с учетом зависимости теплоемкости газов от
температуры, впервые был разработан покойным проф. В. И. Г р и-
невецким (см. приложение к русскому переводу книги Гюльд-
нера, 1907) и с тех пор, получив дальнейшее развитие и опытное
обоснование, завоевал прочное положение в русской литературе
по двигателям внутреннего сгорания.
Введенные им понятия: коэфициента молекулярного
изменения (\х), коэфициента выделения тепла при сгорании (С),
коэфициента подачи (riv), остаточного коэфициента (f), оказались
удачными, дающими возможность вывода простых и точных
формул экономичности рабочего процесса. Счет количества газов
производится в килограмм-молях (короче в „молях"), что удобно
в том отношении, что объем одного моля есть почти постоянная
величина для всех газов (22,4 л*3 при 0°С и 760 мм рт. ст.) и
поэтому счет в молях равносилен счету в объемных единицах;
характеристическая постоянная, отнесенная к одному молю, есть
постоянная величина для всех газов (тР —- 848 кгм), как равно,

472 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
и разность молекулярных теплоемкостей при постоянном объеме
848
и постоянном давлении тср — тсф = mAR = -т^~ = 1,985 кал.
Примечание. Ввиду того что в дальнейшем изложении придется
оперировать только со средними молекулярными теплоемкостями газов, в целях
упрощения они будут обозначаться сокращенно Ср и cv.
Средняя молекулярная теплоемкость газов
Для двухатомных газов принимаем среднюю молекулярную
теплоемкость по данным проф, Шюде (Technische Thermodynamik,
1923):
^ 4,90 +0,00053 Л 0оС ,эс
ср = 6,885 + 0,00053 t\ от и с до г u
Для трехатомных газов зависимость средней молекулярной
теплоемкости от температуры проф. Шюле дает в форме таблицы,
которая при пересчете на моль дает:
г с
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
со2
8.66
9,15
9,55
9,90
10,20
1и,47
10,69
10,91
11,13 *
11,30
11,43
Н20
8,33
8,36
8,38
8,43
8,47
8,52 1
8,57
8,64
8,73
8,83
8,92
t° С
1100
1200
1400
1600
1803
2000
2200
| 2400
260Э
28J0
3000
со2
11,66
11,88
12,10
12,31
12,44
12,58
12,71
12,80
12,93
13,02
Н20
9,01
9,14
9,37
9,64
9,99
10,42
10,87
11,34
11,80
12,30
12,84
Для нефти среднего состава (С = 86%, Н = 13% и О = 1%
по весу) при коэфициенте избытка воздуха ос = 1 получается при
полном сгорании состав газа: С02 = 13,6%, Н20 = 12,3% и N2 =
= 74,1%. Беря в этой пропорции средние молекулярные
теплоемкости составных частей продуктов сгорания, получаем
закономерность, весьма близкую к прямолинейной.
£„=5,38 + 0,00075,Л ппи
*р = 7,365+ 0,00075 г/ПрИ °"
1 нефть.
При значениях а>1 приходится комбинировать в свою
очередь теплоемкость продуктов сгорания при а = 1 и избыточного

Средняя молекулярная теплоемкость 473
воздуха, для чего в общем выражении теплоемкости a + bt коэфи-
циенты а и b вычисляются по формулам:
а а
Так, например, для продуктов сгорания нефти при а = 2
получится
с9 = 5,14 + 0,00064 Л _ 2 -
^ = 7,125 + 0,00064 /} при а ~ 1 нефть*
Для газообразного топлива, например для силового газа
состава: С02 = 6%, СО = 25%, СН4 = 1%, Н2 = 13% и N2 = 55%,
средняя молекулярная теплоемкость продуктов полного сгорания
при а = 1 довольно хорошо укладывается в прямолинейную
При значении <х>1, например ос = 1,25, подобно
предыдущему получится
5=75;з15?о°;§ЖИ)при а=1'25 силовой газ-
При переходе от средних молекулярных теилоемкостей от
0°С до /°С к теплоем костям от 0°абс до Г°абс уменьшается лишь
коэфициент а на А = 2,273 • Ь, а коэфициент b остается без
изменения.
Поэтому для двухатомных газов получится
cv = 4,61 + 0,00053 Л от Оо ло То
ср = 6,595 + 0,00053 Т] от и абс Д° 1 абс. *
Для продуктов сгорания нефти при а = 1 соответственно
получится
с9 = 4,97 + 0,00075 Т\ „л„ п л оа. u
ср = 6,955 + 0,00075 т) при а = 1 нефть'
а при а = 2 соответственно будет
ст = 4,79 4- 0,00064 Л п г
с9 = 6,775 + 0,00064 Т) ПРИ а = 2 кеФть-
Для продуктов сгорания силового газа приведенного выше
состава соответственно будет
cv = 5,055 + 0,00075 Л 1 „
ср = 7,04 +0,00075 Г/ ПРИ а = ! силовой газ
^^ioSsf} "Ри - = 1,25 силовой газ,

474 т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
Что касается истинной теплоемкости, то при прямолинейной
зависимости от температуры меняется лишь температурный ко-
эфициент Ь, который будет в два раза больше, чем при средней
теплоемкости (т. е. 2Ь).
Коэфициент молекулярного изменения
Теоретически необходимое количество воздуха (при сс=1)
на 1 кг жидкого топлива подсчитывается по формуле:
С _Я 0_
и 0,21 V12 * 2 32
где С, Я и О — состав топлива в долях в,еса.
Для приведенного выше состава нефти
. 1 /86 . 13 1\ ЛЖ -
0 = "5Г ("12" ~*~ ~2 32" J = ' М0Л На KU
Действительный расход воздуха при а > 1 на 1 /f2 жидкого
топлива будет
L = aL0 = 0,495 а.
Состав продуктов полного сгорания будет
_С_
12
Я
С02 .... -т?г мол
Н20 .... -о- мол \
02 .... 0,21 (а — 1)10мол
N2 . v. . . 0,79 aL0 мол
Всего продуктов
сгорания M—L-\- AAf.
Отношение количества продуктов сгорания к количеству
воздуха (заряда) называется химическим коэфициентом
молекулярного изменения.
„ лм Я+О/8
причем приращение числа молей ДМ = LT--—.
1 , 0,0664
Для принятого состава нефти \х0 = 1 -| ,
Отношение количества остаточных газов Мг к количеству
свежего воздуха (заряда) L носит название остаточного коэфи-
циента

Коэфициент молекулярного изменения 475
Действительный коэффициент молекулярного
изменения, т. е. с учетом остаточных газов будет
1 ~~ L + Mr " 1+Y #
В случае компрессорного дизеля вместе с нефтью вводится
в рабочий цилиндр количество распыливающего воздуха Lk.
Отношение количества его к количеству засосанного воздуха
называется коэфициентом распыливающего воздуха
Количество продуктов сгорания будет
М = [х0 aZ0 = (х01 (1 + <р) мол*
Действительный коэфициент молекулярного изменения
т, _ (1 + У) Но + Y
* пй '
Для силового газа теоретически необходимое количество
воздуха на 1 мв будет
С0 ' Яа ■ 2СнЛмК
L- 1 ({
2 ' 2
Объем свежей рабочей смеси (заряда) будет
Сокращение объема при сгорании
Объем продуктов сгорания будет
М = (I + aL0—ЬМ) мК
Химический коэфициент молекулярного изменения
М л AM
l+aZ0 1 + a^o
Действительный коэфициент молекулярного изменения
{L = Ho + Y _ 1 ЬМ
* 1+Y (1 + Y)(1+«Z0)'
где y = г',— в долях свежей смеси,
1 + а^о

476 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. • сгорания. Тепловой расчет
Связь коэфициента подачи с коэфициентом остаточных газов
Отношение действительного количества свежего воздуха в
рабочем цилиндре (или смеси силового газа с воздухом) к тому
количеству его, которое могло бы поместиться в объеме,
проходимом поршнем (Vh) при температуре (Г0) и при давлении (Р0)
окружающей среды,называется коэфициентом подачи (r\v). При
температуре Та и давлении Ра в начале сжатия (т. е. смешения)
объем заряда будет1)
Остальное пространство при температуре Та и давлении Ра
займут остаточные газы
м — £ v 1 v ( s г . а .
^'-"е—1Va h\z—l 4v TQ
Остаточный коэфидиент будет поэтому
- _ Мг _ / S Pa Т0 1
7 L \«—Г Р0 ' Та ' %
или обратно выражение yj, через у будет
е , Р« , Г° 1
1» е-1 Р0 Гв 1+т'
РЛ
Ра)
-')
где с есть степень сжатия. В случае двухтактного двигателя
она берется с момента закрытия выхлопных окон. Если
пренебречь разницей теплоемкостей свежего воздуха (заряда) и
остаточных газов (в особенности при малом количестве их), то
(L + Mr)Ta = LT0' + MrTr,
где Г0/> Г0 вследствие нагрева от стенок. Разделив обе части
равенства на L, получим
• (i + yJ^-V + tt;.
Подставляя это новое выражение в выражение t\vt получим
формулу
Ра То
'% = ■
■1 р0 т0' + ггг '
х) В этой и последующих формулах входят отношения давлений, а потому
вместо Pq, Pg, Pr можно обозначать /?0, />в, р„ч

Коэфициент подачи и-остаточных газов
477
в которой 7у, y и Тг должны быть при тепловом расчете оценены.
Так, например, для двухтактного двигателя при £=13; ра = р0 =
= 1 агп\ Г0:
: 290°абс; Тс!
= 300°
абс и °Денке Тг = 700°абс в
зависимости от различных значений т получится
т
T0' + lTr
Та
Vv
0
300
зоэ
1,047
0,05
335
319
0,939
0,10
370
336
0,849
0,15
405
352
0,775
0,20
440
366
0,714
0,25
475
380
0,661
0,30
510
392
0,616
Приблизительно пропорционально изменению v^ меняется
и среднее индикаторное давление рг.
Для четырехтактного двигателя (фиг. 49) имеется
дополнительная связь ввиду того, что объем остаточных газов (при
температуре Тг и давлении Рг) равен обычно пространству сжатия
Vc = —^ > а поэтому
Vh Pr Та
>—1 ' Pa ' Tr
Mr = -
> - .Mi- _
Pr
Po
tv
L (e-1)^
Подставляя это выражение 7
в общее выражение r\Vi получим
формулу
т =
* п.
(s— 1)Ч.Ро +
Фиг. 49г
Из связи формул общего и четырехтактного типа получается связь
Ъто' = ?о
*Ра—рг
(*-1)/>о '
откуда видно, что в четырехтактном двигателе % изменяется
обратно пропорционально Т0' и не зависит от Тг и | (при
постоянных ра И рг).
Если бы подогрева от стенок не было (Т0' = Т0), то для
четырехтактного' двигателя идеальный коэфициент подачи был бы
V
*Ра—рг
(*-1)-/>о"
Ра
Ро
Рт—Ра
т. е. был бы равен объемному коэфициент у. Вообще же так
как Т0' > Г0, то i\v < V-

478
Т. III Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
Приближение отношений — и — к единице увеличивает t\v
Ро Ро
и пропорционально рх.
►
Индикаторная экономичность цикла
Работу замкнутого цикла удобнее всего выражать в форме
9 = 1,985 LToPi кал.
ЪРо
Индикаторный коэфициент полезного действия поэтому будет
*\Де Qa ~~ теплотворность 1 кг жидкого топлива, а
L — действительное количество воздуха в молях на 1 кг топлива.
Я|
\сС\ Расход тепла на 1
индикаторную силу-час
632
Qi =
Ъ
: 318,4 WoQu кал^
LT0Pi
Расход топлива на 1
индикаторную силу-час
Ci~ Qu
: 318,4 -Ж^ кг.
LT0pt
В газовом двигателе вмесю
L надо подставить 1 -f L и так как
обычно Qu относится к 1 л*3 газа (при 0° С и 760 мм рт. ст.), то
соответственно изменится в 22,4 раза постоянный коэфициент в фор-
Фиг. 50.
мулах
(l + L)T0p
ЪР&и
а), = 0,0886
Q» = 7130(bF№m
: 7130 „ ,\р.0-— м*(0°;760 мм).
(1 + А)Гор,
Примечание. При применении этих формул к двухтактному"двигателю
(фиг. 50) в случае если pi относится ко всему ходу поршня, то и r\v тоже должно
быть отнесено ко всему ходу поршня, пересчитывая его по формуле tivi = r\v (I — <V)-
Так как в индикаторной диаграмме двухтактного двигателя хвост диаграммы
компенсирует поправку теоретической диаграммы, то при отнесении среднего
индикаторного давления pi ко всему ходу поршня получаем
Pi'=Pi(\-*t)>
т. е. отношение pi : pi = rlv* : t\v, а потому на подсчет экономичности это н* влияет.

Коэфициент выделения тепла
479
Теплоотдача во время сжатия и расширения
Теплоотдача во время сжатия (фиг. 51) будет
(?„' = L |~1;985 Ь£ + (с/Та + »(cv"Ta) - (с/,Тс + Y*/Tf)] кал,
L VvPo J
где рх — среднее давление на линии сжатия [кг/см2],
р0 —давление окружающей среды [кг/смЦ,
cv — средняя молекулярная теплоемкость воздуха (заряда),
cv" — „ » „ продуктов сгорания,
Та— абсолютная температура в начале сжатия,
Тс— п „ п конце „
Теплоотдача во время сгорания и расширения
Q«" =Qu~L [l,985 ^ф- + (Н 4- Т) с»Ть- {с/Тс + V/'Ta) J кал,
гдг Р2 — среднее давление на линчи рас* Р
ширения [кг/см2],
Тъ — абсолютная температура в конце
расширения,
Qu — низшая теплотворность топлива.
Это выражение может быть
применено и для любой точки
линии расширения X, в которой
топливо еще не выделило всего тепла,
но лишь часть его %QU = Qu — QJ\
которое дало часть работы и
повышение внутренней энергии ра- Фиг. 51.
бочего тела. Надо только вместо
Тъ взять Т№, а под р2 надо подразумевать среднее давление от
точки С до точки X, но отнесенное ко всему ходу, т. е.
парциальное давление.
Обобщенный коэфициент выделения тепла до точки
X линии расширения будет
s = "§Г [Ь985 5й~+ (р'°+Y) с"т* ~{€/Тс + ^Тс) ] *
На фиг. 52 даны результаты подобного вычисления для
двигателя Дизеля, откуда видно, что к концу хода расширения, когда
сгорание топлива можно считать законченным, коэфициент
выделения тепла достигает своего максимума 6 ^ 0,85; это значит, что
остальное тепло ушло в охлаждающую рубашку, т. е. Qw" ^Q,\5QU.,
Общая потеря тепла в охлаждающую рубашку увеличивается за счет
небольшой потери при сжатии, за счет перехода в рубашку части работы трения поршня
и в особенности в период выхлопа, т. е. за счет теплосодержания отработанных

480 Т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
газов. К этому зачастую присоединяется охлаждение выхлопного коллектора, а
в компрессорных дизелях также охлаждение компрессора.
Для компрессорного дизеля располагаемое тепло равно
Qu + Lrfp'To',
где L, — число молей распыливающего воздуха,
Trj — температура распыливающего воздуха.
12Н5
V $ 14 К Р 11 Г
Фиг. 52. Диаграмма компрессорного двигателя Дизеля 40 л, с. (<^ 203
об/мин). Степень сжатия е = 12,7; коэфициент избытка воздуха
а = 1,87 (в выхлопе).
Поэтому формула теплоотдачи во время хода расширения
(включая сгорание) получит вид
Трр2 i
QJ' = Qu-L 1.985
[l.S
ЪРо
+ (Pt> + Т) с/Ъ - (чс/Т0 + с/ Тс + Т£/'Г,)]
кал.
При неполном сгорании топлива в рабочем цилиндре вместо Qu
надо брать /QM, оценив неполноту сгорания коэфициентом X.
Уравнение сгорания
В общем виде для смешанного цикла (фиг. 53)
С0« + £ (<V + 1,985Х) Тс + Мт (с/ + 1,985Х) Тс = (М + М,) с/Т,
или, разделив обе части равенства на L, получим
Щ± + (<•/ + 1,985Х) Тс + Y {с» + 1,985Х) Г, = (^ + 7) ср"Тп

Уравнение сгорания
481
или так как
получим
х? = ^'а^тнТ
адм
■c/Tc + -,cv"Tc = (H + -t)lc/'
В случае цикла Отто р = 1, а
потому
^ + с/Тс + 1С,»Тс =
= {\^o + i)cvrrTz.
В случае цикла Дизеля X = 1, а
потому
^ + с/Тс + 1Ср»Тс =
Здесь £ — коэфициент выделения тепла
в точке z,
Р,
X = —- — степень повышения давления,
ш)Тг
0T6d
Фиг. 53
р = -j- — степень предварительного расширения,
с
Для компрессорного двигателя Дизеля
Щ^ + <?с/Т0' + с/Тс + к/ Тс = ((,0 + к) с/1 »
где 9 — коэфициент распь-ливающего воздуха,
Tq — температура распыливающего воздуха.
В этих уравнениях средние молекулярные теплоемкости cv й
с в пределах от 0°абс до Гэабс.
Средний показатель адиабаты
Показатель адчабаты, вообще говоря, равен отношению
истинных теплоемкостей
__ ср __ 1,985 __ 1,985
k ~ 77 ~"1 + ~с7 = ! + а + ЧЬТ
и является переменным. Но так как в тепловом расчете удобнее
иметь дело с постоянными показателями линий сжатия и
расширения, то на основании равенства работ выводится уравнение
tt = * + b(Ta+TJ,
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
31

482 т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
которое с достаточной для практики точностью позволяет находить
средний показатель адиабаты. Температуры Т2 и 7\
связаны между собой уравнением Г-,!/^-1 = T^v^"1, а потому
1 985
для линии сжатия будет ■ ' = а' -\- Ь'Та (1 -f- £&1—1), а для линии
расширения соответственно — = а" -\-Ь"Тъ[\ + ,fc_i )» гДе
k2 — I \ О 2 /
е
о= степень последующего расширения.
Р
Определение средних показателей адиабаты k± и k2 приходится
делать подбором. Средняя теплоемкость а -)- ЬТ при v = const.
Связь показателя линии расширения с коэфициентом
выделения тепла
Если связать выражение теплоотдачи в стенки за ход
расширения с уравнением сгорания, то получится выражение
<?</' = 0-CQJ +
где п2— показатель политропы линии расширения. Эта формула
может быть приведена к виду
(i-QQ.-Q.'' rjjggj,^. VTt 1 + _J_\1 г Л !_\
(H + 1)L U-1 ЬЛ1+Ъ**-*)\Л1 »"-V
или это может быть заменено выражением
1,985 1,985 \ г / 1_\
({Х0 —T)Z, W
где k2—средний показатель адиабаты, вычисленной при данном
значении С и Тг.\
В частном случае при п2 = k2 правая часть равенства становится
равной нулю, а потому в этом случае числитель левой части
равенства должен быть тоже равен нулю, что дает
О "
Vm
Принятие показателя линии расширения п2 = k2, т. е. равным
среднему показателю адиабаты, не означает, что на линии
расширения отсутствует теплоотдача, но означает, что она компенсируется
сообщением тепла от догорания и таким образом это есть лишь
кажущаяся адиабата. Также и коэфициент выделения тепла С
в точке z есть только кажущийся, так как условно как бы отндсит
всю теплоотдачу в стенки Qwrf за весь ход расширения только
к линии сгорания с — г.. Увязка значений С и п2 с теплоотдачей

Примеры теплового расчета 483
в стенки QJ' на основании опытных данных уничтожает произвол
в выборе при тепловом расчете значений С и я2. При значительном
догорании на линии расширения п2 < k2 и соответственно С < 5
при том же Qw".
Среднее индикаторное давление
Для смешанного цикла получится выражение
Для цикла Отто р = 1 и о = г, а потому
Для цикла Дизеля X = 1, а потому
Расчет четырехтактного бескомпрессорного дизеля
Предположим для примера, что е = 13; X = 1,4; а = 2,0; р0 = 1
ра = 0,9; л = 1,1; Г0 = 290°; Г0'= 300°; 7; = 700°абс. По
соответствующим формулам находим: ^ = 0,854; у = 0,0445; Га = 317°абс#
Предположим, что линия сжатия имеет в среднем пх = kXi что
близко к опытным данным. Ввиду малого значения y можно
принять для линии сжатия теплоемкость двухатомных газов
откуда определяется kx = 1,380. Далее находим
Тс = Г^-1 = 317 • 130'38 = 317 • 2,65 = 840°абс,
рс = ра& = раг. в^-1 = 0,9 • 13 • 2,65 = 31,0 /ег/слР.
Принимая Qu = 10 200 kclajkz и С = 0,85 по упрощенному
уравнению сгорания, находим
"(ГТт)Т + {С/ + ]'985Х) Т° = «V*
0,85-10 20,0 / 0,53 -840 . t OQ- , Л Q ,п
1,0445-0,99 + I4'61 + -ТО0О- + *'985* !'4) Ш =
= 1,0318 (б,775 + М^)/;,
31*

484 т. III. Отд. 4. Двигатели внутр. сгорания. ТЗепловоЙ расчет
откуда определяется Тг = 1823°абс .
Далее определяются
IX Tz 1,0318.1823 . • 13,0 .
? = Т'ТГ 1,4.840 =Ш И ^Т'ПбО885*11
Показатель линии расширения принимаем по уравнению
среднего показателя адиабаты, что дает £2 = 1,301, в чем можно
убедиться проверкой
азот ~4>79+—1000- v1+тт) ~ 6'6а
Температура и давление конца расширения
' Ь^ 1,878 абс'
Рь = !±=±Р^ Ь4-31,0
Ъ1* 8. а*»-1 8,12-1,878
проверка вычисления дает
Р4 = раМ. -р- = 0,9 • 1,0318 • Ш = 2,84 кг/смК
Среднее индикаторное давление
= 6,92 кг/см2.
Оценивая отношение действительной диаграммы от теоретической
поправочным коэфициентом 0,98, получим исправленное значение
Pi = 0,98. 6,92 = 6,78 кг\см\
Расход топлива на индикаторную силу/час:
__ 318,4*0,854» 1 __
Ci~ 0,99- 290- 6,78 ~ °'140 кг'>
= 632 632
^ *« • Qu ~~ 0,140.10 200 — '
Если предположить значение механического коэфициента полезного
действия двигателя при этой нагрузке г\т = 0,80, то для эфектив-
ной экономичности двигателя получим
"--**—' - = 0,175 кг/э. с. н ; ^ = ^ . цт = 0,443 • 0,80 = 0,334.
0,80

Примеры тепловою расчета
435
Если бы при той же теплоотдаче QJ' = 0,15QM мы "задались С = 0,70,
т. е. предположили бы более сильное догорание на линии
расширения, то из уравнения сгорания определилось бы значение
Гг = 1663ра6с
1,0318.1663 ... . 13,0
Р= 1,40.840 =1'46 И ? = Щ = 8'91-
Показатель линии расширения в этом случае получается
п2 = 1,228.
Температура и давление конца расширения
Среднее индикаторное давление в этом случае получится
Pi = 0,98 • 6,53 = 6,40 кг\см\
т. е. в 1,06 раза меньше, чем в предыдущем случае. Во сколько же
раз будет меньше и индикаторная экономичность двигателя?
Ci = 0,1485 кг/и. с. ч. и % = 0,417.
Можно еще ожидать при сильном догорании увеличения
теплоотдачи в стенки Qwf/.
Расчет четырехтактного газового двигателя
Состав силового газа примем предположенного выше состава.
Теплотворность его Qu = 1182 кал\мъ (0°; 760 мм). Теоретический
расход воздуха L0 = 1,0 м* на 1 ж3 газа. Задаваясь а = 1,25, будем
иметь 1+а/:0 = 2,25 м*\ ДМ = 0,19 ж3; (х0 = 0,9155. Задаваясь еще:
s = 7,0; /;0 = 1; />а = 0,85; рг = 1,1; Г0 = 290°; Г0' = 300° и Тг =
= 800°абс, вычисляем ? = 0,085; ^ = 0,781 и ГЛ = 339°абс.
Задаваясь значением пг = 1,36 с учетом теплоотдачи в стенки при
сжатии, определяем
Тс = Та • е**-1 = 339 • 70'36 = 339 • 2,015 = 683°абс
рс = Рагп1 = Раг. е"!-1 = 0,85 • 7 • 2,015 = 12,0 кг\см\
Оценивая С = 0,8 и учитывая объем 1 моля равным 22,4 л*3
(0°; 760 мм), уравнение сгорания по циклу Отто дает
0,8 -1182.22,4 / 0,53» 683 \
"2^5 + I4'61 +" 1000 ) Ш +
+ 0,085 (4,965 + °-?~^) 683 = 1.0005 (4,965 + ^£&) Tv

486 T- IIJ- 0тД- 4- Двигатели внутр. сгорания. Тепловой расчет
откуда определяется Г2 = 2053°абс
Pz = Pcp-Ll = 12 . 0,921 • Ц = 33,2 кг/сл*; X = JL. = ^ = 2,77.
Принимая средний показатель линии расширения по уравнению
среднего показателя адиабаты, находим k2 = 1,273. Температура и
давление конца расширения (при Ъ = г)
Ь**-1 1,701 а6с
'* Ьк> Ь-Ь"*-1 7-1,701 '
проверка вычисления дает
Т 1907
Л = Pel* -j£- = 0,85 • 0,921 • ^ = 2,79 «г/с^,
среднее индикаторное давление
Оценивая поправочный коэфициент множителем 0,96, получим
исправленное среднее индикаторное давление
pt = 0,36 • 5,57 = 5,35 кг/см*.
Индикаторная экономичность будет
0,0886*2,25.290.5,35 ЛООК _ 632 632 10оа ,
Ъ= 0,78Ь Ы182 =0;335; Q^-^-0M^mKaJllU^4
Qj 1886 ч _л_ 0.
Оценивая механический коэфициент полезного действия yjw =
= 0,85, получим для эффективной экономичности
у\е = 0,285; Qe = 2220 кал/э. с. ч.\ се = 1,88 м*/э. с. ч.
Что касаетея экономичности установки в целом, то это будет еще
зависеть от коэфициента полезного действия газогенератора. Если,
например, ч\д = 0,75, то экономичность установки
yjw = 0,214; Qw = 2960 кал/э. с. ч.}
т. е» примерно в 1,5 раза меньше, чем в компрессорном двигателе
Дизеля. Однако при цене на твердое топливо значительно
меньшей, чем на жидкое, газогенераторная установка может оказаться
более выгодной, чем двигатель Дизеля.

V ОТДЕЛ
Газовые турбины1)
Составил проф. др.-инж. Г. Ш т а у б е р, Берлин
Перевод под редакцией проф. Вл. В. Уварова
Общие данные
Важнейшая цель теплосилового машиностроения в настоящий
момент заключается в стремлении соединить высокую
экономичность поршневых двигателей с преимуществами турбинного
двигателя и тем самым получить более дешевое и надежное
преобразование тепла в работу, чем это имеет место в больших газовых
двигателях и в паровых турбинах высокого давления.
В газовых турбинах устраняются не только дорогие побочные
установки парового двигателя, как котел, конденсатор, обратное
охлаждение, но и мало надежный кривошипный механизм и
сложное регулирование поршневого двигателя; эти преимущества
особенно ощутимы для больших мощностей.
Разделение газовых турбин
Продукты сгорания получаются в камере сгорание, куда
подается рабочая смесь особым компрессором:
a) непрерывным сгоранием (турбины с постоянным давлением
сгорания);
b) периодически следующими друг за другом вспышками (взрывные
турбины, или турбины с постоянным объемом сгорания).
Газ действует: а) непосредственно на турбинные лопатки аналогично паровым
турбинам (сухие газовые турбины); Ь) посредством передачи энергии
воде, которая затем работает на лопатках гидравлической турбины (м о к р о г а-
зовые турбины).
а) Сухая газовая турбина с постоянным давлением сгорания
Она в наибольшей степени соответствует паровой
турбине по расположению и роду работы. Ротор ее — всегда
активное колесо с одной ступенью давления и немногими ступенями
скорости, с целью облегчить преодоление температур и давлений
в камере колеса 2). Перед ротором имеется камера сгорания, в
которую непрерывно подается горючая смесь, сжатая до давления
а) Литература. • S t о d о 1 a, Dampf- imd Casturbinen, Berlin 1922, Springer.—
Schiile, Die Gas- imd OUurbine, ETZ 1921, S. 777 и 821. — N о а с k, Die Hum-
phreypumpe, ZdVdl, 1913, S. 885 и 942.-Stauber, Nasse Casturbinen, St. и Е.,
1925, S. 1937. — Вл. У в а р о в. Газовые турбины, ОНТИ, 1935 г.
а) В турбине Беллуцо ротор имеет несколько ступеней давления. См. „Труды
мировой энергетич. конференции в Стокгольме в 1933 г.".

488
Т. III. Отд. 5. Газовые турбины. Оухие турбины
сгорания отдельным компрессором. Из камеры сгорания газы,
расширившись в сопле, поступают на рабочее колесо. Последнее вра-
0 щается в отработанных га-
.-L~ зах примерно при атмосфер-
J200a\
\\ /235 \
[\/57кг-кал/кг\
)1 У////////////А
/. .JytfT
' ^s' 585°
L—^fzL nas*
^\_ зоо°
0е
Фиг. 1.
тепла выхлопных газов для
компрессором и камерой сгорания (фиг.
Пример. Политропическое сжатие до 16 ата\
ном давлении. В качестве
компрессора для
непосредственного соединения-с
турбиной употребляется только
турбокомпрессор.
Вполне
рентабельна была бы эта установка,
несмотря ка ее
неблагоприятный механический к. п. д.,
только при
использовании отработанного
подогрева горючей смеси между
1 и 2).
тепла в регенераторе противотоком.
Тепловой баланс:
последующее возвращение
Прирост теплосодержания в компрессоре АЪкг-кал/кг
„ „ „ регенераторе 166 »
„ „ „ камере сгорания . . . 175 „
Общий прирост 1еплосодержания продукт, сгорал. . 386 J „
Располагаемое теплопадение газа 235 „
Из него на турбинном валу 0,62 X 235 145,8 „
Затрачено на компрессор 57/0,65 87,6 „
Остаток в располагаемой мощности 58,2 „
О б щ и й к. п. д. 58,2 : 200 = 29.1°/с *)
топливо
Такой же к. п. д. можно было
получить и в турбине высокого
давления, но общая установка
камеры сгорания высокого
давления с компрессором и
регенератором не будет ни дешевле, ни
надежнее, чем открытая топка,
котел и конденсатор. Кроме того
требуемые эксплоатационные
температуры, светлокрасное и
белое каление, практически
неприменимы, даже если приме*
няемые стали достаточно стойки.
Камеца. сгорания
г) Общий к. п. д. должен быть
расе о
вен ~ — 33,3<>/o, повидимому Stauber
считает, что в камере затрачено 20Э кал, а ис- фиг* 2-
пользовано лишь 175, т. е. к. п. д. камеры
175
им поинят равным —г-т = 87,5о/0, что конечно преуменьшено, здесь нлдо Считать
окол 95—£7°/о, т. е. общий к. п. д. ^ 32. Прим. ре д.

{Турбина с постоянным давлением сгорания
489
Понижение температур, конечно, возможно:
1. Охлаждением стенок водой; очень большая тепловая потеря из-за
высоких скоростей газа в соплах и лопатах; кроме того опасность засорения водяных
каналов,' 2. Понижением теплотворной способности смеси (соответственное
увеличение избытка воздуха); неблагоприятное соотношение между мощностями турбины
и компрессора. 3. Вспрыском
воды в продукты сгорания ( Pfi=VO0'кг- кал/кг
после камеры и образование
паро-газовой смеси.
Каждое понижение
температуры идет за счет
общего к. п. д. установки;
в пределах температур
паровых турбин
высокого давления он падает
до невыполнимых
величин.
Пример. Турбина Armen-
gaud — Lemale (1903 г.) (фиг. 3
и 4). Камера сгорания с
давлением воздуха 6 ата, топливо — распыленный парафин. Свеча для первой вспышки
при пуске. Карборундовая футеровка. Примесь воды в длинной смесительной трубе.
Рабочее колесо с одной до двух ступеней скорости. Температура в камере около
1800°, на колесе 450°. Колесо и лопатки охлаждаются водой.
Для изотермического сжатия примерно следующий баланс:
Тепло топлива 450 кг-тл/кг
Из него в паро-газовой смеси 450 „
Располагаемая работа смеси 135 „
На лопатках колеса 0,65 X 135 87,7 „
На валу 0,95 X 87,7 83,2 „
Затрачено на компрессор 37/0,6 61,6 „
Остаток в полученной мощности 21,6 «*
О б щ и й к. п. д. 21,6:450= 4,8*/о
' д-^ЗТкг-кал/кг
Фиг. 3.
Выполненная турбина1) дала еще меньшую величину, как
следствие очень значительного обесценивания отработанного тепла
вспрыском воды и слишком больших потерь в рабочих элементах турбины.
Дальнейшее развитие газовых турбин с постоянным
давлением сгорания рассматривается большей частью только с
теплотехнической точки зрения. Поршневой компрессор с дизельным приводом,
ступенчатое сгорание и расширение могли бы принести теплотехническую выгоду, но это
привело бы к сложной и дорогой установке.
*) Engineer 1923, стр. 466.

490 T- HI. Отд. 5. Газовые турбины. Оухие турбины
Ь) Сухие взрывные турбины (газовые турбины с постоянным
объемом сгорания)
Режим камеры сгорания соответствует двухтактному
поршневому двигателю. Камера как со стороны
компрессора, так и со стороны сопел закрыта регулируемыми клапанами.
Заполнение сжатой горючей смесью и истечение сгоревшей
смеси через сопла происходят периодически. Перед подачей свежей
смеси каждая камера
сгорания продувается
воздухом небольшого давления;
специальная
воздуходувка служит для этой цели.
Регулирующие органы
соответствуют таковым
поршневых машин.
Высокие температуры
сгорания богатой смеси
легче осваиваются в этом
типе, так как для камеры,
сопел и лопаток имеет
значение средняя
температура, которая
достаточно
продолжительной продувкой может быть снижена примерно до 400°С.
Также и работа сжатия для горючей смеси сравнительно меньше
и может быть получена из отработавшего тепла помощью котла и
паровой турбины. С другой стороны, с периодическими вспышками
связана ударная нагрузка лопаток и переменная скорость газов
в соплах и лопатках.
Кроме того более медленно протекающий через те же лопатки,
что и продукты сгорания, продувочный воздух тормозит рабочее
колесо и этим увеличивает потери на продувку.
Для подобного рабочего процесса возможен следующий баланс
(фиг. 5): .
Тепло топлива 430 кг-кал/кг
Из него в газах *) ». ... 400 „
Располагаемая работа их 180 „
На окружности колеса 0,6 X 180 108
На валу 0,7 X Ю8 по
Общий к.п.д. 76 : 430 = 17,7о/0
Т0=300°
д2~220 кг-кал/кг
Темп
Фиг. 5.
76
Пример. Турбина Хольцварта (с 1908 г.) (фиг. 6). Двухвенечное массивное
колесо, от 6 до 10 камер сгорания, расположенных ио кольцу вокруг вала. После
очень богатой продувки подается рабочий воздух и, наконец, газ с сильным
вихревым движением в камеру сгорания. Зажигание свечей примерно при 4 ата.
Искры — в середине камеры. Управление клапана, посредством масла под давле-
400
*) Здесь проф. Stauber считает к. п. д. камеры равным -т^ « 93о/0, но ясно,
что эта цифра должна быть ниже таковой для турбин постоянного давления, где
он принимает ее равной 87,5°/0 (!?). Прим. ред.

Турбины с постоянным объемом сгорания
491
нием, гидравлическое. Сопловой клапан открывается автоматически давлением
вспышки. Установка для использования отработавшего тепла состоит из
подогревателя, испарителя,
перегревателя и паровой турбины
при правильном выборе
давления заряда покрывает всю
работу сжатия.
Результаты
испытания 1). Теплопроизво-
дительность смеси 400
кг-кал/кг, максимальное
давление 15 до 20 ата.
Температура смеси перед
сгоранием 100°С.
Максимальная температура после
сгорания 1600—1700°С,
вытекающей
струи—около 700ЭС, средняя
температура в камере сгорания от 380 до 400ЭС, на колесе от 400 до 450°С.
Максимальная скорость истечения 1400 м/сек. Окружная скорость
'180 — 220 м/сек. Скорость сгорания смеси, несмотря на
незначительное сжатие, очень высока вследствие запала в момент интенсивного
движения смеси.
Время продувки (фиг. 7) в два раза больше, чем время для
зарядки, сгорания и расширения вместе.
На окружности колеса 25% тепла топлива идет в работу (опыты
Шюле). Несмотря на многочисленные управляемые клапаны и
сложную установку для использования отработавшего тепла, установка
в целом получается де-
Фиг. 6.
■Зяг
I о
1 шевле установки с круп-
i ными газовыми двигате-
| • лями или паровыми тур-
i бинами.
\ На Международной
1 У энергетической конферен-
'■■■■., '1 , . ции в Берлине в июле
о,г\о^о$ш о,8 ю и 1,ч t,6 1,\8Вг1емйвсек 1930 г. проф. Holzwarth
Фиг. 7. сделал доклад о новой
схеме своей турбины (см.
фиг. 7а). В этой схеме Holzwarth отказывается от чисто взрывного
типа и переходит к смешанной конструкции.
Термодинамически эта схема выгоднее, чем старая его схема, но
возникает много вопросов конструктивного порядка, в частности, каким
образом преодолевается высокая температура в камере взрывной
турбины, где температура будет порядка 1100° абс.
Необходимо также отметить, что взрывная турбина (1) даст
30 — 40% от общей мощности агрегата, остальные 60 — 70% дает
турбина постоянного давления (2).
!) По Хольцварту.

492 т» 1И. Отд. 5. Газовые турбины. Мокрые турбины
Агрегат в целом, как видно по схеме, не отличается простотой.
Термодинамика процесса по этой схеме разобрана в книге SchMe,
„Technisehe Thermodynamic', изд. 1930 г. под назв. Holzwarth— Schule. "
Фиг. 7а. /—газовая турбина высокого давления (v—const),
2—газовая турбина низкого давления (р—const), 3—турбокомпрессор,
4—паровая турбина для привода турбокомпрессора, 5—конденсатор, 6—
конденсатный насос, 7—подогреватель, 8—насос высокого давления,
9—дроссельный клапан, /0—сепаратор, //—пароперегреватель, 12—
воздушные клапаны, /5—зажигание, /4—сопловые клапаны.
Дальнейшее развитие сухих взрывчатых турбин характеризуется
уменьшением продувочного воздуха до количества, необходимого для работы камеры
в связи с внутренним, водяным охлаждением колеса и лопаток, разделением
потоков газа и продувочного воздуха, повышением сжатия, уменьшением времени
продувки и учащением взрывов.
с) Мокрые взрывные турбины.
Высокий термический к. п. д. поршневых двигателей достижим
лишь в области их температур и давлений; их высокий механический
к. п. д. получается только при статическом расширении сгоревшей
смеси и статическом сжатии свежей смеси одним и тем же
механизмом. Работа турбины получается самой дешевой при отсутствии
управляющих клапанов; она достигает высшей надежности в
гидравлических турбинах.
К этим условиям приближаются мокрогазовые турбины. В них
сгоревшие газы передают свою энергию при статическом
расширении (т. е. расширении, которое совершается сравнительно медленно)
воде, которая также статически сжимает свежую смесь, а избыточная
энергия передается турбинным лопаткам на возможно коротком пути

Мокрые взрывные турбины
493
Фиг. 8.
и достаточно стационарным потоком. Потери тепла в воду можно
держать в низких пределах по аналогии с насосами Humphrey.
Пример. Турбина с колеблющимся водяным кольцом Шта-
у б е р а (фиг. 8). Основной отличительный признак — это привод жидким поршнем
(колеблющееся кольцо), состоящий из двойного жидкого вращающегося поршня,
который при вращении одновременно колеблется в перпендикулярном направлении
(показано стрелками); поршни образуются заполнением водой замкнутых изнутри
камер, размещенных на двух вместе вращающихся турбинных колесах, которые
расположены между распределительными крышками и охватывают кольцо
направляющих лопаток, стоящее также
неподвижно. Водяные поршни
образуют попеременную отсечку
вращающихся камер сгорания в обоих
колесах. Они колеблются в
двойном вращающемся колесе взад и
вперед через кольцо
направляющих лопаток.
На их свободные
поверхности поршни, как обычный
поршневой механизм, воспринимают
энергию продуктов
сгорания,одновременно сжимают
противоположной стороной в другом колесе,
опять чисто статически,
подведенную рабочую смесь и отдают
избыточную энергию при протека*
яии через направляющее кольцо
двухсторонним рабочим лопаткам,
причем в направляющих каналах
устанавливается достаточно
установившийся поток и минимальный
путь. Отдельные направляющие
лопатки имеют углы, соответствующие переменному направлению потока
перетекающей воды, так как при колебательном движении воды в различных частях
окружности будут разные скорости, а следовательно и разные направления потока
при постоянной окружной скорости. Посредством надлежащего выбора
центростремительного ускорения oJ2r и длины водяного поршня можно всегда избежать
разбрызгивания при любом давлении газов. Камеры сгорания регулируются без
помощи клапанов окнами в распределительной крышке на выхлоп, продувку и
зарядку по двухтактному принципу. Продувочный воздух и рабочая смесь сжимаются
в центробежном компрессоре до обычного для' двухтактных двигателей низкого
давления и подаются непрерывно. Зажигание в камерах сгорания производится
вращающимися свечами с водяным контактом. Водяные поршни сами'же охлаждают
стенки камер.
Результаты испытаний. Колеблющееся кольцо (водяные поршни)
имело незначительную скорость колебания; в ячейках колес и в
коротких направляющих лопатках происходило только преобразование
давления в скорость, отчего получался благоприятный
гидравлический к. п. д.
Модель на сжатом воздухе (Л^ = 12 л. с, п — 600 об/мин) имела
свободную от разбрызгивания работу и, несмотря на малые
проходные сечения каналов и значительное внешнее трение, дала 60% на
валу от индикаторной работы. Относительно индикаторного к. п. д.
можно считать результаты двухтактных насосов Humphrey (30 до
35% теплоты смеси и индикаторную работу) за минимальную
величину 1). „
х) Первая поиыгка пустить турбину на топлива кончилась неудачей, так как
турбина просто не пошла. См. F 1 u g e 1, Die DampfUirbinen, 1931.

494 ^- IIJ« 0тД- 5- Газовые турбины. Мокрые турбины
Газовые турбины в настоящее время вообще еще не вышли из
стадии лабораторных изысканий и с этой точки зрения и надо
смотреть на разобранные выше примеры, которые- тем более мало
сравнимы, что относятся к совершенно разным периодам времени.
Тепловой баланс в разделе а) относится к 1903 г., в разделе Ь)—к 1923 г.,
и в разделе с) — к 1929 — 1930 гг. Таким образом здесь имеем
широчайшее поле для изобретательской мысли.
Козфициент полезного действия газовой турбины выражается так:
где Nm — располагаемая мощность турбины, или мощность идеальной турбины
\л. с],
iV^ —мощность изотермического (адиабатического) сжатия воздуха или смеси
в компрессоре [л. с],
N — мощность, теряемая на охлаждение рабочих элементов турбины [л. с],
,t)w — относительный эффективный к.п.д. турбины, как таковой,
г\к -— изотермический (адиабатический) к.п.д. компрессора,
В — часовой расход топлива [кг!час],
Ни — низшая теплотворная способность топлива [кал/кг],
632 — тепловой эквивалент лошадиного силочаса.
Числитель в формуле представляет эффективную мощность
газовой турбины как агрегата. В зависимости от того, из каких
абсолютных величин образована эта разность, будет различное влияние
Ъг и Ъ- Для тУРбины типа а) разность Nmv\m — Nklt\k (принимая
для простоты N0 = 0) состоит из больших абсолютных величин
уменьшаемого и вычитаемого, чем для турбины типа Ь) при том же
абсолютном значении разности: примерно для а) 1000 — 500, для
Ь) 650 —150; если теперь ч\т увеличится на 10%, то t\^ т для типа
а) увеличится на 20%, для типа Ь) на 13%. С другой стороны,
если ч\к ухудшится на 10%, то для типа a) rik уменьшится на 11%,
для Ь) на 3%, т. е. влияние у\к для типа Ь) значительно меньше, чем
для типа а) и наоборот г\т имеет большее значение для типа а).
В данный момент совершенно нельзя сказать, какой из
разобранных типов а), Ь), с) будет иметь промышленное значение или
может быть появится какой-либо другой новый.
Насколько сильно влияние у\т для типа а), видно из примера:
если вместо 62%, как это сделано, взять ч\т =72%, то ч\г w>40%.
Достижение же тех или других значений ч\т или t\k в сильной
степени зависит от конструкции машины и эффективности идей,
положенных в основу.

VI ОТДЕЛ
Ветряные двигатели1)
Обработано дипл.-инж. проф. Р. Фогдт, V о g d t, Аахен
Перевод под редакцией проф. В. Александрова
а) Сила ветра
В средней Германии обычная сила ветра2) на каждые 100 м2
поперечного сечения пути, пройденного потоком ветра, составляет
50 000 kWh. При средней скорости ветра
v = 5 м/сек, проносящаяся через каждые
100 м2, энергия составит:
АГ;^ 10 л. с.
)Число часов в году, в течение
которых господствуют ветры с малой
скоростью v, согласно фиг. 1, значительно
превосходит число часов, за которые
наблюдаются ветры большой скорости3).
При скорости ветра v = 1,5 до 2 м/сек
возможно приведение в действие
насосов, при vttS м/сек — динамомашин.
По данным Метеорологического института
в Берлине, внутри страны, в течение каждых
суток можно рассчитывать на 6 — 8, а на берегу
моря на 8—10 рабочих часов.
Ь) Основные расчетные данные
Обозначения;
Y — весовая плотность воздуха [кг/м3] при 15° и 76Э мм рт. ст. y = 1»226 кг/м9,
f — проекция общей поверхности крыльев в м* на плоскость,
перпендикулярную к направлению ветра,
?*г
е
40-
30-
20-
10-
%
■8
6
Ц
2
\
i
\
\
1
\
L
\
\
V
ч
ч
V
•v, '
ч.
,^4/1
2000 WOO 6000 8000
Чаеоб в году
Фиг. 1.
1) Литература. Hammel, Die Ausnutzung der Windkrafte, Berlin 1919, Parey.—
Betz, Ausnutzung des Windes durch Windmotoren, Z. f. Turbinenwes. 1920, S. 307.—M a-
yersohn, Beitrag zur Kenntnis und zum Entwerfen von Windkraftanlagen, ZdVdl 1920,
S. 925. — R. Stiring, Art und Verteilung des Windes in Deutschland, Der Betrieb
1921, S. 709. — P о li s, Der Wind und seine Bedeutung fur das wirtschaftliche Leben,
Deutsche Revue, Bd. XLV, S. 168.-Walter, Die Windkraft in Deutschland, ZdVdl
1923, S. 1037. — W e r r e n, Die Verbindung elektrischer Anlagen mit Windmotoren,
ZdVdl 1923, S. 1097.—Fischer, Das Problem der Windkraftausnutzung, Techn. i. d.
Landwirtschaft 1925, S. 168. -Moeller, Die Wirkungsgrade der Windkraftmaschinen,
Techn. i. d. Landwirtschaft 1925, S. 239. — D e n с k e r, Die Grenzen der Windkraft-
ausnutzung in der Landwirtschaft, Dr.-Ing.-Dissertation, Hannover 1925. — Betz,
Wind-Energie und ihre Ausnutzung durch Windmiihlen, Gottingen 1926, Vandenhoeck
u. Ruprecht. — В i 1 a u, Die Windkraft in Theorie und Praxis, Berlin 1927, Parey.
2) Holmgren u. A a g r e n, 1st die Uindkraft bei dem heutigen Stande der
Technik fur Grossbetrieb wirtschaftlich verwertbar? Zf. Turbinenwes. 1920, S. 376.
3) L i e b e, Die Windturbine und ihre Verwendung zur Elektrizitiitserzeugung.
ZdVdl 1921, S. 1083.

496 Т. III. Отд. 6. Ветряные двигатели. Сила ветра и расчеты
g = 9,81 м/сек* — ускорение силы тяжести. *
Р = -- «0,125 [кг/м~'4 сел?], массовая плотность воздуха,
РцР» А — площади сечения струи до ветряка, в плоскости ветряка и за
ним [л*2],
^ii ^» #* — соответствующие скорости воздуха [м/сек],
D — диаметр ветряка [ж],
iV0 — мощность идеального ветряка [л. е.],
Ng —тормозная мощность на валу ветряка [л. с],
N — потери [л. с].
Энергия, которую несет с собой протекающая в 1 сек. через
площадь ветряного колеса масса воздуха, выражается в л. с.
pFvflm.
Расчет получаемой ветряком мощности, исходя из
проектированной площади лопастей, может быть приблизительно
сделан лишь для старых типов ветряков, у которых ло-
т F ?г пасти часто друг к другу посажены, и поэтому эта
| 1 проектированная площадь примерно равна площади
" ■ струи. Для идеального ветряка по Coulomb'у мощ-
ность на 1 мъ будет:
v2
N0 iv* v* . „
— "ft
В этой формуле не учитываются потери в
отходящей струе, механические потери ветряка, вязкость
воздуха, образование вихрей и сопротивление неко-
^—-. торых частей ветряка. Величина N/f, дающая мощ-
» I ность в л. с. на 1 м2 проектированной площади
фИГ 2 крыльев, может служить лишь для сравнения
различных типов ветряков.
Для ветряков'с малым числом лопастей, т.е. малым/при
большом D, величина нагрузки N/f будет большая, принимая к тому же
получающиеся потери. Для ветряков типа, указанного на фиг. 9,
w^ws* более-
Согласно фиг. 2 масса воздуха, проходящая через ветряк, будет:
pF№ = ?Fv = Р^2%
Вследствие снятия мощности в плоскости ветряка —
v<Cvt и F>FX.
Часть энергии проходит через ветряк, не передавая ее ему.
Осевое давление на ветряк:
Мощность, снимаемая идеальным ветряком:
~-р^2(^-^)/75.

Таблица 1. Средние, в процентном отношении, за год сведения
о частоте ветров различной скорости *).
Скорость ветра v
<5
м/сек
= 5
до 10
м/сек
= 10
до 15
м/сек
> 15
м/сек
Скорость ветоа v
<5
м/сек
= 5
до 10
м/сек
= 10
до 15 !
м/сек
>15
м/сек
Северный морской берег.
Восточный „ „
Западный континент между|
Маасом и Везером . . .
Северная Средняя
Германия между Везером и
Одером
Южная Средняя Германия
и южнее до Майна . . .
65,6
64,5
71,5
73,1
76,0
25,7
24,6
20,2
22,7
19.2
7,6
8,0
6,3
3,5
4,1
1,1
2,9
2,0
0,7
0,7
Восточная Германия
восточнее Одера, область Вислы •
Северная Германия,
Восточная Пруссия
Юго-восточная Германия,
Силезия
Юго - западная Германия,
Среднерейнская область .
Бавария, Вюртемберг и Баден
62,4
60,7
80,3
76,0
77,7
25,6
27,3
16,6
17,6
16,6
9,4
10,7
2,6
4,8
5,0
2,6
1,3
0,5
1,6
0,7
Местности, б о г г
ты е ветрами:
Боркум . .
Шверин .
Альтштадт
Гела . . .
61,9
50,0
54,0
51,0
26,8
40,7
31,6
25,6
8,9
7,6
13,2
14,0
2,4
1,7
1,2
9,4
Местности, бедные
ветрами:
Целле ....
Кассель
Лейпциг
Бад Эльстер
Мюнхен
93,6
88,9
88,8
90,6
89,0
5,2
8,7
10,4
8,5
9.0
М
2,2
0,8
0,8
1,8
0,1
0,2
0,0
0,1
0,2
l) R. A s s га а п п, Ветры в Германии, Брауншвейг 1910 Vieweg.

498 т- П- Отд. 6. Ветряные двигатели. Сила ветра и расчеты
С другой стороны, снимаемая ветряком живая сила
протекающего воздуха будет:
Сравнивая оба выражения для мощности, получаемой ветряком,
будем иметь:
v — * ^~ & ; n получается при v2 = vJS.
Идеальный к. п. д. ветряка
v
ГУЛ 1 I
1 tS?4?'AW 1 1
^FiHlNl 1 1
1 II 141 1
4*1 Г" \ '
L \ \ \ \ У
ь\ 1 1 1 _Ы
"^0 — f — щ 5 -*)0max :
: 0,67.
Гидродинамический напор на 1 м2
1 = о ~±-
даст нагрузку на оме-
4«
Фиг. 3.
? = Р 2
таемую лопастями плющадь i
(фиг. 3):
tf«<tf 4« V V '-|£
Фиг. 4.
Для ir2 = 0, b = 1; для i>2 = -^- , £ = 0,889.
Величина Ь% — 1 — есть коэфициент мощности ветряка;
из фиг. 4 / = 0,5926.
т max
Общий к. п. д. ветряка будет:
150JV-
J to го so
ViWi ЧоЮм/се:
Л-
pFVj*'
М if 5 в 8 to 15s
Фиг. 6
Потеря мощности в отходящей струе будет Nv = pF2v2%/lbO.
В балансе энергии, указанной на фиг. 5, обозначены: «S — потеря
мощности, вызванная лобовым сопротивлением ветряка, Я—потери
на трение о лопасти, W — потери на вихреобразование и R — потери
на трение в подшипниках—механические потери.
На фиг. 6 даны по Бетцу под условием максимума величины /,
различные величины снимаемой мощности в kW в зависимости от
диаметра ветряка D и скорости ветра v±.

Конструкция ветряных двигателей
499
Необходимая поверхность крыльев. По относительной
скорости w воздуха, в направлении ко внешней кромке крыльев можно
определить гидродинамический напор его на 1 м2 поверхности:
«в 2 •
Слагающая всего гидродинамического
давления, параллельного оси колеса, будет
Р = kfq sin a;
Фиг. 7.
и зависит от формы крыльев. Отсюда выводится
потребная поверхность крыльев, т. е. проекция ее на плоскость,
перпендикулярную к оси колеса:
IP
/ =
kpW2 sin a
Для ветряных двигателей окружная скорость и = 1,5 —
—1,8 vf для четырехлопастных ветряных
двигателей: u^4v. *
Для ветряков1) типа, изображенного на фиг. 7, /=0,4 — О^б/7',
сист. Кумме / £^ 0,25 — С^З/7' (Fr—ометаемая лопастями площадь).
с) Конструкция ветряных двигателей
1. Двигатели с вертикальной осью
(карусельного типа). Воздушная турбина Гаво-
ниуса имеет
вертикальную ось с
насаженными на нее двумя
полуцилиндрами(фиг.
8). Давление ветра на
вогнутую сторону
полуцилиндра больше,
чем на выпуклую. Не
требуется установка
турбины по ветру.
Обычно применяется
для приведения в
действие вентиляторов
на железных дорогах, двигаясь от встречного ветра.
Ф1 . 8.
Фиг. 9.
1) Сокращение числа крыльев, по сравнению со старыми конструкциями, кроме
уменьшения веса и экономии в материале, имеет также и некоторое понижение
сопротивления на лобовой поверхности вращающихся крыльев. Опубликованных
в печати результатов опытов, производившихся над ветряными двигателями, весьма
немного. Выводы вышеупомянутых формул хорошо совпадают с опытными
данными, полученными путем испытания ветряных двигателей с уменьшенной
поверхностью крыльев
32*

500 Т. III. Отд. 6. Ветряные двигатели. Конструкция
2. Двигатели с горизонтальной осью. Быстроходные с малым
числом лопастей (от 3 до 6). Например двигатели ЦВЭИ, Venti-
motor, Гигант, системы Кумме1) (фиг. 9). Имеют сравнительно
небольшую площадь лопастей.
Тихоходные двигатели с большим
числом лопастей, расположенных на
кольцевой поверхности. Лопасти приклепаны
к колькам. Наклон лопастей, в силу
возрастающей к периферии окружной
скорости, в различных поперечных
сечениях таковых не одинаков. Угол (3 на
внутренней окружности я^ 42°, а на
наружной ^ 14° (фиг. 10). Угол а зависит от относительной скорости w
воздуха. Материалом для изготовления крыльев служит
оцинкованная листовая сталь. Большой крутящий момент при пуске.
Фиг. 10.
d) Самодействующая установка ветряных колес по направлению
ветра
Установка с флюгером. Флюгер /, устанавливаясь по ветру,
вращает все „основание*, покоящееся в верхней части башни, и
устанавливает ветряк против ветра. Простое устройство.
Применяется на малых установках (фиг. 11).
Ппужина
^*^ ,
Фиг. 11.
Фиг. 12
Установка с виндрозой, которая врашает ветряк или, вернее,
всю верхнюю надстройку башни с зубчатой передачей. Применяется
главным образом для- крупных установок. Медленное поворачивание.
Установка посредством самого колеса. Колесо работает своею
стороной, обращенной к башне. Конструкция завода \entimotor.
Простая установка. При этом, однако, ветер отчасти улавливается
башней, расположенной перед колесом.
l) L u b о w s k у, Kleinwindkrafianlagen fur Oberseelander, ETZ 1925, S. 949.

Принятие и аккумулирование энергии
501
е) Регулирование ветряных двигателей (меры предосторожности
против бури)
1. Регулирование путем поворота лопастей. При сильном ветре лопасти
устанавливаются по отношению к направлению ветра под более острым углом. Эта
система с успехом применяется при больших ветряках с малым числом лопастей.
В двигателях типа ЦВЭИ лопасти автоматически устанавливаются под нужным
углом с помощью специальных стабилизаторов, находящихся за каждой лопастью.
В нерабочем состоянии лопасти освобождаются на оси и могут свободно на ней
вращаться, так что во время бури на вегряк действует только сила лобового
сопротивления лопастей, установившихся по своей ширине по потоку. При
многолопастных ветряках такая система регулировки в настоящее время почти не при-
м!няется, вследствие своей сложности.
В ветряных двигателях системы Кумме лопасти также
поворачиваются вокруг своей продольной оси. Устанавливаются они помощью
специального груза. При возрастающей силе ветра лопасти поворачиваются и
поднимают груз. Для остановки ветряка лопасти устанавливаются по ветру. Крайние
концы лопастей соединены между собой
штангами и, кроме того, они соединены также и \JiQ
с передним удлиненным концом вала. '
2. Регулирование помощью
специальных клапанов по Bilau. При
нормальном числе оборотов ветряка
эти клапаны стоят по направлению
потока воздуха и имеют наименьшее
сопротивление. При увеличении числа
оборотов они откидываются под
действием центробежной силы, и,
становясь под некоторым углом к потоку,
затормаживают вращение колеса.
3. Регулирование посредством поворота всего колеса BOKpyi
вертикальной оси (фиг. 12). С частью двигателя, вращающейся на
шариковых подшипниках на верхней надстройке башни, соединен
боковой флюгер //. Давление ветра на этот последний стремится
повернуть ветряк вокруг оси А башни и поставить его в положение,
параллельное направлению ветра. Такая регулировка оказывается еще
действительной при скорости ветра ^7 м\сек. При v^S м/сек она
уже не достигает своего назначения, так как в таком случае колесо
оказывается выведенным из ветра (фиг. 13)*). Вращающийся
вокруг цапфы В флюгер 7" устанавливается по направлению ветра. При
выключении колеса от руки, оно вместе с боковым флюгером
подтягивается проволочным канатом к главному флюгеру, становясь
своей плоскостью параллельно направлению ветра.
Число оборотов ветряного колеса, при одной и той же нагрузке, изменяется
в связи с переменой скорости ветра. Каждой скорости ветра соответствует особое,
наивыгоднейшее число оборотов.
f) Принятие и аккумулирование энергии
Использование ветряков
1. Вертикальный кривошипный механизм получает движение
от горизонтальной оси ветряка. Между последним и штоком
необходимо ввести такое соединение, которое допускало бы поворот
*) Li e be, Die MSglichkeiten der Windausnutzung und ihre Bedeutung fur die
Energiewirtschaft, ETZ 1920, S. 501.

502 Т. III. Отд. 6. Ветряные двигатели. Установка и применение
колеса вокруг оси башни, ьес штока, через каждые 2—3 м
заключенного в направляющие, необходимо разгрузить.
2. Вертикальный вал приводится в движение посредством
конической зубчатой передачи. Ветряк при этом вращается на
наклонной оси с неподвижной цапфой в корпусе двигателя.
3. Ременная передача применима только в том случае, если
всю башню, вместе с ветрякам, можно поворачивать по
направлению ветра.
Аккумулирование полученной двигателем энергии
производится поднятием грузов,
наполнением водонапорных резервуаров,
получением сжатого воздуха и
т. п., но пока эти попытки не
увенчались особым успехом.
g) Установка
Цижняя кромка ветряка должна
на 2—3 м превышать все
находящиеся на расстоянии 200—300 м
в окружности деревья, постройки
и т. п
Прирост скорости ветра в м]сек
на каждый метр высоты:
Автомат
Фиг. 14.
Высота fl м
Увеличение
скорости на 1 м
высоты в м/cek . .
0-2
j Мб
2—9
0,12
9-16
0,06
16—24
0,02
На этом основании, при установке ветряных двигателей на
ровном месте, наиболее подходящей высотой следует считать
httlG м над поверхностью земли. Башни устраивают деревянные,
железные и железобетонные.
Применение. 1. Для водоснабжения: а) для водоподъемных
механизмов при осушительных работах, Ь) для поршневых насосов, при оросительных
работах и для насосных станций.
2. Для обслуживания трансмиссий сельскохозяйственных
установок и небольших мастерских.
3. Для приводов динамомашин. Для выработки постоянного тока
низкого напряжения на динамомашинах с противокомпаундной обмоткой и
добавочными полюсами, в связи с буферной аккумуляторной батааеей (фиг. 14). Емкость
последней зависит от местных условий, в большинстве слутаев рассчитывается на
несколько дней. Между динамо и батареей необходимо установить минимальный
автомат для предотвращения обратного тока при остановке машины.
Кроме того ветроэлектрические установки большой мощности (порядка выше
100 kW) могут также работать и на переменном токе параллельно с общей
электрической сетью данной местности без применения аккумуляторной батареи,
причем резервом на время безветрия будет служить другая электрическая станция.

VII ОТДЕЛ
Водяные двигатели
Обработано цроф. Д. Тома, Мюнхен
Перевод под редакцией проф. А. А. Отт, Москва
Стр.
Водяные колеса
Обозначения . . . . 504
Верхнебойные колеса 504
Водяные колеса с кулиссой или
направляющим устройством
(среднебойные) 506
Колеса с водосливным впуском . 508
II. Водяные турбины
Общие сведения 509
Применяющиеся виды турбин
(турбины Фрэнсиса,
пропеллерные турбины, колеса Пельтона). 510
Гидравлические
соотношения • * 516
Скорости входа и выхода .... 516
Основное уравнение 517
Коэфициент полезного действия . 517
Переменный напор 518
Удельное число оборотов л . . . 516
Формы рабочих колес 520
Расчет и
проектирование турбин Фрэнсиса . 521
Определение диаметра рабочего
колеса 523
Проектирование рабочего колеса 524
Проектирование лопаток 526
Число лопаюк рабочего колеса . 528
Стр.
Сужение выходных сечений ... 529
Работа турбины при переменном
открытии * . 529
Проектирование направляющих
лолаток 530
Основные соображения
при проектировании . . 530
Выбор типа; допустимое я. . . 530
Предварительное определение
диаметра рабочего колеса 532
Оценка работы турбин 532
Число оборотов холостого хода . 534
Гидравлическая осевая нагрузка * 534
III. Регулирование водяных
турбин
Общие сведения 535
Конструкции
регуляторов , 536
Регуляторы с воздушными
колоколами 539
Регуляторы без воздушных
колоколов 539
Особые конструкции для турбин
Каплана 540
Требования, предъявляемые к
регуляторам * . . . . 540
Устройства, имеющие целью
уменьшение колебаний давлений 545

504 т- П1. Отд. 7. Водяные двигатели. I. Водяные колеса
I. Водяные колеса 0
Используется главным образом энергия положения воды.
Недостатки: большой вес, громоздки — занимают много места, низкое
число оборотов (зубчатая передача). Несовершенство регулирования
числа оборотов. При верхнебойных и наливных колесах — потеря
напора вследствие подвеса колеса выше нижнего уровня. II р е-
имущества: нечувствительность ко льду и другим телам,
несомым водою, верхнебоиные колеса при тщательном исполнении
(роликовые подшипники, фрезованные шестерни) дают хороший
к. п. д. и при очень малых расходах воды 2). Вследствие этого, в
мелких установках (напор до ~ 7 м и мощность до ~ 30 л, с.) водяные
колеса при благоприятных условиях могут оказаться выгоднее
турбин.
Обозначения:
Q — расход, притекающий к колесу [яр/сек],
сг — скорость воды в конце подводящего к колесу канала [м\сек],
с2 — скорость воды, покинувшей колесо, в начале отводящего
канала [м\сек\,
Н' — вертикальное расстояние между уровнями в подводящем
и отводящем каналах в вышеупомянутых'местах
(геометрический или статический напор) [л],
Н — действительный или располагаемый для колеса напор,
равный c?l2g + Я' - c2V2g [м], ,
N= iCOO QHI75— располагаемая мощность потока [л. с],
N =r\N—полезная мощность колеса [л. с],
т) = N : N — полный коэфициент полезного действия,
п — число оборотов в минуту колеса,
D = 2R — наружный диаметр колеса [м], •
b — ширина колеса в свету между венцами [м],
а — глубина ковшей, измеренная по радиусу [м],
Ь0 — ширина струи [м],
s0 — толщина струи \м].
. Ь — толщина железного листа, по которому притекает вода
к колесу [л*],
*0 — зазор между окружностью колеса и нижней кромкою
железного листа [м],
г — число ковшей (лопаток),
t = nD : z — шаг лопаток [м],
и = u>7? =i 2rci? /г/60 — окружная скорость колеса [м}сек[,
с = Q/abu — степень заполнения,
х" — высота подвеса колеса над нижним уровнем [м],
£ = 9,81 — ускорение силы тяжести [м/сек2].
а) Верхнебоиные колеса 3) (фиг. 1)
Применяются при напорах Я'>3ж,
Впуск воды в ковши в наивысшей точке колеса. Впуск на ^ 0,15 D
ранее наивысшей точки несколько повышает к. п. д., но требует
предварительного заполнения нескольких ковшей для обеспечения направления вращения.
*) По В a ch, die Wasserrader, часть II, 1886.
*) Stauss, Wasserradversuche. Wasserkraft u. Wasserwirtschaft, 1928, H. 18
*) Cm. E h e m a n n, Ober eine neue Berechnungsweise der Wasserrader, „Der Mul-
ler", Zeitschr. f. d. gesamte Muhlenindustrie, 1907.

Верхнебойные колеса
505
Окружная скорость обыкновенно равна
и = 1,5 до 2 м/сек.
Горизонтальная слагающая скорости, с которой вода вступает
в колесо:
с, и 2,51^ .
h '
Коэфициент полезного действия хо- .
роших верхнебойных колес г\ <S 0,85.
Определение размеров. Напор над отверстием
в подводящем канале
или, пренебрегая си
Ао = (1 + V) ch*/2g, где V = 0,10 до 0,15.
Ширина струи должна быть меньше ширины
колеса, чтобы воздух не захватывался струею
b0 = b — 0,04 до Ь — 0,02 при колесе без среднего венца
Ь0 = Ь — 0,08 до Ь — 0,04 „ „ со средним венцом
Толщи н.а струи s0 = Q/60c,. л
Средняя линия струи АВР, не стесненной ковшами, представляет
собою параболу, для которой точка А является вершиной, горизонтальная
слагающая скорости с, —касательной в этой точке, вертикаль через А служит главной
осью, фокус параболы расположен на AG = р : 2 = crffig ниже вершины; 2р—
параметр параболы.
Частица воды, вступающая в колесо, в случае отсутствия лопаток, двигалась
бы по траектории ВР. Точка Р" относительной траектории, соответствующая при
отсутствии лопаток точке Р абсолютной траектории, может быть найдена, если
через точку Р провести радиус МРТ и отложить дугу TU = ВР' • и : с fa
Проведенный через точку U радиус UP"M (M — центр колеса) пересечет
концентрическую окружность, проведенную через Р в искомой точке Р".
Толщина железных лопаток 5 = 5 до 8 мм.
Зазор между окружностью колеса и нижней кромкою
листа ^о>5 мм, учитывая обледенение — полезно брать несколько больше.
При условии подвода воды к колесу в его наивысшей точке, диаметр
колеса \м) определяется:
D = 2R = Я - (ho + 0,5*о + § + *о - *' + *")•
Здесь х' ~ превышение В над J в м.
Для предварительного определения размера D можно воспользоваться выра
женлем:
D = Я - (1,1 ch2/2g -f 0,2) до D = Я - (1,1 Cj2/2g + ОД).
Центр окружности колесаЖ увязывается с точкою А следующим
соотношением:
у = УЧр У— (R - m-bp) 4- V2Rm— m?+ {R — m +pf< ,
в котором р = 2chzfig и m = .y0/2 -f- 8-f лг0; выражая через у, имеем

506 Т. TIT. Отд. 7. Водяные двигатели. I Водяные колеса
з__ з
Глубина ковшей а=у6 У Н до */4 V Я.
С возрастанием а увеличиваются потери при входе, но ширина колеса и его
стоимость до некоторого предела уменьшаются.
Ширина колеса b = Q/(aue), где е = >/4 ДО Vs*
При ширине ко чеса b > 1,7 м нужен средний венец или по меньшей мере
дополнительное крепление обшивки колеса.
Шаг лопаток t (т. е. среднее расстояние между двумя соседними
лопатками, считая по наруиной окружности колеса) берется приблизительно равным 4/3
до 3/2 длины дуги bD. Шаг t позволяет наметить предварительное число лопаток
z = kD : t. Из конструктивных соображений г удобно брать кратным числа спиц г,
причем принимают i £.' D + 2 до D -+- 3.
Высота подвеса должна быть достаточной для того, чтобы погружение
колеса под нижний уровень было невозможным.
Форма лопаток. Железные лопатки (фиг. 1). Профиль лопатки
состоит из двух дуг круга bbx и bxb2, которые в их точке сопряжения касательны
к относительной траектории BN и пересекают окружность колеса в точке &,
отстоящей от точки В на длину дуги ВЬ < 7а#* = 1/%>ЬО; в точке Ь2 кривая
переходит в радиальную прямую длиною не менее ширины полки угольника, которым
лопатка прикрепляется « цилиндрической обшивке колеса*
Ь) Водяные колеса с кулиссой или направляющим устройством
(среднебойные)
Применяются при переменном верхнем уровне. Напор #'й1,5 до 5 м.
Выполняются как заднебойные «впуск выше оси колеса), собственно среднебойные и низко-
бойные (впуск ниже оси).
Кулисса (направляющий аппарат). Ее назначение — обеспечить безударный
вход в колесо, для чего необходимо, чтобы относительная скорость вступающей
в ковши воды имела направление параллельное первым элементам лопаток колеса.
Чтобы избежать сжатия струи, ширину кулиссы делают равной ширине подводящего
канала. Свободная высота каналов кулиссы во избежание засорений должна быть
по возможности не менее г*» 60 мм. Регулирование расхода путем перекрывания
отдельных каналов кулиссы.
Вход. Угол между направлением каналов кулиссы и касательной к колесу
а И 27°. Абсолютная скорость с' для верхнего канала кулиссы определяется
рормулой:
с' = и sin p/sin ф — а)
(определение g см. ниже под „Формы лопаток"). Глубина точки В под верхним
уровнем
хх = (1 + V) cr2/2g, где С « 0,12.
Формы кулисе (фиг. 2 и 3). Проводят ВО перпендикулярно к с' (и
следовательно касательно к окружности радиуса г '= СО = 7?sin а), около центра В
описывают окружность диаметром Sj = 0,06 до 0,10 м, равным свободной высоте
верхнего канала кулиссы, ьз точки О проводят 2 дуги, которые касаются
окружности диаметром slt а также дугу через точку В. Очертание остальной части
каналов должно быть таково, чтобы от начала и до конца изменения направления
и сечения каналов были плавными.
Расход, вытекающий из канала кулиссы [м*/сек]: qx = \t.b0^2gh i, должен
иметь возможность войти в канал; следовательно должно быть обеспечено:
Яг < 2/3 ^Ъ0 У~Ч ( У~^3 - У*?*)
или

Колеса с кулисе ой или направляющим устройством:
507
В этом выражении, кроме обозначений, данных на фиг. 2, обозначают: \l —
коэфициент расхода (у. < 0,94 при железных лопатках колеса и на 5 — 10°'о меньше
при деревянных), Ь0 — ширина каналов кулиссы в свету и ц.0 < 0,90 — коэфициент
расхода при входе воды в каналы кулиссы.
Для второго сверху канала справедливы, конечно,
те же соотношения, как и для первого. Но так как
абсолютная скорость увеличивается с глубиною
отверстия под уровнем, а скорость и остается неизменной,
то угол а должен быть выполнен во втором канале
большим, нежели в первом, для того чтобы w1 было
параллельно начальным элементам лопатки. Свободная высота
второго канала определяется условием:
Ях = 42 = V-b0s2 V2gh„
v»KH+*£sJ
t* < 0,93,
V-o < °>90
Точно так же можно устроить третий и четвертый канал,
статочно трех. Выполняют Ц# = Q и делают ql й д% Л <7з*
размеры s2 и s3 по выбранному sv
Колесо. Диаметр приближенно
1)=Я+3,5 Мп
Окружная скорость
и = 1,6 до 2,2 м/сек, в среднем 1,8 м/сек.
Глубина ковшей (радиально)
3/-— 5/
Фиг. 2.
Обычно бывает до-
чем определяются
а = 0,4\/D/H до O^/DIH
отдельных случаях больше,
Ши рина колеса
именно при сильно переменном нижнем уровне.
Ь = Q/aue, где е = 1/3 до 2/3.
Шаг лопаток t = 0,5а до 0,7а.
О числе лопаток и спиц см. стр. 506.
Глубина затопления av
Допуская, что вода, покинувшая колесо,
непосредственно за ним имеет скорость йи,
ai = Q/bu.
Зазор между неподвижной частью
установки (кожухом), охватывающей колесо, и этим
последним, должен быть возможно малым и
может быть установлен подбором
соответствующей толщины нижнего вкладыша
подшипника главного вала.
Форма лопаток. Направление первых
элементов (наружных) лопатки (фиг. 3)
определяется зависимостями:
ra = V&-{R-a&
sin p = (/? - ах): R.
Допустимы некоторые отклонения в ту и другую сторону и тем в большей степени,
чем меньше внимания уделяют вертикальному направлению выхода лопаток из
нижнего уровня. При вертикальном выходе лопаток из воды часть профиля
лопатки NA должна быть эвольвентой окружности радиуса СА = R sin р = JR — аи
или дугой круга, близко к этой эвольвенте подходящей. Начиная от точки А,
лопатка круто загибается вверх и ей придается такая форма, при которой вода
не могла бы проникать внутрь колеса.
Коэфициент полезного действия tj = 0,75 до 0,85.

508 T- HI. ОтД- 7- Водяные двигатели. II. Водяные турбины
Среднебойные и нижнебойные колеса с регулирующим щитом вместо кулиссы
рассчитыгаются таким же образом, как и колеса с кулиссами, но имеют несколько
меньший к. п. д. по сравнению с последними.
с) Колеса с водосливным впуском
Пригодны для малых и средних напоров при сильно меняющемся нижнем
уровне
Я' я 0,4 до 3,5 м.
Обычно вьполняют D==3 Я до 4 Я и и = 1,4 до 1,7 м/сек. Подробности, касающиеся
колеса, см. Ь).
Впуск (фиг. 4). Положение А снабженного железным козырьком
водосливного щита при пропуске нормального расхода
определяется зависимостью:"
Q = 1/. ^ b0 hV2gh ,
в которой принимают р.0 = 0,75 при
металлических и jx0 = 0,70 при деревянных лопатках. Для
средней элементарной струйки A XS*, в
которой можно вообразить сосредоточенной всю
струю, им^ем для определения h :
0,5 Q = 2/з Но b0 h
У**Нп
Фиг. 4. чем фиксируется вершина параболы А , фокус
которой лежит на 10/n^w ниже А . Проводят
горизонтальчую прямую на расстоянии /? —(Я+^i) над верхним уровнем и из
некоторой точки этой прямой радиусом /? проводят дугу с таким расчетом, чтобы ее
точка пересечения л с параболой находилась на 0,4 — 0,45 м ниже верхнего уровня.
(О глубине погружения колеса под нижний уровень см. выше). При точке X
строят параллелограм скоростей, принимая за диагональ с =0,95 V2gx и
проверяют, дает j и разложение скорости с нужную окружную скорость г^ и. В случае
надобности следует сдвинуть центр дуги по упомянутой горизонтали в ту или
другую сторону, или изменить радиус #, или окружную
скорость и.
Наинисшее положение щята определяется из
соотношения:
max Q = 2/zV-0b0ht У2 ghf ,
где max Q - - наибольший рабочий расход колеса в м*/сек. |^
Колесо Цуппингера *) для малых напоров
(фиг. 5) и ,>,о *-» 1,2 м/сек. Коэфициент полезного
действия обыь новенно от т) = 0,65 до 0,75. Угол наклона
к горизонту последних элементов лопаток в момент их
выхода из нижней воды берут от 70 до 75° при глубине Фиг. 5.
затопления колеса «! = 0,3л«. При наивысшем
принимаемом в расчет стоянии нижнего уровня этот угол наклона не должен быть
меньше 45- 55°. Глубина каналов а зависит от изменяемости положения нижнего
уровня и приблизительно заключается в пределах от y3R до а/з#* Размер а
должен бьпь достаточным, чтобы вода не могла поступать во внутреннюю часть
колеса.
^Teichmann, ZdVDI, 1888, S. 53 и сноску *) на стр. 504.

Водяные турбины, общие сведения
509
II. Водяные турбины г)
Обозначения:
Н — напор [м],
Q — расход [м3/сек],
е — гидравлический коэфициент полезного действия,
т) — полный коэфициент полезного действия,
N = -==- • т) QH — полезная мощность турбины [л. с],
с0 — абсолютная скорость при выходе из направляющего аппарата \м\сек}%
сх— абсолютная скорость при входе в рабочее колесо [м/сек],
с2'— абсолютная скорость при выходе из рабочего колеса \и1сек],
wx — относительная скорость входа в рабочее колесо [м'.сег:],
w2 — относительная скорость выхода из рабочего колеса \м\сек\%
их — окружная скорость колеса при входе [м\сек],
щ— окружная скорость колеса при выходе [м\сек\,
D — диаметр рабочего колеса [м],
-(«— вес единицы объема воды [1000 кг/мЦ,
ш — угловая скорость колеса [1/сек.],
п — число об/мин.
а) Общие сведения
Каждая турбина в основном состоит из направляющего
аппарата, подводящего воду к рабочему колесу с достаточно
большой и целесообразно направленной скоростью и рабочего колеса,
воспринимающего энергию от протекающей через него воды,
подведенной направляющим аппаратом, и передающего эту энергию
валу. Если для образования входной скорости сх используется лишь
часть всего напора (^1<1^2^Я), то другая часть полной энергии
остается при входе в рабочее колесо в виде избытка дапления, —
„реактивные" или „напорные" турбины. .Если же в турбине на
образование входной скорости использован весь напор, т. е. сх •- Y^gH,
то давления при входе в колесо и при выходе из него одинаковы
(обычно равны атмосферному) и такие турбины называются
„активными" или „свободноструиными".
К рабочему колесу турбины вода может подводитьел по всей
его окружности — полные турбины, или только на некоторой части
окружности — парциальные турбины.
В первом случае подводящее воду устройство выполняется в виде
направляющего аппарата, простирающегося по всей окружности
колеса, во втором — в виде отдельных сопел.
Технические свойства различных видов турбин обусловливают
применение их в зависимости от величины напора, причем при
caitfbix малых напорах применяются исключительно полные
реактивные турбины (Фрэнсиса и пропеллерные), а при самых больших —
активные (колеса Пельтона).
!) Литература. Thomann, Die Wasserturbinen, I Teil, 3 Aufl., 1S24, II Teil,
2 Aufl., 1931, Stuttgart, K. Wittwer. — Spannhake, Kreiselrader als Pi rapen und
Turbinen, I Bd, Benin 1931, J. Springer. — Kaplan-Lechner, Theorie und Bau
von Turbinen-Schnellaufern, Miinchen u. Berlin 1931, Oldenbourg. — С a m e r e r,
Vorlesungen iiber Wasserkraftmaschinen, 2 Aufl., Leipzig 1924, Engelmann.—R e i с h e 1,
Ober Wasserkraftmaschinen, 2 Aufl., Minchen und Berlin 1925. — И. Г. Ксьман,
Водяные турбины. — А. А. Оаткевич, Гидравлические турбины, 1929.

510
Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
Направляющи
ал парат
Регулировок
%ое кольцо
Полный напор Н определяется выражением:
H = H' + c\l2g-c\j2g>
где: с/—скорость, с которой вода подходит к турбине (сечение/ подводящего
канала или трубы) \м\сек\%
с и — скорость, с которой вода, после выхода из всасывающей трубы,
отходит от турбины (сечение // в отводящем канале) [м/сек],
Н' — при открытых установках — разность уровней в сечениях / и //; при
закрытых турбинах — разность уровня в пьезометре, воображаемом в сечении \
при входе в кожух турбины, и нижнего уровня, сеч. // [м].
При турбинах Пельтона — считают от уровня в пьезометре до наинизшей точки
средней окружности колеса и принимают с// = 0.
Ь)
Применяющиеся виды
турбин
1. Турбины
Фрэнсиса. О б-
ласть
применения от самых
малых напоров и
до ~ 300 м (при
еще больших
напорах следует
опасаться коррозии).
Вход воды в
колесо вообще в
радиальном
направлении по
направлению к центру,
выход из колеса — в
осевом. Лопатки
направляющего
аппарата, в целях
регулирования
расхода и# мощности
выполняются
вращающимися около
своих осей,
параллельных оси турбины.
При чистой воде и
в сравнительно
небольших турбинах
механизм,
передающий движение
направляющим
лопаткам, помещают в
В тех случаях, когда
или в направляющем
предпочтительно (но
Фиг. 6.
регулировочное \
КолЬцо
Направляющие,
лопатки
Поводок
Фиг. 7.
воде (внутреннее регулирование, фиг. 6 и 7).
вода несет много песка, турбина крупная,
аппарате допущены значительные скорости,

Турбины Фрэйсиса
511
дороже) располагать механизм направляющего аппарата вне воды
(наружное регулирование — фиг. 8 и 9).
Лоп атки рабочих колес для работы под малым капором
обыкновенно делаются штампованными из мягкой листовой стали или железа,
заформовываютсяи заливаются своими кромками во втулку и
наружный обод колеса при их отливке из чугуна. При целесообразном
выполнении заливаемых кромок и принятии
необходимых предосторожностей при
формовке и отливке достигается вполне
надежное соединение.
При напорах свыше 50 м лопатки
отливаются в одно целое с ободами колеса из
стали или "бронзы. К такому выполнению
иногда прибегают и при меньших напорах,
так как формы литьх лопаток в отдельных
случаях оказываются гидравлически более
выгодными.
От рабочего колеса вода отводится
всасывающей трубой, погруженной выпускным
концом под нижний уровень.
При пуске турбины в ход вода быстро
увлекает с собою весь воздух из
всасывающей трубы, что обеспечивает использо-
вание^полного напора от верхнего и до
нижнего уровня. Всасывающие трубы
выполняются с постепенно увеличивающимися
сечениями и служат диффузором.
Вода, протекая по расширяющейся
всасывающей трубе, постепенно понижает свою
кинетическую энергию, преобразуя ее в
потенциальную, что выражается в усилении
всасывающего действия трубы. Живая сила выходящей из рабочего
колеса воды таким образом частично утилизируется.
Всасывающие трубы с криволинейной осью (бетонные) должны
проектироваться с особой осторожностью и опираясь на результаты
опытов над их моделями, в противном случае возможны
значительные непредвиденные понижения к. п. д. и мощности турбины.
При напорах до 2 м вал располагают всегда вертикально, при
больших напорах—вертикально или горизонтально в ;-;ависимости
от местных условий или от машин, приводимых в действие
турбиною. В малых установках особенно важна возможность избежать
промежуточных передач, поглощающих значительную часть
вырабатываемой турбиною энергии. Турбины с горизонтальным налом часто
выполняются двухколесными в целях повышения числа оборотов
(фиг. 10).
Для больших мощностей при непосредственном соединении с
генератором предпочтительны устройства с вертикальным валом. (На фиг. 11
представлена установка турбины, изображенной на фиг. 9). Преимуще*
ства: более высокий к. п. д. вследствие возможности придания луч.-
Фиг. 8. Направляющий
аппарат небольшой
спиральной турбины
Фрэнсиса (зав. Voith).
а—направляющая лопатка,
Ь—подшипник
направляющей лопатки,
с—уплотняющая манжета,
d—бронзовое упорное кольцо, е—
кривошип направляющей
лопатки, /—поводок, g—
крышка турбины,
Л—регулировочное кольцо, i—
основное кольцо
направляющего аппарата
(поддон), k •— облицовочное
кольцо, /—защитная стенка
крышки, 1.1—рабочеэ
колесо.

512 T- m- 0тД 7 Водйнъте двигатели. It. J Водяные турбины
ших форм всасывающей трубе, малое всасывание, что важно при
опасности кавитации (см. также Хютте, т. I, стр. 453 и ел.), в установках с
подводом воды трубами — более плавный переход воды к турбине.
Допускаемая высота всасывания определяется условиями
кавитации (стр. 531).
Установка турбины в открытой камере допускается при
напорах до ~ 15 м, при напорах до ~ 25 м применимы бетонные
спиральные камеры, при больших
напорах (до самых больших)—
спиральные камеры (кожухи) отливают из
чугуна и стали, или клепят из
листового железа или стали. Фиг. 12 дает
представление о некоторых
возможных схемах установок турбин.
Установки в цилиндрических клепаных
камерах (котлах) (см. схему 402,
фиг. 12) применяются лишь в
особых случаях.
2. Пропеллерные турбины с
неподвижными лопатками применяются
до ~30 м, с поворотными рабочими
лопатками до ~20 м напора.
Изобретены Капланом в Брюнне. Вода
подтекает к рабочему колесу, а также
отходит от него в осевом
направлении. Колесо имеет от 2 до 8 (чаще
4) лопаток, имеющих форму крыльев.
Наружного обода нет (фигЛЗ)*
Преимущества по сравнению с турбинами Фрэнсиса: более высокие числа
оборотов, кроме того, при наличии поворотных лопаток — лучший к. п. д. при
малых открытиях. Направляющий аппарат, всасывающая труба и общая схема
установки, как у турбин Фрэнсиса. Вал почти всегда вертикальный. Лопатки —
литые из чугуна, стали или бронзы. Ввиду больших относительных скоростей
поверхности лопаток тщательно обрабатываются и заглаживаются или шлифуются
вручную, по шаблонам или на специальных станках.
Неподвижные лопатки выполняются отливкою в одно
целое со втулкою, или отливаются каждая лопатка отдельно и
привертываются ко втулке винтами.
Недостаток пропеллерных турбин с неподвижными
лопатками заключается в крутом снижении кривой к. п. д. при
уменьшении открытия. Этот недостаток в значительной степени
устраняется применением рабочего колеса с поворотными
лопатками (собственно турбина Каштана). Лопатки размещены радиально
и шипами входят во втулку, что позволяет поворачивать их около
осей этих шипов, расположенных перпендикулярно к валу. Этот
поворот лопаток осуществляется особым механизмом, помещенным
в корпусе втулки и приводимым в действие штангою,
помещающейся в осевом сверлении полого турбинного вала и выступающей
выше торца этого вала, где она сцепляется с передаточными
рычагами, идущими от сервомотора турбинного регулятора (фиг. 14).
Фиг. 9. Гидросиловая установка
на р. Шанноне (Ирландия).
Разрез направляющего аппарата и
рабочего колеса (зав. Voith).
Н = 28,5 м, Q = 96 м3/сек, N =
= 31 000 л. с, п = 150 об/мин,
п = 400 об/мия.

Пропеллерные турбины
513
В больших турбинах
для приведения в действие
поворотного механизма
помещают внутри втулки или
вала, служащих
цилиндром, поршень, который
подвергается давлению
масла, подаваемого через
верхний конец вала.
Поступление масла в нижнюю
полость (под поршень) или
в верхнюю (на поршень)
зависит от автоматического
турбинного регулятора.
Лопатки рабочего колеса
поворачиваются
одновременно с лопатками
направляющего аппарата одним
и тем же регулятором,
причем рабочие лопатки
устанавливаются тем площе
(меньшие углы рг и р2^ чем
меньше открытие
направляющего аппарата.
^•^^
Фиг. 10. Небольшая сдвоенная турбина (зав. Volth).
3. Колеса Пельтона (активные или с
пые турбины). Применяются в настоящее
Маслопровод
к пяте
Регулятор.
Восстав
витеяЬ
Распределительныйх
СервомоторЧ
Фиг. 11. Установка т^роины с непосредственно
соединенным с нею генератором.
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник для инженеров,
вободноструй-
время при напорах
больших 300 м
ис кл ю чител ьно, п ри
меньших нипорах
могут применяться
наравне с
турбинами Фрэнсиса,
особенно тогда, когда
последние выходят
слишком
быстроходными или когда
их рабочие колеса
получают слишком
малые размеры,
грозящие
засорением каналов.
Рабочее колесо
Пельтона состоит
из насаженного на
вал, или
выкованного в одно целое
с ним диска,
имеющего по своей
окружности
ложкообразные лопатки
(ковши) (фиг. 15).
Струя воды,
натекающая на ковши
по направлению ка^
т. ш. 33

514 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. П. Водяные турбиньт
200
220
261
Вертикальная
турбина х).
Вертикальная
турбина в спиральной
бетонной камере ).
ьер!икалоНа> тур- Вертикалоиая гур-.
бина в литой спи- бина в клепанной)
ральной камере2). спиральной каме-
! ге 1). I
1 300
ж
302
'Ш
1,1 • 1
303
т II '■ ■■'»■ Л
303 1
ГОПИЗ >.^аЛЬЫ1л
туроина с внешним
коленом *).
1 оризоагальная
турбина с
внутренним коленом 1).
СДои^Нп-А. • о^ оОН-
тальная турбина 1).
Две спаленные i
ризонтальные тур-1
ОИНЫ С BHyTptHHH-j
ми коленами в двух
камерах ').
U02
воо
302
Трехколесная
турбина в двух
камерах 1).
Лобовая сдиосннан
турбина в
цилиндрическом
кожухе1).
Гориоон 1 ал ьная
турбина с литой
спиральной
камерой 1).
Сдиоеыная
горизонтальная турбина с
литой спиральной
камерой *).
402
153
150
151
Вертикальная тур- ( Горизонтальная i Горизонтальная I Горизонтальная
бина Пельтона с 3 2-колесная турбина турбина Пельтона турбина Пельтона
соплами. Пельтона с 4 соп- с 1 соплом. с 2 соплами.
| лами. | |
Фиг. 12. Схемы установок турбин.
*) По этим схемам могут быть установлены турбины Фрэнсиса, пропеллер
ные, а также и Каплана.

Колеса ПельтонЪ
515
сательной к средней окружности колеса, выходит из сопла,
которым оканчивается напорный трубопровод. В турбинах с
горизонтальным валом ставят обычно не
более двух сопел на каждое колесо,
при вертикальном вале — до
четырех. Сечение сопла круглое.
Регулирование расхода достигается тем,
что сечение выходного отверстия
сопла изменяется перемещением
вдоль оси сопла особой .иглы"
с коническим концом, запирающим
в большей или меньшей степени
это отверстие. Перемещение иглы
производится автоматически
регулятором. Дополни 1ельно
применяются также отклонители струи,
устройство которых позволяет
избежать гидравлического удара
в трубе в случае быстрого
регулирования иглою (стр. 545).
По сравнению с турбиной
Фрэнсиса, колеса Пельтона развивают
меньшее число оборотов, которое
может быть вообще сильно снижено
увеличением диаметра колеса, что
естественно увеличивает стоимость
турбины, хотя иногда в виду
возможности непосредственного соединения, например с трансмиссиею,
это вздорожание турбины с избытком окупается меньшей
стоимостью всего
устройства. Турбина
Пельтона обыкновенно
выходит дороже
соответствующей турбины
Фрэнсиса и тем более,
чем ниже напор.
Колесо Пельтона должно
быть установлено так
высоко, чтобы и при самом
высоком подъеме нижнего
уровня оно его не
касалось. В установках с
сильно колеблющимся нижним
уровнем „высота подвеса"
колеса является
потерянной частью напора в
течение всего времени, когда
нижний уровень не
наивысший (периоды паводков).
Устройство всасывающей
трубы, внутри которой при помощи особого поплавкового приспособления
поддерживается постоянный уровень, на практике себя не оправдало.
Я —6,5 ж,
Q = 20,8 м*/сек,
N = 1450 л. с,
п = 2.4 об/мин,
п =785.
Фиг. 13. Турбина Каплана с наруж*
ным регулированием.
Фиг. 14. Рабочее колесо Каплана (зав. Voith).
33*

516 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
В конструктивном отношении крепление ковшей
на диске колеса Пельтона требует особого внимания. Необходимо
считаться со следующими тремя случаями нагрузки ковшей: 1) при пуске
турбины-—натекание
полной струи на
неподвижный ковщ, 2)
центробежная сила при разгонном
числе оборотов (холостой
ход) и особенно 3)
периодически меняющаяся
от 0 до максимума
нагрузка от струи во время
нормальной работы
колеса. Условия работы
при такой переменной
нагрузке требуют весьма
f\ тщательной пригонки и
** совершенно неподвиж-
I ного крепления ковшей
на диске колеса.
Фиг. 15. Турбина Пельтона (зав. Voitb).
а—рабочее колесо, Ъ—напорная труба, с—откло-
нитель: струи (дефлектор), d—регулировочный
вал к отклонителю, е—уравнительная пружина,
/—уравнительный поршень, £•—-направляющая
крестовина, Л—игла, г—регулировочный вал иглы.
Взаимное расклинивание
ковшей целесообразно.
Отливкою из стали ковшей в одно
целое с диском устраняются
трудности крепления ковшей,
особенно значительные при
очень высоких напорах.
Недостатки такой конструкции—
возможность повышения брака
вследствие сложности отливки
и необходимость смены всего
колеса при повреждении одного
ковша.
с) Гидравлические соотношения
Скорости входа и выхода. Скорость (относительная), с
которой вода движется вдоль канала рабочего колеса в момент входа
ее в колесо wx (фиг. 16), является
геометрической разностью между <
абсолютной '* скоростью - входа ^i х^ V \ хпапраолл-
и скоростью движения лопатки, ^^^^Sw \ \ющий
т. е. окружной скоростью колеса uv '^~-'--j--]^<fi\znnapam
Подобная ч зависимость справедлива
и для скоростей выхода.
Геометрически эти зависимости передаются /,<&&■-^^-.рабочее Ьолего
„скоростными треугольниками -входа ''Ль; -
и выхода" (фиг. 17 и 18). Скорости " * Фиг. 16.
с±н Wi присущи воде до того момента,
когда начинается воздействие на нее лопаток. Когда первые
элементы лопатки расположены параллельно скорости wt и если прене-

Основное уравнение 517
бречь стеснением сечения, зависящим от конечной толщины лопа-
ток* то при входе в рабочее колесо никакого резкого изменения
скоростей воды наблюдаться не будет — безударный вход. При этом
скорости ct и wx до и после входа в колесо сохраняют свои
величины и направления.
О потерях, связанных с ударом при входе, см. стр. 529.
Кроме указанных ранее (стр. 509) принята следующие обозначения:
cUl — тангенциальная слагающая абсолютной скорости входа [м'сек],
^ — тангенциальная слагающая абсолютной скорости
выхода [м/сек],
гх — расстояние входных кромок лопаток от оси [м],
г2 — расстояние выходных кромок лопаток от оси [л],
G — коэфициент потерь,
m = Q., : g — масса секундного расхода \кг сек/м],
nJiQiiNi —единичное число оборотов, единичный расход и единичная
мощность (см. стр. 519).
Основное уравнение. Поль- ' ц,х ,% ця> А
зуясь этими обозначениями, момент коли- f^^^/" «^7 fc^^L
чества движения, приносимый секундным \ «T^ULr ;y^~ -*
расходом при входе в колесо, выразится: и— <*. —* "*£
тг1си , и соответственно момент
количества движения, уносимый расходом, поки- фш- 17- Фвг- 18#
дающим колесо: тг2си . Разность этих
моментов по теореме площадей равна моменту М, полученному
колесом от протекшей по нему воды:
тггсщ — тг2сщ = М.
Умножение обеих частей этого равенства на угловую скорость ш
дает:
т {&rtca — «>ra£e) = Мш.
АГ<о — мощность рабочего колеса в кгм\сек, равная такжеzQ^H.
Замечая, что m = tQ:g, со^ = щ и шг2 = и2% получаем основное
уравнение теории турбин:
Энергия, соответствующая выходной скорости с2 в турбинах
работающих без всасывающих труб, теряется полиостью.
Расширяющаяся всасывающая труба эту потерю уменьшает. Скорость с2
вообще стремятся делать небольшой.
Соответствующим выбором углов и скоростей осуществляется
„нормальность вытекания", когда си^ = 0, При этом ословное
уравнение принимает вид:
Коэфициент полезного действия. При расчете турбины
рассматривают скорость выхода из всасывающей трубы ci и соответ*
ствующий ей скоростной напор c2J2g как потерю.

518 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
Это строго верно только тогда, когда из всасывающей трубы вода вытекает
в обширное водное пространство, где скорости нет. Если же после всасывающей
трубы вода попадает в отводящий канал и течет по нему со скоростью сц, то
потеря равна лишь (с4—сц)2/2 g, т. е. из с42/2 g восстанавливается часть энергии,
равная (2c4cjj—cjj)2/2g\ Обычно это обстоятельство не принимается в расчет.
Потеря, отнесенная к единице веса воды (к 1 кг), равна
'(1 — е) Н и состоит .из 1) потерь на трение и вихреобразование
в турбине, включая и всасывающую трубу, обозначаемых через р//
и 2) из потери при выходе из всасывающей трубы c^2/2g.
Следовательно:
(1— *)H=?H + ci2/2g; или £ = 1—р-с42/2^Я.
Полный коэфициент полезного действия yj
турбины несколько (на 1—W/q)1) меньше гидравлического к. п. д. е
потому что: 1) полный расход, фактически протекающий через
турбину, на потерю в зазоре больше расхода, протекающего через само
колесо и принятого при расчете мощности по основному
уравнению, и 2) вследствие трения в подшипниках и сальниках, а также
трения колеса о воду, полученный колесом от воды момент тратится,
в результате чего полезный момент несколько уменьшается.
Другие виды основного уравнения. Следя за частицей воды,
проходящей по направляющему аппарату, колесу и затем по
всасывающей трубе и применяя уравнение Бернулли, получают следующее
уравнение:
"^i""1 2i ' ^ _/^(1 — р)^Ч ^—•
Это уравнение выражает, что напор, нужный для создания абсолютной
скорости входа в колесо (с^/2g), для преодоления центробежной силы Ци^—и^)/2 g]
и для повышения относительной скорости в колесе [[we2—w^)/2, g] должен быть
получен из полного располагаемого напора за вычетом потерь на трение [Н(\—р)],
увеличенного на величину усиления всасывания за счет перевода воды на
меньшую скорость во всасывающей трубе (с2—с^2/2g.
Это уравнение впрочем не вносит ничего нового по сравнению с основным
уравнением и может быть из последнего выведено чисто геометрическими
рассмотрениями.
Переменный напор. Если турбина с неизменным открытием
направляющего аппарата или сопла работает под изменяющимся
напором, то условия протекания через нее воды и к. п. д. не изменятся,
если число оборотов турбины будет меняться пропорционально У Н.
Все скорости протока меняются тогда также пропорционально УИ
и основное уравнение, равно как и другие, в которые входят
скорости или их квадраты, связанные с Н, останутся при этом
удовлетворенными.
*) По Томану механические потери в турбинах большой мощности составляют
1—0,5"/0 и меньше* а в малых турбинах 2—5°/0 и больше при нормальном
расходе Qn ; при измененном расходе Q, величины этих потерь надлежит
умножить на Qn : Q.

Переашйшай напор. Удельное число оборотов 519
Расход изменяется соответственно так же как У"//, и так как
к. п. д. остается постоянным, то мощность изменяется
пропорционально Н У Н.
Чтобы иметь возможность оценивать независимо от рабочего
напора гидравлические свойства данной турбины и сравнивать их
в различных турбинах, пользуются пересчитанными при помощи
указанных соотношений на напор, равный 1 м, значениями
Подобные турбины. В различных по величине, но
геометрически подобных турбинах (включая и всасывающую трубу) условия
протекания и к. п. д остаются неизменными, если при данном
постоянном напоре сохраняется величина окружной скорости иь т. е. если
числа оборотов обратно пропорциональны диаметрам рабочих колес.
Неизменными остаются тогда и скорости протока воды. Расходы, а
также и мощности будут пропорциональны площадям сечений, т. е.
пропорциональны Z)2. Подобные турбины, отличающиеся только
абсолютными размерами (масштабом выполнения), составляют „серию
турбин". Чтобы оценивать гидравлические свойства отдельных серий
турбин и чтобы сравнивать различные серии между собою,
пользуются вышеприведенными соотношениями и соображениями для
пересчета характерных величин на //= 1 м к D = 1 м, что дает
Я/=11-5=; QL> = 2=; tf/ = ^=.
Vh l d*Yh d*hYh
Вследствие привходящих обстоятельств к. п. д. при изменении напора Н
фактически не остается вполне неизменным. Это отклонение может быть учтено
отдельно (см. стр. 533).
Так как данная турбина при данном напоре может работать
при разных числах оборотов и при различных открытиях
направляющего аппарата, то путем испытаний или подсчета для каждого
п/ и для каждого открытия могут быть определены значения Q/,
N/ и s.
Вообще, когда речь идет о характерных для данной серии величинах я/, Q/
и Nit то разумеется то значение л/, при котором может быть достигнут
максимальный к. п. д. и те значения Q/ и NJ, которые при этом щ.' и не слишком
значительном понижении к. п. д. соответствуют наибольшей мощности.
Удельное число оборотов ns. Если требуется определить
размеры турбины, которая принадлежит к определенной серии,
характеризуемой значениями п{ и Q{ и которая должна развить
максимальную мощность N при напоре Я, то для определения диаметра
ее рабочего колеса справедл; во приведенное выше выражение
TV/, из которого D=yNI(N1rHY7l)' Далее, из выражения
для rii определяется число оборотов п = «/ Y'H\D =
= п{ YW V N/(N/H YH\ или п = п/ УК/ - нЪ Y7f. Отсюда

520 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
видно, что число оборотов турбины, соответствующее данному
напору и данной мощности, пропорционально величине выражения
ni VNi, характеризующей данную серию. Так как при //=1 и
N *= 1 и выражение Н 4/ У TV = 1, то выражение n^V^Y
представляет собою число оборотов при 1 м напора турбины
рассматриваемой серии и имеющей такие размеры, что она при зтом
напоре (Н=\ м) развивает 1 л. с. Обычно обозначают п/ У~Л^'~nsi
которое называют удельным числом оборотов или к о -
эфициентом быстроходности данной серии турбин или
отдельных турбин в нее входящих.
По заданному ns или серии, число оборотов п отдельной
турбины, развивающей N л. с. при напоре Н м, выразится так:
*п = п8 HU I УЖ
Если же известны п, N и Н, то
быстроходность турбины устанавливается
зависимостью:
п8 = п YJJIHU.
Необходимо различать удельное число
оборотов колеса от удельного числа обо-
фйг. 19. ротов самой турбины, если последняя имеет
несколько колес (или несколько сопел в
случае колеса Пельтона). Для вычисления соответствующих п8 надо
вводить в расчет мощность только одного колеса или сопла, или
полную мощность всей турбины.
В Англии и США, пользующихся еще английской системой мер, напор
измеряется в футах, а мощность в hP (HP=550 футофунтов/сек), причем 1 м~
=3,28 feet и 1 л. с.=0,9S6 HP; ns имеет другое числовое значение, а именно:
(ns ) англ ~ °'225 (ns ) метр
(ns ) метр — 4^6 (ns ) англ.
Выполняемые формы рабочих колес. Достигаемые коэфи-
циенты полезного действия. Величина удельного числа оборотов
весьма сильно влияет на форму рабочего колеса и его
относительные размеры. На фиг. 19 даны разрезы нескольких колес,
развивающих при одном и том же напоре одинаковую мощность, но
делающих при этом"различные числа оборотов в минуту.
Удельные числа оборотов, или коэфициент быстроходности
различных видов одноколесных (или односопельных) турбин даны
в табл. 1.
Таблица 1. Коэфициенты быстроходности турбин различных видов:
Колеса Пельтона: нормально ns К 20, может быть доведено до«40.
Увеличением отношения диаметра колеса к диаметру
струи можно весьма сильно уменьшить nSt

Расчет и проектирование турбин Фрэнсиса 521
Турбины ФрэнсЪса
Турбины пропеллерные
и турбины Каплана
тихоходные ns = от 50 до 150
нормальные ns = 150 „ 250
быстроходные пs — л 250 „ 450
нормально
. 400 „ \> О
г 600 „ 800
са о,ч &
Открытие
Фиг. Ж).
Полный к. п. д. турбины Y), который может быть получен при
заданном ns, зависит от многих условий, между прочим от схемы
установки, от формы всасывающей
трубы, от размеров турбины и др. Чтобы -
выявить особенности зависимости к. п. д. *\Псльтопn^l2ts /
от пропускаемого расхода (в частях |
максимального, протекающего при пол- \
ном открытии направляющего аппарата) |J^
для различных видов туроин, при по- $11^.
стоянном наивыгоднейшем для каждой %\Л
данной серии п{% следует сравнить при- f"%J
веденные на фиг. 20 кривые к. п. д. § Л
(так называемые гарантийные кривые), § 4/|
изображающие функциональные
зависимости при постоянном числе оборотов
каждой турбины ее к. п. д. от расхода
(в частях от полного), устанавливаемого
соответствующим открытием
направляющего аппарата.
Достигаемые коэфициенты полезного действия. Из фиг. 20, приведенной
для турбин средних размеров, при вообще благоприятных условиях видно, что
турбина Пельтона дает хороший к. п. д. в широких пределах изменения расхода.
В турбинах Фрэнсиса, проаеллерных и Каплана максимальные значения к. п. д.
при наивыгоднейших условиях работы турбины зависят от ns лишь незначительно
(к. п. д. ухудшается при ns < 80 и ns > 700). С другой сгороны, в турбинах
Фрэнсиса и турбинах пропеллерных с неподвижными лопатками колена к. п. д.
падает с уменьшением открытия (и нагрузки) тем быстрее, чем больше nSt
Наоборот, турбины Каплана, вследствие хорошей приспособляемости к условиям
работы при помощи поворотных лопаток, имеют очень плоскую кривую, далеко
превосходящую по растянутости даже кривую тихоходной турбины Фрэнсиса.
Вообще турбины больших размеров имеют более высокие
к. п. д., вследствие этого крупные турбины при благоприятных
условиях подвода воды, целесообразных формах всасывающей
трубы и особо тщательных конструкций и выполнении могут
в 01 дельных случаях развивать к. п. д., значительно превышающий
900/0.
d) Расчет и проектирование турбин Фрэнсиса
(Пояснения к обознач. на стр. 509 и 517).
Следует иметь в виду два условия:
1) выполнение зависимости, представляемой основным
уравнением.
и\Рчх — Щс^ = *gH\

522 T- JII< 0ТД- 7« Водяные двигатели. II. Водяные турбины
2) возможное уменьшение потерь (большое е.).
Необходимые для выполнения второго условия мероприятия
выявлены и собраны практикою турбиностроения и могут быть
представлены в форме эмпирических правил проектирования и ряда
установленных опытом коэфициентов.
Величины этих коэфициентов зависят от удельного числа
оборотов (ns) и даны в табл. 2. Для расчета необходимо задаться
гидравлическим к. п. д.; приведенные в таблице величины
справедливы для турбин средней величины и благоприятных общих
гидравлических условий.
В основу расчета удобно принять кроме Н и п также и расход
Q,, пропускаемый турбиною при условии нормальности вытекания.
Обозначения:
® L' ^'jj ei-' ^_L' ns±. — Расх°Д [м*/сек]у единичный расход [м3/сек],
гидравлический к. п. д., мощность (л. с.) и удельное число обооотов при наличии
нормальности вытекания.
Qi/у Qi 1/» е1Д» NiI, nsi/ —те же величины, но при полном открытии
турбины.
Указания к пользованию таблицей. Следует отличать удельное число
оборотов ns I = nVN\ /H5/4, подсчитанное по N\, от nsijx =nVNij /H*/*t
соответствующего полному открытию (вообще ns колеса).
Некоторыми величинами, как например п{* можно при расчете задаваться
в довольно широких пределах, — в таблице приведены наиболее благоприятные
значения этих величин в зависимости от nSt
Если дано непосредственно Q i , то подсчитывают
1/"1000Л __ /J*
затем, исходя из графы 8 интерполируя, определяют другие величины (например nt').
Если же данным является максимальный расход Qij , то подсчитывают
nsij = п у -jr Qi/ *#8у /# и интерполяциею по графе 1, содержащей значения
nsu , находят другие величины. Таким же путем получают соотношение QjJQi/
(графа 5) и затем расход Qj , по которому следует вести расчет.
Под диаметром рабочего" колеса D в дальнейшем понимается диаметр
окружности, на которой лежат наиболее удаленные от оси точки входных кромок лопаток
(фиг. 21).
Таблица 2
__
"*Vi
75
100
150
20J
250
зоэ
350
400
2
е1Л
0,80
0,82
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
3
Qi'Vl
0,174
0,292
0,65
0,94
1,15
1,34
1,50
1,60
4
я/
55
56
56
1 62
| 70
78
86
95
5
0,82
0,83 •
0,84
0,85
0,83
0,87
0,88
0,90
6
Qi'j_
0,143
0,242
0,545
0,80
0,99
117
1,32
1,44
7
м
0,85
0,86
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,86
8
"s±
70
93
141
189
237 -
287
336
386
*
D
0,065
0,10
0,20
0,26
0,30
0,33
0,35
0,35
10
2gH
0,035
0,04
0,05
0,06
0,08
0,11
0,14
0,16

Расчет и проектирование турбин Фрэнсиса 523
Определение диаметра рабочего колеса. Целесообразные
значения л/ даны в графе 4. Так как n1r=nD/YHt то £>==
= я/ УН/п. Если воспользоваться соотношением Q/ = Q/D2YH
и данными в графе 6 значениями (?/^, то т0 же значение диаметра
колеса получим из зависимости:
d = Vq±I(Qi'±Vh).
Обоснование табличных значений tii'. При ux<V egH и при условии
нормальности вытекания (сЙ2= 0), имеют место соотношения си^> их(из основного
уравнения) и угол входа рх > 90° (фиг. 17 и 18).
Получающаяся при этом форма лопаток (с приемными кромками, загнутыми
против движения) гидравлически невыгодна; ее следует избегать даже при низких
удельных числах оборотов за исключением лишь некоторых особых случаев,
когда к применению таких лопаток побудило бы
желание уменьшить D и достичь этим понижения г$$ШЩ&%&?;.
размеров, веса и стоимости турбины. 4 \ ^Щ%%, А
Для случая рх = 90°, используя зависимости: | / /%^ •
и1==с = *l/"eTg-#, п—60^/kD и п{ = nD/VH, да I >^> I
получаем /г1'=601' e|g"/«t числовому значению I {/ / ^
которого из графы 4 соответствуете графе 8 значе- JL.jf /
ние п | ^ 141. При больших п \ выбирают боль- ^^Йа- / »
s ± — v si. „ * ш^ /—1-Лв-—
шиб значения для пх' для того, чтобы получить ря /
достаточно большой диаметр в*ода D, позволяю- Ш* / »
щий без слишком резкого гидравлически негод- Щ У J
ного расширения внешнего обода перейти к до- Щ-^ ^^
статочно большому сечению выхода из колеса »[
и не получить вследствие этого чрезмерно боль- /, -
ших выходных скоростей с21 ; при этом пол уча- б"**'
ется pj<90°. Фиг. 21.
При высоких п можно путем некоторого
увеличения л/ сверх приведенных в таблице значений и вследствие соответственно
большего диаметра D без ухудшения формы профиля колена достичь
уменьшения энергии отходящей воды и тем самым еще несколько повысить к. п. д.
Например для п§^ =386, /г/ = 105, Qx'j_ = 1180, c2*j_/2gH = 0,11.
Вследствие больших окружных скоростей таких колес, их проектирование без
сотрудничества с испытательной лабораториею становится затруднительным. Цена
таких турбин также повышается.
Ширина направляющего аппарата Ь0 (фиг. 21)
получается из данных в графе 9 величин
отношения bQ/D.
Обоснование табличных значений b0/D. При заданном Q2' величина с
определяется в зависимости от b0/D. Скорость с \ как таковая, может изменять
свои значения в довольно широких границах; однако очень малые значения с
приводят к чрезмерно малым углам а0, неудобным при построении направляющих
лопаток (стр. 530). Табличные значения для п i = 70 соответствуют еще не слишком
малому а0 J_ = 13,5°. Для больших удельных чисел оборотов приведенные в таблице
значения b0/D приводят к большим углам ос0.
При высоких ng углы <х0 увеличиваются до размеров нежелательных при
конструировании направляющего аппарата (например при /г j =386; а0 | =37,5°,
a0i/ » 45°). Однако это неизбежно, так как, согласно опытным данным, дальнейшее
увеличение отношения b0/D^ сверх й0,35 приводит к менее выгодным профилям и
к ухудшению общих условий.

524 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. П. Водяные турбины
Скорость выхода из колеса с2 получается из графы
10 таблицы.
Обоснование табличных значений c2zi/2gH равных отношению энергии,
уносимой водою при выходе из колеса (скоростной напор выхода) к полному напору.
Исходя из соображений о потерях во всасывающей трубе, желательны малые значения
c2j_- Низший предел, при малых п , устанавливается сообразно очертанию лопаток;
слишком малые величины с* \J2gH соответствуют чересчур малым углам ра и,
сообразно этому, гидравлически невыгодным формам каналов (малые гидравлические
гадиусы, излишне большие отношения толщины лопаток к свободной высоте
каналов).
В турбинах средних и высоких п необходимо допускать более высокие
значения с^ I /2gH, так как иначе получаются слишком большими диаметр выходного
сечения, окружная скорость и относительная скорость, от которой зависят потери
на трение.
Пример. Дано: Н = 40 м\ я = 500 об/мин, Qi/ = 4,4 м9/сек. Задаваясь
6i/ =0,83, подсчитываю!ся N\j = 1950 л. с. и п^ = 500"Kl950/'405A = 219. Это
значение заключается между 4-й и 5-й строчками таблицы.
Интерполяционный множитель равен: (219—200) / (250—200) = 0,38, при помощи
чего вычисляются:
—=L = 0,85 + 0,38 (0,86-0,85) = 0,854; Q . = 0,854 . 4,4 = 3,78 м*/сек.
Qi/t -1- _ - -
п/ = 62 + 0,38 . 8 = 65 об/мин; D = 65^40/503 = 0,82 м,
bQ/D = 0,26 + 0,38 . 0,04 = 0,275; b0 = 0,275 • 0,82 = 0,225 м
С22|
■=- 77 = 0,06 + 0,38 . 0,02 = 0,068; с% = 7,3 м/сек.
Проектирование рабочего колеса. Следует иметь в виду
вообще: а) строгое осуществление полученных из основного
уравнения соотношений, Ь) возможность допускать некоторые отклонения
в ту или другую сторону при выборе числовых значений величин,
приведенных в табл. 2, так как последняя составлена лишь для
средних значений, приводящих вообще к благоприятным результатам.
Предварительное вычерчивание профиля.
Профиль дает форму внутреннего (втулки) и внешнего ободьев колеса
в разрезе и очертания входной й выходной кромок колеса в их
совмещениях (круговых проекциях) на диаметральную плоскость.
Расчетом устанавливаются D и Ь0. Входная кромка в колесах
с ns, ^ 140 на профиле параллельна оси. При больших ns кромку
целесообразно наклонять тем сильнее к оси, чем выше ns. При
ns . >180 (фиг. 21) Dk выбирают лишь немногим меньше, чем D,
или даже доходят до Dk = D. Предварительно принимают D3 =
= 1,2 VQj_/^2j_ b слУчае, когда вал не проходит во всасывающую
трубу, и£)3= Vl»44• Qj7^2j_ + rf2 9 если вал (диаметром d)
проходит во всасывающую трубу и производит стеснение ее входного
сечения.
Пользуясь этими величинами, вычерчивают профиль колеса, добиваясь
возможно плавно изменяющиеся очертаний, примером которых могут служить
приведенные на фиг. 19 профили. При более высоких л,, когда DZ>D, угол конус-

Расчет и проектирование турбин Френсиса 525
ности внешнего обода 8 (фиг. 21) не должен однако превышать «^ 15°. В тех
случаях, когда сквозь всасывающую трубу проходит относительно толстый вал
(многоколесные турбины при большом напоре), необходимо для достижения
последнего требования (8 5S15°) выбирать п{ и D несколько большими, нежели получаемые
в результате пользования табл. 2.
Проверка профиля. Воображают поверхности тока,
которыми вся турбина разбивается на частичные (элементарные) турбины,
пропускающие равные расходы. Меридиональные сечения этих
поверхностей проводят на намеченном профиле в виде линий // и
/// на фиг. 22. Сечения поверхностей тока J и IV совпадают
с очертаниями ободьев колеса. При тщательной разработке проекта
турбины, следует разбивать ее на большее число элементарных
Фиг. 22. Фиг. 23.
турбин, чем 3, как это сделано для простоты чертежа на фиг. 22,
где намечены турбины /—//, II—III и III—IV,
При нанесении сечений поверхностей тока следует иметь
в виду:
1. В достаточно большом удалении от входа в колесо расстояния между
поверхностями тока или их сечениями одинаковы.
2. То же справедливо и для входного сечения колеса, если здесь вода в своем
движении еще не отклоняется заметно в осевое направление (при малых п и D^D).
3. При больших ng (D^aD) сечения поверхностей тока еще до входа в колесо
отклоняются вниз. Скорости внизу (у внешнего обода) больше, чем вверху, и
расстояния между доверхностями тока (ширины А&0 элементарных турбин) внизу
меньше, чем в верхней части входа в колесо. Принимают равномерное
распределение по всей длине входной кромки колеса величины ст/(ст^ средн (например, по
фиг. 23) и вчерчивают сечения поверхвостей тока с таким расчетом, чтобы получить
для всех частичных турбин произведения: Д^ г cmJ{cnii) Средн одинаковыми.
Здесь Д&! обозначает диаметр окружности, касательной одновременно к двум
смежным сечениям поверхностей тока, и имеющей центр на входной кромке,
величины же ст /(спереди М0ГУТ быть взяты по кривой распределения (фиг. 23)для
точек входной кромки, в которых окажутся центры только что упомянутых
окружностей. 2A*Vi никогда не может быть больше b^D/2. В колесах с сильно
наклоненными к оси входными кромками («g>250) целесообразно выполнять:"2A&i?i~0>85
до 0,75* b0D/2. В случае неудачно выбранноге первоначально профиля следует
изменить его в части входных сечений и повторить указанную проверку. При
Удачном выборе размеров входного сечения колеса справедливо равенство:
(ст<±) средн =<2}_/2гс2Л*1'1-

52б Я« Ш* Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
4. Скорость выхода из колеса должна иметь постоянную величину по всей
длине выгодной кромки. Поэтому сечения поверхностей тока должны быть
расположены так, чтобы произведения &b2r2 для всех элементарных турбинок были
одинаковыми. Если после начертания сечений поверхностей тока окажется, что
с2 | = Ql/Т2тсХ<Л^2г2 значительно отличается от соответствующего значения
в графе Ю табл. 2 (стр. 522), то надлежит изменить профиль и очертания
сечений поверхностей тока и повторить
указанную проверку. Коэфициент ср, введенный
в предыдущую формулу для учета стеснения
сечения благодаря конечной толщине лопаток,
может быть принят равным 0,88.
*£5^t^
Фиг. 24.
Проектирование лопаток.
Общий прием. При пропуске
турбиною расхода Qj^ должен быть
обеспечен безударный вход. Поэтому по
всей длине входной кромки
поверхность лопатки (ее первые элементы)
должна быть расположена
параллельно направлению относительной
скорости w1 подтока воды. Сначала
наметаются линии тока
(элементарные струйки), т. е. сечения поверхности лопаток поверхностями
тока, затем эти сечения располагают так, чтобы ими определилась
плавно изогнутая поверхность — поверхность лопатки. (В,
штампованных листовых лопатках — их вогнутая
поверхность, в* лопатках литых — средняя
поверхность канала).
Проектирование линий тока.
Прежде всего вычерчиваются входные и
выходные треугольники скоростей для отдельных
элементарных струек (линий тока). Из
треугольников входа (фиг. 24) известны их у
ст1± (из ('та)среди и из кривой
распределения (фиг. 23) и cUi — tgHju{). Треугольники
выхода—прямоугольные (так как сщ = 0);
известны и2 и с2.
В целях уменьшения потерь, должно быть для
каждой струйки w2 > wv Если получается w2 « wx или
даже w2 < wlt что может случиться в верхних линиях
тока при высоком п , то следует сильнее наклонить Фиг. 25.
входную кромку к оси (частичное изменение профиля).
Начерченные треугольники скоростей, соответствующие входу и выходу
отдельных струек, определяют у!лы В4 и р2, которые должны бьлъ выполнены между
линией тока (лежащей в поверхности лопатки) и направлением окружной скорости
на радиусах rt и г2.
Форма линий тока (струек), т. е. сечений лопаток поверхностью тока, если
эта поверхность не представляется развертывающейся в плоскость, выясняется при
посредстве изображения этих сечений в виде условных радиальных проекций их на
коническую поверхность, проведенную касатечьно к поверхности тока при выходе
(фиг. 25). В дальнейшем приняты следующие обозначения на чертежах: 1)
произвольная точка А, лежащая на поверхности тока, и соответствующая ей точка А*,
изображающая на конической поверхности первую точку, обе лежат в одной и
той же радиальной плоскости, проведенной через точку А и ось колеса; 2) рас-

Расчет и проектирование турбин Френсиса
527
стояние С—А* на конической поверхности равно длине выпрямленной дуги С — А;
при этом СА* и СА—-длины, измеряемые по чертежу профиля, т. е. в радиальной
плоскости (не истинные длины пространственных кривых). Такое изображение дает
в области входа и выхода действительные величины углов.
Конуса, проведенные касательно к различным поверхностям тока,
развертывают в плоскости (фиг. 26), проводят на них дуги, соответствующие окружностям
в^ода и выхода.
При дуге, соответствующей окружности выхода, строят угол р2 (от
касательной к дуге) и ведут далее плавно меняющую свое направление кривую до
пересечения ею дуги, соответствующей окружности
входа^ под углом рх*, который (вслед твие иска-
/!^Г*""———^_ . жения изображения) определяется из уравнения
rr^gr-^^^r^y^^ tg pj* = rl//'*«tg р1ч в котором /^ — радиус OKpv^K-
'|]Йл1Й? " ^^ ности входа, на которой лежит точка Е входной
Ц. г* N*^s^"JLj ^^*-*^ кромки лопатки, и /**— радиус точки Е*, г. е и о-
l ^J~-—^Sk""**"^ бражения точки Е» лежащей на поверхности ко-
V— ^^^^ нуса (фиг. 25).
Фиг. 27.
Сечения лопаток отдельными поверхностями тока могут быть произвольно
повернуты одно относительно другого вращением около оси колеса. Целесообразно
располагать все сечения лопатки так, чтобы все точки с лежали в одной
радиальной плоскости (вся выходная кромка лежит в этой плоскости).
Чтобы согласовать между собою развертки конусов, наносят на одной из
разверток, например // (фиг. 26), одну образующую конуса, проходящую через
выходной конец сечения лолатки (6), и другую, проводящую через входной конец
сечения (1). Между этими двумя образующими проводят несколько других
образующих (2 до 5). На других развертках проводят также образующие конусов (от 6
до 1), но с таким расчетом, чтобы все одинаково обозначенные образующие
являлись сечениями конических поверхностей одной и той же радиальной плоскостью.
Это достигается тем, что длины дуг различных разверток выгодных окружностей,
отрезаемые на различных конусах, должны быть взяты* пропорциональными ради-
Фиг. 26.

528 т- Й1- Отд. 1. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
усам выходных окружностей, на которых находятся начальные точки выхода линий
тока. Если, подобно выходной кромке, и входная лежит в радиальной плоскости
(фиг. 27), то во всех развертках точки входа лежат на одноименных образующих.
На вертикальном разрезе профиля колеса (фиг. 27) наносят ряд сечений
поверхности лопатки радиальными шоскостями 7, 2, 3 и т. д., соответствующими
выбранным ранее образующим (горизонтальная проекция фиг. 27). Для этого
имеющиеся на развертках конусов (фиг. 26) точки пересечения сечения поверхности
лопатки и образующих 7, 2, 3 и т. д. развернутых в плоскость конусов (фиг. 26)
переносятся на фиг. 27, причем на вертикальном разрезе точки, принадлежащие
одной и той же радиальной плоскости, соединяются плавной кривой, а в плане
проекции линий токов получаются в виде плавных кривых, соединяющих точки,
лежащие на разных радиальных плоскостях, но принадлежащие одним и тем же
сечениям поверхностей тока I—II—III и т. д...имеющимся на вертикальном разрезе.
Далее проводят ряд нормальных к оси колеса (горизонтальных) плоскостей,
следы которых а, Ь, с и т. д. видны на вертикальном разрезе (фиг. 27). Сечения
этими плоскостями noseJXHocTH лопаток сносятся по точкам на горизонтальную
проекцию, где они представляются рядом кривых a, ft, с ... ft, /, k.
Входная кромка вообще может и нд лежать в радиальной плоскости, —
некоторое отклонение не приносит вреда: если же входная кромка сильно наклонена
в направлении вращения, то приходится изменять очертания разрезов лопаток на
развернутых конических поверхностях, а также иногда и профиль колеса. На
фиг. 27 представлена лопатка, у которой как выходная, так и входная кромки
лежат каждая в радиальной плоскости.
Сечения»поверхности лопатки как вертикальными, радиальными, так и
горизонтальными, нормальными к оси, плоскостями должны по в:ей своий длине быть
плавными. При их выравнивании следует помнить, что углы (32 и рх* не могут быть
изменены. Сгчения нормальными плоскостями а, 6, с и т. д. вместе с радиальным
сечением колеса (профилем) служат для изготовления моделей чугунных штампов
для прессования листовых лопаток.
Число лопаток рабочего колеса, При слишком малом числе
лопаток получаются относительно короткие и широкие каналы, не
дающие достаточно хорошего направления протекающей воде. При
этом также турбина становится более чувствительной к кавитации.
Излишне большое число лопаток ведет к большим потерям на трение
о стенки каналов и понижает к. п. д. турбины.
Некоторое указание при выборе числа лопаток рабочего колена z2 имеем по
Вагенбаху в том условии, что среднее удельное давление на меридианальную
проекцию лоиатки не должно превышать 0,25 Н. Из этого условия следует
e^AzQ\F2us, где F2—площадь вертикальной проекции лопатки (взятой по профилю)
и us — окружная скорость центра тяжести площади этой проекции.
По Гельпке число лопаток следует брать согласно следующей таблице*
Таблица 3
Диаметр колеса D
м
0,2 —0,6
0,65 — 0,95
1,0 -1,4
1,5 -2,1
2,2 -2,9
3,0 и более
Направляющий
аппарат zx
при угле ах
^20"
10
12
16
20
24
20—33°
12
16
20
24
28
32
^33°
16
2J
24
28
32
33
Рабочее колесо z2
"~~~ при угле pt
^140°
15-17
19—21
23—25
27-29
31—33
120°
15
19
21
25
29
90°
13
15
17
19
23
25
65°
11
13
15
15
17
19
>50'
9
9
11
11
13
13

Расчет и проектирование турбин Фрэнсиса 529
Толщина лопатки? (в мм) прессованных из листовой ста™ лопаточ
вычисляется по формуле s = 20 b0VH/z2> гДе b0 и Н в щ более точные указания
дают испытания модели рабочего колеса на прочность.
Камер ер предлагает также эмпирические формулы (D и Н в м)\
для тихоходных турбин
для быстроходных турбин
Т £2
+ 2
Сужение выходных сечений вследствие конечной толщины
лопаток. Несмотря на то, что выпускные кромки лопаток заостряют
(приемные кромки лишь закругляют) и поток по выходе из
каналов вновь становится сплошным, опыт все же показывает, что
толщина лопаток влияет на пропускную способность колеса, что
может быть оценено коэфициентом сжатия
_ t2 sin p2 — s Vcos2 p2/cos2 z + sin2 p2
9 "" h si" Pa
где U (в мм) — шаг лопаток при выходе и z — угол, выясненный
на фиг. 25. Если подсчитанная по этой формуле для всех
элементарных турбин величина ср в среднем значительно
отличается от принятого предварительно при
вычерчивании профиля значения ср = 0,88, то
следует соответственно изменить самый профиль.
Работа турбины при переменном
открытии. При отклонении работы турбины от
нормального режима выход перестает быть
нормальным, а вход безударным.
Вода подходит к колесу со скоростью с± (или
соответственно wL), но так как w± уже более не совпадает с направлением
лопатки, обусловливаемым углом рх, то лопатка резко отклоняет
воду и внутри каналов колеса устанавливаются скорости с{ и w{
(фиг. 28).
Мгновенное изменение направления вызывает дополнительную
потерю, размер которой^ можно принять равным cs2/2g. Кроме того,
при увеличении расхода сверх Q,, в зависимости от возрастания
скорости в направляющем аппарате, рабочем колесе и всасывающей
трубе, растут и остальные потери приблизительно
пропорционально Q. Поэтому при полном открытии турбины ее гидравлический
к. п. д. равен приблизительно:
% - 1 - Q4JQ± • (1 - e±) - c*figH.
Треугольники входа и выхода строятся тогда, принимая
неизменными щ, и2, р! и 82 и пользуясь соотношениями
*«iVi ~ Ф/i/Q-L ' СЩА} сЩУ1 ^ QlVJQ±- * r™2-L
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 34

530 T- Ixl- 0тД- 7* Водяные двигатели. II. Водяные турбины
и основным уравнением: и^^ — щс^ — е^Н, причем
необходимо отметить, что cU2 отрицательно, если ф>(3^.
Теоретический расчет при • небезударном входе весьма
ненадежен.
Проектирование направляющих лопаток. Начинают с выбора
наибольшего угла a0i/» П°Д которым направляющий аппарат
должен выпускать воду. Угол а01/ можно определить из входного
треугольника для Qy или определяют <х0, из треугольника
скоростей для расхода Qj^ и принимают а01, да 1,25а0,. При
высоких ns скорости входа, как было выяснено выше, по высоте колеса
различны; расчет ведут по средним величинам и дают
направляющим лопаткам постоянное сечение по всей
длине (Ь0). Вообще для различных
открытий справедливо:
(*" ~ ^"\^8 fh tg a°=Ст°1Си° *
[—- /ъ^Щ1 Ш пРичем (Фиг- 29)
Так как течение воды в зазоре, где нет лопаток
происходит по закону с . г = const, то с =
и и0
= с г //*п, величину с при этом надо брать из
входных треугольников скоростей.
В частном случае, при Q i , имеем:
си = ej_g/f/wr0, где ш = 2тс/1/60.
Форма направляющей лопатки должна
быть таковой, чтобы ее боковые грани по-
к выпускной кромке. Толщина выпускной
кромки должна быть возможно малой. Сечения каналов,
образуемых лопатками, должны плавно уменьшаться и ни в коем случае
не увеличиваться по направлению течения.
Фиг. 29.
степенно сходились
е) Основные соображения при проектировании
1. Выбор типа; допустимое ns* При выборе типа турбины
следует руководствоваться изложенным на стр. 509 до 516 и
табл. 1. Выбор удельного числа оборотов—согласно указаниям на
стр. 519 и 522. Если через / Обозначить число колес на общем
валу турбины (причем двухстороннее колесо считается за 2) или
число сопел колеса Пельтона, то число оборотов турбины
n = narfb Y71Y"N>
где N — максимальная мощность в л. с. всей турбины. Чаще всего
желательно возможно высокое п. С другой стороны, условия
отдельной установки налагают на выбор ns ограничения, зависящие от
следующих причин.

Выбор типа турбины
531
а) Прочность рабочих колес. Напряжение материала рабочих
колес данной серии зависит исключительно от напора и не зависит
от размера (масштаба) отдельного колеса, поскольку все размеры,
включая, например, диаметры болтов, крепящих ковши колеса Пель-
тона, или толщины лопаток в турбинах Фрэнсиса, изменяются
в разных колесах одной и той же серии строго пропорционально
диаметру колеса. Вследствие этого напор не может наложить
ограничения на общие размеры (масштаб) турбины.
В колесах Пельтона крепление ковшей на диске колеса при данном
напоре становится тем затруднительнее, чем выше п . Если при постоянной вели
чине диаметра D, желая увеличить мощность, увеличивать размеры ковшей, то
вес последних и их центробежная сила увеличатся пропорционально третьей
степени, тогда как напряженные сечения деталей изменятся пропорционально лишь
второй степени размеров ковша.
Поэтому наивысшая степень быстроходности, отнесеннал к одному соплу
ngW40 допустима при напорах до НтхБО м. При больших напорах можно
допускать: п% = 30 при Н ^ 200 м, ng — 25 при Я ^ 400 м и ng = 15 при Н ^ 1000 м.
При особенно высоких требованиях, предъявляемых к к. п. д., не следует
превышать указанных значений.
Рабочие колеса турбин Фрэнсиса понижают свою прочность по мере
увеличения я . Однако предельные значения п , устанавливаемые требованиями
прочности колеса, обыкновенно значительно выше пределов п , диктуемых
условиями кавитации.
Р) Опасность кавитации в турбинах Фрэнсиса, Каплана и
пропеллерных (т. Г; стр. 453 и ел.). Когда в каком-либо месте
турбины абсолютное давление понижается до величины упругости водяных
паров, то нарушается неразрывность потока и образуется пустота—
наступает кавитация, появляющаяся первоначально обычно близ
выходной кромки рабочих лопаток. Следствиями кавитации могут
быть: 1) разъедания (коррозия) лопаток и других частей, 2)
уменьшение мощности и к. п. д., 3) резкий шум (треск) во время работы,
в отдельных случаях сильные сотрясения. •
Если обозначить через На высоту барометрического давления
в метрах водяного столба в месте установки (соответствующую
атмосферному давлению за вычетом упругости водяного пара),
а через Hs — высоту всасывания турбины (вертикальное расстояние
'наивысшей точки выходного сечения рабочего колеса над
наинизшим положением нижнего уровня), то для отсутствия кавитации
выражение (На — Hs) :1Г = с не должно быть меньше некоторой
определенной величины. Допустимая высота всасывания отсюда
определится:
"вдоп —a *-'ffmin/^
Если определенная из этой зависимости попускаемая высота всасывания
получится отрицательной, то это укажет на то, что колесо должно быть установлено
ниже нижнего уровня.
Наименьшее допускаемое для а значение вообще тем больше, чем больше п •
оно зависит от особенностей форм лопаток и может быть определено экспери*
ментально.
Если нет соответствующих опытных данные, то с некоторой степенью
надежности могут быть приняты указанные в табл. 3 минимальные значения tf,
справедливые для целесообразно очерченных лопаток.
34*

532 Т. III. Отд. 7. Водяные Двигатели. II. Водяные турбины
Таблица 4
'min
— ' l . I i и .1 1 ■! —»
Т у р б и н ы Фр э н си са
<80
0,04
100
0,w5
200
0,08
300
0,15
400
0,30/
450
0,45
Турбины Каплана и
пропеллерные
500
0,5
600
0,7
700
1,2
800
1,9
С достаточною степенью точности можно считать Н =10,0 м — 0,0012/г, где Л—
географическая высота места установки над уровнем моря в метрах. Вследствие того,
что слишком малые высоты всасывания значительно увеличивают стоимость
земляных работ, особенно выемки под всасывающую трубу, а также в виду желательности
расположения рабочего колеса выше нижнего уровня в целях доступа к нему (при
опущенных щитах), удельное число оборотов турбины, практически допустимое
в условиях данной установки, устанавливается именно из соображений отсутствия
кавитации.
2. Предварительное определение диаметра рабочего колеса.
Окончательный выбор диаметра рабочего колеса происходит обычно
на основании результатов произведенных испытаний турбин,
подобных конструируемой. Однако при проектировке установки часто
бывает желательно выяснить приблизительные размеры рабочего
колеса и по нем судить о размерах турбины вообще.
Приведенные ниже справочные сведения могут служить
указаниями по этому вопросу.
Колеса Пельтон'а. За расчетный диаметр рабочего колеса D
принимают диаметр окружности (начальной), касательной к
продолженной оси сопла (ось вытекающей из соплсГ струи). Для колес
Пельтона /г/_^38. Пользуясь этим значением, из зависимости
п{ = nD\ Ун получаем: ^_
Турбины Фрэнсиса. Понятие о диаметре колеса D см. фиг. 21,
стр. 523. Вычисление D производится по формуле D = щ' У~Н1п\
обычно применяемые значения п{ даны в графе 4 табл. 2 (стр. 522)
для различных удельных чисел оборотов при полном открытии
(графа 1). Ширина колеса bQ может быть получена, пользуясь
графой 9-й таблицы.
Пропеллерные турбины с неподвижными рабочими лопатками
имеют max ф'^1,6, что дает D ^ у max Q/1,6 УН, или Dz&
ttymixN/XS НУН. Ширина направляющего аппарата b0^0,35D.
Турбины Каплана. Диаметр рабочего колеса может быть
определен также, как упрогелаерной турбины. Однако часто ведут
расчет по наибольшему расход/, соответствующему перегруз' е турбины,
допускаемой при высокой воде; для таких условий принимают
щах Q/ « 2,0, что дает D да ТЛпах Q/2,0 УП.
3. Оценка работы турэин на основании опытов с моделями;
точное установление диаметра колеса. Вследствие некоторой
ненадежности, присущей современным приемам расчета турбин,
необходимо, чтобы проектирование крупных и важных установок, а также
новых видов турбин базировалось на опытах с моделями проекти-

Оценка работы турбин на основании опытов о моделями ^ 533
руемых турбин. Модель должна представлять собою геометрически
подобную копию не только самой проектируемой турбины и ее
всасывающей трубы, но по возможности и всего устройства,
подводящего воду (спиральной камеры).
Для суждения о качествах турбины недостаточно только одной
кривой к. п. д. (фиг. 20, стр. 521), та i как по ней нельзя учесть
влияния переменного напора, или небольших
изменений в намеченном диаметре, на
работу турбины при постоянном числе
оборотов. Поэтому получаемые в
испытательных турбинных лабораториях результаты
опытов с турбиною представляются в виде
поля к. п. д. или топографической карты
турбины (пример на фиг. 30), позволяющих
для каждого единичного расхода Q/ и
единичного числа оборотов п{ легко, найти
к. п. д. путем интерполяции между
кривыми равных к. п. д.
Пример. Дана топографическая карта турбины
с определенной формой всасывающей трубы—фиг. 3J.
Н а и т и к. п. д. турбины, имеющей D=l,9 м и
работающей при Н — 25,5 м, п = 250 об/мин, Q = 23,3
мУсек. Из формулы стр. 519 имеем:
л/ = nD/V Я = 250.1,9/У1^5 = 94 об/мин,
Q{ = <?/(£>2УЯ) = 23,3/(1,9«У2^б) = 1,28 м*/сек,
К. п. д. определится по положению на поле
кривых к. п. д. точки, соответствующей найденным
величинам Q/ и %'. В данном примере точка
лежит между кривыми т\ = 0,80 и "П = 0,85;
интерполяция дает т) = 0,83.
Для того чтобы установить наиболее целесообразный диаметр
D, проделывается ряд опытов с несколькими колесами различных
диаметров и определяются к. п. д. для различных <? и Н, которые
должны встретиться в дальнейшем при работе установки. При
окончательном выборе руководствуются экономическими
соображениями о работе того или другого колеса в условиях данной
установки, характеризуемых меняющимися расходом и напором.
Во всех предыдущих формулах совершенно не учитывается, что с увеличением
размера турбины ее к. п. д. улучшается, а гакже и то, что, хотя в значительно
меньшей степени, к. п. д. зависит от вязкости воды. Если выполняемая турбина
больше ее опытной модели (что почти всегда имеет место), то можно рассматривать
ожидаемое улучшение к. п. д. как запас надежности в работе турбины.
Нижеприведенная формула, данная Камерером для оценки улучшения к. п. д.,
дает хорошие практические результаты:
П = 1 - (1 - -пм ) 1,4 + (1/К5): (1,4 + HV5J.
Здесь t\M и DM — к. п. д. и диаметр рабочего колеса модели, a tq и D — те
же величины выполняемой турбины. Результаты американской практики
передаются формулой Муди (Moody):
г> = 1 - (1 —пм) фм : D//4 ШЛ{]Н)Чю ,
160
/Ло
130
120
т
иЮ6
SO
90
а
0?OfiOjOfll
т_
40
го
ovt*t
£.
60
so
иль
Фиг. 30. Поле коэфициента
полезного действия
опытной турбины Фрэнсиса,
ns = 370 (зав. Voich).

534 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. II. Водяные турбины
которая дает несколько более высокие значения т., чем предыдущая. Обе формулы
дают достаточно надежные результаты лишь в области около наивысшего к. п. д.,
для других условий работы подсчитанные по ним величины tj преувеличены. Не
следует никогда рассчитывать на увеличение Qx' в выполняемой большой турбине
по сравнению с моделью.
4. Число оборотов холостого хода (разгонное число оборотов).
Электрические генераторы, приводимые от турбины, должны быть
в состоянии выдерживать максимальное число оборотов,
развиваемое турбиною при холостом ходе, которое может наступить при
неправильном обслуживании регулятора, или при случайных
неисправностях.
При холостом ходе турбина Пельтона имеет приблизительно
пхол == 70 VHI& » т* е« развивает число оборотов большее
нормального в /^ 1,85 раза.
Турбины Фрэнсиса, тихоходные и нормальные, делают при
холостом ходе число оборотов, превышающее нормальное в ~ 1,6 — 1,7
раза. Быстроходные в ~ 1,9 раза.
Пропеллерные турбины с неподвижными рабочими лопатками
достигают числа оборотов холостого хода в ~ 2,3, а турбины
Каплана в ~2,5 раза большего, нежели нормальное.
Расчет числа оборотов холостого хода следует базировать на
опытах с моделью, которые устанавливают максимальное п\ при
холостом ходе. Разгонное число оборотов установленной турбины
подсчитается тогда из:
"тол *= Ч' VHID,
где Н—наибольший могущий оказаться (хотя бы временно) напор
данной установки.
' В установках с сильно переменным напором и при турбинах
с высоким п8 число оборотов холостого хода может в отдельных
случаях оказаться в~3 раза больше нормального, что часто ведет
к значительному удорожанию генераторов.
Турбины Фрэнсиса, пропеллерные и Каплана в обычной нормальной работе
находятся недалеко от условий, при которых может начаться кавитация, которая и
наступает при холостом ходе.
При малых налорах в результате наступившей кавитации число оборотов при
холостом ходе турбины значительно снижается. Надежное суждение о степени
снижения числа оборотов холостого хода может быть сделано только на основании
специальных опытов над моделью турбины.
5. Гидравлическая осевая нагрузка рабочих колес турбин
Фрэнсиса, пропеллерных и Каплана направлена обычно в сторону
всасывания и, в вертикальных турбинах, добавляясь к весу всех
вращающихся частей турбины, увеличивает нагрузку на пяту, что
следует иметь в виду при расчете последней.
Обозначая силу осевой гидравлической нагрузки на колесо в кг
через 5 и считая напор Н и диаметр D в м можно принять
5 = KHD*,
причем фактор К должен быть по тучен для отдельных серий
турбин из соответствующих опытов. Если подобными опытными дан-

Регулирование водяных турбин
535
ными не располагают, то для приблизительной оценки осевой
нагрузки можно по Брауну давать К значения, равные ns колеса, но
не выше К =700. Кроме того, осевая нагрузка зависит от
особенностей конструкции, а также от случайностей, как то: степени
износа уплотнений в зазоре и т. п. Поэтому в сдвоенных турбинах,
в которых осевые нагрузки на колеса действуют в
противоположные стороны, размеры пяты должны быть достаточны для
обеспечения надежного восприятия — 0,2 осевой нагрузки одного колеса.
III. Регулирование водяных турбин
а) Общие сведения
Почти все турбины снабжаются автоматическими
регуляторами, исключение составляют только турбины совсем
мелких установок. Задачи регуляторов: 1) поддерживать возможно
постоянное число оборотов турбины при изменении ее нагрузки и
2) препятствовать более продолжительной работе турбины при
расходе, превышающем приток воды в реке, и тем не допускать
чрезмерного понижения верхнего уровня (срабатывания напора). .
Первая задача может быть выполнена: а) путем автоматического
введения добавочной искусственной нагрузки турбины при
повышении последней числа оборотов и Ь) автоматическим изменением
расхода, пропускаемого турбиною, которое осуществляется
регулятором, устанавливающим большее или меньшее открытие направ-
чяющего аппарата (или сопла).
а) Искусственная добавочная нагрузка турбины может быть
осуществлена или механическим тормозом (тормозной регулятор),
что в настоящее время выполняется весьма редко, или же (если
турбина работает на электрический генератор) введением в
электрическую сеть добавочного сопротивления, т. е. добавочной
нагрузки генератора (электрический регулятор нагрузки).
Применение электрического регулятора может быть оправдано экономически
тогда, когда гидросиловая установка не имеет регулирующего водохранилища в
непосредственной близости от турбины, или когда турбина может все время своей
работы отдавать в сеть максимальную мощность, соответствующую притоку воды
к турбине, и не должна принимать на себя колебаний нагрузки сети, другими
словами, когда турбина работает при приблизительно постоянных условиях нагрузки.
Первый случай встречается в практике конечно весьма редко, так как почти во
всех установках подводящий канал в большей или меньшей степени может служить
запасным резервуаром и позволять снимать хотя бы кратковременные пики нагруз^
ки, в среднем соответствующей установившемуся притоку.
Обычно применение электрического регулятора нагрузки ограничивается
вторым указанным случаем, когда на долю регулятора выпадает задача предохранить
турбину от чрезмерного увеличения оборотов (разгона) при каких-либо особых
случайностях, например при внезапном выключении всей сети или большой ее части.
Вторая задача регулирования — недопущение чрезмерного
срабатывания напора — при регуляторах нагрузки выполняется обычно
тем, что открытие турбины (направляющего аппарата или сопла)'
устанавливается вручную, сообразно лишь медленно изменяющимся
условиям притока,

536 T- HI* 0тД- 7« Водяные двигатели. III. Регулирование водяных турбин
Электрический регулятор нагрузки дешев и имеет то преимущество, что при
его действии расход турбины не изменяется, т. е. сохраняется равномерное течение
в подводящем канале и трубах (отсутствие гидравлического удара). Недостаток
заключается в том, что при повреждениях генератора возможно достижение
турбиною числа оборотов холостого хода»
Ь) Изменение открытия направляющего
аппарата (или сопла) требует обычно больших усилий. Под работой
регулирования понимают произведение из наибольшей силы,
требующейся для перемещения привода регулировочного механизма,
на путь, или, соо1ветственно, произведение из наибольшего
момента, передаваемого регулировочному валу, на полный угол
поворота вала, выраженный в частях окружности. Работа
регулирования (так называемая энергия регулятора) Аг [мкг] турбин
Фрэнсиса и пропеллерных в сильной степени зависит от конструкции
направляющего аппарата и выражается приблизительно формулою
Аг = (20 до 25) Q УШ ,
где Q [м^/сек] — расход турбины при полном открытии, Н [м] —
напор, D [м] — диаметр раоочего колеса. При одинаковых
остальных условиях работа регулирования тем меньше, чем больше
выбрано число направляющих лопаток; приведенная выше формула
учитывает, что, число направляющих лопаток у больших турбин
больше, нежели у малых. Практически работа регулирования по
своему размеру встречается от ~ 20 [м кг] для самых малых и
до^-^50000 [мкг] для самых крупных турбин. <
Вследствие больших величин работы регулирования
представляется совершенно невозможным развить эту работу обычным
центробежным маятниковым регулятором; поэтому применяют
регуляторы непрямого действия, в которых центробежный маятник
(тахометр) лишь управляет вспомогательным двигателем, так называемым
сервомотором, который уже приводит в действие все регулирующее
устройство турбины.
Сервомоторами обыкновенно служат гидравлические
цилиндры, перемещение поршней в которых производится давлением
масла или иногда воды, подаваемых специальными насосами в
кольцевой трубопровод. Непосредственное использование для этой цели
напорной воды из турбинного водопровода ненадежно вследствие
возможности засорения устройства.
Распределительным вентилем (золотником), управляемым
центробежным регулятором (тахометром), рабочая жидкость
направляется в цилиндр сервомотора и перемещает там поршень,
связанный с регулировочным механизмом турбины,
Ь) Конструкции регуляторов
На фиг. 31 приведена схема регулятора непрямого действия
с приспособлениями, необходимыми для регулирования водяных
турбин.
Особое устройство, называемое по-немецки „Ruckfuhrung",a так-

Конструкции регуляторов
537
же иногда „Nachfuhrung" и не получившее определенно
установившегося названия в русском языке (восстановитель, выключатель,
прерыватель, перестановочный механизм с полной отдачей и т. п.),
'имеет целью сделать процесс регулирования устойчивым. Этим
устройством достигается то, что движение гидравлического поршня
следует за движением муфты (или стержня) тахометра: каждому
положению муфты соответствует в состоянии равновесия одно вполне
определенное открытие турбины, именно то, при котором золотник
распределителя занимает свое среднее положение.
Наличие такого восстановительного механизма обусловливает
также и то, что число оборотов холостого хода турбины п2 больше
Цршкилная
пруЖина Маятниковый стерэкенЪ
=5е=
числа
Оборотов
Фиг. 31.
числа оборотов при полной нагрузке л1# Отношение разности этих
чисел оборотов (п2 — п{) к среднему числу оборотов (я2 + я1):2
называют степенью неравномерности регулиро-.
вания Ъг, или остающейся неравномерностью
регулирования
r («2 + «i)/2'
Вращением маховичка для установления числа оборотов от руки,
или управляемым от главного щита станции электромоторчиком,
можно дополнительно подрегулировать число оборотов и довести
его до нормального. Это, требующееся после каждого изменения
нагрузки, дополнительное подрегулирование выполняется
автоматически, особым „податливым восстанавливающим
механизмом" („изодромное устройство").
Подрегулирование должно происходить при этом медленно, с таким расчетом,
чтобы не нарушить устойчивости первичной части процесса регулирования. При
параллельной работе генераторов трехфазного тока следует однако позаботиться

5]8 Т. III. О1Д. 7. Водяные двигатели. III. Регулирование водяных турбин
о том, чтобы после изменения нагрузки число оборотов не возвращалось полностью
к нормальному, но чтобы оставалась некоторая небольшая разница, которая
соответствовала бы остающейся неравномерности 5r ^ 2°/0. (Без применения податливого
восстановителя эта неравномерность была бы значительно больше.) И в этом
случае нельзя избежать
применения устройства
для установки числа
оборотов от руки, или
от электромоторчика с
управлением от щита;
оно необходимо для
параллельного включе-
jte^ ния трехфазных гене-
I раторов и для раслре-
| деления между ними
I нагрузки.
I Величина
наибольшего
открытия
направляющего аппарата (или
сопла) может быть
установлена
особым огракичи-
Фиг. 32. Турбинный регулятор с ограничителем открытия, т е л е м о т к п ы-
установлен на /^ 8/4-е открытие турбины. i с д с м и i к. р ы-
т и я, имеющим
ручной маховичок. При уменьшающемся числе оборотов, после
упора рычага в останов ограничителя, рычаг уже не следует далее
за продолжающей опускаться муфтой (или стержнем) тахометра.
Ограничитель открытия служит между прочим и для того, чтобы
при маловодьи препятствовать недопустимому чрезмерному
понижению верхнего уровня.
Чтобы достичь такой работы турбины, при
которой ею все время использовалась бы полная
мощность, соответствующая изменяющемуся
притоку, причем данная турбина, давая свою энергию
в сеть, не должна участвовать в -выравнивании
колебаний нагрузки сети, которое выполняется
" другими агрегатами, поступают следующим
образом, устанавливают ограничитель хода
соответственно имеющемуся переменному притоку, а
устанавливающее число оборотов приспособление
ставят так далеко на „скоро ", чтобы муфта (или
стержень)' тахометра, при обычных при
нормальной работе небольших колебаниях числа
оборотов, не упиралась в рычаг. Такое расположение деталей регулятора
показано на фиг. 32. В случае значительного повышения числа
оборотов (например при ненормальном повышении частоты в сети
или при разъединений генератога от сети) тахометр тотчас
включается в действие, нажимает муфтою на рычаг и предотвращает
разгон турбины.
В установках с часто и сильно меняющимся притоком в реке
целесообразно устраивать ограничитель открытия автоматическим,
Цепь
• Верхний J
уровень '

Конструкции регуляторов
539
связывая положение этого упора с высотой стояния верхнего уровня
при помощи особого поплавка (фиг. 33).
Таким устройством решается вторая из упомянутых на стр. 535
задач.
При больших расстояниях от турбины до поплавка на верхнем
уровне, передача движения уровня к регулятору может быть
выполнена пневматической или электрической.
Рабочей жидкостью в сервомоторах является почти
исключительно масло (вязкость при 50° С не менее 4° по Энглеру и при
20° С не более 24° по Энглеру), иногда встречается также и вода
с растворенными в ней веществами,
предохраняющими части регулятора и сервомотора от
ржавления.
Различают: 1) регуляторы с воздушными
колоколами и 2) регуляторы без воздушных
колоколов.
1. Регуляторы с воздушными
колоколами. Насос подает масло в воздушный
колокол, служащий аккумулятором энергии. В
хороших конструкциях встречаются особые
разгрузочные клапаны, которые, по достижении
нормального' давления в колоколе, переводят
автоматически насос на холостую работу.
В более простых устройствах часто
ограничиваются просто постановкой
предохранительного клапана, который при давлении, несколько
превышающем нормальное давление в
колоколе, выпускает масло обратно в резервуар,
откуда оно вновь засасывается насосом. При
этом насос все время работает под давлением
(продолжительная затрата мощности,
нагревание).
Наполнение колокола воздухом
производится чаще всего масляным насосом при
помощи воздушных клапанов (так называемых
драповичков). В больших установках для этой
цели применяются особые компрессоры.
Фиг. 34 представляет небольшой автоматический
регулятор, у которого все части, как то: тахометр,
рычажная передача, сервомотор, резервуар для масла,
насос и воздушный колокол соединены в одно целое.
2. Регуляторы без воздушных колоколов. Шестеренный
насос создает непрерывный поток масла в системе каналов
регулятора, пока'никаких движений регулятора (сервомотора) нет, масло
течет без напора и возвращается в резервуар. Только с момента
начала процесса регулирования оно направляется в рабочий цилиндр
сервомотора и подвергается давлению. С большой пользой
применяют второй (вспомогательный), значительно меньший, также
шестеренный, насос, подача которого достаточна для выравнивания
Фиг. 34. Малый
турбинный регулятор (зяв.
Voith).
«—центробежный
маятник (тахометр), Ъ —
податливый
восстановитель, с —
распределительный клапан,
d—цилиндр сервомотора, е—
установка числа
оборотов, /—ограничение
открытия, £—масляный
резервуар, h — ,яасос,
г—воздушный колокол.

540 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. III. Регулирование водяных турбин
небольших постоянно повторяющихся колебаний нагрузки; главный
насос при таком устройстве начинает развивать давление только
при наступлении значительных изменений нагрузки.
Преимущества регуляторов без воздушных колпаков": простой
уход, постоянная готовность к действию и в тех случаях, когда
процессы регулирования часто следуют один за другим, большая
надежность в работе. Недостаток: в больших регуляторах
требуются тяжелые приводные детали насоса, так как в течение
короткого периода регулирования необходимо развить полную энергию
регулятора. Для регуляторов с энергией свыше 3000 м кг ременная
передача становится неудобоосуществи.мой и приходится
переходить к зубчатой.
Для избежания неустойчивого регулирования — „качаний"
регулятора необходимо: 1) высокой чувствительности центробежный
маятниковый регулятор (тахометр) с равномерной и плавной
передачей вращения, лучше всего ремнем, 2) распределительный золот-
ничок должен иметь лишь минимальное, практически исчезающее
сопротивление перемещению, 3) во всех частях передаточного
механизма пружиненье и мертвый ход должны быть самым
тщательным образом устранены.
3. Особые конструкции для турбин Каплана. Для малых и
средних турбин регуляторы строятся с двумя рабочими'цилиндрами.
Поршень одного из них соединен с направляющим аппаратом.
Другой поршень при помощи рычагов и особой соединительной
муфты передает движение штанге, помещающейся в осевом
сверлении вала и приводящей в действие поворотный механизм
лопаток рабочего колеса, помещающийся внутри втулки последнего.
Распределительные золотники обоих цилиндров связаны между
собою кинематически, чем достигается правильное взаимное
расположение рабочих и направляющих лопаток. В крупных турбинах
возникают затруднения в устройстве соединительных сильно
нагруженных муфт (передающих усилие от невращающихся рычагов
к вращающейся штанге). В подобных случаях помещают
сервомотор, обслуживающий рабочие лопатки, во вращающейся части
турбины, именно в соответственно развитом фланцевом соединении
между турбиной и генератором; встречаются также конструкции,
в которых сервомотор помещен во втулке рабочего колеса. Масло
под давлением подводится от распределителя к сервомотору через
особые сальники, помещенные на торце вала.
с) Требования, предъявляемые к регуляторам
Обозначения:
олп п, max n — наибольшее и наименьшее числа оборотов в минуту,
наблюдаемые во время процесса регулирования,
norm n—нормальное число оборотов в минуту,
па — число оборотов в минуту в состоянии равновесия до момента
изменения нагрузки,
Nq » Ne i max N ~~ мощности турбины [л. с] до и после наступления изменения
нагрузки и, соответственно, мощность при полном открытии,.

(Требования, предъявляемые к регуляторам §41
GD2 — маховой момент инерции мотора [кгм2],
Ts—время полного запирания (время, которое нужно поршню, чтобы
при наибольшем смещении распределительного золотничка
пройти полный ход [сек\Ут
I — длина подводящего трубопровода [л*],
max v — скорость воды в трубопроводе при полном открытии турбины
[м\сек].
1. Работа регулятора при внезапном изменении нагрузки.
Относительное изменение нагрузки представляется в виде:
* maxiV '
Относительное неостающееся изменение : тела оборотов (степень
неравномерности):
v max я—яд „ илап — па
С = или С = -
norm n norm n
Выражение
GZ)2. norm м?
m&xN
.10-
можно назвать „маховым коэфициеятом".
При турбинах, установленных в открытых камерах с
короткими всасывающими трубами, желательно иметь „маховой коэфи-
циент" y !> 0,7. При работе турбины на генератор трехфазного тока
это значение y обычно достигается без особого добавления
маховых масс, наоборот, дииамомашины постоянного тока имеют
значительно меньший маховой момент якоря и поэтому почти всегда
требуется постановка специального маховика.
Имея y = 1,5, можно требовать следующих значений С в
зависимости от ср:
при ф = ^1,0 3= 0,5 q: 0,25
С не больше ± 0,12 ± 0,05 ± 0,03
при f = 0,7 и тех же относительных изменениях нагрузки:
С не больше ± 0,20 ± 0,09 ± 0,04.
Чтобы достичь указанных величин С время запирания Т8 не
должно превышать 1,5 — 2 сек.
У закрытых турбин, к которым вода подводится по
длинным напорным трубам, условия регулирования значительно менее
выгодны по следующим причинам: 1) в целях избежания слишком
больших повышений давлений при запирании 1) необходимо
увеличение времени запирания и 2) в связи с наступающим при зчпи-
рании направляющего аппарата турбины значительным
повышением давления наблюдается прежде всего нарастание мощности,
*) Хютте, т. I, стр. 535. „Гидравлический удар".

542 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. III. Регулирование водяных турбин
развиваемой турбиною, а имеющееся в виду при закрывании
направляющего аппарата уменьшение мощности наступает лишь
позднее. (При открывании —наоборот, в первый момент вследствие
падения давления перед турбиной мощность ее будет меньше,
нежели это соответствует открытию, и нарастание мощности до
нормальной величины, соответствующей открытию, произойдет
только по истечении некоторого времени.)
Мерою относительного изменения давления служит следующее
выражение:
_ наиб, измен, давл. в теч. процесса регул. \м вод, ст.]
~" напор [м]
Время Гг, необходимое для того, чтобы в трубопроводе
установилось течение со скоростью niaxv, дается формулою:
Тг = / • max v/gH.
В тех случаях, когда трубопровод состоит из нескольких
следующих один за другим участков различных диаметров, то
7V = 2/-maxt>/g/i.
Действительно наблюдаемые изменения давлений больше,
нежели подсчитанные теоретически, и могут быть определены
следующей приблизительной зависимостью:
X = zt 1,2 TJT8 (+ для запирания, — для открывания).
Нижний предел для Ts определяется допускаемым повышением давления. При
напорах до 150 м можно доходить до X = 0,5 (Ts « 2,5 Тг ).
При Х=0,5 достигаются следующие значения:
при ф = — 1 — 0,5 — 0,25
С« 0,35 Т/{ 0,14 rf/Y 0,07 Trh
При напорах свыше 150 м относительное изменение давления выбирают
меньшим и выполняют 1 < 0,3, что соответствует (Г «47')
При х = 0,3 имеем:
при <р = — 1 — 0,5 — 0,25
С Я 0,5Гг/Т 0,2Гг/т 0,08 Гг/т
При увеличении нагрузок (нагрузках) наблюдаются вообще несколько большие
колебания чисел оборотов, нежели при сбрасывании нагрузки (разгрузках) той же
величины. Вообще следует отметить, что приведенные значения -/ и С могут
служить лишь как средние справочные указания при проектировании, так как и у. и С
зависят от целого ряда обстоятельств и особенно от совершенства конструкции
того или другого регулятора.
В турбинах больших размеров, или имеющих длинные всасывающие трубы,
проявление действия инерции воды, заполняющей всасывающую трубу или спиральную
камеру, подобно инерционному действию воды в трубопроводе.
В уравнении Tr — %t*msixv/gH следует тогда распространять суммирование
на полную длину пути воды, включая и всасывающую трубу и спираль; длину
последней, считая от начала входа воды в направляющий аппарат и до конца, в расчет
следует однако вводить лишь в половинном размере, учитывая этим постепенное
по длине спирали убывание расхода.
Формула для х Дает тогда при запирании сумму повышения давления перед
турбиною и понижения давления за рабочим колесом (при открывании наоборог —

требования, щюдъявлябмь!е й регулятора^ 543
перед турбиною понижение, а за колесом повышение давления). Эти изменения
давления, взятые вместе, разлагаются на повышение давления перед турбиной и на
понижение давления за ней в том же отношении, в каком находятся выражения
%1-mdx.v/gH, составленные отдельно для частей пути потока, лежащих до турбины
и после нее, и дающих в сумме полное для всего пути расчетное значение £/• tnaxv/gH.
Гонижение давления при в<:оде во всасывающую трубу не должно быть
настолько велико, чтобы, учитывая высоту всасывания Н , абсолютное давление
в этом сечении могло достичь ynpyrocin водяного пара, так как при этом произо.
шел бы обрыв водяного столба во всасывающей трубе, а следующий за тем гидра,
влический удар мог бы причинить серьезные повреждения турбине, например
сорвать ее с фундамента.
Если при проектировании получатся слишком большие
значения С, то следует взвесить с экономической точки зрения, каким из
указанных ниже способов может быть наиболее целесообразно
достигнуто улучшение регулирования (т. е. уменьшение С). Для этой
цели можно: 1) увеличить маховой момент (GD%) ротора, что
приведет к увеличению y, 2) увеличить диаметр напорного трубопровода,
что вызовет уменьшение Тг, 3) увеличить толщину стенки
трубопровода, что сведется к допущению больших значений / и
соответственно меньшего Ts, или 4) применить одно из средств, описанных
ниже в п. d).
В установках с длинными трубопроводами иногда, имея в виду
снижение их стоимости, допускают при регулировании значительные
неостающиеся отклонения чисел оборотов (степень неравномерности),
доходя до Ся^0,4 при ср = 1, что является часто вполне допустимым,
особенно при условии, когда генератор работает на большую сеть
и когда имеется автоматический регулятор напряжения,
предохраняющий от чрезмерного повышения вольтажа.
При допущении больших значений С представляется
нецелесообразным ставить возбудительную динамомашину на общем валу
с генератором и турбиною, так как во время больших отклонений
чисел оборотов после внезапного изменения нагрузки генератора
напряжение его изменяется в большей степени, чем число оборотов,
а иногда даже и чем квадрат числа оборотов. Причина этого в том,
что напряжение генератора зависит как от числа оборотов, как
такового, так и от напряжения тока возбуждения, которое само
зависит от числа оборотов возбудителя» Поэтому, при наличии
указанных условий, предпочтительно приводить в действие
возбудительную динамомашину от отдельной турбины.
2. Работа регулятора при постоянной или мало изменяю*
щейся нагрузке. При холостом ходе и при постоянной нагрузке
регулятор не должен „колебаться", т. е. он не должен вызывать
периодических изменений (незатухающих колебаний) чисел оборотов.
(Период таких колебаний заключается чаще всего между 5 й 20 сек.)
Такое колебание повлекло бы за собой периодические изменения
напряжения и частоты, и кроме того, при трехфазном токе, крайне
затрудняло бы, а в отдельных случаях делало бы Совсем
невозможным синхронизирование работающего вхолостую генератора
перед включением его в параллельную работу. Продолжительные
колебания числа оборотов около ± 25% в высшей степени вредно

§44 Т. III. Отд. 7. Водяные двигатели. III. Регулирование водяных турбин
отражаются на общей работе. Вредно также продолжительное
повторное движение всего регулирующего механизма, вызывающее
его повышенное изнашивание.
Далее, регулятор не должен вдрожа1ьй, т. е. поршни
сервомотора не должны иметь быстро повторяющихся движений, периоды
которых настолько коротки, что
заметных колебаний числа оборотов при этом
не наблюдается. Причины „дрожания":
недостаточно плавная передача к
тахометру (неровный ремень, плохое
соединение ремня, эксцентриситет в шкивах,
плохие шестерни) и неправильная
конструкция или выполнение
распределительного устройства. Вредно отзываются
также большие зазоры (изношенность)
в механизме направляющего аппарата.
Степень неравномерности (см. т.II,стр.653)
регулирования (остающаяся) Ьг > 0,05 обыкновенно оказывается уже
ощутительное и неприятной. С другой стороны, при трехфазном токе из
соображений параллельной работы генераторов ог не должно быть
ниже ~0,02. В больших установках весьма желательно иметь
устройства для дополнительного устанавливания величины Ъг. Наиболее
желательная форма зависимости числа оборотов при установившейся
работе от развиваемой турбиною мощности (нагрузки) — прямоли-
Фиг. 35.
Яичное регулирЪ- \ \Мфш&-
гаЗмяокалк
Фиг. 36.
{рЫТеЛОКШЛАЯй
Lcmpyu <
нейная по линии а (фиг. 35), допустима зависимость, представляемая
линией Ъ> и не допустима зависимость, выражающаяся линией типа с,
с горизонтальным учасгком, соответствующим области астатической
работы регулятора. Приспособление для устанавливания числа
оборотов должно допускать изменение его с таким расчетом, чтобы
можно было изменять остающуюся неравномерность по меньшей
мере в пределах zt or, Эго необходимо для возможности
параллельного включения генератора, идущего без нагрузки, и для
установления произвольного распределения нагрузки между работающими
параллельно генераторами.

Устройства, уменьшающие колебаний давлений 545
d) Устройства, имеющие целью уменьшение колебаний давлений
1. Холостые спуски. Для предупреждения^ чрезмерного
повышения давления при подводе воды по длинной трубе к закрытой
турбине, могущего наступить при более или менее быстром
запирании ее направляющего аппарата, устраиваются особые спускные
устройства, которые одновременно с поворотом направляющих
лопаток при запирании автоматически соответственно открываются, после
чего, во избежание длительной потери расхода, постепенно
приводятся в прежнее запертое состояние.
2. Хотя упомянутые в п. 1 холостые спуски могут быть
применены и при колесах Пельтона, но при последних предпочтительно
применять так называемое двойное регулирование (фиг. 15).
Регулятор
двойного регулирования си- ■ 2 3
стемы Фойта (фиг. 36) {**?тЩ*^ л^ттМ^
имеет кроме рабочего ^—jp^= ^ jT^
поршня для передви- С12Ьж^Г L^^^^
жения „иглы" еще осо- "^щ^у ^^^ЩЦ
бый поршень для
перемещения отклони- фиг'
теля струи. При
разгрузке турбины отклонитель быстро вводится в струю и отклоняет
ее полностью или частично, уменьшая тем действие ее на колесе
(фиг. 37, 2) и осуществляя регулирование числа оборотов турбины
за то время, которое необходимо для того, чтобы при медленном
передвижении иглы до положения, соответствующего новой
нагрузке, не вызвать излишних колебаний давления. За это время
отклонитель постепенно автоматически выводится из струи и по
окончании процесса регулирования вновь готов к действию.
Указанными в пп. 1 и 2 приемами не могут быть устранены
вредные последствия от резких увеличений нагрузки при длинных
трубопроводах. Поэтому расчет маховых масс следует вести, исходя
из условий увеличения нагрузки, при котором, к тому же, можно
вообще допускать большее отклонение числа оборотов, нежели при
разгрузке.
3. Часто удается в небольшом расстоянии от турбинного здания
поместить напорный резервуар (по-немецки
Wasserschloss—буквального перевода не имеется)."Вредно влияющей на регулирование
турбин остается лишь та часть напорного водовода, которая заключена
между турбинами и напорным резервуаром. Если представить себе
напорный резервуар с неизменным по высоте сечением F и
пренебречь потерями на трение в штольне (т. е. в напорном водоводе,
по которому вода подходит к напорному резервуару), то
наибольшее повышение или понижение уровня в напорном резервуаре,
наступающее при быстром изменении расхода в трубопроводе от
нуля до полного, и наоборот, выражается следующей формулой:
Зак. 2893 — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 35

546 т- НХ 0тД- 7- Водяные двигатели. III. Регулйркшаяие водяных турбин
где v — скорость воды в штольне при полном расходе [м/сек\
I — длина штольни [м\,
/ —живое сечение штольни [ж2].
Влияние трения в штольне на колебания уровня в напорном
резервуаре можно приближенно учесть, обозначая через hr
потерянный напор в штольне при полном расходе и принимая, что при
увеличении расхода от 0 до полного, уровень в напорном
резервуаре предельно понизится на hQ-\-0,6/гг, считая от уровня
перед штольней (в пруде); наоборот, при прекращении расхода из
напорного резервуара, временный подъем уровня в нем
достигнет предельной высоты h0 — Ofihr над уровнем в пруде перед
штольней.
После достижения уровнем в напорном резервуаре предельных
наивысшего или наинизшего положений начинается колебательное
перемещение уровня вверх и вниз; период колебания равен
2я У lsFlgfs (сек). В связи с этим периодически меняется и рабочий
напор установки. Регуляторы турбин, поддерживая мощность
установки неизменной, пропускают при опускании уровня в
уравнительном резервуаре больший расход, а при повышении уровня —
меньший расход через турбину, выпуская этот колеблющийся расход
из уравнительного резервуара, что может поддерживать и ■ даже
усиливать упомянутые колебания уровня.
С другой стороны, трение в штольне действует тормозящим
образом и уменьшает эти колебания. Чтобы трение преодолело и
постепенно погасило колебания уровня, надо чтобы F> ls • max Q2/2gHhl.fg1
Это условие может быть также представлено в форме: h0<^Y~2Hh7.
Необходимый для удовлетворительной работы объем напорного резервуара
может быть значительно уменьшен применением особых устройств, искусственно
вызывающих затухание колебаний уровня. Сведения, касающиеся конструирования
и выполнения напорных резервуаров, имеются в специальной литературе *).
*)Vogt, Berechnung und Konstruktion des Wasserschlosses, Stuttgart 1923.—
L. Muhlhofer, Zeichnerische Bestimmung der Spiegelbewegungen in Wasserschlos-
sern, Berlin 1925. — С a 1 a m e-G a d e n, Iheorie des chambres d'equilibre, Lausanne —
Paris 1926.

VIII ОТДЕЛ
Насосы и компрессоры
Обработано проф. д-р-инж. С. Пфлейдерер, Брауншвейг
Перевод под редакцией инж. В. И. П о л и к о в с к о г о, Москва
Стр.
1. Машины для подъема
жидкостей (насосы)
Основные понятия 548
Поршневые насосы... 549
Способ действия 549
Наибольшая возможная высота
всасывания 551
Расчет воздушного клапана . . . 553
Клапаны 555
Основные размеры, выбор числа
оборотов 559
Детали поршневого насоса ... 590
Привод и регулирование
поршневых насосов 561
Конструкции 561
Крыльчатые и
ротационные насосы 568
Центробежные насосы. . 569
Основное уравнение 570
Выбор величины угла выхода
лопатки р2 572
Поправки на конечность числа
лопаток 573
Определение размеров колеса . . 575
Вычерчивание рабочих лопаток . 578
Направляющие аппараты ..... 581
Характеристика насоса 583
Регулирование 587
Наибольшая допустимая высота
всасывания 588
Пределы применимости
центробежных насосов; удельное
число оборотов 589
Насосы с лопатками двойной
кривизны 589
Пуск в ход 590
Конструкция центробежных
насосов 590
Сравнение поршневых и
центробежных насосов 5Q6
Стр.
Специальные
конструкции 597
Подъем сжатым воздухом .... 597
Пульсометры 598
Гидравлический таран 599
Струйные насосы 60Э
II. Воздуходувки, газодувки и
компрессоры
Классификация, общие данные . 601
Поршневые
нагнетатели. Поршневые
воздуходувки и
поршневые компрессоры . . . 606
Охлаждение 606
Действительный рабочий процесс 609
Определение основных размеров 611
Определение необходимой
мощности 611
Уравновешивание сил;
распределение 613
Регулирование подаваемого
количества воздуха 616
Конструкции 617
Ротационные
нагнетатели 619
Центробежные
нагнетатели 621
Вентиляторы 622
Турбовоздуходувки и
турбокомпрессоры 627
Специальные конструк-
циинагнетателей. . . . 641
Струйные аппараты 641
Гидравлические компрессоры . . 642
Приложение. Правила
устройства, содержания и
обслуживания воздушных компрессоров и
воздухопроводов 643
35*

548
Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
I. Машины для подъема жидкостей (насосы)
Основные понятия
Насосы подразделяются на:
A. Поршневые насосы, основанные на принципе вытеснения жидкости
прямолинейно движущимся взад и вперед поршнем. С ними сходны коловратные
(ротационные) насосы, у которых вытеснитель производит качающееся или
вращающееся движение.
B. Центробежные насосы, основной частью которых является вращающееся
колесо с лопатками (обращенные водяные турбины).
C. Особые устройства (насосы Маммута, пульсометры, насосы
Гемфри; гидравлические тараны, струйные насосы).
Высота подачи насоса слагается не только из
геодезической разницы высот между уровнем всасываемой воды
и нагнетаемой; полезный прирост энергии на 1 кг
подаваемой воды в м вод. столба, или так
называемая манометрическая высота подъема Н, с
большим основанием называется высотой подачи,
так как потери, возникающие в присоединяемых
трубопроводах, не могут быть отнесены к
потерям самого насоса.
Согласно фиг. 1 обозначим (на рисунке изображен
центробежный насос, но все последующие положения одинаково
справедливы для насоса любого типа):
р',р" — давление на поверхность воды со стороны
всасывания и нагнетания [кг/смЦ,
е — геодезическая разность высот между уровнями
всасываемой воды и нагнетаемой [л*1,
Hw — сопротивление потоку во всем трубопроводе
(исключая насос) [м вод. столба],
сеч са — скорость воды при входе и выходе из насоса [м\сек\^
Y — удельный вес воды [кг/мв].
Тогда высота подачи
Фиг. 1.
Н=(р"—р') 10 000/7 + е + Н10
(1)
т. е. она равна сумме: разности давлений на поверхность
нагнетаемой и на поверхность всасываемой воды, выраженной в м
водяного столба, разницы высот обеих поверхностей и сопротивления
трубопроводов.
Если поверхности всасывания и нагнетания находятся под
давлением атмосферы, то рг/=р', и следовательно
Н=е + Нг0
(2)
Сопротивления Hw вычисляются по данным т. I, стр. 462 и ел.
Высота подъема у насосов устанавливается измерением
давления ре у всасывающего патрубка, ра— у нагнетательного

Поршневые насосы. Способ действия
549
патрубка [кг/см2], разницы высот у в м между обоими местами
измерения (фиг. 1) при помощи уравнения:
H=(pa-p$)-(100OQii)+y + [(ca*--c*):2g]. (3)
Так как у поршневых насосов давления измеряются в
воздушных колпаках, то для у следует взять разницу высот воды в
нагнетательном и всасывающем воздушном колпаке.
Полезная мощность насоса составляет
Nn = i-VH:75 л. с,
где V подача в м3/сек.
Потребная мощность равняется Ne = i • V7/:75 yj (мощность
на валу насоса), причем коэфициент полезного действия учитывает
все потери в самом насосе (но не в присоединенных
трубопроводах) и имеет следующие значения (табл. 1):
Таблица 1. Коэфициенты полезного действия насосов
ц = 0,90 — 0,95 у поршневых насосов, работа на приведение в действие
измерена у поршневого штока,
■ц = 0,80 — 0,90 у поршневых насосов, работа на приведение в действие
измерена у кривошипного вала или на сидящем на нем шкиве,
т, = 0,85 — 0,90 у больших непосредственно соединенных с электромотором
поршневых насосов (водоотлив),
Ч = 0,5 — 0,85 у центробежных насосов, непосредств. соединенных с мотором.
С 1 кг перегретого пара 15—22 ата, 350—375°, поршневой
насос, соединенный с машиной с конденсацией, подает 56—65 мт
(метротонны); соединенный с турбиной при помощи зубчатой
передачи центробежный насос подает около 60 мт в поднятой
воде1). При работе от двигателя внутреннего сгорания (дизель)
через зубчатую передачу подача центробежного насоса составляет
около 1120 мт на 1 кг нефти. При работе от электромотора
трехфазного тока получается общий к. п. д. установки до 66% 2).
Д. Поршневые насосы 3)
а) Способ действия
Допустим, что приводимый в движение кривошипным
механизмом насос (фиг. 2) и "присоединенный к нему трубопровод
заполнены водой. Так как вода и корпус насоса обладают весьма
незначительной упругостью, то при начале движения поршня
вправо (всасывающий ход) давление падает соответственно линии
DA (фиг. 2) настолько, что внешнее атмосферное давление в
состоянии открыть всасывающий клапан и впустить воду в цилиндр
насоса. При правом мертвом положении всасывающий клапан
*) См. ZdVdl 1926, стр. 1521 и 1929, стр. 539 и ел.
*) Соответствующая полезная работа насоса в л. с. ч. или квт-ч получается
из равенства: 1 л. с. ч. =» 270 мтл 1 квт-ч = 367 мт.
3) Берг, Поршневые насосы, Берлин. 1926. Шпрингер.

550 т- 1П- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. I. Насосы
закрывается, и при начале обратного хода (нагнетающий ход)
происходит внезапное повышенное давление от В до С, так что
нагнетательный клапан открывается, и вода подается в нагнетательный
трубопровод. Если сопротивления движению воды во время
всасывающего и нагнетательного ходов остаются постоянными,
то индикаторная диаграмма получается в виде прямоугольника
ABCD.
Действительная индикаторная диаграмма
отклоняется от формы прямоугольника, так как сопротивления во
время хода поршня меняются. Далее, проникающий воздух
является причиной того, что
расширение и сжатие
протекают по гиперболам
DAb соотв. BCt (фиг. 2),
вследствие чего
действительный ход
уменьшается на величину отрезка
AAV Неплотности
(поршня, вентилей) вызывают
изменения диаграммы
аналогичного характера.
Инерция
движущейся по трубопроводам
воды является
чрезвычайно существенной
величиной, особенно в тех
случаях, когда подающие воду насосы не снабжены воздушными
колпаками.
Обозначим (фиг. 2):
F —площадь поперечного сечения поршня [м9],
k — ускорение поршни [м/сек2],
LSy Fs — длину и площадь сечения всасывающей трубы [м и м2].
Тогда необходимое для преодоления инерционного
сопротивления давление на поршень в м вод. столба при всасывающем
ходе будет
h8h = La.(F:F8).(k:g). (4)
Так как ускорение поршня меняется (см. т. II, стр.385,где k, соотв.
обозначение Ь), то вышеприведенное выражение получает
наибольшее значение в начале хода; вблизи середины хода оно равно
нулю, а в конце хода абсолютное значение этого выражения опять
наибольшее. Если принять во внимание остальные сопротивления,
а именно: трение в трубах, которое в мертвых точках равно нулю
и возрастает к середине хода, далее сопротивление клапанов,
которое в начальный момент хода наибольшее,—то получается для
насоса без воздушного колпака индикаторная диаграмма A'B'C'D',
показанная на фиг. 3 пунктиром. Эга диаграмма по виду
значительно разнится от нанесенной на том же рисунке диаграммы ABCD
^-^--— Нулевое давление
Фиг. 2.

Высота всасышаныя
551
для насоса с воздушным колпаком, а именно: сильным падением
давления в точке А', т. е. в начале хода. д«=нием
„а™ЛСЛИ ЭТ0 давление становигся меньше давления насыщенного пара пои темп -
I 11 Л°2Ь''/0 настУпает парообразование, т. е. о т р ы в в о д ы от "Р0 р ш н~я
?«J Z* У Д а р при послеДУК>Щем соприкосновении воды с поршнем т£«?но
IZH*t нежелательно и чрезмерное повышение давления в точке С из за лоба-
вочных напряжений в корпусе насоса и штангах. Таким образом отсутствие воз-
душного колпака служит причиной неспокойного хода и ухудшения работ!Г насоса!
При включении воздушных колпаков во всасывающую и
напорную линию, т. е. при наполнении воздухом объема перед
всасывающим и за нагнетательным клапанами, ускорение должно быть
сообщено собственно только объему воды между обоими
воздушными колпаками. Поэтому це-
лесообразно ставить эти
последние возможно ближе к
насосу.
Ь) Наибольшая возможная
высота всасывания
Наибольшая допустимая
высота всасывания достигается
тогда, когда давление в
рабочем пространстве цилиндра
падает настолько, что наступает
парообразование. Высотой
всасывания следует принять расстояние от уровня всасываемой воды
до наивысшей точки в пространстве цилиндра непосредственно
под нагнетательным клапаном, так как там давление наименьшее
Согласно фиг. 3 важнее всего начало всасывания, для которого
уравнение (4) принимает вид:
AY"'
^АВ'Атм давление
Нуле Вое давление
Фиг. 3
h
(sk)0 — зо * ^
(1+-t) = £ca(i + 7)-
(5)
Здесь:
Vv — количество подаваемой с одной стороны цилиндра воды [м*/сек],
п — число оборотов в минуту,
/ — длина шатуна [м\,
S — ход поршня [м],
r= S : 2—радиуо кривошипа,
cs- скорость воды между воздушным колпаком и цилиндром или, при работе
^^nSS^^^^^ М6ЖДУ повеРхностью всасываемой во-
Обозначим дальше через
А - атмосферное давление в м вод. столба, или, в более общем случае, при
Д"=10000^7- повеРхностью всасываемой жидкости р' кг/м* обозначим
Н( — соответствующее температуре воды давление насыщенного пара \м вод.
столба],
V—расстояние наивысшей точки в пространстве цилиндра от поверхности
всасываемой воды [м],

552 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
с'$ — скорость воды, которую можно считать постоянной, во всасывающем
трубопроводе между поверхностью всасываемой воды и воздушным
колпаком [н/сек],
Н — (с s' 2 : 2g) (E^-l~l).~ напор, соответствующий сопротивлениям во
всасывающем трубопроводе от поверхности всасываемой воды до
воздушного колпака на всасывающей линии в м вод. столба, причем
величины сопротивления Cff мвгут быть определены согласно т. I, стр. 462
и ел.,
htsv\ — сопротивление открытия всасывающего клапана [м вод. столба].
Тогда нжибольшая возможная высота всасывания
max es^A — Ht- h(sv)o — h(sk)o — H'w. (6)
В случае насоса с воздушным колпаком на всасывающей линии вместо L
в уравнение (5) надо вставить небольшой отрезок пути воды между колпаком
и поршнем. Для насоса без всасывающего колпака, очевидно, H'w = 0.
Из уравнения (6) следует, что высота всасывания может быть
тем больше:
1. Чем больше давление атмосферы А, чем, следовательно, ниже
установлен насос. Средние значения А для различных высот
приведены в табл. 2, т. 1, стр.521. Так как возможны колебания А до ^:5%,
то в предыдущие формулы следует вставлять уменьшенные на 5°/0
соответственные значения таблицы.
2. Чем ниже давление насыщенных паров Ht, т. е. чем ниже
температура воды. Значения Ht в м вод. столба можно получить из
табл. 2, т. I, стр. 665 и ел., если приведенные в этой таблице значения
давлений пара в ат> соответствующие4 различным температурам, пе-
10000 ГГ А ,Л
ресчитать на метры вод. ст., т. е. умножить на . Для А = 10 м
при не очень длинном всасывающем трубопроводе достаточного
сечения и клапанах надлежащих размеров, уравнение (6) дает
следующие значения:
Таблица 2. Числовые значения к уравнению (6)
Для t = б 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100е
Я^ = 0,09 0,12 0,24 0,43 0,76 1,27 2,07 3,25 4,97 7,41 10,78 м вод. ст.
max e's** 7,00 6,97 6,85 6,66 6,36 5,82 5,02 3,84 2,12 —0,32 —3,79 м
3. Чем меньше сопротивление открытия h,SV) всасывающего
клапана (узкие рабочие поверхности).
4. Чем меньше сопротивление инерции h,sky т. е. чем ближе
к насосу расположен всасывающий воздушный колпак, чем больше
сечение соединяющего их трубопровода и чем меньше число
оборотов насоса.
5. Чем меньше сопротивление во всасывающей линии. Поэтому
следует стремиться осуществить короткий прямой всасывающий
трубопровод большого диаметра. Лучше всего вертикальное
направление трубопровода. Перед приключением к насосу следует про-

Расчет воздушного клапана
553
верить герметичность трубопровода давлением. При укладке под
землей применять не флянцевые, а только раструбные соединения.
В низшей точке всасывающей линии должен быть поставлен
всасывающий храпок с сеткой и обратным клапаном, чтобы в насос не
попадали крупные твердые частицы и чтобы возможно было залить
насос перед пуском.
В уравнении (6) не предусмотрено влияние растворенного в воде
воздуха. Этот последний частично выделяется во время поднятия
воды во всасывающей трубе, вследствие уменьшения давления
(закон Генри Дальтона).
Вышеприведенные числа дают средние значения для высоты всасывания.
Высота эта может достигать 8 м у больших насосов и не превышает 5—6 м у малых
насосов.
с) Расчет воздушного клапана
При расчете следует иметь в виду либо (ранее рассмотренные)
явления во время установившейся работы насоса, т. е.
предупреждение значительных колебаний давления в цилиндре в течение
всасывающего и соответственно нагнетательного хода, либо явления
при пуске. В последнем случае значение воздушного колпака в том,
что находящаяся в нагнетательном трубопроводе масса воды не
получает ускорения, соответствующего возрастанию числа оборотов
насоса, и работа насоса при пуске воспринимается воздушным
колпаком. Благодаря этому уменьшается опасность чрезмерного
возрастания давления в насосе и перегрузки мотора (перегорания
предохранителей).
Таким же образом при остановке насоса воздушный колпак
должен предотвратить быстрое торможение массы воды в
нагнетательном трубопроводе.
1. Построение расчета, исходя из рассмотрения
установившейся работы насоса, а) Скорость в присоединенном
трубопроводе принимается постоянной.
Обозначим через:
Wm max W, min W — средний, наибольший, наименьший объем воздуха в
колпаке [ж3],
hm, max h, min h — соответственные давления [м вод. столба],
J = max W— minW— наибольшее колебание содержания воды (или воздуха)
в колпаке [м%
max h — min h
bD = r — „степень неравномерност и", которая оче-
р пт видно характеризует действие воздушного колпака.
Тогда
^« = ^:V (7)
Здесь надо считать:
Ьр < 0,1 для воздушных колпаков всасывающих линий,
Ьр < 0,05 „ воздушных колпаков напорных линий,
7 = 0,55 FS для насосов простого действия (S—ход),
J ==0,21 FS „ п двойного „ ,
/ = 0,042 FS для сдвоенных насосов двойного действия с кривошипами под
углом 90°,
J = 0,009 FS для строенных насосов простого действия с кривошипами под
углом 120°.

554 T- HI. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
По уравнению (7) определяется объем воздушного колпака. При
конструировании обращать внимание на то, чтобы воздушный
объем колебался в целом на величину J.
Ь) Скорость в присоединенном трубопроводе
принимается переменной. Колебания давления в
воздушном колпаке в действительности вызывают соответственные
ускорения и замедления воды, так что выше
предполагавшееся равномерное движение воды на самом деле не имеет
места. В предположении равномерного вращательного движения
маховика, расчет *) показывает, что возникающие в трубопроводах
колебания скорости состоят из двух элементарных колебательных
движений, частота которых, с одной стороны, определяется числом
оборотов кривошипа в секунду о>/2п:, а с другой стороны, частотой
собственных колебаний водяного столба в присоединенном
трубопроводе, пружинящем под действием воздушного колпака (в
предположении, что кривошип находится в покое). Последняя частота
равняется
.£. = 1 лГШ^А (8)
271 2* V LdWm '
Ld, Fd — длина и площадь сечения трубопровода (всасывающего
или нагнетательного) в^и соответственно м2; hmt Wm отнесены к
состоянию равномерного течения перед и за воздушным колпаком.
Колебания давления в колпаке неограниченно возрастают (резонанс)
в том случае, когда отношение обеих частот принимает следующие
значения:
qj& = 1, 2, 3 и т. д, у насосов простого действия,
сцф = 2, 4, 6 и т. д. у насосов двойного действия.
Хотя и при этих критических значениях давление в воздушном
колпаке в действительности не бесконечно велико (вследствие
трения и выпадения маховика из такта), однако безусловно следует
избегать этих значений. Для практических целей важны только те
значения q/<*>, которые значительно меньше 1.
Уравнение (8) показывает, что отношение #/со, а следовательно
и опасность наступления резонанса тем больше, 1) чем меньше Ldf
т. е. чем короче трубопровод: 2) чем больше hm, т. е. чем больше
среднее давление ( = геодезической высоте подачи + трение в
трубах) в воздушном колпаке; 3) чем больше сечение Fd трубопровода;
4) чем меньше средний воздушный объем Wm воздушного колпака.
Таким образом опасность резонанса особенно велика в случаях
больших напоров при коротких трубопроводах, как например в
питательных линиях паровых котлов, где колебательные движения^
воды в трубопроводе часто проявляются в том, что обратные
клапаны на котлах сильно бьют; в линиях, соединяющих два соседние
воздушные колпака, и т. д. Из этих соображений воздушные колпаки
х) Ср. указанную в прим. на стр. 549 работу Берга, также A. Gramberg,
Wirkungsweise und Berechnung der Windkessel, „Mitt. Forschungsarb.", Heft 129,
или ZdVdl 1911, стр. 842.

Клапаны
555
насосов двойного действия должны быть соединены общей
воздушной трубой, чем достигается также увеличение действующего
воздушного объема.
2. Построение расчета напорного воздушного колпака на
основании рассмотрения явлений, имеющих место при пуске
насоса в ход.
Обозначим:
V— количество подаваемой насосом воды [м*\сек\,
W0 — объем воздуха в колпаке при неработающем насосе [ж3],
hQ~ А + ед , соответствующее" давление в колпаке [м вод. столба], __
где е^ — вертикальное расстояние от поверхности воды в колпаке
до поверхности нагнетаемой воды,
Лтах —- наибольшее допускаемое давление [м вод. столба],
i*d> ^й~~ ДДИНУ и сечение нагнетательного трубопровода за воздушным
колпаком [м и соответственно м2].
Тогда W0 определяется из уравнения:
1 (9)
"№+(£)-
При этом принято, что достигнуто полное число оборотов
насоса, прежде чем вода в трубопроводе пришла в заметное
движение (самый невыгодный случай). Затем не приняты во внимание
гидравлические сопротивления в трубопроводе. Если же учитывать
эти сопротивления, то W0 получает несколько большее значение,
чем даваемое приведенным уравнением (9).
При большой, сравнительно с высотой напора, длине
трубопровода способ 2 расчета дает для воздушного объема колпака
большую величину, чем способ 1.
При длинных трубопроводах вычисленные согласно п. 2 размеры воздушных
колпаков получаются столь значительными, чго вместо колпака над самим насосом
приходится ставить отдельный воздушный колокол в машинном помещении.
Специальные приспособления. Во всасывающем воздушном колпаке воздух
выделяется из воды. Поэтому здесь необходимо либо предусмотреть
приспособление для выпуска воздуха, либо отвести излишний воздух вместе с водой.
В напорном воздушном колпаке вода обнаруживает стремление к поглощению
воздуха. Во избежание недопустимого повышения уровня воды должен подводиться
воздух извне, — либо при помощи особого воздушного компрессора — в больших
установках, либо же присасыванием — в малых.
d) Клапаны
1. Игра клапана *). Введем обозначения соотв. фиг. 4 (в
системе м, сек., кг):
Д — площадь прохода клапанного седла в свету,
/—нижнюю поверхность тарелки, включая уплотняющую поверхность,
F—действительную площадь поршня,
1) Р. Ш т ю к л е, Автоматические насосные клапаны в последнее 50-летие,
Берлин 1925, Юл. Шпрингер. -Вестфаль, ZdVdl 1893, стр. 381, — Клейн, Mitt.
Forschungsarbeiten, H. 22.—К раусе, Mitt. Forschungsarbeiten, H. 233.

556 T- HL Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
/ — длину клапанной щели,
h — подъем клапана,
5 —полуугол при вершине у конического клапана,
а — скорость поршня,
Р — нагрузку клапана,
cs — теоретическую скорость вытекания из клапанной щели, которая
определяется из cs= V2gPJ*(f1, причем принято, что сила Р соответствует
равномерно распределенному по площади /2 давлению,
I*. — некоторый поправочный коэфициент, которым учитывается, с одной
стороны, неравномерность распределения давления воды, а с другой—трение
и сужение струи в клапанной щели,
^Vv = -(FSn: 60—секундное весовое количество протекающей воды.
Тогда по Вестфалю:
Fn = pcslh + f^., (10)
Т'
|^ ^kS\\NNjSNNN\\U5 J; т. е. объем, вытесняемый поршнем, ра-
^"гЯ • I lc, VJJ/^ вен количеству вытекающей воды +
1 *к объем, вытесняемый клапаном.
Вследствие вытесняемого объема
Фиг* 4« клапан открывается и закрывается уже
после мертвого положения кривошипа,
при некотором угле поворота кривошипа <р0. Принимая отношение
для шатуна г: I = 0, можно определить этот угол из уравнения:
fob fw
**~^--&ЩпШ' (П)
причем величины с индексом 0 относятся к моменту начала подъема
(h = 0 в уравнениях 13—15).
Движения клапана совершаются со сдвигом фаз в 99° + ?о по
отношению к движениям поршня. Он поднимается от седла с
наибольшей скоростью и движется с постоянным замедлением, равным
со2 h. Наибольшая высота подъема клапана равна
max h = Я» = У*« (12)
Pcsl \il /2^-max P:t/i
и при заданном клапане зависит только от количества воды, но не
от числа оборотов или хода и диаметра поршня.
По Линднеру1) можно принять
V- = - для тарельчатых клапанов, (13)
Vl+bx
И- = . для конических клапанов, (14)
V 0,5 + *
где х = hl/fi и соответственно для конических клапанов с полууглом 5 при
вершине х = (ft(//i) sin 5. Так как в седле клапана возможны различные состояния
потока 2), которые частично переходят одно в другое скачкообразно, то уравнения
(13) и (14) действительны только для ограниченных областей х. (Дальнейшие данные
см. т. II, стр. 328.) По данным К а р с а, коэфициент р. меньше для кольцевых
клапанов, чем для тарельчатых.
*) ZdVdl 1908, стр. 1392. Также см. Ing. Arch. 1930, т. 4, стр. 385 и ел.
Я) Ср. S с h г е n k, „Mitt. Forschungsarb.", Heft 272.

ТСлапаны
557
Если пренебречь трением в направляющих, то нагрузка на
клапан Р слагается из собственного веса Gw за вычетом давления
воды, натяжения пружины Ff = F0-\- Ch (где С—постоянная
пружины) и сопротивления инерции mvk — — mv<a~h, так что
P=Gw + F' + mvk = G9 + Fb + Ch — m,t**h. (15)
Масса клапана содействует уменьшению Р и след. по
уравнению (12) увеличению хода клапана. Однако у нормальных, нагру-
'женных пружинами клапанов влияние массы столь незначительно,
что в дальнейшем член mvafih опускается.
О сопротивлении клапана ср. т. II, стр. 331.
2. Спокойный ход клапана. Удар клапана может происходить
при закрытии (удар закрытия) и при открытии (удар открытия).
Безразлично, ставить ли величину допустимого удара в
зависимость от предельных значений скорости закрывания (В е с т-
ф а л ь) или хода в мертвой точке (Берг), — спокойный ход
обеспечивается большой нагрузкой на клапан:
Р0 = Gw -f- FQ. Однако у всасывающего клапана нагрузка может
быть увеличена только в такой мере, чтобы не наступило
парообразования, усиливающего удар открытия.
По Бахуи Бергу на границе своевременного закрывания клапана имеет
мест0 Vv п/1 = const, (16)
где постоянная имеет определенное значение для каждой системы клапана. Отсюда
вытекают дальнейшие меры для предупреждениж удара клапана: 1) большая длина
окружности щели, по сравнению с количеством воды, сладовательно большой
клапан, 2) малое число оборотов п.
Введение в расчет определенных предельных скоростей закрытия приводит
к следующему общему выражению
(шах h) n — 300 -*- 600 мм/мин. (16а)
Ш в е т е р 1) на основе ряда опытов привел это выражение к виду
(max К) п = 750Д// VPJGW. (16b)
Величина (max h) может быть определена из равенства (12) и вставлена в
равенства (16а) и (16Ь).
По Крауссу границы спокойного хода обусловливаются не ударом закрытия
при подъеме клапана, а ударом открытия. Этот последний почти незаметен у
всасывающего клапана, но зато довольно резок у нагнетательного, так как там скопляется
выделившийся воздух. Удар тем сильнее, чем больше высота всасывания, число
оборотов и сопротивление всасывающего клапана. Последнее следует уменьшать
только путем увеличения размеров клапана (а не уменьшением нагрузки), чтобы
не усилить удара закрытия всасывающего клапана (который совпадает по
времени с ударом открытия нагнетательного клапана). Удар открытия нагнетательного
клапана усиливается также при больших напорах. Поэтому у насосов с
большой высотой подачи должно быть обращено особое
внимание на условия всасывания.
3. Расчет клапана. При расчете следует исходить из средней
скорости прохождения воды с1т по площади седла flf т. е. при
всасывающих или нагнетательных клапанах на одной стороне
поршня из равенства
е1т = Fum: ifb где ит = Sn: 30, откуда Д = Fum : iclm (17)
и считать rlw = 0,6 до 1,6 м/сек.
1) ZdVdl 1930, стр. 641.

558 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
Небольшие напоры обусловливают малые значения с1т (в целях
уменьшения сопротивления клапана). Это относится также к
большим высотам всасывания и большим числам оборотов. При
больших напорах уже по той причине нужны большие скорости, что
по условиям прочности коробка должна быть небольших размеров.
Клапан следует конструировать так, чтобы масса его была по
возможности меньше, причем надо иметь в виду сказанное на
стр. 339 (И т. Хютте) относительно ширины уплотняющей
поверхности, направляющих и т. д. Длина окружности щели / должна
быть взята больше величины, получаемой из уравнения (16), при
условии, что значение постоянного в уравнении для данной
системы клапана известно. Определивши Gm находят нагрузку
пружины F0, принимая
ьо = ро' Т/i = (Ow + FQ): x/i = 0,2 до 0,6 до 1,5 м вод. ст. (18)
соответственно с80 = V 2 g Р0: yД = 2 до 3,5 до 5,5 м/сек.
Чем большим было выбрано с1т, тем большее значение надо
взять и для этой последней величины [уравнение (20)].
Большая нагрузка на клапан обеспечивает мягкое закрывание клапана и
небольшие размеры его, однако увеличивает сопротивление клапана и поэтому
в случае всасывающего клапана в некоторых счучаях нежелательна (из-за
увеличения высоты всасывания и усиления удара открытия у нагнетательного клапана).
Приведенные значения Ь0 могут быть повышены до 50°/0, если щель клапана
выполнена расширяющейся (диффузор), благодаря чему восстанавливается
значительная часть энергии, израсходованной на создание скорости (см. цитированные
работы Шренка и Карса).
Натяжение пружины max F = F0 + С (max h) можно определить,
задавшись наибольшим ходом клапана max h из уравнения (12), где
max Р = Gw + max F. Этим определяется также постоянная
пружины С. Если max h выбирается так, что (тахЛ)/ = а/1, т. е. если
клапан должен подниматься настолько, чтобы поверхность щели
равнялась площади прохода седла, то получается
С = т / • ['Лг/(8*¥2) - (Gw + fо)/(Л«г)], (19)
где а < 1; по Карсу а = 0,2 -ь 0,25.
Согласно уравнению (19) нагрузка пружины возможна только
до тех пор, пока
(Ow + F0):fri<clJ:Sl,42. (20)
Это надо иметь в виду при пользовании уравнениями, (17) и (18).
4. Конструкция клапанов (т. II, стр. 339 и ел.). Конические
клапаны имеют по сравнению с плоскими следующие недостатки:
более трудную ♦ пришлифовку, меньшую плотность прилегания,
меньший коэфициент истечения р. и меньшую высоту
эффективного подъема при данном подъеме тарелки клапана. Тарельчатые
клапаны применяются только при незначительных количествах
протекающей жидкости; в остальных случаях—кольцевые или
групповые клапаны. При чистой воде уплотнение металлическое;
при воде, содержащей песок, но холодной,—прокладки из кожаных
колец (клапан F е г n i s, фиг. 54, т. II, стр. 340). Другие уплотняющие
материалы: каучук, твердая резина и дерево. Для густых, грязных

Основные размеры
559
жидкостей применяются также шаровые клапаны. При крупных
примесях — створчатые клапаны. В последнее время применяются
небольшие пружинящие створки для быстроходных насосов. Для
канализационных насосов в большом употреблении большие
кольцевые клапаны с нагрузкой помощью плоской пружины,
конструкции Schoene (фиг. 13, стр. 5681). Необходимо
обеспечить доступность клапанов устройством люков
с крышками.
Одинарные клапаны (кольцевые) надлежащих размеров
предпочтительнее, в смысле спокойного хода насоса, перед групповыми.
Для кольцевого клапана с z кольцами при обозначе-
Фиг. 5. Фиг. 6.
Потребная для группового клапана площадь, по Бергу, равна
площади круга нижеуказанного диаметра Dsi если каждому
отдельному клапану соответствует диаметр ds\
при 4 5 7 9 12 15 19 25 клапанах
Ds = 2,44 2,74 3,06 3,97 4,17 4,60 4,90 6,15 ^
Использование места более экономно при 7, 15, 19, 25 клапанах,
чем например в случае 9 и 12 клапанов.
5. Управляемые клапаны открываются автоматически.
Движение закрывания, производимое внешним управлением, доходит почти
до клапанного седла. Окончательное закрывание опять независимое,
под действием пружины, помещенной между управлением и
клапаном.
Так как преимущества незначительного сопротивления клапана достигаются
и без внешнего управления—простым выбором большого, свободно движущегося
клапана,—то управляемые клапаны находят применение только там, где необходим
очень большой ход (канализационные насосы).
е) Основные размеры, выбор числа оборотов
Благодаря присутствию воздуха в рабочем пространстве, а
также неплотности клапанов и поршня, отношение нагнетаемого
количества жидкости V к объему, описываемому поршнем, всегда
l) ZdVdl 1913, стр. 1246, 1914, стр. 356.

560 Т. Ш. Отд. 8 Насосы и компрессоры. I. Насосы
меньше L Отношение это обозначают через y^ и называют
объемным (волюмометрическим) коэфициентом
полезного действия; rlv может быть принято равным 0,97-f-0,99 для
больших насосов лучшей конструкции, 0,94—0,98— для хороших
насосов средних размеров, 0,85 -т- 0,94 — для небольших насосов.
Сечение поршня F и ход 5 определяются из
FS = 60 V:rivjn,
где V в м3/сек, j = 1 для насосов простого действия; j = 2 для на- *
сосов двойного действия.
Большие числа оборотов обусловливают небольшие высоты
всасывания, большие клапаны, а следовательно и большие
клапанные коробки. Уменьшается только о^/ьем одного хода FS. Поэтому
стоимость изготовления быстроходных и тихоходных насосов почти
одинакова. В настоящее время доходят до 250 и больше оббротов
в минуту (ср. табл. 3, стр. 562). Нормальными величинами для
средних и небольших количеств подаваемой воды являются 60 до
160 об/мин.
f) Детали поршневого насоса
Расчет толщины стенок кожуха — согласно т. II, стр. 369 и ел.
Материал: чугун, при больших давлениях (> 20 am) фосфористая
бронза, стальное литье или кованая сталь. Конструкция корпуса
насоса должна быть таковой, чтобы не образовалось воздушных
мешков; нагнетательный клапан должен располагаться в самой
высшей точке рабочего пространства.
Поршень выполняется обычно в виде ныряла с
неподвижным и поэтому легко доступным уплотнением, несмотря на
вызываемую этим необходимость разделения кожуха у насосов
двойного действия. Дисковые поршни применяются только при напорах
до 30 м, — из-за опасения неплотности. Напряжения нырял от
наружного избыточного давления (т. II, стр. 142 и ел.). Набивка из
пеньки, хлопчатой бумаги, кожи. Металлическая набивка только
при чистой воде. Вращение кривошипа левое, чтобы давление на
параллели было направлено кверху (т. И, стр. 388 и ел.).
Расчет маховика согласно т. II, стр. 641 и ел., со
степенью неравномерности от V20 Д° -Узо-
Арматура. Всасывающая коробка (храпок) с обратным
клапаном у начала всасывающей линии для возможности заполнения
всасывающей трубы или же вместо этого пароструйный аппарат
для удаления воздуха. У всасывающего воздушного колпака:
вакуумметр, водомерное стекло, клапан для впуска воздуха,
приспособление для отсасывания излишнего воздуха при помощи эжектора
или конденсатора паровой машины, обводная труба у
всасывающего и нагнетательного клапанов для заполнения,
предохранительный клапан на корпусе насоса. У напорного воздушного
колпака: манометр, предохранительный клапан, водомерное стекло,
приспособление для подвода воздуха при помощи небольшого
компрессора.

Привод и регулирование; конструкции
561
g) Привод и регулирование поршневых насосов х)
При электрическом приводе следует учитывать низкий коэфи-
циент полезного действия тихоходного мотора трехфазного тока.
Непосредственный привод от паровой машины применяется у
насосов для питания паровых котлов, насосов водоснабжения,
водоотливных. Маховые колеса применяются в тех случаях, когда
утилизируется расширение пара; насосы без махового колеса—
в тех случаях, когда простота конструкции важнее, чем экономия
б расходе пара.
Регулирование насосов с маховым колесом. 1) Ручное
регулирование. При постоянной высоте напора более
быстрый ход насоса обусловливает требование большого наполнения,
чем медленный ход, ибо, с одной стороны, сопротивление в
трубопроводе увеличивается, а с другой — пар при большей скорости
подвержен большему сминанию и попадает в цилиндр с меньшим
давлением. Соответствующая разница однако большею частью
незначительна. Если давление пара перед машиной колеблется, то при
постоянном наполнении в паровом цилиндре насос меняет число
оборотов в широких пределах. То же наблюдается, если происходит
хотя бы незначительное изменение высоты напора. Чувствительность
насоса при вышеуказанных условиях значительно уменьшается,
если дросселировать пар перед запорным вентилем; расход пара
при этом однако увеличивается.
2) Регулирование производительности при
помощи регулятора. Регулятором можно изменять число
оборотов, а следовательно и производительность насоса в широких
пределах. Наиболее простая форма: сильно статический регулятор
с перестанавливаемыми от руки распределительными тягами. При-
норавливание к изменяющемуся давлению подаваемой жидкости
достигается автоматической установкой точки вращения регулятор-
ного рычага, выключающим механизмом для ограничения числа
оборотов (регуляторы Вейсса, Толле) или же регулятором
Штумпфа, в нижней части статическим, а в верхней почти
астатическим.
Пуск и регулирование поршневых насосов с электрическим приводом.
При пуске насос должен быть разгружен, причем насос приводится в движение,
как гидравлический двигатель, водой из нагнетательной линии, или между
цилиндрами обеих сторон насоса предусматривается соединительная линия с дроссель-
клапаном, или же пуск производится при открытых обводах у нагнетательных
клапанов.
Ъ) Конструкции
Насосы простого действия (фиг. 7, горизонтальная
конструкция) строятся только для небольших количеств воды и
не очень больших напоров. При больших количествах воды или
больших напорах стремятся уравновесить неодинаковое распреде-
х) См. Walter, Dynamik der Leistungsregelung von Kolbenkompressoren und
Purnpen, Berlin 1921, J. Springei.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. gg

562 Т" ЯИ* 0тД- в. Насосы й компрессоры. I. Насосы
Таблица 3. Употребительные размеры
Напор
до
6
Ю А
5Sh £
S н о S
£-5 о s
C§s^-
(
100 |
(
200 <
1
1
i
1
300 |
1
1
/
500 i
/
750 I
\
/
1000 ]
I
1500 1
40 м
H
30
40
35
35
40
1 30
40
35
40
40
1 40
40
35
40
40
25
I 25
40
35
40
1 40
1 40
1 30
1 25
1 40
35
40
40
1 40
30
40
1 30
25
1 35
1 40
140
1 40
130
I 30
I 40
1 40
1 30
I 30
I 40
п
81
38
107
160
132
65
47
116
97
185
70
70
85
102
150
44
82
70
88
73
122
140
j 195
75
65
60
79
90
121
200
79
60
57
54
78
73
142
205
61
79
142
190
20С
73
S
130
80
120
80!
60
200
100
ПО
120
130
130
130
150
135
150
200
150
160
180
180
| 120
180
150
200
! 2С0
220
| 200
150
220
I 150
300
300
200
250
200
180
220
150
300
200
260
200
150
300
о,
** 1
S CR
5 я
И а |
1DK1
sDKl
sEPl
sEP2
IDPl
1DK1
sDKl
sEP2
sDP2
IDPl
sDKl
1DK1
sEP2
sDPl
IDPl
IDPl
sDKl
1DK1
sEP2
sDPl
sDP2
IDPl
IDPl
sDKl
1DK1
sEP2
isDPl
sDP2
IDPl
IDPl
IDPl
1DK1
sDKl
sEP2
sDPl
sDP2
IDPl
1DP2
IDK1
sDP2
IDPl
IDPl
1DP2
IDPl
* 1
о 1
M 1
W 1
CO 1
KSB
AH
KSB
WM
KSB
KSB
AH
WM
KSB
WM
AH
AH
WM
KSB
WM
KSB
KSB
AH
WM
KSB
KSB
WM
, ES
KSB
AH
WM
KSB
KSB
WM
ES
KSB
KSB
KSB
WM
KSB
KSB
WM
ES
KSB
KSB
WM
ES
ES
KSB
70 m ^ J
H
60
70
70
70
70 1
58
61
70
70
70
60
62
70
70
70
60
70
63
70
70
70
70
75
80
64
70
70
66
70
75
80
80
65
66
60
h70
75
80
80
68
60
70
75
75
80
n
38
64
95
115
168
75
47
64
77
160
72
70
62
63
125
59
86
70
42
70
110
90
190
76
65
44
101
86
87
170
79
87
55
70
108
76
ISO
76
76
66
73
79
210
170
73
S
80
130
120
120
130
60
100
180
135
150
80
130
200
200
180
100
130
160
260
200
160
200
200
300
200
300
200
160
200
250
300
200
250
160
260
300
200
300
300
200
300
300
250
250
300
* 1
О,
X К
о к
и 3 |
sDKl
sEPl
sEP2
sDP2
IDPl
sEP3
sDKl '
sEP2
sDP2
IDPl
sEP3
sDKl
sEP2
sDP2
IDPl
sEP3
1DP2
sDKl
sEP2
sDP2
IDPl
1DP2
IDPl
IDPl
sDKl
sEP2
IDPl
sEP3
IDPl
1 IDPl
( IDPl
1DP2
sDKl
sEP3
IDPl
1DP2
1DP2
IDPl
1DP2
sEP3
IDPl
1DP2
IDPl
1DP2
IDPl
о 1
03 I
cd
CO
AH
WM
WMl
KSB
WM
AH
AH
WM
KSB
WM
AH
AH
WM
KSB
WM
AH
KSB
AH
WM
KSB
AH
KSB
ES
jKSB
AH
WM
AH
AH
KSB
ES
KSB
KSB
AH
AH
WM
KSB
ES
KSB
KSB
AH
KSB
KSB
ES
ES
KSB
130
Я
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
150
130
130
130
130
130
150
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
150
130
n
134
160
210
122J
132
139
175
175
114
132
100
147
135
134
108
70
138
118
119
175
76
90
125
107
108
160
79
87
103
103
88
76
76
104
84
106
140
79
5
1
100
90
60
150
130
13o'
130
80
200
130
150
130
160
100
200
200
160
200
130
250
300
200
200
250
160
300
300
! 200
250
250
200
300
300
300
250
350
400
300
M
и 1
стр
Я №
о s
« a |
sulEPl
sEP2
sEP3
IDPl
IDPl
sEP2
IDPl
sEP3
IDPl
1DP2
sEP2
%sDPl
IDPl
sEP3
IDPl
sEP2
sDPl
IDPl
sEP3
IDPl
IDPl
1DP2
sDPl
IDPl
sEP3
IDPl
IDPl
1DP2
sDPl
IDPl
sEP3
IDPl
1DP2
IDPl
sEP3
IDPl
IDPl
1DP2
4
о
со
я
CO
AH
WM
AH
WM
KSB
WM
AH
AH
KSB
KSB
WM
AH
AH
AH
KSB
WM
AH
AH
AH
ES
KSB
KSB
AH
AH
AH
ES
KSB
KSB
AH
AH
AH
KSB
KSB
AH
AH
WM
1 ES
KSB

Употребительные размеры 563
насосов для различной производительности
200 м
Н
200
20D
2G0
200
206
200
200
200
i 200
200
200
200
200
2С0
200
200
200
200
200
200
200
200
20и
п
160
127
130
114
150
'240
195
113
150
195
240
180
120
150
150
215
195
135
150
193
215
130
180
5
150
220
220
300
250
140
250
300
300
175
140
300
300
300
250
175
250
350
1 300
210
175
450
300
>>
о,
-Конст
ЦИЯ
IDiPl
IDiPl
IDiPl
IDiPl
IDPl
1EP2
IDPl
IDiPl
IDPl
1EP2
1EP3
IDPl
IDiPl
IDPl
1DP2
1EP2
1DP2
IDPl
1DP2
1EP2
1EP3
1 IDPl
1DP2
Завод
WM
WM
WM
WM
ES
ES
ES
WM
ES
ES
ES
ES
WM
ES
ES
ES
ES
ES
ES
! ES
ES
ES
ES
300 м
H
п
S
а,
Конст
ция
500 м
Н
п
5
US
Си
Конст
ЦИЯ
Обозначения:
В = высота подъема в м\ л=число оборотов
в мин.; 5=ход поршня в мм; 1 = горизонтальный;
£=вертикальный; ОК=поршневой насос двойного
действия; ЕР = плунжерный насос простого
действия; ОР=плунжерный насос двойного действия;
DiP = дифференциальный плунжерный насос; 1=
с одним кривошипом; 2 = с двумя кривошипами;
3=с тремя кривошипами; KSB = Klein, Schanzlin
& Becker A. G, Frankenthal (Rheinpfalz), AH=Amag-
Hilpert, Niirnberg, WM = Weise & Monski, Halle
(Saale), ES = Ehrhardt & Sehmer, Saarbriicken.
Указанные числа оборотов не совладают вполне
с нормальными в тех случаях, когда номинальная
производительность не равна той, которая
указана в первом столбце. Пересчет производится
в соответствии с количеством подаваемой воды,
так что диаметр поршня может быть вычислен.
300
300
300
300
300
300
3J0
300
300
300
! 30J
300
135
190
130
173
190
135
135
193
135
130
163
193
300! 1DP1
175
350
210
175
350
300
210
400
350
245
210
1ЕР2
1DP1
1ЕР2
1ЕРЗ
1DP1
1DP2
1ЕР2
1DP1
1DP2
1ЕР2
1ЕРЗ
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
500
500
500
500
500
500
130
125
120
130
115
125
350
400
450
350
500
400
1DP1
1DP1
1DP1
1DP2
1DP1
1DP2
ES
ES
ES
ES
ES
ES
Напор
до
о
м •
ПрОИ£
дител)
ность
1 //мин.
1
► 100
1
> 200
J
- 301)
:
• 500
> 750
у 1000
> 1500
36"

564 т- П1. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
Напор
до


дительность
//мин.
2000 |
f
зооо i
i
5000 j
40 м
H
40
40
30
40
40
40
30
40
40
40
40
3J
30
40
n
78
136
185
85
69
134
190
87
73
63
85
160
160
85
5
200
260
250
300
250
ЗиО
200
300
300
300
400
300
250
400
>*
о
о я
sDP2
IDPl
IDPl
IDPl
sDP2
IDPl
JDP2
"IDPl
1DP2
sDP2
IDPl
IDPl
1DP2
IDPl
о
n
CO
KSB
WM
ES
KSB
KSB
WM
ES
KSB
KSB
KSB
KSB
ES
ES
KSB
70 м
H
70
60
70
75
60
70
75
75
80
75
75
n
57
132
76
180
125
72
170
210
73
135
180
S
250
350
dOO
300
350
300
350
250
300
450
300
>>
и
о ts
sEP3
IDPl
1DP2
IDPl
IDPl
1DP2
' IDPl
1DP2
1DP2
IDPl
1DP2
о
CO.
CO
AH
WM
KSB
ES
WM
KSB
ES
ES
KSB
ES
ES
130 м
H
130
150
130
n
94
130
76
5
360
450
300
и
>>
a,
H
о
X «
о а
* *
IDPl
IDPl
IDP2
e
OQ
oj
CO
AH
ES
KSB
ление сил при прямом и обратном ходе соединением нескольких
насосов простого действия, причем получаются 2 кривошипа под
углом 180°, 3 под углом 120° и 4 под углом 90° (ср. табл. 3).
Насос
двойного действия
в исполнении
согласно фиг. 8, т. е. с
расположенными внутри
сальниками, пригоден
тоже только для
средних напоров, так как
при больших
давлениях- диаметр
поршневого штока
получается слишком
большим по сравнению с
размерами поршня,
благодаря чему
получается значительная разница между действующими площадями на
обеих сторонах поршня. Помочь этому можно поворотом
обоих цилиндров на 180° так, чтобы сальники лежали
снаружи, и применением обводных штоков (фиг. 9). Для небольших
количеств воды в этом случае может быть применен также д и ф-

Конструкции
565
Продолжение табл. 3
200 м
Н
300 м
н
500 м
Н
о я
Напор
до
rsoS
200
2J0
200
200|
I 200
200
2001
2u0
200
| 200
200
400
300
245
450
350
245
245
450
500
400
315
IDPl
IDP2
1EP2
IDPl
1DP2
1EP2
1EP3
1DP2
IDPl
1DP2
1EP2
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ES
ЗЭ0
300|
300
135
135
188
123
135
160
188
120
125
150
450
350
245
500
400
315
245
550
450
350
IDPl
1DP2
1EP3
IDPl
1DP2
1EP2
1EP3
IDPl
1DP2
1EP2
500
115
550
IDPl
1DP2
IDPl
1DP2
1DP2
ES
ES
ES
ES
ES
2000
> 3000
> 5000
ференциальный насос (фиг. 10). У этого насоса с
одинарным всасыванием и двойным нагнетанием имеется на стороне, про-
противоположной клапанной коробке, второе рабочее
пространство без клапанов, которое соединено с пространством нагнетания
и в котором поршень уменьшен до сечения /.
Этим достигается:
F
при /=-—- одинаковое распределение количества воды на оба хода;
р- jj
при /=~2'"1Г' одинаковое распределение работы на оба хода у горизон-
d
тальных насосов;
при /= {FH + 2G/f): 2hd одинаковое распределение работы на оба хода у
вертикальных насосов.
Принятые обозначения:
ft — манометрическая высота напора [м]%
G — вес штанг [кг],
Y = 1000— удельный вес воды [кг/м3].
Для поднятия воды из скважин с уровнем.воды на
значительной глубине применяются штанговые вертикальные шахтные
подъемные насосы, которые опускакхтся в скважины. Нагнетательный
клапан у этих насосов расположен в дисковом поршне
(проходные клапаны). И здесь можно воспользоваться дифференциальным
действием, устройством вытеснителя, сечение которого / опреде-

568 Т. Ш» Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
Фиг 8.
Фиг. ftt

Конструкции
567
Фиг. 10.
Фиг. 11.
Фиг. 12.

568 т- И1- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. I. Насосы
ляется по последнему уравнению, если желательно уравновесить
силы тяжести. Последнего можно достичь также давлением
воздуха или противовесами, которые однако не совсем удобны из-за
увеличения действия масс. При напорах, больших чем 30 м,
вместо дискового поршня применяется трубчатый (насосы Риттингера,
фиг. 11 с клапанами у v), причем насосный цилиндр приводится
в движение вверх и вниз двойными тягами во всасывающей линии
(сечение F) и над нагнетательной линией (сечение /). Число
оборотов всех шахтных насосов, из-за действия масс тяг и воды в
нагнетательном трубопроводе, должно
быть невелико (около 20 до 30/мин),
так что в настоящее время для
поднятия воды из скважин
предпочитают центробежные насосы.
Фиг. 12 показывает насос двойного
действия для грязной воды с дисковыми
поршнями (Борзиг), для высоты напора до 60 м.
На фиг. 13 показан клапан этого насоса
(клапан Schoene).
Паровые насосы без маховика
отличаются простотой, ^о требуют
значительно больше пара, чем
насосы с маховиком (30 до 50 кг/л. с. ч.),
так как распределение работает с
полным наполнением. Если
расположены рядом 2 цилиндра,
работающие вместе (компаунд), то расход
пара значительно уменьшается
(почти на одну треть). У
одноцилиндровых машин (насосы симплекс)
парораспределение приводится в
действие поршнем; у двухцилиндровых машин (насосы дуплекс)
перестановка производится поршневыми штоками, работающими со
сдвигом на 1/4 фазы.
К поршневым насосам относятся также диафрагмовые
(мембранные) насосы, в которых вытеснение жидкости
производится не поршнем, а легко деформирующейся стенкой (из*
резины, кожи и т. д.). Они употребляются для напоров до 30 м,
в тех случаях, когда необходимо избежать сальников (например
в случае едких жидкостей). *
В. Крыльчатые и ротационные насосы
У крыльчатых насосов поршень заменен крылом, которое
колеблется взад и вперед около оси цилиндрического кожуха, в
котором оно уплотнено. Всасывающие клапаны размещены в
кожухе, нагнетательные — в крыле. Привод обычно от руки. Угол
колебаний около 90°. Пригодны только для небольшой
производительности и малых напоров. * Плотность между крылом и стен-

Центробежные насосы
5G9
кой кожуха трудно достижима. Объемный коэфициент полезного
действия 0,8 до 0,9.
У ротационных (коловратных) насосов вытеснитель совершает
равномерное вращательное движение. Клапаны, а также
воздушные колпаки не нужны. Способность всасывания такая же, как у
поршневых насосов. Число оборотов доходит до 2000 об/мин., в
зависимости от производительности и рода жидкости. Большие
обороты соответствуют меньшим подачам. Коэфициент полезного
действия обычно 0,5-г-ОД
Вытеснительное действие может производиться также
зацеплением дьух зубчатых колес — зубчатые шестереночные насосы.
На фиг. 14 показан такой насос с
отверстиями во впадинах между зубьями
одного колеса и бороздками на неработающих
боковых поверхностях зубьев, так что
заполнение и опорожнение впадин
возможно без вредного повышения давления.
Высота напора до 50 кг/см2.
Чем выше напор, тем тщательнее
должны быть пришлифованы торцевые
поверхности, тем выше должны быть взяты
окружные скорости. У шестереночных насосов,
применяемых для подачи масла при
давлении ок. 30 кг/м2, объемный к. п. д.
обычно лежит вблизи 85%, общий к. п. д. —
65-ь70<У0.
Одновальные насосы, у которых вы- Фиг. 14.
теенитель выполнен в виде пластины с
осевым или радиальным перемещением, тоже применяются для
жидкостей (как для газов) *) (см. стр. 621). Высота напора до 500 м 2).
С. Центробежные насосы 8)
Сообщение энергии воде производится лопатками
вращающегося колеса, причем получается повышение как давления, так и
скорости. Чтобы полученное увеличение скоростного напора
также использовать для повышения давления, воду, по выходе ее из
рабочего колеса, направляют через неподвижные, постепенно
расширяющиеся, направляющие каналы, в совокупности образующие
направляющий аппарат. В некоторых случаях направляющим
аппаратом служит кольцевое пространство с гладкими стенками или
спиральная камера. Весь процесс является обращенным процессом
водяной турбины.
!) Ср. ZdVdl 1907, стр. 1066 н 1908, стр. 894, другая конструкция ZdVdl 1916,
стр. 253.
2) Archiv fur Warmewirtschaft 1924, Н. 9, стр. 170.
3) Ср. Р f 1 е i d е г е г, Die Kreiselpumpen, Berlin 1924, J. Springer,—III п а н г а к e,
Колеса насосов и турбин, Пер. с нем., Энергоиздат 1935.

570 T- lri- 0тД- в. Насосы и компрессоры. I. Насосы
а) Основное уравнение
Приходящаяся на 1 кг воды работа лопаток #th в мкг/кг
или м и высота напора Н уравнения (1) (стр. 548) связаны
отношением
Иь = Н:%. (1)
Ft
'% = jj- есть гидравлический коэф. полезного
действия, учитывающий
гидравлические потери, имеющие место в
насосе, но не в присоединенных
трубопроводах. Коэфициент этот
приблизительно на 7 — 15% больше, чем
общий коэфициент полезного
действия т], так как последний
учитывает также потери в зазорах,
трение колеса о воду и трение в под-
Фиг. 15. Фиг. 16.
шипниках и сальниках. Величина r\h лежит в пределах между 0,7
и 0,9. Hih можно также называть теоретической высотой напора.
Обозначим (как в водяных турбинах):
и —окружную скорость,
с — абсолютную скорость,
и/_ относительную скорость,
а — угол между с и й,
р — угол между w и отрицательным направлением и (фиг. 15), индексы0,1
соответствуют положению точки непосредственно перед и соответственно за входом
в колесо, 2, 3 — непосредственно перед и соответственно за выходом из колеса.
При бесконечно большом числе лопаток
относительная скорость w2 одинакова по всей окружности выхода и
направлена под углом (32 соответствующего элемента лопатки. И
при входе в данном случае скорость wx должна быть направлена
под углом лопатки plf чтобы соблюсти требование безударного
входа. Между скоростями и, с, w существует геометрическая
зависимость, указанная на фиг. 16 для входа при а0 = 90°, на
фиг. 17 для выхода. Вследствие конечной толщины лопаток аг и а2
(измеренной параллельно окружности) при шаге лопаток tx и t2
сх = с0 tx: (*х — ах), сВт = с2т (t2 — с2): t2. (2)

Основное уравнение 571
Повышение • давления Нро0 в рабочем колесе с
бесконечно большим числом лопаток слагается из величины (и22 — их2) :2g,
обусловленной вращением колеса, и величины (w02 — w22): 2gf
обусловленной расширением каналов рабочего колеса, за вычетом
потерь Zx от сопротивлений движению воды при протекании ее
в каналах между лопатками рабочего колеса.
"лоо = К"22 - «I2 + ™о2 ~ Щ2) • 2d ~ Zv (3)
Индекс оо показывает здесь, как и в дальнейших уравнениях, что выводы
справедливы только при бесконечно большом числе лопаток.
Наряду с повышением давления имеет место также
увеличение скоростного напора на ф22 ~~ fo2): %g, так что полная работа
лопаток
^oo^^poo+l(^2-c02):2g] + Z1 = (u22^u12 + w02-^w22 +
+ c22-c02):2g, *
или, если подставить вместо w0 и w2 их значения из
треугольников ABfii и А2В2С2>
^thoo = 0 : S) («2 с2 cos а2 - UjCq cos oq) = (l:g) (щ с2ч — иг cQu). (4)
Замечательно, что высота а,
потерь Zx не влияет на
величину #thoo .Уравнение (4)
представляет собой основное
уравнение. Из него видно, что
высота напора, выраженная в м
столба нагнетаемой жидкости
уд. ,в. у, не зависит от рода фиг. ГЛ
жидкости. Наоборот, расход
энергии ^VH:r\ на один и тот же объем V пропорционален
удельному весу жидкости.
Для наиболее часто встречающегося случая а0 = 90°
уравнения (3) и (4) получают вид:
^оо = W - ^22 + <о2): 2 g] - Zb (5)
#thoo = с2cos gc2. u2:g = c2u. u2:g. (6)
1. Все выводы настоящего параграфа справедливы и для конечного числа лопаток
е ф оо. При этом однако угол выхода струи жидкости не совпадает более с
направлением выходной кромки лопатки; струя в относительном движении тем
сильнее отклоняется назад от направления и2, чем сильнее нагружены лопатки (см. ниже).
2. Как показывает ряд систематических исследований, проведенных в ЦАРИ, в
огромном большинстве случаев скорость w2 ^ w0, т. е. струя не расширяется при
увеличении ширины канала в рабочем колесе, так что Нр ^ = [(%2—и£): 2g\—Zx1).
*) См. В. И. Поликовский, К вопросу о расчете центробежных колес,
Труды ЦАГИ.

572 т- Н*- 0тД- ®« Насосы и компрессоры. I. Насосы
Ь) Выбор величины угла выхода лопатки (32
Углом р2 и еш-е одной величиной при расчете лопаток можно
задаться при расчете колеса, так как основное уравнение дает
только одно условие для построения треугольника скоростей при
выходе. Формы лопатки, соответствующие трем возможным
значениям р2^90° при одном и том же угле входа рх, показаны
на фиг. 18—20. Приведенные лопатки носят название загнутых
назад_(фиг. 18), радиальных (фиг. 19) и загнутых вперед (фиг. 20).
Фиг. 18. Фиг. 21.
При загнутой назад лопатке форма канала благоприятнее, чем при остальных
двух случаях, так как получается мало искривленный, слабо расширяющийся канал,
гидравлические потери при протекании воды через эти колеса при загнутых назад
лопатках получаются меньшие, чем в остальных двух случаях, несмотря на
больший путь трения.
Как влияет величина угла (32 на развиваемый напор, видно из фиг. 21, на
которой изображены треугольники скорости у выхода при пяти различных углах р2,
соответственно точкам Л, В, С, D, Е, причем АС = СЕ. Окружная скорость LM = и„
а также составляющая С2т = с2 sin a2, во всех пяти случаях одни и те же.
Если а0 = 90°, то по уравнению (6) теоретическая высота напора #tn ^
пропорциональна скорости сш , проекции скорости с2 на направление окружной
скорости й2 (скорости закручивания), следовательно по порядку отрезкам: нуль, АВ,
Л С, AD и АЕ. В первом случае при 4с р2 = •£. AML теоретическая высота напора
была бы, таким образом, равна нулю (неработающие лопатки). С увеличением р2
#thoo возрастает. . .
Итак при одинаковой окружной скорости
загнутые вперед лопатки даютбольшую высоту
напора, чем загнутые назад. Но так как, согласно
фиг. 21, вместе с р2 возрастает и с2, то давление в зазоре Нроо
относительно уменьшается. По уравнению (5) давление это
становится равным нулю в случаеугла max р2 = -^LME, если с0 = с2т,

Поправки на конечность числа лопаток
573
Zx = 0, так как в этом случае ЕМ2 = w22 = Щ2 + с22т (активные
насосы). За этой величиной давление в зазоре стало бы даже
отрицательным. Однако небольшие давления в зазоре, т. е.
большие скорости выхода, сопровождаются плохим коэфициентом
полезного действия, так как последующее замедление скорости в
направляющем аппарате и в кожухе всегда связаны с повышенными
потерями. Поэтому вполне правильно предпочитают загнутые назад
лопатки, несмотря на необходимость большей окружной скорости.
Обычные для насосов значения $2 = 15-г-50°.
с) Поправки на конечность числа лопаток
Получаемая из основного уравнения расчетная величина
tfthoo на 10 — 50% больше действительной работы лопаток
Hth = Н: r\h> если вместо t\h вставить значение, соответствующее
достигнутому общему коэфициенту полезного действия.
Причиной уменьшения
передаваемой воде мощности служит
разность давлений с передней и
задней стороны лопаток, которая
г— t—■».
УУЖ
t
е
1
Фиг. 22.
Фиг. 22а.
тем' больше, чем меньше число лопаток. Благодаря этому
давлению, а равно отделению струи от стенок, вследствие расширения
канала, вода на наружной окружности колеса отклоняется
противоположно направлению вращения, и касательная составляющая с2и
вытекающей жидкости, которая имела бы место при бесконечном
числе лопаток, уменьшается на величину ъ2и2> так что истинное
значение ее только с2и' = с3и = с2и ~ %2щ. Поэтому при
конечном числе лопаток
писано в форме
основное уравнение должно быть на-
#th = (1: ё) (Wsu - ui сои)> (?)
или при чисто радиальном вступлении воды на лопатки
#th = (!:#) «2еw (8)
Диаграмма скоростей для выхода примет теперь вид,
представленный на фиг. 22, где Л2В2С2 соответствует случаю бесконечно
большого числа лопаток, а А2'В2С2 — действительным соотношениям.
По первому треугольнику определяются углы
рабочихлопаток, по втором у—у глы направляющих
лопаток и напор.

574 т- 1ГТ- 0тД 8- Насосы и компрессоры. Т. Насосы
На фиг. 22 показаны треугольники выхода для того случая, когда сш остается
постоянной величиной, не зависящей от числа лопаток. Обычно постоянной остается
величина w2 и w0 (см. выше); при этом постоянный вектор w2 в зависимости от
количества лопаток как бы поворачивается около точки с2, а величина сгт падает
при уменьшении числа лопаток.
У входа тоже имеется отклонение, которое однако не
оказывает влияния на напор. Хотя это отклонение несколько и
уменьшает угол лопатки при безударном входе, оно столь незначительно,
что можно этим изменением пренебречь.
Можно пользоваться следующим простым приближенным
уравнением для определения //thoo1) (по Пфлейдереру)
tfthoo = «th"+ <♦'•»» :*«)]• (9)
В этом выражении ф есть опытный коэфициент, который при
загнутых назад лопатках и при наличии лопаточного направляющего
аппарата лежит в пределах 0,8 -4-1, при безлопаточном
направляющем аппарате несколько выше, r2 = D2:2 — радиус колеса у
выхода, z — число лопаток, S — отнесенный к оси вращения
статический момент протекающей между входной и выходной кромками
части водяной струйки в меридиональном сечении.
Для радиальной лопатки имеем:
п
"thoo==**th[1+2 J" 1-(Г1:/-2)2 J
поэтому
(10)
и для часто встречающегося на практике значения г2 = 1гх
#th00 = tfai[l +(8:3) •№:*)]. <")
Для осевых колес (фиг. 22а)
tfthoo = tfth 0+0,16+ -tie). (12)
Чрезвычайно простая и дающая очень близкое соответствие с опытныии данными
формула для определения влияния количества лопаток на изменение направления
скорости w2 была получена инж. Поликовским (ЦАГИ):
Д cos p = к'Г0'.
В этой формуле Г0' — относительная циркуляция вокруг лопатки
/у =
2гс#_с(
2Ъ.
w22tc/?2z zuz
Коэфициент k = 2,5 4- 4, ^причем большие значения соответствуют большим
значениям Г0'. Действительный угол стекания струи с лопатки определяется из равенства
(cos ря)з = (cos ^ + A cos ря.
*) Ср. примечание 3 на стр. 569.

Определение размеров колеса
575
d) Определение размеров колеса
Даны: количество воды Увмв/сек, высота напора И в м вод. ст.
и число оборотов в минуту п. По //, задавшись r\h, определяют при
помощи уравнения (1) Яш, а из него, согласно уравнениям (9)-—(11),
^thoo*
Подробно рассмотрим тип колеса, изображенного на фиг. 23,
с радиальным подводом воды, который применяется чаще
остальных.
1. Вход. Скорость у входа в колесо cs = 2—4 м/сек, в
предельных случаях еще больше. При больших значениях скорости
способность всасывания уменьшается, но зато
получаются небольшие колеса и соответственно
малое трение колес о воду. Вследствие потерь
в зазоре и с целью вполне обеспечить
необходимую производительность принимают при
расчете количество V = 1,05— 1,15 V, причем
меньшие значения берутся для случаев больших
количеств и малых напоров. Если диаметр втулки
dn выбран по возможности малым, принимая во
внимание необходимые размеры вала (нормы
DIN 270 для центробежных насосов), то
диаметр всасывающего патрубка получается из
cs [(«£)ea:4) —(w/wa:4)] = КЛ
(12а)
Фиг. 23.
Для определения диаметра всасывания можно воспользоваться нижеследующим
уравнением (формула Поликовского):
V П^-ЫЫ-
(12 Ь)
где k = 3,25 — 4, причем и здесь меньшие значения k берутся для больших п;о-
изводительностей и малых напоров.
Теперь выбирают диаметр Dt окружности входа, по которой
расположены входные кромки лопаток, и определяют ширину
колеса у входа из
Ьх= VifrD^o sin a0), (13)
где обычно а0 = 90° и с0 sin а0 == с0т равно или немного больше
чем с8. Заметим, что если сделать ширину Ьх бшьше указанного
значения, то все равно с± = с0 = cs, т. е. скорость не замедлится и
поток попросту не заполнит сечения входа. Так как сг
определяется из уравнения (2), в котором принимают t1:{t1 — a1) =
= 1,15 ч-1,25 и щ = (тс Dt n): 60, то треугольник скоростей при
входе известен, а следовательно известен и tg рх = сх: uv при
а0 = 90°.
Учитывая предварительное закручивание струи до входа на колесо (Vorrotation)
за счет* вязкости, иногда принимают угол а0 ^ 85°.

576 т- ш- Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
В заключение может быть проверено принятое для tx: (tt — <st)
значение, если задаться толщиной лопаток у входа st и числом
лопаток zy так как <зг = st: sin px, /t = 7cDx : z. Если требуется,
расчет делается вторично. Число лопаток обыкновенно берется
между 6 и 12 и оно тем больше, чем больше Z)2, //th, Dt: D2 и рх.
2. Выход. Задаются углом р2, причем обычно р2 = 15 — 50°, и
еще какой-либо одной величиной, лучше всего шириной у выхода
Ъ2 или меридиональной скоростью с2т = c2sina2 (фиг. 17), так как
при этом можно предусмотреть форму колеса. Целесообразно
ширину колеса уменьшить кнаружи, чтобы каналы колеса не слишком
расширялись и чтобы направляющие каналы получили
подходящую форму.
a) Если задаться определенной шириной
колеса Ь2 у выхода, то из основного уравнения находят
"2= V>^thco + «i со cos«о + (V'n:60 *2) ctg rp2 • [t2 : (й_^)] (14)
или если сс0 = 90°
Ч = VgHtho3 + (V'n:60b2)ctg$2.[t2:(t2--c2)]. (15)
t2\(t2 — Q2) может быть при достаточно плавном очертании лопаток
принято равным 1.
b) Если задаться определенной
меридиональной скоростью с2ш = с2sina2,то из основного уравнения можно
определить при а0 = 90°
«2 = fe« • (2 tg W] + y^2w:(2tgP2)F + ^^~. (16)
Как уже указывалось выше, опыг показывает, что при
протекании жидкости через колесо скорость w2 не уменьшается.
Если в случаях а) и Ь) ширина колеса b получается такой, что
Щ^Щ, то уравнениями (14) —(16) можно пользоваться. В
противном случае, при больших ширинах b лучшие результаты
получаются, если исходить из равенства
яш оо = Р "2 (м2 — wicos h)-
60 и9
Найдя и2 из уравнения (15) или (16), вычисляют D2 — тп" ,
причем у одноступенчатых насосов D2 может быть равно или
немного больше 2Db у многоступенчатых насосов может доходить
до 3D1 и именно тем больше, чем больше число ступеней.
Дальше имеем для случая Ь)
b2 = [W: {bD2c2m)\. [t2 : (t2-a2)]. (17)
Переход от ширины колеса bx до ширины Ь2 может быть
сделан по произвольной плавной кривой.
Для насосов с числом ступеней * надо в предыдущие уравнения
гместо Hth вставить A#thoo = Hihoo: i, причем в обычных уело-

Расчет рабочего колеса 577
виях число ступеней /-<10. Если требуется больше чем 10
ступеней, то включают последовательно два многоступенчатых насоса.
Приближенное уравнение для определения окружной
скорости. При определении диаметра колеса по предыдущему может
оказаться, что D2 получается по сравнению с Д чрезмерно
большим или чрезмерно малым, и в таком случае становится
необходимым перейти к какой-нибудь другой конструкции: например
с несколькими ступенями (фиг. 53 — 55) с несколькими параллельно
работающими колесами (фиг. 56), с лопатками двойной кривизны,
или к пропеллерным (осевым) насосам. Можно заранее предвидеть
конструкцию насоса, пользуясь приближенным уравнением:
H=4.(u2*:2g), (18)
которое может быть написано также в следующем виде:
H=kn*D£. (19)
В случае загнутых назад лопаток и радиальных колес обычной
формы можно принять в этих уравнениях:
v = 0,93 —1,1 и соответственно k = 1,3 —1,5 • 10~~4
у насосов с направляющим аппаратом на выходе,
v = 0,70 —1,0 и соответственно & = 1,0—1,4 • 10"-4
у насосов без направляющего аппарата.
Пример. Расчет рабочего колеса многоступенчатого
центробежного насоса для производитечьности V = 16 л/сек и напора
Я = 96 м при 1450 об/мин без направляющих лопаток у входа, следовательно при
а0 = 90о.
a) Вход. Диаметр вала принят в 48 мм, что обусловливает dn — 60 мм.
Потери^ зазоре =5%» следовательно V = 1,05*0,016 =0,0168 м*/сек.
По уравнению (12Ь) получим при k ^ 3,75 (малая производительность и высокий
напор) диаметр входа Ds =0,11 м = 110 мм, чему соответствует (см. уравнение 12а)
скорость входа cs = 2,5 м\сек. Теперь может быть выбрано значение Z)1 = 110+15 =
= 125 мм, и при с0 —cs = 2,5 м/сек определяется из уравнения (13) Ьх=0,0171 м,
полученное значение Ьх округляется книзу, во избежание уменьшения скорости.
Таким- образом Ьх = 17 мм, чему соответствует
с0 = 2,5-17,1 : 17 = 2,51 м/сек.
Если теперь задаться отношением ^:(^—ах) = 1,2, то по уравнению (2)
получается
сх = 1,2*2,51 = 3,01 м\сек,
а так как
щ = (л;.0,125.1450) : 60 = 9,50 м/сек,
то получаем
tg рх = 3,01 : 9,5 = 0,317; ^ = 17°37'.
Окончательно принимаем угол $t несколько большим (см. выше): рх = 20°.
Проверка: tx: {tx — ох):
Если число лопаток % = 7, то tx = 125 к : 7 = 56 мм;
дальше, при
sx = 3 мм, <зх = 3 : sin рх = 3 : 0,34 = 9 мм,
так что tx: (tx— ffj) = 1,21. Полученное значение вполне согласуется с принятым,
b) Выход. Для определения числа ступеней принимаем предварительно,
имея в виду последующую проверку, £>2 = 2Dx = 0,250 м.
Зак. 2893. — Htitte, Справочник для инженеров, т. III. 37

578 T- IIJ 0тД 8- Насосы и компрессоры. I. Насосы
По уравнению (19) высота напора Д# одного колеса при Л = 1,4-10—4
получается Д# = 1,4*10 4 14502-0,252 = 18,4 л/; поэтому число ступеней г = 96 : 18,4=5,2.
Округляем книзу, так как при многоступенчатых насосах допустимо и
желательно большее отношение D2 : Dlt чем 2, таким образом г =5, а Д Я = 96 : 5 =
= 19,2 м. При Т]/г = 0,83 теоретическая высота напора одного колеса ДЯ^ =
= 19,2 :0,83 = 23,2 х. Если теперь воспользоваться уравнением (11), то, приняв
<V = 0,85, получаем &Hthco = 23,2 • [1+(8 : 3).(0,85 : 7)] = 30,7 м. Для дальнейшего
подсчета зададимся, согласно случаю Ь), величиной ^^=2,6 м/сек., р2 = 30°, что
согласно уравнению (16), дает
и2 = [2,6 : (2-0,577)] + V[(2,Q : 2).0,577]» + (9,81-30,7) = 19,76 м\сек,
поэтому D2 = 63 и2 : ш = 0,260 м = 260 мм, а по уравнению (17) при f2: (t2— з2)=1,
b,2 = 0,008 м = 8 жл*. Колесо вычерчено на фиг. 24.
Так как теперь оказывается, что D2: А > 2, то должно быть применено
уравнение (10) вместо уравнения (11). Проверка при гг: r2 = Dx: D2 — 125 :260
дает значение ДЯ^оо = 30,5 ж. Вследствие незначительной разницы между
полученным и ранее принятым значениями, вторичного пересчета не требуется.
е) Вычерчивание рабочих лопаток
Направленные под углами рх и р2 концы лопаток должны быть
соединены таким образом, чтобы каналы между лопатками не по-
Фиг. 24. Фиг. 25. Фиг. 26.
лучились излишне длинными, причем однако надо избегать также
чрезмерного уширения каналов.
1. Круговые лопатки. В этих лопатках концы очерчиваются
по дуге круга, причем у входа иногда берется дуга круга,
заменяющая отрезок эвольвенты (развертки).
В последнем случае радиус основного круга эвольвенты (фиг. 25) d1^=D1 sin {3lt
далее при z лопатках ах + $1 =к dx : z. Заменяющая эвольвенту дуга круга
получается следующим образом: из 3 точек деления Alt Л2, А$ (деления
соответствуют числу лопаток z) проводятся касательные к окружности диаметра du на
продолжении этих касательных откладываются кнаружи отрезки Sx и ах + st от
указанных точек деления до точек Вх, В2, В3, и соответственно С2, С3; через точки
Ах и С2, и соответственно А2 и С3 проводятся дуги окружностей из центров,
лежащих в непосредственной близости от точек Е пересечения касательных.
При уменьшающейся кнаружи ширине колеса очерчивание концов лопаток
производится по дуге круга, несколько большего радиуса, чем радиус круга,
заменяющего эвольвенты, который в этом случае проводится с сохранением угла plt
и дает большую ширину ах. Это имеет место например для колеса,
рассмотренного в предыдущем примере, которое изображено на фиг. 24 и 27 с центром Е
окружности входа.

Вычерчивание рабючих лопаток
579
Продолжение лопатки может быть очерчено по любой постоянной кривой или
по дуге другого круга: во всяком случае внешняя окружность должна быть
пересечена под углом (32. Центр этого круга М (фиг. 27) в таком случае лежит с
вогнутой стороны лопатки на радиусе OG, и находится путем подбора.
Возможно также воспользоваться одной общей дугой круга для очерчивания
всей лопатки. Для этого согласно фиг. 26, у точки О на линии GO строят угол
рх + Ря? прямую GK продолжают до второй точки пересечения В с окружностью
входа; из середины GB восставляют к ней перпендикуляр, пересечение которого со
свободной стороной GM угла OGM = (32 и дает центр искомого круга. При таком
способе очерчивания лопаток, вообще говоря, получается у входа большое
расширение канала. У входа лопатки следует закруглить, а у выхода плавно свести на нет
Круговые лопатки
Для средней cmjiyuku
Фиг. 28.
5 л/сек
Фиг. 29.
Спроектировав очерченные по дуге круга лопатки, следует
проверить плавность изменения сечений аЬ канала (фиг. 24 и 27).
Для этого значения аЬ наносятся в зависимости от длины
соответствующей средней струйки StS. На фиг. 28 это сделано для
разобранного численного примера. Если полученная таким образом линия
имеет постоянный наклон кверху или книзу под небольшим углом,
то лопатки можно считать удовлетворительными.
2. Построение профиля лопатки по точкам. В то время как
очерчивание лопаток по дуге круга является в некоторой степени
произвольным, при построении по точкам профиль лопатки вполне
определяется по всей своей длине. При этом задается
характер изменения скорости w или с, или угла р, или же момента
скорости гси и т. д., в виде кривой между известными начальным
и конечным значениями (фиг. 28). Уравнение лопатки в полярных
координатах имеет вид г):
К J Г
dr
tgP
(20)
1) Ср. примечание 3, стр. 569.
37*

580
Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
причем угоя ср (в градусах) измеряется от начальной точки А
лопатки (фиг. 30).
Значение интеграла может быть определено графически или подсчетом при
помощи таблиц для каждой точки лопатки, если известно изменение р.
Если мы имеем меридиональное сечение колеса, и задано, например,
изменение относительной скорости w в виде соединительной линии между конечными
пунктами, определяемыми значениями wx и w2, то для любой точки Р лопатки
(фиг. 30) имеем:
V t
Ст = — _-, (21)
причем линия t: (t — а) должна быть выбрана из соображений о закруглении или
заострении лопатки в конечных точках. Этим дается угол р из
sin P=cm : w. (21a)
Если исходить из момента скорости rcw начальное значение
которого при радиальном входе всегда равно нулю, а конечное
Лопатки пбВпцоеыные
по точкам.
Фиг. 31.
Фиг. 33^
значение г2с2и получается из основного уравнения (6), то изменение
этой величины дает в то же время картину переданного жидкости
вращающего момента. Линия р тогда определяется, если в
уравнения
си = (rcu):r9 tg р = ст : (и— си) = ст : (г<» — си)
вставить значение ст из уравнения (21).
О наиболее благоприятной форме кривых, которой следует
задаваться, в литературе пока не имеется достаточных опытных
данных.
Построенные по данному способу лопатки для
разобранного численного примера показаны на фиг. 31 и 32, причем на соответствующей
фиг. 33 в основу положено изменение w. Там же нанесена также линия ст, которая
начинается значением с\т=.с\7&Ъ и кончается значением с2/я=2,8 м/сек.
Соответственные значения для линии w суть:
Щ = >^i2 -f сг* = V9,52-f-32 = 9,95 м/сек,
w* = с2т: sin Ра = 2,8 :0,5 = 5,6 м/сек.
Определение углов у дано в нижеприведенной таблице, но может определяться
также графически.
Для контроля значения у нанесены также на фиг. 33

Направляющие аппараты 581
Таблица 4. Сводга величин для расчета лопаток
г
м
0,0625
0,07375
0,0850
0,09625
0,1075
0,11875
0,13С0
ст
м\сек
3,01
2,94
2,S7
2,81
2,74
2,67
2,60
w
м/сек
9,95
9,15
8,36
7,57
6,78
5,99
5,20
Р
из
у р. (21а)
17°37'
18°50'
20°Ю'
21°50'
23Л50'
26°30'
30°
в- 1
пгр
50,3
39,8
32,1
25,9
21,1
16,9
13,3
А/ =
а вп+вп_1
-——
о.осо
0,507
0,4(5
0,327
0,265
0,214
0,170
2д/
0,04)
0,507
0.С12
1,239
1,504
1,718
1,888
ср =
тс
0°
29,1°
52,3°
71,0°
86,3е
98,5°
108,2°
Такой же способ применим и для лопаток с двойной
кривизной. Дальнейшие подробности приведены в книге, указанной
в примечании 3, на стр. 569, в которой также рассмотрены осевые
колеса с малым и большим числом лопастей.
f) Направляющие аппараты
Скорость выхода сь из рабочего колеса имеет составляющие
с'да = gHfh : U2> сЪт = V: *D2h\
при неизменяющемся расстоянии Ьъ между боковыми стенками и
при отсутствии гидравлических потерь вода движется свободным
потоком по логарифмическим спиралям с углом наклона tg a3 =
= сът: с3и> h = h + 1 До 2 мм.
1. Лопаточный направляющий аппарат (фиг. 27). Начальный
угол наклона лопаток направляющего аппарата определится из
равенства
tg Ч = 1Л •*-1.2 tg «з • № - а4). (22)
Диаметр Z)4 обычно на несколько миллиметров больше, чем £>2.
Начальный участок логарифмической спирали J К соответствует
уравнению ^ = 132/tg ^. ]g ^ (22а)
Число лопаток гг не должно совпадать с числом z лопаток
рабочего колеса и даже, если это возможно, числа лопаток должны
быть взаимно простыми числами; s± = 1 до 5 мм, следовательно
аъ тоже определяется.
Для численного примера получается?
с3и = 9,81.23,2: 19,76 = 11,5;
сЪт - 0,016 : (ге.0,260.0,008) = 2,45 м/сек;
-tga3 = 2,45: 11,5 -=0,213.
При tj(tt — <г4) = Ь13, получим tg a4 = 1,15*0,213*1,13 = 0,277, соотв. a4= 15°30'
Если дальше выбрать
р4 = 260 + 5 = 265, s4 = 3 мм; *i = 9,

582 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
то логарифмическая спираль может быть построена в соответствии с уравнением
(22а). Последующая проверка принятой величины tj(t4—<j4), при tt = тс«2б5/9 = 92,2,
<т4 = s^sin а4 = 3/0,267 = 11,2 дает tjit^ — а4) = 1,14.
Каналы между лопатками направляющего аппарата должны
быть по возможности б чиже к прямолинейным очертаниям и с углом
уширения сечения максимум в 10 до 12°. В многоступенчатых
насосах обратные направляющие каналы следует выполнять по
возможности в виде продолжения каналов направляющего аппарата
с постепенным переходом к скорости входа следующего колеса.
2.ЛБезлопаточный направляющий аппарат, состоящий из двух
стенок, составляющих продолжение стенок рабочего колеса и выпол-
Фиг. 34. -Риг. 35. Фиг. 36Г
ненных в виде поверхностел вращения. В этом случее имеет место
замедление окружной составляющей си, согласно закону:
си = *3t/2 • г = gHfofar. (22b)
Выигрыш в статическом напоре, связанный с замедлением
радиальной (меридиональной) составляющей скорости сг, весьма
незначителен. Поэтому действие безлопаточного направляющего
аппарата зависит главным образом от радиальных размеров кольца,
а не от того, расширяется оно или суживается. Только при
большом угле ocg коэфициент полезного действия такой же, как у
лопаточного аппарата, в противном случае хуже.
3. Спиральный кожух. В основу расчета спирального
кожуха не может быть положена одинаковая средняя скорость для
всех поперечных сечений спирали, так как благодаря центробежным
силам давление, а следовательно и скорость уменьшаются по
направлению от окружности рабочего колеса кнаружи *). Поэтому
средняя скорость уменьшается тем сильнее, чем больше
увеличивается поперечное сечение спирали.
Правильно сконструированный спиральный кожу*,
ограниченный с боков поверхностями вращения, как в случае гладкого
*) Практически это допущение (постоянство средней скорости) приложим© и
к заметным отклонениям от оптимальной формы кольца приводит только в случае
гысокой быстроходности, т. е. больших углов а3 (Ред.).

Характеристика, насоса 583 -
направляющего кольца, а спиральная стенка ее представляет как бы
материальное осуществление пути водянвго потока, который в
направляющем кольце течет свободно. Между конечным сечением
спирали и круглым отверстием нагнетательного штуцера имеется
конусообразный переход.
Спираль с коническим уширением действует точно таким же
образом, как канал направляющего аппарата.
Расчет в предположении произвольного
очертания стенок А В поперечных сечений. Через весьма
малый элемент площади bdr (заштрихованный на фиг. 34)
протекает количество воды dV^ = bdrcu = bdr-(K'.r), где для насоса
без направляющего колеса К = f2c^ir
Если теперь принять во внимание, что через рассматриваемое
поперечное сечение протекает количество воды V = (ср°: 360) V,
то при обозначениях согласно фиг. 35 получается
*=™«М- си)
г'
Отсюда возможно графическое определение изменения ср в
зависимости от R путем нанесения значений b\r в зависимости от
г и графического интегрирования.
Если Ь постоянная величина, то получается логарифмическая
спираль.
В случае* к р у г л о г о поперечного сечения камеры
подобный же расчет при обозначениях согласно фиг. 36 приводит
к уравнению
ср° . _. /2РТ^ 7207Г/С. ПА.
р—с+|/ —с • где с = -у-> (24)
г' тоже может меняться с изменением ср.
Если ввести в расчет влияние трения жидкости о стенки
кожуха, то разворот спирали получается большим, чем соотв.
формулы (23) и (24) 1).
Спиральной камере следует, как правило, отдавать
предпочтение перед направляющим аппаратом в том случае, если конечное
сечение ее получается настолько большим, что возможен плавный
переход к отверстию нагнетательного штуцера.
g) Характеристика насоса
При изменении величины подачи по сравнению с расчетной,
соответствующей безударному входу на колесо, меняется также и
величина развиваемого напора. Точно так же с изменением числа
оборотов меняется производительность или высота напора, или и
то и другое вместе. Полную картину взаимной зависимости между
х) См. Pfleiderer, Kreiselpumpen, 2 изд.

• 684 т- Ш- Отд 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
производительностью, числом оборотов и напором дает
поверхность, получающаяся при* изображении переменных VX9 n, Нх
в объемной системе координат. (Индекс х показывает, что
значения V и Н произвольны и могут не совпадать со значениями
при безударном входе.) С практической точки зрения особенно
важное значение имеют линии постоянного числа оборотов,
которые можно построить опытным путем, если при неизменном
числе оборотов менять при помощи дроссельного клапана на
нагнетательной трубе количество подаваемой воды Vx и измерять
соответственные значения Нх. ■ Полученные таким образом кривые
VXHX носят название „характеристики насоса при постоянном числе
оборотов". Их можно получить графическим путем, исходя из
теоретической величины напора. Построение теоретической харак-
Фиг. 37. Фиг. 38.
теристики VXHX при п = const дает прямую линию, направление
которой дано на фиг. 37 для {?2^90°, при бесконечно большом
числе лопаток. Отсюда следует, что теоретическая высота напора
при загнутых вперед лопатках на Д/^ больше, а при загнутых
назад лопатках на Д#2 меньше, чем при радиальных лопатках
(с радиальными концами). При Vx = 0 все три типа лопаток дают
одинаковые значения развиваемого напора.
Из этих линий получаются характеристики по действительному
напору, если, как это показано на фиг. 38, по порядку вычесть
следующие величины:
1. Уменьшение мощности вследствие конечности числа
лопаток. Получающаяся лй^ия Hih х — тоже прямая и пересекает
ось абсцисс в той же точке F, что и линия HlhooX.
2. Трение в каналах, включая потери от изменения
сечения и поворотов, которые возрастают вместе с Vx по закону
параболы.
3. Потери от удара при входе в рабочее ив
направляющее колесо, которые также изменяются по закону параболы с
вертикальной осью и вершиной в точке оси абсцисс Vx= V
(парабола EGy).

Характеристика насоса
585
Получающаяся таким образом характеристика
есть опять-таки парабола с вертикальной осью.
насоса CDE
Построение характеристики насоса. Прежде всего проводят прямую
f*th х* соединяя между собою точки пересечения F и А этой прямой с осями Vx и
Я
= u2KD2b2 tg р2> на оси Нх О А = 2 , где р =
(Значения 5
х, причем расстояние этих точек от начала координат равно: на оси Vx OF =
«22 Г7ГР п Ф £>22
стр. 574.) Затем наносят параболы потерь от трения и от удара. Обе параболы
заданы вершиной, осью и одной точкой (I т., стр. 147). Вершиной параболы
трения является нулевая точка, а вершина параболы удара лежит в расчетной точ:е
G абсциссы V. Вторая точка параболы трения задана абсциссой V и ординатой
#и,—# = (1 —ч\н)Щь> а вторая точка параболы удара есть точка Е пересечения
ее с осью Нх, причем
-"«-гКгй-йЛ-
ОЕ = Неп =
(25)
величин при без-
ординат прямой
где <в = 0,60 до 0,70. V, Н^ и Н здесь представляют значения
ударном входе. Искомая характеристика получается, если ш
линии AF вычесть сумму ординат
обеих парабол.
Конгруэнтность
характеристик. Теория й
практика согласно приводят к
следующему закону:
Характеристики
данного насоса
конгруэнтны для всех
чисел оборотов.
Вершины их А лежат на
параболе ОМ (фиг. 39),
проходящей через начало координат
и имеющей осью Нх. Если
поэтому имеется
характеристика, построенная (в
результате испытаний или
подсчетом) для одного какого-
либо числа оборотов, то она
легко может быть уже
построена для любого
другого числа оборотов, так как абсциссы точек А относятся между
собой как соответственные числа оборотов.
На фиг. 39, кроме группы характеристик нанесены также кривые
постоянного коэфициента полезного действия 1). Для каждого насоса существует
одна точка В наивыгоднейшей работы, от которой во все стороны идет понижение
коэфициента полезного действия. Все точки одинаковых условий в<ода (а значит
и точки безударного в года) лежат на показанных пунктиром параболах с верши-
1) По Я н с е н у, журнал ZdVdl 1912, стр. 1895.

586 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
ной в начале координат. Для них производительность пропорциональна первой
степени, высота напора — второй, а расходуемая мощность — третьей степени
числа оборотов.
Определение рабочей точки. Высота напора,
которую должен преодолевать насос, слагается, согласно уравнению (2),
стр. 548, из постоянной (статической) части, равной геодезической
высоте подачи, и переменной части, возрастающей по закону
параболы вместе с Vx и равной высоте сопротивлений в трубо-
N.
Фиг. 42. Фиг. 43.
проводе. Поэтому в диаграмме VXHX изменение высоты напора
представляется параболической кривой GB (фиг. 40), которую
можно назвать характеристикой трубопровода, так
как она не зависит от типа насоса и места установки; Работа
насоса происходит в точке В пересечения этой кривой с
характеристикой насоса.
Если несколько насосов работают на одну и ту же сеть, то
высота сопротивлений в случае двух насосов почти в четыре раза,
в случае трех насосов почти в девять раз больше, чем при одном
насосе. Соответственно этому рабочая точка перемещается из Bj
в В2, соответственно в В3 (фиг. 41). Таким образом с увеличением
числа насосов, питающих общую сеть, производительность
отдельных насосов падает.

Регулирование
587
При параллельной работе поршневого и
центробежного насосов количество воды VKo, подаваемое поршневым насосом
(фиг. 42), остается постоянным, а производительность
центробежного насоса уменьшается от V до V,
Область неустойчивой работы (пумпаж). Так как внутри
определенного рабочего участка появляются две точки D и Е пересечения
характеристики насоса с характеристикой трубопровода (фиг. 43), причем левая точка
пересечения D дает при повышении числа оборотов уменьшение
производительности, а при падении числа оборотов — увеличение количества подаваемой воды,
то можно ожидать неустойчивости в работе, которая и наступает, когда насос
работает на отрезке кривой В'" D'. Насос перестает подводить воду, когда число
оборотов ниже того, которому соответствует взаимное касание характеристик г).
XajiaHmefiucmuHo
трубопровода
h) Регулирование
1. Изменение числа оборотов. Это самый лучший способ
регулировки и самый экономный даже в том случае, когда при
электрическом приводе,
например от асинхронного
мотора, изменение числа
оборотов должно
производиться изменением силы тока
в якоре. Относительное
изменение величины подачи
бывает обычно значительно
большим (в 4 —10 раз), чем
относительное изменение
числа оборотов.
Наглядную картину
производительности при различных
числах оборотов дает кривая (nVx)
(фиг. 44), для построения которой
должны быть известны
характеристика I трубопровода ВС и ха- Фиг. 44.
рактеристика II насоса для какого-
либо числа оборотов.
Исходя из конгруэнтности характеристик, чертят одну такую кривую на
прозрачной бумаге и перемещают ее параллельно самой себе таким образом,
чтобы высшая ее точка А двигалась на параболе ОАМ. Точки пересечения Cv С2,
С3, . . . с линией ВС дают количества воды Vv V2, V3, . . ., а абсциссы av av
оц, . . . перемещающейся точки А дают соответственные числа оборотов, причем
масштаб абсцисс определяется по отрезку а, которому соответствует число
оборотов исходного положения кривой дросселирования. Полученная кривая Z)D2D4
имеет горизонтальную касательную, точка касания которой дает наименьшее
допустимое число оборотов.
2. При постоянном числе оборотов количество подаваемой
воды чаще всего устанавливается при помощи дроссельной задвижки
на нагнетательном трубопроводе. Во всасывающей линии
дросселирование не рекомендуется из-за образования высокого
разрежения перед насосом и опасения отрыва воды (допускается только
1) См. В. И. П о л и к о в с к и й, Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры.
Знергоиздат.

588 Г. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
при подаче газообразных тел). Поворотные направляющие
лопатки (как у водяных турбин) дают заметную экономию только
в отдельных особо благоприятных случаях1). Если
производительность насоса должна быть изменена на продолжительное время, то
вместо дросселирования следует закрыть несколько каналов
рабочего колеса (по возможности у входа и у выхода). Впуск воздуха
во всасывающий трубопровод при небольших изменениях
производительности (не меньше 70% нормальной) также надо считать
более выгодным, чем дросселирование, но такой впуск
воздуха создает опасность отрыва водяного столба во всасывающей
линии.
i) Наибольшая допустимая высота всасывания
Наибольшая допустимая высота всасывания достигнута тогда,
когда в каком-либо месте водяного потока начинается
парообразование (кавитация). В
центробежных насосах в этом случае
«а * 8\
Ш,
г,
I
20 4
0 6
0 8L
У
^Тй
/I
Ал
/LJ
/юо°с\
I
_Z_jIJ
Фиг. 45 ч
помимо падения
производительности и понижения коэфициента
полезного действия, имеет место
разъедание материала.
Отношения, подробно
рассмотренные для поршневых
насосов (стр. 551 и ел.), имеют место и
здесь. На фиг. 45 приведена
зависимость допустимой
манометрической высоты всасывания
от температуры воды для
средних условий.
При центробежных насосах особенно важно, чтобы
всасывающий трубопровод, а также сальник на всасывающей стороне были
абсолютно плотны во избежание образования воздушных мешков
во всасывающей линии. Усиление всасывающей способности
достигается также следующими конструктивными
мероприятиями: 1) малым отношением rf/S, т. е. большой несущей
поверхностью лопаток, что достижимо например удлинением лопаток
в сторону всасывающего патрубка; 2) плавной кривизной боковых
стенок у входа; 3) малым углом лопаток pt и применением
лопаток, загнутых назад; 4) небольшой высотой напора для отдельных
колес, следовательно большим числом ступеней, в случае, если
перед насосом не предвключен подающий насос с малой высотой
напора.
Высота всасывающих многоступенчатых насосов определяется
колесом первой ступени, каковое из приведенных выше
соображений зачастую выполняется с лопатками двоякой кривизны.
*) Ср. журнал ZdVdI. 1929, стр. 129.

Валосы с лопатками двойной кривизны
589
к) Пределы применимости центробежных насосов; удельное
число оборотов
При малых количествах воды и больших напорах,
приходящихся на одно колесо, ^оэфициент полезного действия сильно
понижается вследствие трения в каналах между лопатками и о стенки
колеса, а также вследствие потерь в зазоре. Если допустить
определенную предельную величину общих потерь в колесе и зазоре,
то наибольшая допустимая высота напора одного колеса при
количестве воды V l лФ/сек получается из равенства
max Я8/» = const Vn\ (26)
где значение const тем меньше, чем большие потери допущены.
Для обычного радиального колеса может быть принято const = 0,004.
При превышении этого предельного значения надо перейти к
многоступенчатому насосу или же к поршневому, если число оборотов
не может быть повышено. Малые количества подаваемой воды
обусловливают таким образом большие числа оборотов.
При сохранении определенной формы лопаток получается при данных V и п
определенное нчжнее предельное значение напора Я, которое различно для
различных форм лопаток и при чисто радиальных колесах больше, чем при колесах
с двойной кривизной лопаток или при осевых колесах. При значениях, меньших
нижнего предела, необходимо разделение массы воды (многосторонний вход).
Для характеристики различных форм колеса и типов насоса
пользуются термином .удельное число оборотов", под
которым разумеют число оборотов такого одноступенчатого насоса,
лопатки которого во всех частях геометрически подобны лопаткам
данного насоса и имеют такие размеры, что дают полезную
работу в 1 л. с. при высоте напора в \ м, следовательно имеют
производительность в 75 кг\сек. Это удельное число оборотов
определяется из
л, = 3,65 п VVlH31*- (27)
Оно прежде всего тем больше, чем больше отношение Ь%: D2. Поэтому при
переходе от формы I на фиг. 46 к формам II, III, Ilia быстроходность все возрастает.
Дальнейшее повышение возможно при переходе к осевому насосу. Затем ns
возрастает с уменьшением угла р2 и с увеличением отношения DJDt или bjb^.
Относительно ограничений при выборе п£ остается в силе (применительно к данному
случаю) сказанное в отделе водяных двигателей.
Таблицы на стр. 594—595 (нижние горизонтальные ряды) дают обзор
встречающихся на практике удельных чисел оборотов для различных конструкций.
1) Насосы с лопатками двойной кривизны
При повышении быстроходности приходится переходить к
колесам с рабочими лопатками по типу III фиг. 46. Эти лопатки
профилируются либо тем же методом, что и лопатки турбин Фрэнсиса
(стр. 521 и ел.), т. е. при помощи конических сечений, либо путем
последовательного расчета сечения по точкам (см. Пфлейдерер).
Осевые насосы, рабочее колесо которых строится по типу про-*
пеллера, либо гребного винта (как турбины Каплана), применяются

590 T- IIJ- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. I. Насосы
для быстроходностей, доходящих до ns = 3000. Расчет этих насосов
построен на основе теории поддерживающего крыла.
Небольшая всасывающая
способность, а также невозможность
создания высоких напоров (свыше
10 м) при помощи этих насосов
объясняется возникновением
кавитации; избежать кавитацию удается
только в тех случаях, когда вода
притекает к насосу под
давлением.
Ввиду чрезвычайной простоты
конструкции и высокого к. п. д.
(до 80% и даже выше), эти
насосы завоевывают себе* все более
широкое применение в свойственной им области высоких
быстроходностей.
т) Пуск в ход
Перед пуском насос заливается при помощи эжектора,
воронки или из напорной магистрали. В последних двух случаях
необходимы: обратный клапан (во всасывающей коробке) и
воздушные краны во всех ступенях. Воздушные краны должны
оставаться открытыми, пока не покажется из них вода. Когда из
насоса удален воздух, пускают его в ход при закрытых воздушных
кранах и закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе.
Когда достигнуто полное число оборотов, постепенно открывают
задвижку, но только на столько, чтобы мотор не перегружался.
Расход энергии при закрытой задвижке составляет примерно одну
треть расхода при нормальной производительности.
Чтобы избежать необходимости заливки всасывающего
трубопровода перед пуском и одновременно с этим увеличить
допустимую высоту всасывания, в последнее время применяются ,.само-
всасывающие насосы*': при этом либо сам насос отсасывает воздух
из всасывающей линии, либо к насосу пристраивается водоколь-
цевой насос (фиг. 90, стр. 621) или водяной эжектор.
и) Конструкция центробежных насосов
При небольших скоростях воды рабочие и направляющие
колеса могут быть из чугуна, при больших скоростях (насосы
высокого давления) следует применять вязкую бронзу. Поверхность
скольжения, как например в месте прохода вала через сальники,
следует предохранять от ржавления либо применением стали
с примесью никеля, либо же при помощи бронзовой втулки в
соответственном месте вала. В случае воды с большим содержанием
газов должны быть приняты особые меры против разъедания.
На фиг. 47 и 48 показан насос низкого давления с
двухсторонним всасыванием воды (Ortenbach & Vogel A. G., Bitterfeld).
Осевое давление уравновешено не полностью, и небольшое оста-

Конструкция центробежных насосов
591
точное давление передается двумя установочными кольцами на
подшипник. Водяное кольцо в сальнике предохраняет от
засасывания воздуха через сальники. Вода под давлением для кольца
берется непосредственно за рабочим колесом. Ведение всасывающих
Фиг. 47.
Фиг. 48.
каналов через кожух делает необходимым резкий поворот воды
перед самым входом в колесо. Поэтому при больших количествах
воды криволинейные входные каналы примыкают непосредственно
к всасывающему отверстию
рабочих колес.
Изменение направления
вступающей воды избегнуто
в конструкции по фиг. 49 (А.
Borsig G. m. b. H., Berlin-Te-
gel). Водяной подшипник
смазывается водой из
нагнетательного пространства. При
больших количествах воды
подшипник этот переносится на
всасывающую сторону,
чтобы избежать консольного
укрепления колеса. Смазка в этом
случае—маслом. Направленное
всегда в сторону всасывания
осевое давление, разгруженное
устройством дыр во втулке
колеса и вторым уплотняющим
зазором, воспринимается
установочным кольцом. Кожух консольно подвешен к стойке
подшипника при помощи болтов и может быть повернут вокруг его оси.
Конструкция для малых напоров отличается большой
приспособляемостью к местным условиям.
На фиг. 50 изображен насос низкого давления завода Weise
Sonne с винтообразно изогнутыми поверхностями лопаток,
следовательно с большой быстроходностью (тип Myria). Вдающиеся
далеко во всасывающее пространство лопатки обеспечивают,
несмотря на быстроходность, прекрасную всасывающую способность
Фиг. 49.

692 Т. Ixl- 0тД- б- Насосы и компрессоры. I. Насосы
насоса, так что при соответственном направлении всасывающего
трубопровода насос может присасывать воду на высоту до 2 м
без предварительного удаления воздуха из насоса. Для воды,
загрязненной крупными примесями, насос 'строится только с двумя
лопатками. Лопатки на
задней стороне стенки колеса
служат для разгрузки
сальника.
При больших, в
сравнении с количеством подаг
ваемой в'оды, напорах луч-
t-5-A ший коэфициент полезного
1 •" действия достигается
прибавлением направляющего
аппарата (фиг. 51 и 52,
завода A. G. Balcke, Frariken-
ttial) — насос среднего
давления.
В
многоступенчатых насосах различается
камерный тип, когда все ступени помещены в одном общем кожухе,
и кольцевой тип, когда кожух выполнен в виде отдельных колец,
каждое из которых включает одну ступень (фиг. 53 и ел.).
Фиг. 50.
Флг. 51.
Фиг. 52.
Фиг. 53.
В Германии в настоящее время строятся насосы только кольцевого типа, так
как ремонт таких насосов даже после продолжительной- службы не представляет
трудностей, и облегчается также серийное изготовление насосов. Но не надо
упускать из виду необходимости при этом типе взаимного уплотнения колец,
разборки и удаления трубопровода при ремонте, а также выверки насоса заново
при сборке после ремонта.
Уравновешение осевого давления может происходить внутри
ступеней, например противоположным размещением рабочих колес
попарно, соответственно двумя группами, или же созданием
одинаковых и одинаково нагруженных поверхностей давления на обеих
сторонах колеса (фиг. 53) посредством второго уплотняющего
зазора а и отверстий с во втулке колеса. Теперь предпочтительно

Конструкция центробежных насосов
593
применяют один общий для всех ступеней уравновешивающий
поршень А (фиг. 54, выполнение Borsig). Образованный им зазор а
с достаточной шириной в осевом направлении вместе с добавоч-
Фиг. 55.
ным зазором Ъ (с радиальной шириной) действует таким образом,
что достигается автоматическое уравновешение, безразлично в
каком направлении перемещается ротор. Благодаря такому
уравновешивающему приспособлению разгружается сальник высокого
Давления.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 38

Таблица 5. Производительность центробежных насосов (Weise Sonne, Halle-Saale)
Насосы низкого давления без направляющего аппарата со спиральной камерой
Диаметр колеса мм
Диаметр штуцера .... мм
Производительность . м*/мин
Высота напора м
Число об/мин
Расход энергии л. с.
Коэфиц. пол. действия . . %
Рабочее колесо с односторонним
всасыванием
Рабочее, колесо с двухсторонним
всасыванием
140
30-50
175
60-90
200
90—100
250
90—150
285
90—150!
320
400
125—175
200
425
200—225
450
225-250
500
300—350
600
500—550
0,1—0.3
5—25
1400-
3000
0,3-1,4
25—60
0,4—0,9
5—30
1200—
2550
1—5,6
45—65
1,0-1,5
5—30
950-
2050
2-15,5
50—66
1-3
5—40
800-
1800
2,2—15
40—72
1-3
5-40
650—
1750
2,2—37 |
50-72
1,5-3
5-45
650—
1600
3—42
55—72
4-6
5-50
500—
1480
6,5—90
65-74
5-7
5-50
5и)—
1300
9—1051
65—76
8-10
5—50
480—
1260
13-146
65-76
15-20
5—50
480—
1170
26—300
65-76
30—40
5-25
370-
690
60—290
70—76
Удельное число оборотов
(уравн. 27, сгр. 589) . . . пs
63—69
108—89
135-92
114-91
92—90
113-76
142—91
159—87
192—9
264-132
289-182
Одноступенчатые центробежные насосы с направляющим аппаратом
Рабочее колесо с двухсторонним всасыванием
. . . . м
Удельное число оборотов
. . . .%
(УР- 27,
180
80
0,4—0,7
12-11
1450
2-2,75
54-62
67—95
210
100
0,7—1,2
16-15
1450
4,5—6,4
55-^-63
72—98
240
125
1,1—1,5
20—19
1450
7,3—9
67—70
76-92
275
150
1,5—2,2
30—28
1450
15—19,5
67—70
65—84
335
175
2,2-3,5
42-40
1450
31-43,4
66-72
62—80
400
225
3,5—5
64—63
1450
69-92
' 72—76
57-69
45Э
250
5—8
72-70
1450
107—164
70—76
62-80
485
300
8—12
83-80
1450
210—280
70—76
71—89

Многоступенчатые центробежные насосы
Производительность . . му.нан
Коэф. полезного действия .. %
Наибольшее допуск, число сту-
Удельное число оборотов ns\
(уравн. 27, стр. 589). |
140
60/50
0,05-0,175
7
1450
0,23—0,6
34-45
10
35-66
175
70/60
0,2-0,5
11-10
1450
1—1,85
50—60
10
51-86
205
80/70
0,5—0,7
15-14
1450
2,7—3,35
62-65
10
63-79
250
125/90
0,7—1,1
22—21
1450
5—7
67—72
10
56-73
300
150/125
* 1,2—2
32-30
1450
12,2—18,3
70—73
10
49-76
375
175/150
1,8—3
53—50
1450
28,6-45
74-75
10
47-63
425
200/175
3—4,5
65—62
1450
58,5-82
74-76
9
52—66
475
250/200
4-6
85-83
1450
102—146
74-76
9
49—61
510
300/25Э
6-8
95
1450
167—220
76-77
8
56-64
г) Данные относятся к одной ступени, хотя вообще многоступенчатые модели не подходят для выполнения в виде
одной ступени. •
Одноступенчатые центробежные насосы Myria *)
Диаметр колеса мм
Диаметр штуцера . . . ,мм
Производительность . м'д/мин
Высота напора м
Число об/мин
Расход энергии л. с.
Коэф. полезного действия . °/0
Удельное число оборотов ns
g (уравн. 27, стр. 589).
*)Ср. фиг. 50.
80
185
125
210
150
240
250/200
255
250
320
440
430
500
0,4 0,6 I 0,8
7 | 5 | 3
2800
1Д I 1,1 I 1,1
57 60 48
1 1,5 I 2
8 I 6,5 I 4,5
1450
3,2 I 3,3 I 3,4
56 66 59
1,5 2,5 3,3»
9 7 4,2
1450
5,8 I 5,9 I 5,9
52 66 55
4 6 7
10,5 7 5
1450
14 I 13,51 13
66 70 60
5 I 7 I 9
15 J 12 I 8,5
1450
25,51 27 I 26
65 70 65
10 15 18
24 I 16 I 11
1450
73 I 72 | 65
73 74 ' 68
20 25 I 30
14 |11,5| 9
96 J
88 I 86
70 I 73 70
1921 305
513
142
205
313,
163
250 437 236
388 540 200 2821 412
332| 48а
279
гЩ 476
ел

596 T- HI. Отд. 8. Насосы й компрессоры. I. Насосы
Фиг. 55 показывает трехступенчатую конструкцию (Weise S6hne
Halle-Saale), в которой потеря воды, вызываемая применением общего
уравновешивающего приспособления, незначительна по той
причине, что поршень и добавочный зазор имеют как радиальные,
так и осевые (цилиндрические) поверхности уплотнения, а сами
колеса частично разгружены посредством второго уплотняющего
зазора, наподобие показанного на фиг. 53. Чтобы сделать
подвижные (рабочие) каналы доступными для обработки, обращенная ко
входу боковая стенка ставится на заклепках.
В насосе на фиг. 56 (Maffei-Schwarzkopf-Werke, Berlin) высокая
быстроходность достигается параллельным включением нескольких
Фит. 56.
колес, т. е. многоструйностью. Эти насосы с награвляющими
аппаратами особенно пригодны для непосредственного соединения
с паровыми трубами в установках для водоснабжения. В насосах
для охлаждающей воды для больших конденсационных установок
также применяется многоструйность, но в целях еще большего
увеличения числа оборотов, насосы эти строятся без направляющих
аппаратов
о) Сравнение поршневых и центробежных насосов
Хотя по данным, приведенным на стр. 549, коэфициент.полезного
действия центробежных насосов несколько меньше, чем
коэфициент полезного действия поршневых насосов, однако в следующих
случаях цетробежному насосу должно быть отдано предпочтение
перед поршневым, благодаря его меньшей стоимости, меньшему

Специальные конструкции
597
подъ-
крюку
занимаемому месту, меньшим расходам по обслуживанию и
ремонту, большей простоте и надежности в работе:
1) при больших количествах воды, подаваемой на небольшую
вы соту;
2) при кратковременной работе;
3) как правило, при электрическом приводе (отпадает
необходимость в ременной или какой-либо другой передаче,
удешевляется и улучшается мотор), для питания котлов при средних
и больших производительностях, для обслуживания рудников, для
гидравлических установок в качестве передвижных насосов
(водоотливные насосы, пожарные насосы).
В случае привода от паровой машины применяются
преимущественно поршневые насосы, хотя при больших количествах
подаваемой воды они начинают вытесняться центробежными и в этом
случае.
D. Специальные конструкции
Каждая подъемная машина может быть использована для
ема воды, например подъемный кран с привешенной к
кадкой. Получающиеся таким
образом подъемные механизмы
для жидкостей, к которым
относятся также водочерпалки,
транспортные шнеки, цепные
насосы, рассмотрены в главе
о подъемно-транспортных
устройствах (т. II Хютте).
Ниже рассмотрены еще
те конструкции, в которых
нагнетающая жидкость (газ,
пар, вода) приходит в
непосредственное соприкосновение
с нагнетаемой.
а) Подъем сжатым воздухом
1. Насосы Маммутх).
Действие основано на том, что
находящаяся в нагнетательной
трубе г жидкость смешивается с воздухом, вследствие чего
уменьшается ее удельный вес. Поэтому окружающая жидкость в
состоянии поднять смесь на поверхность. Глубина погружения под
уровнем всасываемой воды, которую следует держать по
возможности большой, должна быть следовательно тем большей, чем на
большей глубине находится уровень воды (7з до2/з высоты подачи
Фиг. 57.
х) Журнал ZdVdl, 1898, стр. 981; 1906, стр. 2062; 1909, стр. 545. — V о gd t
Pumpen u. Druckwasseranlagen, Saml. GOschen, стр. 138.

598 Г. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насоеьг
и больше). Подвод воздуха по воздухопроводу /, присоединенному
к компрессору (фиг. 57). Насос находит применение при подъеме
воды из скважин, а также для поднятия горячих жидкостей, для
подачи загрязненной или содержащей песок, а также химически
нечистой воды. Коэфициент полезного действия колеблется, в
зависимости от высоты напора и подаваемого количества,
приблизительно от 0,25 до 0,5, считая по работе, затрачиваемой на
приведение в действие компрессора *).
2. Монтежю. Для подъема сока и едких жидкостей служат закрытые сосуды,
в которые притекает подлежащая подаче жидкость, в то время как воздух уходит
через воздушный кран. Затем приток жидкости и выпуск воздуха прекращается,
и подводится воздух под давлением, который и поднимает жидкость.
Распределение затем переставляется, и процесс начинается сначала. Распределение от руки
или автоматическое. Иногда вместо сжатого воздуха применяется пар.
Ь) Пульсометры
Пульсометры представляют собою беспоршневые насосы с 2
камерами. Пар поступает в камеры попеременно при помощи
распределительного шара (М. Neuhaus& Cie., Berlin-Luckenwalde, фиг. 58),
язычка (Cebr. Korting A.-G., Hannover) или клапана и вытесняет
воду через нагнетательный клапан. Пар затем конденсируется и
происходит всасывание.
!) См. Н о е f e r. Mitt. Forschungsarb.. H. 138 *

Пульсометры
599
Применяются, когда небольшие первоначальные затраты и
простота установки важнее, чем величина расхода пара.
Наивыгоднейшая высота всасывания 2 до 4 м, но может доходить до 8 м.
Всасывание прекращается при температуре воды 50° С, и тогда вода
должна поступать самотеком. Высота нагнетания до 50 м\ при
больших высотах несколько пульсометров располагаются один над
другим, причем верхние ступени из-за нагревания воды работают
хуже.
Давление пара при небольших высотах подъема около 1,5 am,
при больших на 2 до 3 am выше, че"м давление напора в am; при
работе мятым паром можно получать еще напор в 2 до 4 м
высоты. Пар должен быть возможно сухим. Производительность при
напоре в 5 м до 7 m*/muh; при 50 м до 2,25 м^/мин.
В обыкновенных хорошо построенных пульсометрах объем
израсходованного пара равен 2- до 3-кратному объему подаваемой
воды. 1 к? пара дает полезную работу в поднятой воде в 3000 до
5000 мкг, что соответствует расходу пара в 54 до 90 #г/эфф. л. с. ч.
При небольших высотах подъема получаются менее выгодные
цифры производительности, чем при больших. В соответствии с
вышеприведенными цифрами повышение температуры поднятой
воды составляет около 2° при высоте подъема до 10 м; при
дальнейшем повышении высоты подъема можно считать повышение
температуры в 1,5° на каждые последующие.
Газовые нагнетательные насосы. Для больших производи-
тельностей находят применение насосы х) Гумфри до 420 эфф. л. с.
(315 мЗ/мин на высоту, достигающую б м). Клапанная коробка
с автоматическими всасывающими и нагнетательными клапанами.
Общий коэфициент полезного действия, взятый по теплопро-
изводительности газа и работе в поднятой воде, около 0,16 -г- 0,25.
Расход угля (антрацита) в газогенераторе 0,4 -н 0,65 кг, расход
газа кругло 2,2 м% на 1 эфф. л. с. н. (при теплотворной способности
газа в 1300кг-кал/м%). Установка дешевая; для пуска служит сжатый
воздух.
Для небольших производительностей применяется двухтактная
конструкция, при которой силовой газ поднимает в цилиндре
поршень, связанный с нырялом насоса. Обратное движение
совершается посредством груза, связанного с рабочим поршнем 2).
с) Гидравлический таран (фиг. 59)
Динамическое давление протекающей рабочей воды закрывает
запорный клапан, вследствие чего вода приходит в состояние
покоя и производит удар, который открывает самодействующий
нагнетательный клапан тарана и нагнетает часть воды. Вследствие
падения давления рабочей воды нагнетательный клапан закры-
!) ZdVdl 1911, стр. 267; 1913, стр. 885 и 942; 1914, стр. 35, 1109 и 1588,
Stahl u. Eisen, 1914, стр. 1136.
я) ZdVai, 1916, стр. 741.

600 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. I. Насосы
вается, а запорный клапан открывается собственным весом. Процесс
начинается сызнова.
Применение. Когда имеется в распоряжении в большом избытке рабочая
вода под небольшим напором для подъема меньших количеств воды на большую
высоту. Водопровод рабо-гей воды целесообразно иметь не длиннее 20 м. Количество
подаваемой воды—от 0,003 до 0,25 лР/мин. Коэфициент полезного действия
колеблется между 0,3 и 0,7 и тем меньле, чем больше отношение высоты нагнетания
к действующему напору. Для обычных случаев коэфициент полезного действия
тарана равен 0,7.
Гидропульсор 1) (Ottenser Eisenwerk A.-G., Altona-Ottensen)
употребляется на оросительных и осушительных
установках,—вообще в установках с большим расходом воды, а также в качестве
повысителя напора для водосиловых установок. Может давать
большие производительности, чем таран.
Фиг. 59.
Конструкция: запорный и нагнетательный клапан тарана заменены изогнутыми
каналами в подвижном (распределительном) колесе. Рабочая вода приводит
распределительное колесо в равномерное вращательное движение и посредством каналов
в колесе соединяет попеременно отводную и нагнетательную трубы с трубой для
притока рабочей воды, благодаря чему возникает действие удара, как в таране.
Выполнение вертикальное или горизонтальное. Подвижное колесо из чугуна,
бронзы или стали, вал в шариковых подшипниках. Коэфициент полезного действия
около 0,65, Достоинства: простота, тихий ход, слабое изнашивание, дешевизна.
d) Струйные насосы
I. Водоструйные насосы. Вытекающая из сопла рабочая вода
всасывает нагнетаемую жидкость, смешивается с ней и подает
смесь на высоту.
Водоструйные насосы начодят широкое применение в горном деле (при
откачивании воды, в особенности при углублении существующих шахт), при
сооружении оснований, для откачивания воды из подвалов и т. д. Благодаря простоте
и отсутствию движущихся частей насосы эти пригодны также для подъзма
илистой или грязной воды.
Фиг. 6&.
х) ZdVdl, 1911, стр. 267.

Струйные насосы
601
Производительность до 150 мг/час^ обычно 0,6 ч-10 м*/час. Давление рабочей
воды от 3 до 800 м падения, большей частью 3,5 -*• 4 am (давление водопровода).
Коэфициент полезного действия 0,1 -г-0,3 зависит от отношения давления рабочей
воды к высоте нагнетания и от высоты всасывания.
2. Пароструйные насосы (эжекторы) применяются для
подъема таких жидкостей, которые допускают конденсирование пара
и употребляются как колодезные насосы, насосы для откачки
воды на судах, для подъема мутных жидкостей, кислот, щелочей и
в специальной конструкции, как пожарные насосы на фабриках1)
Большой расход пара; температура воды повышается с увеличением высоты
подъема. Коэфициент полезного действия сравнительно мал, а потому применение
эжекторов для постоянных водоснабжении и больших количеств воды не имеет
места, за исключением тех случаев, когда теплота поднятой воды может быть
утилизирована. В этих случая* эжектор превосходит всякий другой прибор своей
простотой и надежностью в работе.
Инжекторами называются пароструйные насосы,
служащие для питания паровых котлов. Применяются также в
установках районного водяного отопления.
Различаются инжекторы невсасывающие и всасывающие.
Всасывающие инжекторы (фиг. 60) (Шеффер и Буденберг) снабжены
шпинделем для регулирования пара. При пуске в ход в сопло
пускают сначала тонкую струю пара, пока вода не начнет
вытекать из переливного клапана; тогда усиливают паровую струю
до такой степени, что она нагнетает пароводяную смесь через
обратный клапан в котел. Накачиваемая инжекторами вода может
преодолевать противодавление большее, чем давление пара.
Инжекторы, работающие мятым паром, могут еще питать котлы
при давлении в них до 7 am манометра, однако питательная
вода должна притекать к ним самотеком, и температура воды не
должна быть выше 18°. Вода нагревается инжекторами до
температуры 70 до 90°.
И. Воздуходувки, газодувки и компрессоры а)
Классификация
А. Порыневые газ о- и воздуходувки, поршневые
компрессоры. Сжатие производится прямолинейно движущимся взад и вперед
поршнем. Сюда относятся также ротативные машины, в которых поршень
совершает вращательное движение.
1) Mitt. Forschungsarb. Vdl, тетр. 77 и 256. - Н б h n, Der Dampfbetfieb, Berlin
1929, стр. 77 и след. J. Springer.
2) Литература. Р. О s te rt a g, Kolben- und Turbokompressoren, 3 Auflage, Berlin
1923,J. Springer.—A. Hi n z, Thermodynamische Grundlagen der Kolben- und
Turbokompressoren, Berlin 1914, J. Springer.—H. В a er, Dampfturbinen und
Turbokompressoren, Berlin 1914, J. Springer. — Eck-Kearton, Turbogeblase u. Kompressoren.—
Поликовски й.—Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры. Энергоиздат 1935.
Гиршберг, Поршневые компрессоры. Энергоиздат 1933. — Репин,
Воздуходувные машины. Изд. Л. М. И. 1933.

602 т- ш- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
B. Центробежные вентилят о^р ы, турбовоздуходувки,
турбокомпрессоры, существенной частью которых является вращающееся
колесо с лопатками.
C. Осевые (винтовые, пропеллерные) вентиляторы.
D. Специальные конструкции (струйные воздуходувки,
гидравлические компрессор ы).
Общие данные
1. Значение охлаждения. При любом процессе сжатия при
средней теплоемкости ср и Л = 1:427, имеет место равенство:
ALt = c,(t2-Q + Ч (1)
тепловой эквивалент
внутренней (индикаторной) работы, =
подведенной к газу,
отнесенной к I кг
увеличение
теплосодержания газа
тепло, отданное
-f- охлаждающей
воде *)
.Таким образом сжатие сопровождается повышением
температуры t2 — t1, которое может быть уменьшено или уничтожено
охлаждением. При одном и том
же давлении р (фиг. 61)
подаваемый объем тем больше, чем
выше температура, следовательно,
без охлаждения (vf) больше, чем
при охлаждении (v). Линия сжа-
АдиаБата
Политропа
Фиг. 61.
Фиг. 62.
тия Л1/42/ неохлаждаемого компрессора в диаграмме pv
направлена поэтому более круто, чем таковая охлаждаемого
компрессора {А1А2)> Таким образом, благодаря охлаждению, экономится
рабочая площадь АЬА2А2' (заштрихованная), лежащая между
обеими кривыми. Относительное сбережение работы тем более, чем
выше кратность сжатия p2:pv При больших степенях сжатия
охлаждение необходимо еще" по той причине, что значительные по-
2) А также в окружающую среду. Обычно этой последней величиной можно
пренебречь.

Общие данные
603
вышения температуры опасны в смысле надежности работы
(воспламенение смазочного масла и т. д.),
Внеохлаждаемом компрессоре, без внутренних
потерь (следовательно, без трения в газе, без торможения, без
неплотностей), сжатие происходит по адиабате.
Уравнение кривой сжатия AXAJ в диаграмме pv имеет вид
pv *■ = pxvx *. В диаграмме TS (фиг. 62) линия сжатия параллельна
оси Т. Потребная работа изображается площадью АХА^ Вф\ (фиг.
61) в мкг, соответственно площадью A^AJA{'C"Cr (фиг. 62) вкал-кг.
Работа эта, сообщенная газу, отнесенная к 1 кг, определяется
из
^ad —;
tPiVi
(Й) --Нт«-'.[(й) -.
^ad = 0:^)^(V-^
(2)
(2а)
где для двухатомных газов при обычной температуре % = cp:cv =
= 1,4 и для сухого воздуха ср = 0,241, R — 29,27 (ср. т. I, стр. 649),—
для влажного воздуха последнее значение может быть
исправлено согласно т. I, стр. 680, р в кг/м2, v в мг/кг, таблица показателей
степени p^'-Pv в I т-» СТР- 656, где индексы 1 и 2 должны быть
переставлены. При пользовании таблицами IS значение АЬй^
получается непосредственно, как расстояние по вертикали между
начальным состоянием и изобарой конечного давления.
Повышение температуры, которое может быть получено также
из диаграммы TS как вертикальный отрезок AxA{t составляет
4-h = mPi:P^-^~\\.
(3)
При полном охлаждении температура газа остается
постоянной (случай изотермы). Линия сжатия АХА21' (фиг. 61
и 62) представляет в диаграмме pv равностороннюю гиперболу,
в диаграмме TS — прямую, параллельную оси S. В случае
отсутствия внутренних потерь потребная работа на сжатие 1 кг газа
изображается площадью A1A2rfB2B1, соответственно АХА2ГГСГГСГ, и
определяется из
As = РЛ h (Р2: Pi) = RT1ln{p2: Pl).
(4)
Тепловой эквивалент этой работы, согласно уравнению (1),
равен количеству тепла, отведенного охлаждающей водой.
Сберегаемая, благодаря охлаждению, работа соответствует
в обеих диаграммах площади AXA{'AJ. В частности получается
при tx = 20°, % = 1,4.

604 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
Таблица 1
Pi
^ad=0
L ad _
/a'—/1==0
2
6150
1,106
64
3
11080
1,175
108
4
14 590
1,227
142
6
20 000
1,305
1S6
8
24 400
1,367
238
10
28 000
1416
273
25
45 400
1,644
443
к
50
61 800 м кг 1 кг
1,840
603°
При неполном охлаждении компрессора линия
сжатия АгА2, вообще, имеет вид политропы pvn=piv1n. Если нет
одновременного подвода тепла вследствие внутренних потерь, то
всегда 1<л<*. Рабочей площадью на фиг. 62 является площадь
А\АъА{'С"С. Потребная работа на кг и повышение температуры
получаются из уравнения (2), соответственно (3), если подставить п
вместо %.
Вышеприведенная числовая таблица показывает, что при
отношениях давлений (кратностях сжатия) свыше 3 до 4 охлаждение
дает уже значительное сбережение работы.
2, Козфициент полезного действия. Внутренний
(индикаторный)
работа без потерь
1 ~ действительная индикаторная работа '
где, следовательно, числитель может представлять одну из
вышеприведенных работ, — учитывает так называемые внутренние
потери, т. е. те, которые возникают во время самого процесса
сжатия в форме трения газа, торможения,
неплотностей и т. д., и которые опять сообщаются
газу в виде тепла. Следствием такого
нагревания газа, на которое тратится известная работа
компрессора, является то, что либо кривая
сжатия в диаграмме pv становится более крутой,
либо требуется более сильное охлаждение, чем
при отсутствии потерь. Так, например, при
отсутствии охлаждения вместо адиабаты сжатие
идет по политропе AtA2 (фиг. 63) с
показателем л>х. В этом случае, так как # = 0, то по
уравнению (1) получается Ц = ср (t2 —=■ t{) 1/А и
^ = ^ad:Z* = (V — У'• ('2 —'l) или k — 'i = tts'--*i):Y]i- (5)
Общая дополнительная работа вследствие внутренних потерь
равна сумме AZ из этих потерь (площадь АХА2ССГ) и добавочной
работы сжатия АК (площадь Л1Л2М2), вызванной подведением
тепла.
т
У
А£
л*А
7\щ
ж
/h
ч
L—
Фиг. 63.

Общие данные 605
Механический коэфициент полезного
действия
действительная внутренняя работа
^т ~~ подведенная работа ~" i' е
учитывает механическое трение на поверхностях скольжения.
Адиабатический и изотермический
коэфициент полезного действия. Здесь мощность сравнивают с
определенным идеальным процессом, а именно: при неохлаждаемых
компрессорах с адиабатическим, а при охлаждаемых — с
изотермическим сжатием.
Пусть обозначает:
Ne — потребную мощность на валу компрессора [л. с],
Gsk — вес подаваемого в нагнетательную линию воздуха [кг/сек].
Тогда адиабатический ко эф ициент по лезног о
действия
"lad = ^аа : Le = ^sk ^ad : lbNe (6)
и изотермический коэфициент полезного
действия
^ia = Lis : Le = Gsk As : 75Ne> (?)
где Zad и Lla получаются из уравнений (2), (2a), соответственно (4)
При этом начальное состояние при определении Iad и Zjs должно быть от
несено согласно новейшим нормам 1):
a) для <?дн о ступенчатых компрессоров к температуре всосанного газа;
b) для поршневых компрессоров, с числом ступеней не больше двух, и для
турбокомпрессоров—к среднему арифметическому температур всасываемого газа
и поступающей охлаждающей воды;
c) для поршневых компрессоров с тремя и более ступенями и, по меньшей
мере, с двумя промежуточными холодильниками, — к температуре поступающей
охлаждающей жидкости.
Из уравнений (6) и (7), на основании известных опытных
значений коэфициентов Y]ad или 7jis определяется потребная мощность
Ne (стр. 612).
Для неохлаждаемого компрессора очевидно iQad = yj| tjw , по
скольку не принимается во внимание охлаждение на поверхности
кожуха. В этом случае ^ = Y]ad: r\m может быть вычислен по
уравнению (5), если непосредственно измерить температуры tx и t2 у
входа и выхода и определить t2' — tx при помощи уравнения (3)
или таблицы энтропии.
Относительная влажность (т. I, стр. 680 и ел.). ?—Pd'-Ps~'
где рд есть парциальное давление содержащегося в воздухе пара, a ps —
соответствующее данной температуре давление насыщенного пара, — уменьшается во время
1) Правила для испытания вентиляторов и компрессоров, установленные
Союзом германских инженеров и Союзом германских машиностроительных заводов,
Берлин 1929.

606 т- П1. Отд. 8. Насосы и компрессоры. П. Воздуходувки
сжатия вследствие значительного повышения температуры газа, однако при
следующем затем охлаждении так сильно возрастает, что достигается точка росы и
выделяется вода. Поэтому в промежуточных холодильниках и нагнетательном
трубопроводе должен быть предусмотрен доенаж.
Начальное и конечное состояния. Вес 1 м* воздуха при
абсолютной температуре Т = 273-}-*, давлении р в am, относительной
влажности ср и соответствующей температуре Т, давлении
насыщенного пара ps в am, которое должно быть взято из т. I, стр. 665,
табл. 2, составляет в кг
y = 342.iy:7,-129cp-/;s:r. (8)
v=l:*(. Обыкновенно влияние влажности, а следовательно
значение второго члена уравнения (8) очень мало, и им можно
пренебречь.
Каждый нагнетатель должен быть гаких размеров, чтобы он мог
давать требуемое количество воздуха (по весу) даже при самом
низком для данной местности барометрическом давлении и самой
высокой местной температуре (воздуходувки для доменных печей и
для выплавки стали). Из-за сопротивлений при засасывании надо от
давления, господствующего у начала всасывающего трубопровода,
вычесть от 1 до 6% (у поршневых компрессоров больше, у
центробежных меньше), конечное давление брать на соответствующую
величину большим, чем давление в напорном воздушном колпаке или
в сборном воздухопроводе. Затем необходима некоторая прибавка
по причине нагревания воздуха во всасывающем трубопроводе.
Воздух следует забирать в гом месте, где он наиболее сух и
имеет наименьшую температуру; по возможности не из машинного
помещения.
Рекомендуется включение воздушного фильтра во всасывающий
воздухопровод во избежание загрязнения машины. Для поршневых машин выполнение этого
требования обязательно.
А. Поршневые нагнетатели. Поршневые воздуходувки
и поршневые компрессоры
а) Охлаждение
Непосредственное введение охлаждающей воды в рабочее
пространство (мокрые компрессоры) больше не применяется по
причине неудовлетворительного охлаждающего эффекта и неудобств,
связанных с подачей воды (опасность водяного удара, малое чисго
оборотов и поэтому большие размеры, заполнение трубопроводов
водой).
Охлаждение во время сжатия сводится к охлаждению рубашки
и крышек цилиндра. При более высоких кратностях сжатия (/?2 : /?i>4)
вся работа кроме того подразделяется на несколько ступеней,
чтобы возможно было применять промежуточное охлаждение.

Охлаждение
607
На фиг. 64 и 65 изображен в диаграммах pv и TS процесс
сжатия в двухступенчатом компрессоре, причем принято, что за 1
ступенью воздух охлаждается до начальной температуры, и что
сжатие в отдельных цилиндрах происходит по адиабате. Выигрыш
в работе благодаря промежуточному охлаждению соответствует
рабочей площади над А2В1В2, излишек работы против
изотермического процесса соответствует площадям между этой линией и
изотермой. Из энтропийной диаграммы фиг. 65 следует, что экономия
будет наибольшей, когда точка Вг делит пополам отрезок АгС,
следовательно когда рабочие площади и повышения температуры
одинаковы в обеих ступенях. Отсюда, согласно уравнению (3)f
Фиг. 64.
Фиг. 65.
стр. 603, следует: р2: pt = ре: /?2 = х, а потому отношение давлений
в каждой ступени х= Vpe:Pi>
Соответственно при числе ступеней i отношение давлений
получается
* = ^.
Pe'Pl-
Для давлений до тхЮ ата (иногда и для значительно больших)
выбирают / = 2 ступеням. Если придерживаться того же
предельного отношения давлений шах х = УГоТТв каждой ступени, то 3
ступеней достаточно для давлений до ( УТо)3 = 32 ата, 4
ступеней — до (У^У = 100 ата, 5 ступеней — до(У"То)5 = 320 ата.
Для некоторых областей применения задается верхний предел
для температуры, так что допускаемое отношение давлений в
одной ступени может быть найдено из уравнения (3) (стр. 603), если
в нем поставить п = 1,3 до 1,4 вместо %, в виду охлаждения
рубашки и крышек.
Примеры. Для двухступенчатого компрессора, при ре= 7 ата, ^=0,95 ата,
отношение давлений в каждой ступени получается х=р2: Pi—У7 : 0,95 = 2,72, еле-

608 ^- IIJ- 0тД- 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
довательно р2~ 2,72 • 0,95 = 2,58 ата. Для трехступенчатого компрессора, при р е~
= 25 ата и рх = 0,9
дг = |/ 25 : 0,9 = 3,02,
следовательно р2 = 3,02 . 0,9 = 2,72, р3 = 3,022 . 0,9 = 8,22 ата.
Падение давления в холодильнике должно быть принято в
среднем приблизительно в у10 имеющегося давления, почему
конечное давление предшествующей ступени должно быть выбрано на
5% выше, а начальное давление на последующей ступени на 5°/с
ниже, чем найденные выше значения.
Для компрессоров высокого давления с
конечными давлениями свыше 50 am вышеприведенный способ расчета
не является уже достаточно точным, так как теплоемкость меняется.
В этом случае лучше всего определить промежуточные давления,
пользуясь энтропийной диаграммой TS для газов, для каковой
цели следует разделить изотерму, имеющую в этой диаграмме вид
кривой линии, между начальным давлением р± и конечным ре на
столько равных частей, сколько предположено ступеней. Так как с
повышением давления теплоемкость растет, то в высших ступенях
получаются меньшие перепады температур, чем в низших *).
Промежуточные холодильники в большинстве случаев представляют собой
поверхностные холодильники с медными (либо оцинкованными железными) трубками,
наподобие поверхностных конденсаторов (стр.333 и ел.); впрыскивающие
холодильники применяются редко. Для достижения хорошей теплопередачи скорость дви
жения воздуха берется возможно большой, причем вода течет внутри трубок,
а воздух снаружи, или же наоборот. В первом случае должно быть поперечными
стенками обеспечено нормальное поступление воздуха на поверхность трубок, и
расстояние между трубками должно быть возможно меньшим. Надо также иметь
в виду, что при таком расположении температура камеры выше температуры
трубок, почему легко происходит поломка трубок, если они развальцованы в днищах.
Всегда применяется противоток. Охлаждающие трубки диаметром от 20 до 40 мм
при толщине стенок в 1 до 2 мм.
Величина площади охлаждения / (измеренная на воздушной
стороне) получается из / = Q:(k Дш), где Q есть количество
отводимого в час тепла в кг-кал, k—коэфициент теплопередачи
в кг-кал'мЧас, Дт —средняя разность температур вдоль всей
поверхности охлаждения; обе последние величины должны быть взяты
согласно I т., стр. 634 и ел.
Вследствие малой толщины стенок можно положить k = аха2: (c^-f
-+- а2). Коэфициенты теплопередачи с^ (воздушная сторона) и а2
(водяная сторона) берутся из уравнений т. I Хютте, стр. 622 и ел.,
скорость воздуха около 20 м/сек.
Чтобы сэкономить на дорогостоящей поверхности охлажденчч и уменьшить
расход воды, газ охла-кдают не до начальной температуры tlt а до те шературы tn,
котграя приблизите 1ььо на 10° вьше начальной, в случае свежей воды, и на 20э
выи е в случае воды, о»лажда^мгй в градчрне. Тогда Q получается из Q =
= Gcp{t2 — tfa)i где Ср = 0,241, t2 „.сть темлерагура выхода из предыдущей ступе ли,
G — подаваемое количество в кг\час.
1) Остертаг, ZdVdl 1922/ стр. 649.

Действительный рабочий процесс
609
Температура выходящей воды принимается не выше 30°. Расход воды
составляет около 2,5 до $ кг на. 1 мг всасываемого воздуха при конечном давлении
порядка 7 am, включая расход на охлаждение рубашки. Малые значения годны
только для больших производительностей.
Ь) Действительный рабочий процесс
Вследствие сопротивлений в трубопроводе и
распределительных органах линия всасывания АВ в индикаторной диаграмме
(фиг. 66) лежит ниже линии давления всасывания р1
приблизительно на 5% этого давления и несколько ближе подходит к этой
линии опять на второй половине хода. По той же причине линия
^ li—**-i
Vri
Vi
X3L
v/IIK
\Лк
- ^tl
-A\
il 1
II I
ll
к-
С p.
\
—
"s—_
^=Т~Г
w
*—b
-Pt
9
^***
So
Фиг. 66.
Фиг. 67.
выпуска CD лежит выше линии конечного давления р2 в среднем
на 3 до 5% этого давления.
Из-за обмена тепла между стенками цилиндра и воздухом ни
сжатие (линия ВС), ни обратное расширение воздуха,
находившегося во вредном пространстве (линия DA), не происходит строго
по политропе. Начало сжатия идет с подводом тепла от стенок к
воздуху, а конец сжатия — с отдачей тепла стенке. Таким образом
в случае охлаждения рубашки и крышек сжатие идет по линии ВС
в энтропийной диаграмме (фиг. 67). Во время выпуска воздух
продолжает охлаждаться, так что точка, изображающая его состояние,
перемещается при постоянном давлении из С ь D. При обратном
расширении воздуха из вредного пространства продолжается
вначале отдача тепла воздухом, но затем она сменяется энергичным
притоком тепла (линия DA).
Поэтому показатель политропы для линии сжатия может быть в среднем
принят л = х = 1,4, если идет речь об определении величины работы. На фиг. 66
это выполнено по способу, указанному в I т., стр. 655 и ел. Для линии расширения
показатель т < х, а именно: т = 1 до 1,2. При вычерчивании индикаторной
диаграммы линию DA большей частью считают равносторонней гиперболой, т. е.
принимают т = 1.
Зак. 2893. — Hutte. Справочник для инженеров, т. III. g9

610 Т 11]С- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. И. Воздуходувки
Коэфициент подачи X зависит:
1. От обратного расширения сжатого во вредном пространстве
воздуха, чему соответствует так называемый объемный к. п. д.
Х0 = Sl: ^ *= 1 - e0t(P2 -Pi)l/m - 1] или = 1 - eQ[(v/ : vj) -1], (1)
где, согласно фиг. 66, обозначают:
е0 = s0:s — отношение вредного пространства к объему,
описываемому поршнем;
#/, t>2'— удельные объемы в конце и начале обратного
расширения, которые относятся также к точкам D и А фиг. 66 и 67
и должны быть взяты из энтропийной диаграммы, если не
предпочитают пользоваться первым выражением.
2. От понижения давления воздуха во время всасывания, чему
соответствует множитель
3. От передачи гепла от стенок к воздуху во время
всасывания, чему соответствует множитель Х2.
4. От неплотностей в поршне и клапанах, чему соответствует
множитель Х3.
Таким образом
X = Х0. \ . Х2. Х3.
Большей частью ограничиваются определением Х0 по уравнению
(1) и принимают для X несколько меньшее значение, или же берут
XqXj = sxf :s из снятой с машины индикаторной диаграммы; при
золотниковых компрессорах, для случая слишком раннего открытия
всасывания, последний способ неточен. Самым точным является
измерение количества воздуха в нагнетательной трубе при помощи
сопла1).
Значения X колеблются:
у компрессоров для конечного давления около 7 am между 0,86 и 0,92
у воздуходувок для доменных печей 0,82 и 0,90
у небольших компрессоров от 0,7 и выше.
Так как X = 0 соответствует прекращению подачи воздуха, то
из уравнения (1) получается следующее значение наибольшего
возможного отношения давлений:
шах(ра:Л) = [(1:ео) + 1Г,
например при е0 = 0,05, m=l, max (p2'Pi) = 21.
При известных обстоятельствах таким образом одно только
соображение относительно коэфициента подачи вынуждает
прибегнуть к многоступенчатому сжатию (особенно существенно для
вакуумных насосов).
*) См. прим. к ст.\ 605.

Определение основных размеров
611
с) Определение основных размеров
Вычислив объем всасываемого воздуха V в м^/сек (стр. 606),
определяют объем FS(F— действительная площадь поршня, 5 — ход),
описываемый поршнем одноступенчатого компрессора или
поршнем цилиндра низкого давления многоступенчатого компрессора,
при числе оборотов п в минуту, из уравнения
V=i(FSn:bQ)l, (2)
где / = 1 для компрессоров простого действия, / = 2 для компрессоров
двойного действия. Коэфициент подачи X определяется по
приведенным формулам либо по средним значениям (ср. выше п. Ь).
Что касается величины отношения 5: D (отношения хода поршня
к диаметру) и числа оборотов я, то применимы те же
соображения, что и для паровых машин (стр. 260 и ел.).
Площадь сечения fs всасывающего патрубка
определяют, принимая среднюю скорость воздуха K:/s = 10 до
20 м/сек. Таким же образом площадь сечения
нагнетательного патрубка fd определяется из V:fd = 10 до
15-5-30 м/сек.
Размеры цилиндров высокого давления многоступенчатых
компрессоров определяются по найденным из уравнения (2) значениям
для цилиндра низкого давления на основании того соображения,
что ход для всех ступеней один и тот же и, поэтому,
действительные площади поршня при одинаковой относительной величине
вредного пространства относятся, как объемы. Последние наиболее
"точно определяются из энтропийной диаграммы. Если пренебречь
падением давления в промежуточном холодильнике, изменением
теплоемкости при более высоких давлениях и неполнотой
обратного охлаждения, то можно пользоваться законом Мари-
отта.
При большей разнице между величинами отношения вредного пространства
к пространству, описываемому поршнем, в отдельных ступенях, вычерчивание
расчетной индикаторной диаграммы дает все необходимые данные, так как
диаграммные длины относятся, как действительные площади поршня. При этом имеется
возможность учесть также влияние конечной величины промежуточного
холодильника на вид линии всасывания, применяя соответственным образом способ,
указанный на стр. 229 и ел. для паровых машин компаунд.
d) Определение необходимой мощности
Подробный способ: определить при помощи индикаторной
диаграммы средние индикаторные давления в отдельных ступенях,
как в случае паровой машины.
Без индикаторной диаграммы среднее теоретическое
индикаторное давление в кг/см2 для каждой ступени (без внутренних по-
39*

612- т- 11Г- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
терь) получается как произведение потребной работы на 1 мь
воздуха на Х0 • 10—4. Таким образом
PimeoP-J~l\P1[{ff~l):n~l} (3)
где Х0 дается уравнением (1), стр. 610, и обычно п = % = 1,4.
Вследствие торможения и трения = р% = Pimeop •1: *i/> (*1л ~ 0*94) 1), откуда
индикаторная мощность Nt = Fum p/lb, где ит — средняя скорость
поршня. В уравнении (3) предполагается, что линия сжатия и
линия расширения имеют одинаковый показатель п; связанная
с этим допущением ошибка незначительна.
Более простой способ нахождения потребной индикаторной
работы состоит в том, что определяют адиабадические единичные
перепады Д Z,ad в ступенях либо вычислением по уравнению (2),
стр. 603, либо непосредственно из энтропийной диаграммы.
Если при этом гидравлические сопротивления уже учтены
соответственным выбором начальных и конечных давлений (стр.606),
то надо сделать еще только добавление вЗ до 6% на неплотности.
Тогда потребная индикаторная мощность в л. с. будет
#,= 1,03 до Д,06 Gsk £AIad:75.
Потребная эффективная мощность Ne = Ni /r\m, причем
механический коэфициент полезного действия ч\т в компрессорах с
приводом от паровой машины == 0,854-0,95, в компрессорах с электри -
ческим или ременным приводом (мощность измеряется на
кривошипном валу) 0,79ч-0,83.
По Ne можно, согласно уравнениям (6) и (7) (стр. 605), определить
адиабатический или изотермический коэфициент полезного
действия. У двухступенчатых больших компрессоров с паровым
приводом Y)is = 0,72ч-0,78, если не принимать во внимание механические
потери на трение в паровой машине; если же учитывать потери
в паровой машине, т. е. отнести коэфициент полезного действия
к индикаторной работе паровой машины, то y\is = 0,65-7-0,74.
Удельный расход работы на 1 мв всасываемого воздуха при tt = 20° С и
pt = 1 ата, т. е. уд. веса 1^ = 0,86, составляет в л. с. ч.:
Lis ^ 0,43 qo-5^ 0,43-10~5Ы
Значения Lis и Z,ad определяются либо по формулам (2) и (4),
стр. 603, либо из табл. 1, стр. 604.
х) Ср. А. Гинц, Термодинамические о,сновы поршневых и
турбокомпрессоров, Пер. с нем., Энергоиздат 1933.

Уравновешивание сил; распределение
613
е) Уравновешивание сил1)
В компрессорах, поршень которых непосредственно соединен
с поршнем паровой машины, части движущего механизма
воспринимают в концах хода сумму наибольших давлений поршней
парового и воздушного цилиндров и поэтому получаются очень
тяжелыми. К середине хода действующая на эти части сила быстро
убывает до нуля. Расчет маховика приведен в т. II на стр. 641 и ел.
В вертикальных машинах действие веса уравновешивается либо
противовесом на маховом колесе, либо неодинаковым
распределением работы на обеих сторонах цилиндра.
f) Распределение
В качестве распределительных органов применяются как
автоматические клапаны, так и золотники. Однако золотники должны
употребляться (за исключением небольших конечных давлений) только
в соединении с клапанами, так как начало выталкивания (точка С,
фиг. 66) колеблется в широких пределах при изменении величины
противодавления.
1. Клапаны (ср. г. И, стр. 328). Устанавливаются либо в
крышках цилиндра (малое вредное пространство, но плохое охлаждение),
либо в корпусе цилиндра (большое вредное пространство). Клапаны
должны легко вставляться и выниматься через особые закрытые
крышками отверстия.
Расчет. Поперечное сечение прохода в седле Д = Fum : ct.
Здесь обозначает:
F-— рабочую площадь поршня [м2],
ит — среднюю скорость поршня в м/сек, ч причем значение этой скорости
принимают для всасывающего клапана равным среднему значению 5/г/30, так как
клапан открыт почти во все время хода; для нагнетательного же клапана за
скорость поршня принимают среднее значение ее, имеющее место во время
короткого выталкивающего хода, и равное 3 Sn (1 — cos <V) :<V°, где ф° = 180— <pe
обозначает в градусах угол, описываемый кривошипом во время
выталкивающего хода s9 (фиг. 66). Угол ф определяется из cosф = \~~ 2 (длина
шатуна принята бесконечной),
сх — среднюю скорость воздуха в м1сек, которая может быть принята равной
20 ч- 25 до 30 м/сек.
Из этих соображений у нагнетательных клапанов в
большинстве случаев берется меньшее поперечное сечение, чем для
всасывающих.
Нагрузка на клапан определяется из (F0 ± G): Л = 0,005 -г-
0,03 кг/см2, причем меньшие значения берутся для всасывающего,
а большие для нагнетательного клапана.
J) ZdVdl, 1924, 16.

614 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. И. Воздуходувки
Перед собственным весом клапана G поставлены знаки ±, так
как установка клапана может быть сидячей или подвесной. Для
вертикального положения клапана следует применять G равным нулю.
Так как один и тот же клапан применяется обычно для всех трех
случаев, то при расчете лучше всего брать знак минус. Тогда получается
напряжение пружины F0 для сидячего клапана. Нагрузка пружины
в крайнем положении FmQiX tt 2 -ъ 3F0.
Примеры конструкций клапанов. На фиг. 68—70
показан простой кольцевой клапан фирмы Borsig,
снабженный направляющими, выполняемый в различных
размерах (Л — 6 -f- 2Э0 см2) из хромо-никелевой стали
толщиной 1, 2 и 2,5 мм, на фиг. 71 клапан Rogler-Horbiger
с тремя кольцевыми щелями для прохода воздуха; для
смягчения ударов на самой пластине клапана имеются
местные уменьшения толщины, что повышает ее
эластичность, и кроме того установлены на упоре специальные
буферные упругие пластины; фиг. 72 и 73 — плоский
пружинный 'клапан DEMAG, в котором при открывании
тонкие полосы листовой стали вследствие собственной
упругости дугообразно прилегают к упору.
Фиг. 69. Фиг. 70.
2. Золотниковое распределение. Чисто золотниковое
распределение допустимо только со стороны всасывания. Со стороны
нагнетания положение золотника определяет конец нагнетания (точка D,
фиг. 66); начало нагнетания всегда опреаеляется открытием
самодействующего клапана. В некоторых случаях золотниковое
распределение устанавливается только со стороны всасывания.
На фиг. 74 показано в разрезе распределение по первому из
указанных способов (распределение системы Кестер,
Франкфуртского завода, бывш. Покорный и Витекинд).
В указанном на фигуре положении правая сторона цилиндра сообщена с
пространством всасывания 5, благодаря открытию золотником канала Сц лзвая же
сторона через канал С2 сообщается с колоколообразным клапаном В, а значит и с
пространством нагнетания Е, так как клапан приподнят воздухом. Поршень движется
влево. В левом мертвом положении рабочего поршня кромка золотника / переходит
за кромку d золотникового зеркала. Так как, однако, согласно вычерченной на
фиг. 75 золотниковой диаграмме золотник продолжает итти влево еще на р -f- /,
то клапан В остается открытым до левого мертвого положения золотника. Закры-

Распределение
615
тие его происходит под влиянием небольшого вытеснения золотника бесшумно.
Когда затем золотник движется вправо, происходит обратное расширение сжатого
в золотниковой коробке воздуха, как показано на вычерченных под золотниками
индикаторных диаграммах золотниковой коробки. В момент, когда канал цилиндра
опять открывается (точка G, фиг. 75), давление в цилиндре и в золотниковой
коробка должно быть одинаковым. Вслед за тем давление тотчас опять возрастает,
так как в цилиндре происходит сжатие. Индикаторная работа обоих золотников
Фиг. 72. Фиг. 73.
должна быть прибавлена к работе поршня. В последней части хода открывательное
движение клапана В замедляется перекрытием отверстия L. Во избежание потерь
от торможения закрытие всасывания должно произойти уже за мертвой точкой
(точка F, фиг. 75).
В небольших компрессорах той же фирмы распределительным органом служит
массивный врасывающий клапан, установленный в камере над кривошипным валом.
Клапан непосредственно управляется кулачковой шайбой, насаженной на
кривошипный вал.
В небольших компрессорах завода Balcke, Frankenthal(Pfalz) всасывание
впервой ступени осуществляется при помощи щелей, открываемых и закрываемых
поршнем (фиг. 83).

516 T- IIJ- ОтД* 8- Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
Золотниковые распределения дают большее поперечное сечение
всасывания, чем самодействующие клапаны. Опасность удара
клапана значительно меньше. В то же время однако золотниковому
распределению соответствуют большие потери на трение, большие
вредные пространства и большие первоначальные затраты.
g) Регулирование подаваемого количества воздуха
Регулирование производится:
1. Изменением числа оборотов; применяется всегда при
приводе от паровой машины или большого газового двигателя; в
основном производится таким же образом, как у водяных насосов
(стр. 561).
2. Включением и выключением дополнительного вредного
пространства (камер), так как при этом, согласно уравнению (1),
меняется коэфициент подачи X. Как видно из фиг. 76, при этом
способе могут быть достигнуты различные давления при
одинаковом расходе мощности (бессемеровские воздуходувки).
3. Обратным отведением части всасываемого воздуха во
всасывающий трубопровод; органы всасывания держатся
открытыми после перехода поршня за мертвую точку; легче всего
выполнимо при золотниковом распределении всасывания.
4. При помощи автоматов, которые приводятся в действие
силовым поршнем d (сервомотором), как только давление воздуха
достигает наивысшей допустимой величины (фиг. 77). Сервомотор
приводится в движение давлением воздуха .и управляется вспомо-

Регулирование и конструкции
617
гательным поршнем h. На фиг. 77 (FMA) выключение достигается
полным закрытием всасывающей трубы самим силовым поршнем.
Как только избыточное давление падает до 0,5 am сверх
нормального давления установки, распределительный клапан h опять
открывает трубу, т. е. соединяет снова пространство за поршнем d
с атмосферой.
В показанной на фиг. 78 конструкции DEMAG поршень сервомотора k снабжен
хомутом т, который при повышении давления сверх допустимых пределов
открывает всасывающий клапан, так что компрессор
работает вхолостую. Распределительный поршень
сервомотора нагружен гирями с и шарами g и движется
в цилиндре а.
Выключение может производиться также
соединением обеих сторон цилиндра компрессора
двойного действия или остановкой компрессора, причем
сервомотрр либо переводит вилку ремня, либо
выключает электромотор, приводящий в движение
компрессор.
В последнем случае AEG применяет приспособ-
чение г), при помощи которого последующий пуск
компрессора происходит вхолостую, и подача воздуха
начинается'только по достижении полного числа
оборотов, благодаря чему уменьшаются потери при пуске.
Фиг. 77.
Приемы 2, 3, а также открывание всасывающего клапана в
случае 4 должны производиться при многоступенчатых компрессорах
одновременно во всех ступенях.
h) Конструкции
На фиг. 79 и 80 дан разрез горизонтального
одноцилиндрового компрессора с дифференциальным поршнем и с
регулированием путем подъема всасывающих клапанов обеих ступеней.
Промежуточный холодильник расположен над цилиндрами.
На фиг. 81 и 82 показан компрессор с дифференциальным
поршнем, с распределением Кестера (FMA, стр. 614) и с
вертикальным холодильником (с U-образно изогнутыми трубами).
Фиг. 78.
Ч ZdVdl 1924, стр. 6.

(Ц8 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. II Воздуходувки
I J
Фиг. 79-80,
Фш *3.
m
Фиг. 81.
Фиг. 82.
Фиг. 84.

Ротационные нагнетатели
619
На фиг. 83 показан вертикальный двухступенчатый компрессор
высокого давления завода Бальке (Франкенталь), у которого
всасывание в первой ступени производится щелями в стенках рабочего
цилиндра, открываемых и закрываемых самим поршнем компрессора.
На фиг. 84 приведена конструкция горизонтального
трехступенчатого компрессора DEMAG для коксового газа на 5000 мъ1час
при давлении в 13 am.
Ступени низкого давления расположены посредине с обеих
сторон поршня; ступени среднего и высокого давления
расположены в кольцевых объемах, образуемых дифференциальным
поршнем; холодильники размещены в подвальном помещении. Число
оборотов 122 об/мин. Регулирование до 3/4 полной нагрузки
производится путем приключения
дополнительного вредного пространства.
О вакуумных насосах для
конденсационных установок, в том числе сухих
воздушных насосов, см. стр. 336 и ел.
Ъ\ Ротационные нагнетатели
Ротационные газо- и воздуходувки более
пригодны для высоких чисел оборотов, чем
поршневые машины с
возвратно-поступательным движением поршня. Дальнейшими
их преимуществами являются: отсутствие клапанов и
кривошипного механизма, легкая регулируемость и небольшой вес.
Недостатки: сильное изнашивание в местах уплотнения и большие
потери вследствие неплотностей. Поэтому они находят
применение главным образом для небольших давлений.
Конструкции. Воздуходувка Рута (фиг. 85, Эрценского
завода Aerzen-Hameln). Два крыла из чугуна или стали, имеющие
форму цифры 8, при помощи одинаковых зубчатых колес, сидя-
щих на их валах, вращаются в противоположных направлениях,
так что с одной стороны они касаются стенок камеры, а с
другой — соприкасаются между собой непроницаемо для газа. Для
определения профиля крыльев служат правила зубчатых
зацеплений. Крылья нагнетают всосанный воздух по направлению,
перпендикулярному к плоскости, проходящей через оси. Уплотненче
лучше всего достигается тщательной обработкой, без применения
каких-либо уплотняющих или смазывающих материалов. Обычно
вентилятор засасывает сверху, так что крылья поддерживаются
сжатым воздухом, и подшипники разгружаются. Вентиляторы Рута
применяются для количеств воздуха от 0,5 до 470 м?/мин и
давлений до 6000 мм вод. ст. (обычно же меньше 1 м вод. ст.). При
малых производительностях число оборотов доходит до 1000 и
с увеличением количества подаваемого воздуха уменьшается до 170.
Подаваемое количество воздуха в м^/сек определяется
приблизительно по формуле:
V = [(nD2:4) — F].lnB:30.

620 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
где п — число оборотов в минуту, В — ширина по оси, D —
диаметр в м и F — поперечное сечение крыльев в м2. Коэфициент
подачи X (стр. 610) уменьшается с повышением давления
и сильно зависит от тщательности выполнения (полученные из
опыта значения колеблются между 0,12 и 0,96). Коэфициент
полезного действия также колеблется в широких пределах; при
хорошем выполнении и давлениях до 1 м вод. ст. коэфициент
полезного действия равен 0,7 ч-0,8.
Изображенная на фиг. 86 и 87
коловратная воздуходувка фирмы Егер и К0
в Лейпциге г) отличается от воздуходувки
Рута тем, что из обоих вращающихся
тел только одно служит для передачи
вращающего момента, в то время как второе
является только
распределительным
органом и работы не
производит. Этим
устраняются толчки в
момент перемены
давления.
Рабочим органом
является диск а с тремя
параллельными оси
поршнями blt b2, b3, которые у плот-
Фиг. 86. Фиг. 87. нены относительно двух
неподвижных цилиндров с
и камеры. Выемки gu g29
gt распределительного тела / так велики, что они могут вместить поршни со
значительной игрой. Шайба k (фиг. 86) неподвижна. Воздуходувка применяется для
подаваемых количеств от 0,17 до 300 м3/мин, причем чиело оборотов
соответственно уменьшается от 500 до 240. У больших моделей давление доходит до 3, у
меньших до 5 л вод. ст. Во избежание недопустимых повышений давления и
перегрузки мотора при колебаниях расхода воздуха, в нагнетательном трубопроводе
помещается предохранительный клапан.
У пластинчатого ротационного компрессора
ДЕМАГ (фиг. 88 и 89) эксцентрически посаженный чугунный
барабан а вращается в охлаждаемом цилиндрическом кожухе.
В радиальных прорезах барабана находятся тонкие стальные
пластинки Ь. Во время вращения пластинки отбрасываются
центробежной силой наружу и разделяют рабочее
пространство на камеры, которые непрерывно уменьшаются от
всасывающего пространства с к нагнетательному пространству d и
таким образом сжимают воздух. Кольца / служат для уменьшения
изнашивания стальных пластинок Ь. Все поверхности скольжения
смазываются маслом. Этот компрессор применяется для производи-
тельностей 0,5 до 42 м*/мин, при давлениях до 4 ати. При
более высоких давлениях два компрессора соединяются
последовательно, причем оба барабана насаживаются на общий вал, и при-
!) Ср. ZdVdl 1906, стр. 1122, или Stahl und Eisen 1907, т. 10, стр. 342.

ЦеНтробеж-нЬте нагнетатели
621
меняется промежуточное охлаждение. Число оборотов в минуту
с увеличением количества подаваемого воздуха уменьшается от
1450 до 485. Таким образом ротационные компрессоры применимы
как раз в тех областях работы, где турбокомпрессоры (стр. 638) не
находят больше применения. Коэфициент полезного действия,
отнесенный к изотермическому сжатию (стр. 605), t\i8 = 60 -s- 66%*).
К вышеописанным конструкциям близко подходит водоколь-
цевой воздушный насос завода Симен с-Ш у к к е р т,
фиг. 90. В круглом цилиндрическом кожухе, частично наполненном
водой, эксцентрически расположено колесо с лопатками. При
вращении колеса образуется водяное кольцо, как показано на фиг. 90.
Так как пространства от 1 до 6, остающиеся между водяным
кольцом и втулкой колеса и разделенные между собой лопатками, на
правой стороне увеличиваются а на левой — уменьшаются, то воз-
Ь Разрез по а -Ь
Фиг. 88. Фиг. 89. Фиг. 90.
дух всасывается через серповидное всасывающее отверстие и через
такой же формы нагнетательное отверстие нагнетается в
трубопровод.
Насос приспособлен для высоких и средних разрежений, а также
для сжатия до 1,5 ати9 при подачах ОД до 40 мь/мин и числах
оборотов 1450 до 730 в минуту.
С. Центробежные нагнетатели
Передача энергии газу производится при помощи
вращающегося колеса с укрепленными в нем лопатками, через которое
непрерывно протекает газ, причем происходит повышение как давления,
так и скорости газа. Чтобы увеличение скорости также
использовать для сжатия, скорость газа по выходе из колеса понижается
в направляющем аппарате. Процесс такой же, как у центробежных
насосов (стр. 570 и ел.). Расчет производится по уравнениям, данным
в указанном разделе.
*) Испытания на компрессоре 500 л. с. швейцарского завода локомотивов в
Винтертуре. Ср. Остертаг, Швейцария, журн. Bauz. 1925, т. 15, стр. 191.

622 Т. III Отд 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
а) Вентиляторы1)
1. Развиваемый напор и потребная мощность. Вентиляторами
называются нагнетатели, дающие незначительные давления, от
нескольких мм до нескольких сот мм водяного столба. Вследствие
незначительного повышения давления можно пренебречь изменением
объема и вести расчет точно таким же образом, как для
центробежных насосов.
Сообщаемый воздуху напор в м воздушного столба, который
вводится в приведенные выше уравнения, имеет значение:
Н = [(ft - ft) ■ -i) + K«tf ~ Се2) : ?g] ■ (1)
Принятые обозначения:
Pi ~Pi — разность давлений в выходном и входном патрубках вентилятора в мм
водяного столба,
(1 мм водяного столба = I кг/м2),
Y — средний удельный вес воздуха в кг/м3, который должен быть определен из
уравнения (8) (стр. 606); обычно принимается у = 1>2 кг/м3, что
соответствует давлению 760 мм рт. ст., температуре 20° С и относительной
влажности 50°/0.
се, са —скорости воздуха в м/сек непосредственно у входа в вентилятор и выхода
из него, причем следует иметь в виду, что разность давлений р2 — рх
относится к тем же точкам, в которых производится измерение скоростей.
Вследствие изменения объема при сжатии, уравнение (1) при
р2--р1 = 150 мм вод. ст. дает ошибку в -j-72°/o ПРИ 300 мм
вод. ст.— ошибку в +1%. Если вместо р2—Pi ввести
значение 2(P2—pi)Pi'(P2~\-Pi)> т0 при 500 мм величина ошибки еще
не достигает 1/а°/с.
Потребная мощность в л. с. получается из Ne =
= V^H:75r\, если требуется подавать V м$/сек. Коэфициент
полезного действия т), учитывающий как внутренние, так и механические
потери (стр. 605 и ел.), колеблется между 0,4 и 0,6 у небольших
вентиляторов и доходит до 0,8 у больших машин (шахтных
вентиляторов). Об измерении давлений и количеств воздуха ср.
„Правила для испытания вентиляторов и компрессоров", пер. с нем.,
ГИУ 1932.
Вентилятор может быть либо всасывающим, когда вентилятор
создает разрежение (депрессию), либо нагнетающим, когда он
создает давление (напор), либо всасывающим и нагнетающим
одновременно. В работе вентилятора при этом нет никакой разницы.
2. Определение размеров. Ход расчета, как указано на стр. 575,
но со следующими замечаниями:
По причине' малого удельного веса воздуха скорость у входа
в колесо может быть взята значительно большей, чем для воды,
и именно тем большей, чем больше высота нагнетания Н,
соответственно
cs = от 0,25 до 0,5 Y2gH,
!) Литература. Е. В и с м а н, Вентиляторы, Берлин 1925, изд. Ю. Шприн-
гер. — П о л и ко вс к и и, Вентиляторы, воздуходувки, компрессоры, изд. 2.
Энергоиздат 1935.

вентиляторы
623
тем более, что в данном случае невозможна кавитация в том смысле,
как это имеет место у воды, и не может также наступить
падение давления до критического значения. Таким образом при Н =
= 10 — 300 м (соответствует h = 12 — 360 мм вод. ст.) cs в
среднем растет от 5 до 30 м/сек.
Определение диаметра всасывания может быть проделано при
помощи приведенной выше формулы Поликовского:
£>! да D0 = 3,25 -f- 4 1/ QceK .
/ п
При отсутствии всасывающего трубопровода имеет место
сужение струи при входе и сечение входа (при отсутствии
специального коллектора на входе) фактически не используется пол-
Фиг. 91. Фиг. 92. Фиг. 93. Фиг. 94. Фиг. 95. Фиг. 96.
ностью; поэтому следует пользоваться верхними значениями коэфи-
циента.
Теоретическая высота нагнетания (работа колеса на 1 кг
воздуха) Hth опять-таки равна #:%, где «^ = 0,7 — 0,9.
Меридиональная составляющая скорости выхода
с2т — С2 Sin a2
берется обычно равной или близкой к скорости входа с0.
Угол лопаток р2 у вьт.хода при небольших высотах
нагнетания иногда берется равным или большим 90°, а лопатки,
следовательно, изогнутыми вперед, несмотря на указанные на стр. 572
недостатки таких лопаток (фиг. 91—96). Объясняется это тем, что
в тех случаях, когда лопатки очень коротки (фиг. 96), загнутые
назад лопатки при безударном входе не сообщают воздуху никакого
напора, и следовательно при лопатках, загнутых назад, пришлось бы
пойти на значительныГ удар при входе воздуха на лопатку. Кроме
того вызываемое такт.м профилем ухудшение коэфициента полезного
действия в данном случае с избытком компенсируется уменьшением
размеров колес, и первоначальных затрат. Однако, при средних
и больших высотах нагнетания применяются только
изогнутые назад (формы end) лопатки.
Форма а с прямыми радиальными лопатками допускает
вращение в ту и другую стороны, но очень невыгодна по причине
неизбежного удара при входе, если нет входных направляющих
лопаток.

624 т- HI. Отд. 8. Насосы и компрессоры. It. воздуходувки
Формы b, e, f с загнутыми вперед лопатками требуют
тщательного дальнейшего направления выходящего из колеса воздуха
вследствие значительных абсолютных скоростей выхода.
Число лопаток должно быть тем больше, чем меньше
радиальная длина лопаток, и чем больше угол р2> чтобы обеспечить
достаточную длину лопаточных каналов; поэтому у формы / число
это больше, чем у формы d.
В качестве воздуходувки низкого давления вентилятор (в
особенности, когда требуются большие числа оборотов) легко получает
высокие удельные числа оборотов (стр. 589 и ел.), т. е. диаметр
входа становится почти равным наружному диаметру, и ширина
колеса — очень большой.
Если при этом сохранить чисто радиальный подвод с простыми
изогнутыми лопатками, то нарушается правильное движение
воздуха, и можно наблюдать, как вблизи открытой стенки колеса
воздух из пространства нагнетания течет обратно к всасывающей трубе1).
Помочь этому возможно либо применением двухстороннего притока,
либо при помощи концентрических направляющих листов во
всасывающей трубе, которые разделяют воздушный поток. При больших
производительностях (шахтные вентиляторы) применяются
также лопатки двоякой кривизны. Вентиляторы для сравнительно
невысоких давлений (до 100 мм вод. ст.) при больших подачах,
т. е. вентиляторы высокой быстроходности, с большим удельным
числом оборотов, строятся в виде так называемых винтовых
вентиляторов с осевым подводом воздуха, чем достигается также
уменьшение стоимости изготовления. Окружная скорость колеса при
этом значительно больше, чем при радиальном подводе
(приблизительно в 1,5 до 3 раз больше). Радиальные колеса могут
выполняться также без боковой стенки со стороны входа, причем
открытые с боков лопатки при вращении возможно плотнее прилегают
к стенкам камеры (коэфициент полезного действия таких
конструкций несколько хуже).
Направляющие лопатки, вообще говоря, не применяются у
вентиляторов. Вместо них применяют обычно спиральные
камеры с конической выпускной трубой; расчет
согласно стр. 582.
3. Эквивалентное сечение. Характеристики
вентиляторов. Так как в большинстве случаев создаваемое вентилятором
давление воздуха служит только для преодоления сопротивлений
при движении в воздухопроводе, то количество подаваемого воздуха
изменяется приблизительно пропорционально корню квадратному из
высоты нагнетания, т. е. отношение V: У7/ оста ется
постоянным при всех числах оборотов вентилятора, приключенного
к заданной системе воздуховода. Характеристика воздухопровода
есть поэтому парабола с вершиной в начале координат. Можно
доказать, что при работе на постоянный воздухопровод коэфициент
!) Ср. V id та г, Z. f. Turbinenw. 1913, стр. 150. — Р f 1 е i d ere r, Krei-
selpumpen, Berlin 1924, J. Springer.

Вентиляторы
625
полезного действия вентилятора остается практически постоянным
при изменении числа оборотов. Поэтому количество подаваемого
воздуха изменяется (при .работе на заданный воздуховод)
пропорционально числу оборотов. Создаваемая вентилятором разность
давлений пропорциональна квадрату, а расходуемая мощность —
приблизительно пропорциональна 3-й степени числа оборотов.
Отношение V: У7/ называют темпераментом воз
душной сети (например шахтного сооружения). Для
правильного выбора вентилятора необходимо предварительно определить
эту величину испытанием, причем количество подаваемого воздуха
не должно обязательно совпадать с потребным для нормальной
эксплоатации установки.
Фиг. 97.
Масштабом для сопротивлений сети служит поэтому аквивалент-
ное отверстие А. Оно означает площадь сечения такого отверстия, которое
оказывает протекающей массе воздуха сопротивление, равное сопротивлениям
воздуховода. При коэфициенте сужения сечения а получается А = V: [*V2g>(pi—рг) :•( ]
Для существующих в шахтах отношений принимают а = 0,65 (тонкая стенк^
Y = 1,2 кг/м*, так что А = 0,38 V: V рг — р1 . (р2 и рх в мм вод. ст.). При значе
нии а=1, соответствующем совершенному соплу, получается Лх= VV^:[2g'(p2—pl)] .
Последнее значение Ах называют эквивалентным соплом.
Нормальные характеристики вентиляторов, т. е. кривые
постоянных чисел оборотов в диаграмме VXHX) строятся по указанному на
стр. 585 способу.
Можно отсюда получить одну, пригодную для всех чисел оборотов кривую
которая применима также к любому, подобно сконструированному во всех,
деталях вентилятору х), если откладывать, как абсциссы, численные значения отно-
_ . _ эквивалентное сопло
шенийA1:Fa — — и, как ординаты, коэфициенты
и сечение выходного отверстия ' г .
напора <у = 2g(р2 — рх): (^я2). Построение приводит к полной диаграмме безраз*
х) Ср. В е г 1 о w i t z, ZdVdl 1925, стр. 36.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
40

626 T- JI1- ^Д- 8- Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
мерных характеристических линий, если ввести еще кривые коэфициентов подачи у=
= V: Faa, коэфициентов мощности X = Na: I Fa -r—1 (ЛГа — израсходованная
мощность, за вычетом трения в подшипниках), а также коэфициента полезного
действия.
О регулировке ср. стр. 587. Дросселирование воздушного
потока может быть произведено с таким же успехом во
всасывающем, как и в нагнетательном трубопроводе. У вентиляторов
высокого давления первый способ регулирования даже выгоднее,
чем второй.
4. Выполнение вентиляторов. На фиг. 97 показан вентилятор
с двухсторонним подводом воздуха, сконструированный для
больших окружных скоростей, следовательно для высоких давлений.
Колесо снабжено промежуточными лопастями.
Фиг. 98 изображает рабочее колесо воздуходувки с косыми
лопастями, завода Шиле во Франкфурте, для больших количеств
воздуха и больших чисел оборотов
— при сравнительно низких давлениях.
Благодаря косому расположению
лопастей колесо получает форму
гиперболоида. Сопротивляемость
центробежным силам невелика.
Широкое применение имеют
вентиляторы типа „Сирокко", с лопатками соотв.
фиг. 96, выполняемые с одно- и
двусторонним подводом воздуха; они
выполняются на напор до 120 мм вод. ст., на
подачи до 1600 м^/мин при к. п. д.,
доходящем до 70%.
У винтовых вентиляторов крылья
либо плоские, либо (лучше) изогнутые
в пространстве (профилированные) по
образцу судовых гребных винтов.
Осевые вентиляторы применяются в тех случаях, когда требуется
подача больших количеств воздуха при незначительных напорах.
При этом, чем больше величина подачи, тем выше допустимый
для осевых вентиляторов напор.
Шахтные вентиляторы выполняются почти исключительно как
центробежные вентиляторы. Фиг. 99 и 100 изображают конструкцию
по системе Р а т о (Шюхтерман и Кремер в Дортмунде), у которой
лопасти двойной кривизны укреплены в колесе с изогнутым
диском и с односторонним всасыванием. Колесо установлено на
консоли. Коэфициент полезного действия от 80 до 85%.
Заслуживает внимания выполнение нижней части камеры из бетона.
В последнее время построены шахтные вентиляторы для
производительности до 20 000 м?/мин с диаметром колеса до 8 м. При
больших производительностях крыльчатое колесо может быть
насажено непосредственно на коренной вал паровой машины и
вполне или частично заменять маховик. При передаче от электро-
Фиг. 98.

^Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры
627
моторов применяется либо непосредственное соединение, либо
через промежуточную зубчатую передачу для понижения числа
оборотов; последнее имеет место всегда при передаче от паровых турб i
Фиг. 99.
Фиг. 100.
Ь) Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры
Наибольшее давление,, на которое строят турбокомпрессоры
(центробежные компрессоры), доходит до 12 am. Окружная
скорость колеса и2 обычно имеет значение, близкое к допускаемому
предельному. При щ = 180 до 200 м/сек может быть достигнуто
в одном колесе отношение p^'-Pi — h% максимум 1,3, так что
при всасывании из атмосферы достижимо избыточное давление
в 0,2 -b* 0,3 am. Для
получения более
высоких давлений
необходима
многоступенчатая конструкция.
Различие между
турбовоздуходувкой и
турбокомпрессором состоит в
том, что последний дает
большие степени сжатия
(отношения давлений), и
поэтому в турбэкомпрессо;е
еще резче выступают все
затруднения, связанные с
большим числом ступеней Фиг. 101. Фиг. 102.
и необходимостью
энергичного охлаждения воздуха. Применяется только радиальный подвод воздуха к
колесу, согласно фиг. 101—103.
1. Одноступенчатая неохлаждаемая воздуходувка. Пользуясь
теми же обозначениями, что и на стр.570 для центробежных
насосов, и принимая число лопаток бесконечно большим, мы
получаем следующее выражение для величины работы лопаток,
отнесенной к 1 кг газа:
^thoo = ("2^2 COS «2 — UlC0 COS aQ) '. g = (U2C2u - ЩС^и) I g
(1)
40*

628 т- П1. Отд. 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувка
или же, так как обыкновенно имеет место радиальный вход
воздуха в колесо и, следовательно, а0 = 90°,
zthoo = с2 coscc2u2:g = c2uщ: g. (2)
Вследствие конечности числа лопаток действительная работа
лопаток Lth меньше, чем вышеуказанное значение, как это было
подробнее обосновано на стр. 573, и имеет место следующая
зависимость, согласно уравнению (10) (стр. 574):
^--*ш(1 + 2-£г=£77р> W
Здесь обозначает:
z — число лопаток,
р2 — угол лопаток у выхода,
г2, гх — радиусы окружности выхода и окружности входа лопаточных каналов,
I*. —опытный коэфициент, который может быть принят равным от 1 до 1,3.
Диаграммы скоростей лопаток точно такие же, как
изображенные на фиг. 22 и 29.
Точно так же, как и при расчете насосов, можно оценить
влияние количества лопаток, введя в расчет отклонение струи назад
от направления выходной кромки лопатки на угол
Д cosj32 = &/y, (За)
где k можно принять равным 2,5—4 и Г0' — величина
относительной циркуляции:
р / С1и
Удельная работа лопаток Lth (работа на окружности
колеса) получается из работы адиабатического сжатия Z,ad (к
которой должна быть прибавлена разность скоростных напоров у
выхода и входа) по уравнению:
^ъ = ^-%> (4)
где „гидравлический коэфициент полезного
действия"
% = Lad : Lth = Lad : (^ad + Zh)
учитывает гидравлические потери Zh (проявляющиеся в виде
потери напора) между впускным и выпускным патрубками (но не
в трубопроводах). Коэфициент i\ht вполне соответствующий коэфи-
циенту полезного действия i\a на окружности колеса в паровых
турбинах, следует выбирать при применении направляющих
лопаток между 0,70 и 0,88 и тем большим, чем больше количество
подаваемого воздуха. L&d определяется из уравнений (2) или (2 а)
(стр. 603), причем должно быть принято во внимание сказанное
на стр. 603 и относительно выбора рь vb tb p2.

Турбовоздуходувки! и турбокомпрессоры
629
Приближенное уравнение. Так как перепад давления в отдельных ступенях
невелик, то целесообразнее пользоваться следующим приближенным уравнением,
благодаря его простоте
^d=Pitrjf(l—£ + ^j,)e
где у = (р9:р{)- 1, х = ср : cv = 1,4.
При значениях ра: /7Х до 1,4 ошибка составляет максимум + Чл%, при р2: р± —
= 1,5 максимум -{-1%; если опустить последний^член, то до р% \рх — 1,17 ошибка
максимум — V20/o» ДО Рг' Pi — 1»24 макс. — 1%.
При расчете многоступенчатых машин лучше всего пользоваться
диаграммой TS. Точность обычных таблиц, однако, недостаточна, ввиду
незначительности перепада давления в одном колесе. Можно самому изготовить диаграмму
в желательном масштабе, если иметь в виду, что в предела* давлений, с которыми
приходится иметь дело при расчете центробежных турбокомпрессоров, линии p=«onst
конгруэнтны и сдвинуты параллельно одна другой в направлении оси S, так что
расстояние между двумя линиями в направлении оси 5 везде одинаково- Поэтому
надо построить только одну из этих линий, уравнение которых есть S = cp In (Г: 273).
Для любого отношения давлений р2: р± соответствующее вертикальное перемещение
есть S2 — Sx = — AR In (p2 : Pi), где рх относится к произвольно выбранной начальной
линии, а/?2к новой.
При помощи уравнений (2) до (4), пользуясь способами расчета,
приведенными на стр. 575 и ел. для центробежных насосов, можно
рассчитать рабочее колесо и направляющий аппарат (будь то
лопаточный либо безлопаточный направляющий аппарат или
спиральный кожух), если вместо Н вставить L, так как все указанные
там правила остаются в силе и здесь.
При определении размеров можно пренебречь уменьшением
объема вследствие сжатия в колесе до давления в зазоре, так как
это уменьшение мало влияет на размеры. Скорости выбирают
большие, чем для воды, а именно: с0^с8 следует взять равным 0,2
до 0,3 Y %g £ad, что дает для скорости значения между 30 и 50 м/сек.
Для определения диаметра всасывания можно воспользоваться
приведенной выше формулой Поликовского с введением в нее
изменений, связанных с наличием вала с диаметром dt проходящего
сквозь колесо (см. расчет насосов)
где fc^3,5-r-4.
Ширина колеса кнаружи уменьшается, так что скорость в
меридиональном сечении остается одинаковой или немного убывает.
Выбор угла лопаток р2 производится таким же образом,
как у центробежных насосов (стр. 575). Но так как здесь
необходимо, во избежание слишком большого числа ступеней, получить
в одной ступени возможно больший перепад давления, то угол (32
берется несколько большим, чем там, а именно, между 35 и 70°.'
Это необходимо также из соображений прочности лопаток. Число
лопаток больше, чем в центробежных насосах. Отношение диаметров
D2:Dt обычно лежит в пределах 1,8н-2,2, но иногда доходит идо
значительно большей величины.

630 T- HI. Отд. 8. Насосы и компрессоры. П. Воздуходувки
Численный пример. Расчет рабочего колзса одноступенчатой во луходувки
на 33j м3/ман, 200Э мм вод. ст. (или кг\м% с приводом от электромотора при
посредстве промежуточной зубчатой передачи, так что число оборотов может быть
свободно выбрано. Высота барометра 1б1 мм рт. ст. при 15°, соотв. 1 ата,
наружная температура ta = 15°.
Вследствие потери давления во всасывающем трубопроводе, оцениваемой
в 100 мм, нагревания воздуха приблизительно на 3° {tx = 15 -f- 3 = 18°) и потери
в зазоре в 6%, действительный подаваемый объем воздуха в секунду больше,
а именно:
Дачыи^ при рх = 10000 — 100 = 9900 кг/м2, р2= 10 000 + 2000 = 12 0С0 кг/м*, Тх =
= 291°, х = 1,4, Р = 29,27 (пренебрегаем влажностью воздуха), получается по
уравнению (2) (стр. 603) или уравнению (4а) (стр. 629) Za£j = 1700 кгм/кг или м
воздушного столба. _
Пусть колесо укреплено на валу консольно. Пусть дальше cs =0,26 K2iZa^ =
= 0,26 V2g.\700 = 47,5 м/сек, поэтому (фиг. 23) Ds* • -j = 6,00 : 47,5 = 0,126 м* и
Ds =s 0,4 м. Отсюда DL = 400 + 30 = 430 мм, D2 = 2DX = 860 мм. Если приняв ц^ =
= 0,82, то из уравнения (4) получается Ztn = 1700 : 0,82= 2075 м, а из уравнения (3),
при z = 20, \ь = 1,3, получается
Ith оо = 2075 (l + Ц$ 1_1^5)2) = 2075.1,17 = 2440 м.
Теперь из уравнения (16) (стр. 576), при (32 = 50\ с2т = 40 м!сек, следует (при
условии, что сечения подобраны таким образом, что с0 = сх и w2 = ^i)
кя = 40 : (2 tg 50°) + V[AO : (2 tg 50°)]» + 9,8~Ь2440 = 172,6 ж/се*
гледовательно, я = 172,6«60 : (гс • 0,86) = 3840 об/мин.
Проверяем Ds по формуле (4):
Для определения угла лопаток (Зх вычисляем Kj = тс .0,43 • 3340 : 60 = 86,3 м'сек
и, приняв с0 = 48 м/сек и отношение tf, : (tx — <ух) = 1,С6, получаем сг = 1,и6 • 48 =
= 50,9 м/сек, tg Pj_ = 50,9 : 86,3 = 0,591, рх = 30°30'.
Проверяя значение ^: {tx — <зх) при толщине лопаток (из листовой стали)
у входа s-j = 2 мм, получаем:
*i = -r-z- = 3,95; /, = re . 430 : 20 = 67,5 мм; U : (U — л) = 57,5 : 63,6 = 1,06»
Sin рг * > > х \ 1 х/
Так как £2: (4 — ^г) ~ 1» то ширина колеса у выхода Ь2 = 6,00 : (гс • 0,86 • 40) =#
= 0,056 м — 56 мм, а у входа Ьх = 6,00 : (ге • 0,43 • 48) = 0,093 = 93 мм.
Вычерчивание лопаток производится, как указано на стр. 578.
В отдельных конструкциях лопатки по всему протяжению получают
прямолинейный профиль (компрессоры Р а т о), и в таком случае
угол р2 не может уже быть выбран свободно. Направление воздуха
в лопаточных каналах в этих конструкциях оставляет желать
многого. В случае плоских лопаток (сильно уширяющихся каналов)
обычно половину всех лопаток выполняют в виде промежуточных
лопаток (фиг. 101), чтобы не слишком стеснить вход.
Выполнение рабочего колеса. Лопатки делаются из листоеой
стали толщиной обычно в 1 до 3 мм, в поперечном сечении
изогнуты швеллером или Z-образно и приклепаны к боковым
стенкам (фиг. 102 и 103). Если лопатка отковывается с большей
толщиной стенки, то заклепки могут быть выфрезоваиы из лопатки на

Турбовоздуходувки! и турбокомпрессоры
631
обеих сторонах (Б р о у н-Б о в ер и и К0) или же пропущены через
дыры, расположенные целиком внутри поперечного сечения лопатки.
Оба последние способа укрепления встречаются в особенности при
очень узких колесах. Колеса получаются тяжелыми, но с гладкими
каналами, без загнутых бортов и заклепочных головок.
Лопатка с загнутыми бортами подвержена в кромке особенно
значительным изгибающим усилиям от центробежных сил. При
уменьшающейся кнаружи ширине колеса место наибольшего
напряжения лопатки лежит не на внешней, а на внутренней окружности
или вблизи ее, так как квадрат ширины лопатки и sin (90—р) внутри
больше, чем снаружи. Рекомендуется не очень малый радиус
кривизны борта и большая толщина лопатки, (а также применение более
легкого строительного материала (например алюминиевых сплавов).
Колесный диск из высококачественной
мартеновской или низкопроцентной никелевой стали либо
приклепывается к втулке, либо же — при больших
окружных скоростях—изготовляется из одного куска
с втулкой (фиг. 103). Толщина стенок увеличивается
по направлению к втулке. Наибольшим напряжениям
подвержен верхний диск, который должен быть
выполнен особенно прочным во внутренней части. При
расчете следует иметь в виду, что профиль диска частично
несет на себе лопатки и не имеет плоскости симметрии.
Уплотнение подвижного колеса против давления
зазора осуществляется на внутреннем диаметре
верхней шайбы при помощи лабиринта.
Расчет направляющих лопаток (как на стр. 581).
Между концами подвижных и направляющих лопаток
оставляется свободное от лопаток кольцевое
пространство в 20 до 80 мм, так как иначе возникает
раздражающий свистящий шум от неравномерности потока.
Из тех же соображений Остертаг *) рекомендует
малый шаг, а следовательно, большое число направляю- фИг. юз.
щих лопаток.
Пример. Для предыдущего примера ход расчета следующий: за подаваемый
объем принимаем всасываемый объем воздуха, несмотря на повышение давления
и температуры в зазоре (влияние которых на объем противоположно). Поэтому
V = З-iO : 60 = 5,5 мг[сек\ дальше: касательная составляющая скорости за рабочим
колесом с3а = gLth : и2= 9,81 • 2075: 172,6 == 118,1 м/сек.
Меридиональная составляющая
с3т = v '• nD*b* = 5>5 : (тс • 0,86 • 0,056) = 36,4 м/сек,
tg «3 = сЪт \сЪи = 36>4 "■ П8,1 = 0,308; «3 = 17°9'.
Зтот угол наклона *3 стру« сохраняется неизменным при протекании через
свободное от лопаток кольцевое пространство до входа в направляющие лопатки,
если боковые стенки между собой параллельны, и если пренебречь трением. Если
учесть конечную толщину лопаток направляющего аппарата и трение о стенки
х) Остертаг, Поршневые и турбокомпрессоры. Пер. с нем. ГНТИ, 1931.—
К е р т о н, Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры. Пер. с англ. Энергоиздат. 1934.

632 т- 11Г- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
кожуха между колесом и направляющим аппаратом, то получим большее значение
угла «4, а именно
tg«4 = X(r44~r2)+tga3'W-^
(см. Пфлейдерер, сноска, стр. 583). Гчри этом, считая \ = 0,03,т4/(*4_г4) = 1,06,
0 03 80
Ь3=Ь9-\-2 мм == 58 мм, получим tg а4 = ' \-0,308 • 1,06 = 0,337, т. е. а4 =
= 18°35\ Вследствие малого шага лопаток можно, вместо эвольвенты (как указано
на стр. 578), осуществить (очертить) вход по прямой, наклонной под углом а4 (фиг.
102, 110). У многоступенчатых компрессоров обратные каналы к следующей
ступени выполняются, как продолжения направляющих каналов, чем достигается
непрерывное понижение скорости до скорости входа в следующую ступень. Чтобы
сопровождающийся трением путь в гладком кольцевом пространстве не получился
слишком длинным, угол а3 не должен быть меньше 15°.
Кривая состояния. Кривая состояния AtA1'AspA'spA2 (фиг. 104)
в общем мало отклоняется от простой соединительной прямой АХА2
между начальной и конечной точками, так что у компрессора можно
руководствоваться этой прямой и в основу расчетов положить фиг. 63.
Вся сообщенная газу работа, т. е. внутренняя работа, составляет:
A = ('2-*l)V^=Lth + ^sp + ^. (5)
Для нашего численного примера трение колеса Zr и
потеря в зазоре Zsp на 1 кг подаваемого газа, а следовательно и- y]4
вычисляются следующим образом:
Zr == 15 и2з D22 • 10~5 : V = 15 • 172,63.0,862. кг5 :5,5 = 104 м\
дальше
где потеря в зазоре
Vip = и, * Dx h Y*U «22 + ги «I2 - («а - <W>2> '
так как при числе уплотняющих колец 2 = 2 коэфициент истечения
р., = 1: У1,5+1,1.*=1 : У 1,5 + 1,172 = 0,52,
то при ширине внутреннего зазора Ь% = */2 мм = 0,0005 м, потеря
в зазоре
Vsp =* 0,52 п • 0,43 • 0,0005 YTU • 172,62 +1/4.86,32 - (172,6 — 118,1)2 =
= 0,052 мъ/сек,
Zsp = 0,052 • 2075:5,5 = 20 м,
Ц = 2075 + 104 4- 20 = 2199 м\ yj, = 1700 :2199 = 0,775,
значит 'i<<%.
Так как t2' — tx = ALad : ср = 1700: (^27 • 0,241) = 16,7°, то t2—tt =
= 16,7:0;775 = 21,6°, и таким образом определяется конечная
температура t2 кривой состояния.
Давление р2, соответствующее точке А2 выхода воздуха из
машины (фиг. 105), определяется из основного расчета (из задания).

Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры
633
При этом скоростной напор выхода воздуха из машины учитывается
коэфициентом -%, т. е. рассматривается как потеря.
Хотя потеря в зазоре составляет только (0,052 :5,5) • 100 = 0,95 %,
тем не менее сделанное на стр, 630 допущение о значительно
большем значении этой величины правильно, так как центробежные
машины следует рассчитывать с большой надежностью.
2. Многоступенчатая турбовоздуходувка без охлаждения.
Вопрос о том, необходима ли одноступенчатая или многоступенчатая
Фиг. 104. Фнг. 105.
конструкция, разрешается еще до проектирования, на основании
следующей зависимости, соответствующей уравнению (18), стр. 577:
Uad = 4.u£:2g, (6)
где ^ берется большим, чем при центробежных насосах (по причине
большего числа лопаток, большего угла j32)> a именно: v= 1 до 1,3:
и2, за исключением особых случаев, не должно превышать 180 до
200 м\сек, максимум 225 м/сек.
Если опять-таки принять для отдельных ступеней
политропическую кривую состояния и внутренний коэфициент полезного
действия 7)f считать одинаковым для всех ступеней, то соединительная
линия АгЕ между начальными состояниями Al9 А2, А3 . . в отдельных
ступенях через весь компрессор представляется одной и той же
политропой AtE (фиг. 105). Конечная точка Е политропы задается
известным из расчета перепадом давлений ре/р1 и общим перепадом
температур te—tv Этот последний может быть получен по общему
(v)ad) машины, определяемому из опытных данных (стр. 640).
Зная (т^общ, мы можем определить общий внутренний к. п. д.
Ыобщ=(у]аа)сбщ/1Г1мех» а затем» задавшись величиной Y)Mex, находим

634 т- Г11- 0тД- 8- Пасосы и компрессоры. II. Воздуходувки
и te — tt = Ге—7\ = (7у — 7\)/(^)общ. В этом последнем
равенстве Т/ представляет собой конечную температуру адиабатического
сжатия, соответственно перепаду давлений от р± до ре и равняется
Если, как обычно это делается, диаметры колес и углы лопаток
во всех ступенях одинаковы, то одинаков и перепад давления A£ad
в каждой ступени.
Между A£ad, числом ступеней / и суммарным адиабатическим
перепадом Z.ad = (// — t±) cp: Л существует в этом случае зависимость
SAZ-ad = ^ad=f<d> (6a)
где число [л (=1,01 до 1,02) учитывает то обстоятельство, что
вследствие работы трения сумма отдельных перепадов больше
суммарного перепада.
При помощи уравнения (ба) определяется число ступеней /, если установлена
величина перепада A£aa в отдельных ступеняж
По мере сжатия подаваемый объем газа уменьшается. Поэтому
ширина колес у входа и выхода должна соответственно уменьшаться
от ступени к ступени. Промежуточные значения либо берутся из
энтропийной диаграммы в точках А2, /43, Л4 и т. д. (причем
целесообразно вычертить диаграмму в увеличенном масштабе), либо же
вычисляются следующим образом.
Отношение давлений (степень сжатия) для любой я-й ступени
получается, согласно уравнению (3) стр. 603,
Xn=s\Tn+1)
причем Рп+\ = хпРп' (7)
Здесь A/ad = j4AZ,ad : ср обозначает одинаковый для всех степеней
адиабатический перепад температуры, а Тп — абсолютную
температуру при входе в я-ю ступень, которую проще всего определить из
Tn=T1 + (te-t1){(n-l):i]. (8)
Так как на основании уравнений (7) и (8) давление и
температура в каждой ступени известны, то этим дается и vn = RTn:pn.
Ввиду возрастания Тп от ступени к ступени степень сжатия
наибольшая в первой ступени и в следующих ступенях все уменьшается.
3. Многоступенчатый турбокомпрессор с охлаждением. Даже
при хорошем охлаждении кожуха процесс сжатия в рабочем и в
направляющем колесе мало разнится от того же процесса в
неохлажденном компрессоре, так как охлаждение дает себя знать, главным
образом, только в обратном канале, где не происходит уже
заметного сжатия. Расчет отдельной ступени может, поэтому, произво-

Турбовоздуходувки и турбокомпрессоры
635
дит*ся таким же образом, как укязано в п. 1 для одноступенчатой
неохлаждаемой воздуходувки. Только единичный перепад AZ,ad
другой и зависит от рода и способа охлаждения.
а) Промежуточное охлаждение между
отдельные и неохлаждаем ы ми группами ступеней (фиг.
109). Из-за затруднений при изготовлении и обслуживании,
связанных с охлаждением кожуха, обычно ограничиваются устройством
промежуточного охлаждения только между группами ступеней. Для
обычных конечных давлений в 6 до 8 ати достаточно 3
промежуточных холодильников, по одному га каждой группой в 2 до 4 колес.
Фиг. 106.
Согласно выводу на стр. 602 для поршневых компрессоров,
получаемая при охлаждении ь^ономия в работе достигает наибольшей
величины в том случае, если на каждую группу ступеней
приходится одинаковая адиабатическая работа. Тогда степень сжатия,
приходящаяся на каждую группу, одинакова; при k группах,
следовательно k — 1 холодильниках, она равна
Хдг = VРе ' Pv
(9)
В этом случае точки, представляющие состояние газа у входа
в отдельные группы, делят на диаграмме TS отрезок изотермы
между начальной точкой и конечной изобарой на равные части.
Расчет отдельных неохлаждаемых групп производится точно, как
в п. 2.
Так как, однако, нецелесообразно охлаждать воздух в
промежуточных холодильниках опять до температ) ры его перед
поступлением в компрессор (ср. стр.608), а с другой стороны, все
холодильники, из конструктивных соображений, делаются одинаковыми, то
оказывается целесообразным степень сжатия в начальных группах
ступеней взять несколько большей, чем в конечных, причем
распределение делается при помощи диаграммы.

636 т- П1« Отд. 8. Насосы и компрессоры. И. Воздуходувки
Диаметры колес в пределах одной группы одинаковы, но
в верхних группах меньше, чем в нижних, чтобы, с одной стороны,
избежать слишком узких колес, а с другой — ограничить потери
в зазоре и от трения колес, которые возрастают пропорционально
плотности газа.
Ь) Охлаждение кожуха (фиг. 107 и 108). Первоначальные
затраты меньше, чем при а). Поверхность охлаждения должна быть
доступна. Чтобы разместить в кожухе достаточную поверхность
охлаждения, направляющим лопаткам, составляющим одно целое
с омываемыми водой стенками кожуха, придают значительные
радиальные размеры. Действие охлаждения становится заметным лишь
при известном нагревании газа. Поэтому в диаграмме
соединительная линия точек состояния у входа в отдельные ступени направлена
вначале направо вверх (фиг. 106) и при более высокой
температуре отклоняется влево. Кривая эта может быть построена
вычислением, причем падение температуры за отдельными ступенями
должно быть определено по величине поверхности охлаждения
(I том, стр. 634 и ел., III том, стр. 608).
Если кривая состояния известна из опыта, т. е. на основании
измерений у построенных компрессоров, то, нанося в виде
вертикальных отрезков найденные вычислением адиабатические
температурные перепады A/ad для отдельных ступеней, как показано на
фиг. 106, переходят от начала к концу. Влияние охлаждения за
первой ступенью проявляется на фиг. 106 в перемещении точки А2"
при неизменяющемся давлении р2 в Аъ за второй ступенью — в
перемещении точки Аъгг в 4 и т. д. Оно сильно возрастает кверху.
Диаметры колес следует и в данном случае, соответственно
уменьшению объема, уменьшать группами. Можно так же, как
показано на фиг. 106, соединить охлаждение кожуха с промежуточным
охлаждением.
4. Условия работы, регулирование, привод. Если подаваемый
объем отличается от такового при безударном входе (на расчетном
режиме), то для получения соответствующей высоты нагнетания
надо построить (по способу, указанному на стр. 585 для
центробежных насосов) характеристику, которая дает изменение работы
адиабатического сжатия Iada. в зависимости от всасываемого объема,
при постоянном числе оборотов. Характеристику многоступенчатого
компрессора получают из соответственных кривых для отдельных
ступеней. При этом необходимо пользоваться TS - диаграммой и
прежде всего перенести на нее напорную характеристику первой
ступени; при этом значения AL&dx дают давления, а горизонтальные
прямые, проведенные на вертикальном расстоянии соответственно
ALix = A • (Z,th + Zsp + Zr) от начальной точки, дают в пересечении
с изобарами точки состояния. Если нанести сюда конечные объемы,
то может быть сделано перенесение характеристики следующей
ступени и т. д. Из верхней кривой TS - диаграммы определяется тогда
результирующая кривая (Vx, L^x) или также кривая (Vxt px).
Промежуточное охлаждение должно быть соответствующим образом

Фурбововдуходувки; и турбокомпрессор*»!
63'
принято во внимание. Если в основу полученной таким образом
результирующей кривой положить закон конгруэнтности (который
здесь, во всяком случае приблизительно, остается в силе), то
становится возможным определить, для случая регулирования
изменением числа оборотов, те числа оборотов, которые соответствуют
отдельным производительностям, таким же образом, как на стр. 586
для центробежных насосов.
Точка касания А горизонтальной касательной делит
характеристику на лежащую справа ветвь устойчивой работы (фиг. 44, стр. 587)
и лежащую слева ветвь неустойчивой работы. Если подаваемое
количество падает при неизменяющемся числе оборотов ниже того,
которое соответствует точке А, то падает давление в нагнетательном
патрубке компрессора. В результате воздух из сети течет обратно.
Когда же вследствие этого обратного течения и продолжающегося
расхода воздуха давление в сети упадет ниже давления холостого
хода, компрессор начинает опять подавать воздух, пока снова не
наступит срыв подачи, если за это время расход воздуха не
превысит объема, соответствующего точке А. Компрессор таким
образом начинает работать толчками, что нарушает правильный ход
работы. Такая неустойчивая работа нагнетателя носит название
„пумпаж". Сила и продолжительность колебаний тем больше, чем
больше объем воздухопроводной сети. Чтобы это явление наступало
только при возможно наименьших подачах, целесообразно иметь
резко поднимающиеся кривые дросселирования с короткой
неустойчивой ветвью, которые получаются (по системе ВВС) при
применении поворотных направляющих лопаток. При уменьшении
подаваемого объема последние устанавливаются на меньшую ширину каналов.
Предотвращение пумпажа. При воздуховоде большого
объема рекомендуется ставить в нагнетательной линии по
возможности легкий или снабженный демпфером обратный клапан. Фирма
FMA применяет приспособление (наподобие указанного на стр. 617
для поршневых компрессоров), при помощи которого всасывающая
труба автоматически закрывается, как только давление воздуха,
вследствие малого забора его, превосходит известную величину.
Одновременно нагнетательный патрубок отключается от
воздухопроводной сети и соединяется с атмосферой, так что нижние
ступени работают в вакууме. Так как при таком холостом ходе воздух
сильно нагревается, то должно подаваться небольшое количество
воздуха для охлаждения. По системе AEG *) обратный клапан в
нагнетательной линии снабжен обводной трубой с соплом, через
которое, по закрытии клапана, направляется из сети слабый обрятный
ток, не дающий компрессору возобновить подачу, пока давление
в сети не упадет ниже определенной, устанавливаемой пожеланию,
величины. Другое средство предотвратить явление пумпажа состоит
в том, что при уменьшении подаваемого количества ниже
критической величины открывается выпускной клапан на нагнетательной
Ч A EG Mitteilungen, 1925 ЛI, стр. 363.

638 ^- IIJ- Отд. 8. Насосы и компрессоры. П. Воздуходувка
трубе или при электроприводе нагнетатель автоматически
останавливается.
Пумпаж наступает реже, если регулирование производится
уменьшением числа оборотов. Нагрузка в этом случае может
меняться между оО и 110% нормальной величины.
Регулирование при постоянном числе
оборотов целесообразнее производить — в противоположность
центробежным насосам — дросселированием во всасывающем
воздухопроводе, а не в нагнетательном, так как уменьшение удельного веса
всасываемого воздуха смягчает удар при входе и уменьшает
трение колес и .потери в зазорах.
В последнее время применяется также регулирование путем
установки поворотных лопаток перед входом в первое колесо, или
перед входом в первые колеса отдельных групп, или даже перет
входом в каждое колесо. И при дроссельном регулировании, и при
регулировании изменением числа оборотов установка количества
подаваемого воздуха производится большей частью от руки
Употребляются также автоматические регуляторы на постоянное
давление или постоянное подаваемое количество.
Наиболее подходящим центробежным приводом для
компрессоров и воздуходувок является непосредственное соединение
с паровой турбиной (большей частью с турбиной двух давлений
или с турбиной для отработанного паре), так как, с одной стороны,
возможно при этом регулирование изменением числа оборотов,
а с другой стороны, число оборотов может быть достаточно
большим. При электрическом приводе необходимо, в случае не очень
больших количеств подаваемого воздуха, включить промежуточную
зубчатую передачу для повышения числа оборотов, а регулирование
возможно только дроссельное, так как применяется почти
исключительно переменный ток.
5. Пределы производительности и числа оборотов.
Турбокомпрессоры и воздуходувки приспособлены только для
больших количеств подаваемого воздуха, так как в
противном случае потери от трения колес и неплотностей поглощают
слишком большой процент мощности, и каналы получаются
слишком узкие. Наименьший объем воздуха, на который может
быть построен турбокомпрессор или турбовоздуходувка, зави:ит
от высоты нагнетания и числа оборотов отдельного колеса.
Ссылаясь на выводы стр. 589, можно написать:
V^kbLj-.rfi, (10)
где Vm = УУх Ve, т. е. геометрическая средняя объемов входящего
и выходяшего воздуха и AZ,ad— приходящаяся на одно колесо
работа, а число k береася тем меньшим, чем большие внутренние
потери допускаются. Для обычных условий можно принять &%25Э.
При многоступенчатом сжатии, при Д Lad ^2000 м, получаем из
предыдущего неравенства
Vm->22.W:n\ (11)
например для п = 3000 об/мин Kw>2,45 й3'сек = 9000 м*1час.

Турбовоздуходувки} и турбокомпрессоры

040 T- IIX- 0тД- 8- Насосы и компрессоры. XI. Воздуходувки
При 10 000 мъ\час. и многоступенчатой конструкции лучше
всего выбрать число оборотов около 4500.
Воздуходувки для небольших производительностей, как
например для аэропланных моторов, получают до 22 000 об/мин. Фирма
FMA строит небольшие компрессоры с охлаждаемым кожухом и
колесами из легкого металла для 600 мъ/час, 16 000 об/мин и 6 ати.
6. Коэфициенты полезного действия. Гидравлический
коэфициент полезного действия (=коэфициснту
полезного действия на окружности колеса) t\h = 0,7 до 0,88.
Механический коэфициент полезного действия
(без промежуточной зубчатой передачи) г\т = 0,95 до 0,98.
Адиабатический коэфициент полезного действия (для
Фиг. 110.
неохлаждаемых машин) Y)ad у небольших моделей 0,66, возрастая
вместе с производительностью до 0,78. Изотермический
коэфициент полезного действия при конечных
давлениях в 6 -г- 8 ати Y)iS = 0,56 для 4000 мг/час, возрастая до 0,70
для 80 000 Щчас.
Расход пара на 1000 мъ всасываемого воздуха при 6 до
8 ати составляет в турбинах, питаемых свежим паром, 600 до
850 кг в зависимости от температуры и давления пара и от
производительности компрессора, а в турбинах, питаемых мятым паром,
1200 -ь 1400 кг.
7. Конструкция. У многоступенчатых
турбокомпрессоров вал обыкновенно делается гибким. Критическая
угловая скорость может быть приблизительно определена из <оА2 —
= 1,08 g:yo, гДе Уо — наибольший прогиб от собственного веса,
g—ускорение силы тяжести1).
Каждое колесо должно быть выбалансировано статически, кроме
х) Стодола, Паровые и газовые турбины, изд. 5 или 6, Б-рлин, изд.
Ю. Шлрингер, стр. 379. — Пфлейдерер, Турбонасосы, Берлин 1924, Ю. Шприа-
гер, стр. 282.

Струйные аппараты
641
того должна быть сделана динамическая выбалансировка всего
ротора.
Давление на ось воспринимается либо упорным
подшипником, либо расположенным у нагнетательного конца кожуха
уравновешивающим поршнем, либо тем и другим вместе.
На фиг. 107 и 108 даны продольный и два поперечных разреза
турбокомпрессора FMA на 7 ати, с охлаждением кожуха, без
промежуточного охлаждения.
Промежуточные стенки между отдельными ступенями полые
и снабжены просторными водяными камерами, к которым есть
доступ снаружи.
На фиг. 100 и НО показывают компрессор конструкции Б р о у н-
Бовери с тремя промежуточными холодильниками между не-
охлаждаемыми группами ступеней. Кожух очень несложный,
цельный, разделенный только по средней горизонтальной плоскости.
Направляющие колеса отдельные, вставные. Подводящие и
отводящие каналы за холодильниками расположены по окружности
таким образом, что не получается никакого удлинения по оси.
Холодильники размещены сбоку компрессора, в наклонном
положении. Каждый из них разделен на две половины с
самостоятельными водяными камерами, так что можно открывать и чистить
водяные камеры во время хода машины, не разбирая трубопровода.
D. Специальные конструкции нагнетателей
Сюда следует отнести конструкции, в которых какая-либо
движущая жидкость или газ (пар, воздух, вода) приходит в
непосредственное соприкосновение с подлежащим нагнетанию газом.
а) Струйные аппараты (стр. 600)
Вытекающая из сопла рабочая жидкость с большой скоростью
всасывает подлежащий нагнетанию газ, смешивается с ним и в
приемном сопле уменьшает свою скорость, благодаря чему повышается
давление смеси. Коэфициент полезного действия очень мал. Поэтому
струйные сгустители находят применение только там, где расход
энергии не имеет особого значения, а главное внимание обращается
на простоту устройства, дешевизну, малые эксплоатационные
расходы и небольшое занимаемое место,
1. Пароструйные приборы. Применяются для небольших
разностей давлений, например, как всасывающие или нагнетательные
приборы для усиления тяги дымовых труб и как дымососы. В
последнее время применяются также для отсасываний воздуха из
конденсаторов паровых турбин, причем получаются очень высокие ваку-
умы,. а отработавший пар используется для подогрева'питательной
воды. О способе действия различных конструкций ср. стр. 340 и ел.
2. Водоструйные приборы. Находят применение на рудниках
для обособленного проветривания путем присоединения к
оросительной линии, а также для получения высоких вакуумов в
кончав- 2893. Hutte, Справочник для чш-женеров, т. III, 41

642 Т. III. Отд. 8. Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
денсационных устройствах, причем нагнетающий рабочую воду
центробежный насос часто соединен конструктивно с струеобразую-
щими соплами (ротационный воздушный насос).
Приемное сопло должно вначале сужаться, а затем расширяться
(наподобие сопла Л а в а л я), если требуется высокое разрежение.
Если задаться законом изменения давления в приемном сопле между
данной-величиной давления всасывания (т. е. парциального
давления рхг воздуха) и конечным давлением, то соответственные
площади поперечного сечения сопла / получаются по Р f 1 е i d е г е г'у *)
из равенства
f=[(GrRT:p) + (Gw:WO0)]:c (12)
где
Г_,Л^ OiRT In (max p:p)+[G„, (max р-р): 1000]
' ^w \* "— •)
Здесь обозначает:
Gj— количество воздуха [кг/сек], подлежащее отсасыванию,
О —вес протекающей воды [кг/сек]^
Т— абсолютную температуру воды,
/?=29,27 — газовую постоянную воздуха,
с— скорость смеси в сечении /[м/сек\,
р— давление смеси в сечении / [кг/м%
max p— наибольшее значение, которое может быть достигнуто, при котором
следовательно с = О,
S— опытный коэфициент, который берется приблизительно между 0,5
и 0,9.
Необходимая входная скорость воды в пространстве отсасывания получается
из предыдущего уравнения для с, если max p назначается, а р полагается равным
парциальному давлению рц воздуха в пространстве отсасывания; шах р должно
браться больше давления выхода ввиду опасности обратных токов.
Объем воды не должен быть слишком малым по сравнению
с начальным объемом воздуха, так как в противном случае воздух
будет недостаточно захватываться водой и могут возникнуть
обратные токи.
3. Воздушные инжекторы и эжекторы. Применение для
создания-тяги в котельных топках и для обособленного
проветривания в шахтах посредством присоединения к воздушному
трубопроводу. В последнем случае коэфициент полезного действия по
Марксу2) определен в 0,28 — 6,7%.
Ь) Гидравлические компрессоры 3)
Вода падает по вертикальной спускной трубе, имеющей в
верхнем конце сопло, по которому воздух всасывается устремляющейся
водой. Воздух смешивается с водой и приобретает статическое
давление, так что воздушные компрессоры обладают достаточно
высоким коэфициентом полезного действия. Внизу спускной трубы
отделяется воздух, и свободная от воздуха вода устремляется по'
1) См ZdVdl19l4, стр. 965-
2) Gluckaut, 1924, № 45, стр. 1027.
*} Более подробно об устройстве и применении см. ZdVdl 1910, стр. 1903.

Правила устройства и содержания
643
подъемной трубе к выходу. Давление, приобретенное воздухом
соответствует высоте столба вытекающей воды. Падение до 100 м
используется на одной ступени. Большие падения подразделяются,
так как гидравлические компрессоры по способу работы
приближаются к струйным аппаратам и коэфициент полезного действия их
ухудшается. В пределах одного падения от 4 до 120 м
изотермический коэфициент полезного действия vj составляет ~0,6 -г 0,7.
Американские установки достигают до 6000 л. с. В Германии особенно
применяют я в Ерцгрубене (Гарц). Расход материала и обслуживание очен > незначительные.
Приложение
Правила устройства, содержания и обслуживания воздушных
компрессоров и воздухопроводов
Обязательное постановление ВЦСПС от 2/IV J935 г.
А. Компрессоры
I. Помещение
§ 1. Все компрессоры и их двигатели производительностью 15 мумин и выше
за исключением компрессоров, помещаемых в залах силовых стандий,
устанавливаются в. отдельных, от производства одноэтажных огнестойких помещениях
с огнестой'ким перекрытием.
Установка аппаратуры в одном помещении с компрессором, если это
требуется технологическим процессом производства, допускается с особого
разрешения технической инспекции и пожарной охраны.
Все компрессоры и их двигатели должны быть установлены на фундаментах,
не связанных cj> стенами здания. Если компрессоры малой производительности
(не свыше 10 лРУмин) входят в комплект обслуживаемых ими машин, то установка
их на фундаментах необязательна, и они могут устанавливаться и другими
способами (например на кронштейнах, на стене и т. д.).
§ 2. Помещения компрессоров должны освещаться в такой мере, чтобы была
гарантирована возможность правильного и безопасного обслуживания компрессора
приставленным к нему персоналом. Освещенность, отнесенная к полу помещения,
должна быть не менее 60 люкс.
Температура помещения в зимнее время не должна превышать 26°С и быгь
ниже 10°С, а в летнее время не превышать наружную температуру на 10°С.
Отопление должно быть центральное или с топкой вне компрессорного помещения.
§ 3. Высота помещения должна быть как общее правило, не менее 4 м.
Ширина и длина помещения должны быть таковы, чтобы около компрессора с
ограждениями оставался свободный проход шириной не менее 1 м.
Если в одном помещении устанавливаются несколько компрессоров, то
свободный проход между ними или другими машинами не должен быть менее 1,5 м.
Общие размеры помещения должны удовлетворять условиям удобного ремонта.
Выходные двери и окна компрессорного помещения должны открываться
наружу.
§ 4. Полы и лестницы в компрессорных помещениях должны содержаться
в чистоге. Во избежание образования скользких мест проливающееся масло
должно немедленно удаляться.
§ 5. Вход в компрессорное помещение посторонним лицам, т. е. не
обслуживающим установки и не имеющим разрешения на право входа, воспрещается.
II. Ограждения
§ 6. Все ямы, углубления, отверстия в полах, переходы и мостики,
встречающиеся в компрессорных помещениях, должны быть ограждены перилами высотой
не менее 1 м, снабженными внизу на высоту 18 см сплошной стенкой (железной
или сетчатой).
41*

644 т- И1. Отд. 8. Насосы й компрессоры. II. Воздуходувки
§ 7. Все компрессоры, имеющие части, которые нельзя удобно и безопасно
обслуживать стоя на лолу компрессорного помещения, должны быть снабжены
специальными площадками и лестницами с перилами высотой не менее 1 Мц
снабженными внизу на высоту 17 см стенкой (железной или сетчатой).
§ 8. Передачи от двигателей к компрессорам должны быть ограждены
согласно обязательным постановлениям об ограждении трансмиссий.
§ 9. Проходы под ремнями должны быть перекрыты прочной и надежно укре*
пленной конструкцией.
§ 10. Все доступно * расположенные движущиеся части компрессора должны
бытэ ограждены.
§ 11. Если ограждения, предусмотренные в § 10, не прикрывают выступающих
элементов на движущихся частях компрессоров, как-то; клиньев, шпонок и пр.,
к которым приходится близко подходить обслуживающему компрессор лицу во
время работы, то указанные выступающие элементы должны быть закрыты
соответствующими оболочками.
' III. Арматура компрессоров
§ 12. Воздушные (поршневые) компрессоры должны быть снабжены
следующей арматурой:
а) манометрами и предохранительными клапанами во всех ступенях сжатия.
При давлении 300 am и выше на последней ступени сжатия должны быть
установлены 2 манометра;
б) манометрами для указания давления воздуха в промежуточных
холодильниках, при расположении холодильника на расстоянии более 5 am от
компрессора или в отдельном от него помещении;
в) автоматическим регулятором давления, выключающим компрессор или
переводящим его на работу вхолостую в случае поднятия давления свыше
допустимого,
г) термометрами или термопарами для измерения температуры сжатого
воздуха и охлаждающей воды;
д) на выкиде должен быть установлен обратный клапан.
Примечание. В существующих установках компрессоров
выполнение требования, указанного в п. .,в", необязательно.
IV. С м а з к а и чистка компрессоров
§ 13. Смазка частей компрессора на ходу допускается лишь при наличии
приспособлений, делающих эту смазку безопасной.
§ 14. Чистка компрессоров на ходу воспрещается.
§ 15. До пуска компрессора открываются все масЛенки, причем необходимо
убедиться, что масло действительно доходит до предназначенных мест. В
поршневых компрессорах должно быть обращено внимание на смазку шейки
кривошипа. По остановке компрессора все масленки закрываются.
. § 16. Смазка цилиндров компрессора должна производиться компрессорным
маслом марки по соотв. ОСТ.
Качество каждой бочки, бидона и др., компрессорного масла, полученного
заводом, должно быть проверено лабораторным путем. Отработанное
фильтрованное масло допускается для смазки цилиндров, если лабораторное исследование
укажет на соответствие ОСТ.
Условия хранения масла в складе и в компрессорном помещении должны
предохранять масло от возможности загрязнения.
§ 17. Смазка цилиндров должна быть умеренной и регулироваться в
зависимости от конструкции компрессора, его производительности и степени сжатия
воздуха. Установленный режим смазки цилиндров компрессора вносится в
инструкцию по уходу за компрессором, вывешиваемую на стене помещения.
На центральных компрессорных станциях надлежит вести точную запись
расхода смазочного масла с учетом его на каждые Ю'ОО м9 всасываемого воздуха.
Все выпускаемые новые компрессоры должны снабжаться заводом- изготовителем
инструкцией по уходу, смазке, разборке и сборке компрессоров,
§ 18. Если компрессор останавливается на продолжительное время, то
спускные краники, пробки и предохранительные клапаны должны быть открыты, ,
и цилиндры и движущиеся части обильно смазаны.

Правила -устройства и содержания
645
§ 19. Капитальная чистка компрессоров должна производиться по мере
надобности, но не реже одного раза в год. О произведенной чистке, ремонте, а также
об авариях и пр. делается подробная запись в специальной книге за подписью
механика и лица, ведающего компрессорной установкой.
§ 20. Для чистки внутренних стенок цилиндров компрессора разрешается
употреблять только керосин и только при разборке компрессора. Применение
для этой цели бензина или газолина воспрещается.
Чистка цилиндра компрессора должна производиться следующим образом:
тряпкой (не шерстяной), слегка пропитанной керосином, тщательно протираются
внутренние стенки цилиндра, затем эти стенки обтираются сухой чистой тряпкой.
Через 2—3 часа после этого компрессор можно собрать, предварительно смазав
очищенные внутренние стенки цилиндра компрессорным маслом и одновременно
убедившись, что в цилиндрах не оставлено обтирочного материала, инструмента,
гагк и т. п.
§ 21. В качестве обтирочного материала могут применяться лишь чистые
дезинфицированные бумажные или льняные тряпки.
§ 22. Если наблюдается образование из стенках цилиндра нагара, то
необходимо выяснить причину этого явления и устранить ее. К возможным причинам
относятся; неудовлетворительное качество масла, недостаточное охлаждение стенок
цилиндра и пр.
§ 23. При клапанном распределении компрессора осмотр клапанов и чистка
нх должны производиться по мере надобности, но не реже одного раза в месяц
с обязательным соблюдением §§ 20 и 21 настоящих правил.
V Охлаждение
§ 24. Перед пуском компрессора должно открыть запорный вентиль
трубопровода, подводящего охлаждающую воду к цилиндрам и крышкам.
Означенный вентиль должен быть включен в подводку непосредственно перед
компрессором.
Открытие вентиля регулируется так, чтобы температура воды, вытекающей из
рубашки компрессора и крышек, превышала не более чем на 20—30° С
первоначальную температуру воды.
§ 25. Питание охлаждающей водой должно производиться от водопровода
насосами или через запасный водяной бак с водоуказательным стеклом.
В случае установки водяного бака вне компрессорного помещения бак
должен быть снабжен также поплавком с сигнальным прибором, сигнализирующим
в компрессорную о понижении уровня воды ниже нормального.
§ 26. Для удобного постоянного наблюдения за правильной циркуляцией воды,
а также за ее температурой, спуск воды должен быть устроен на видном месте,
или должна быть устроена автоматическая сигнализация на случай перерыва или
резкого падения подачи воды.
§ 27. Для обеспечения спуска охлаждающей воды из системы в целях
предупреждения замерзания необходимо установить соответствующие спускные
приспособления.
§ 28. Если при пуске в ход компрессора по недосмотору не была пущена
охлаждающая вода, то компрессор должен быть остановлен и освидетельствован на
нагревание. Компрессор может быть пущен снова в ход только после полного
остывания.
§ 29. Бак для охлаждающей воды должен содержаться в чистоте, для чего
необходимо периодически производить промывку его.
§ 30. Для удаления накипи из холодильников компрессора и его рубашки
следует применять механическую очистку, а если она затруднена, то допускается
протравление 25°/о-ным раствором соляной кислоты с последующей тщательной
промывкой водой. Чистка холодильников путем отжигания воспрещается.
VI. Место забора воздуха
§ 31. Для очистки от пыли каждая компрессорная установка должна иметь
фильтр.
Забор воздуха должен быть снаружи, не на солнцепеке, в зоне, свободной и
защищенной от посторонних примесей (пыль, горючие газы, в особенности
ацетилен и др.).

546 т- I11- 0гд- 8* Насосы и компрессоры, П. Воздуходувки
Место забора воздуха должно быть хорошо защищено козырьками и сетками
от попадания воды и посторонних предметов.
Из воздухоочистлтельных приспособлений необходимо возможно чаще
удалясь скопившуюся там пыль. Устройство фильтров должно допускать их удобную
периодическую очистку.
С особого разрешения технической инспекции и пожарной охраны
допускается забор воздуха из помещения при условии соблюдения указанных выше
требований.
VII. Воздушные аккумуляторы
§ 32. Воздушные аккумуляторы должны быть установлены на фундаменте
вЗлизи компрессорной установки на открытом месте с соответствующим
ограждением в направлении нахождения или прохода людей.
Установка аккумуляторов в специальном закрытом помещении допускается
с особого разрешения технической инспекции и пожарной охраны.
§ 35. Каждый аккумулятор должен быть снабжен на подводящем
трубопроводе масло-водоотделителем.
В целях лучшего отделения проникших в него воды и масла сжатый воздух
должен проходить по возможно длинному пути внутри аккумулятора, для чего
должно быть устройство, принудительно изменяющее направление потока воздуха
в аккумуляторе соответственно расположению спускного и выпускного штуцеров.
§ 34. Воздушный аккумулятор должен быть снабжен предохранительным
клапаном, лазом или люками для очистки, спускным краном, установленным на
самом низком месте, манометром с трехходовым краном, расположенным в удобном
для наблюдения и хорошо освещенном месте.
Предохранительный клапан должен быть отрегулирован на предельное
давление, превышающее наибольшее рабочее давление сжатого воздуха не свыше чем
на 10°/о.
Сечение предохранительного клапана должно быть таково, чтобы оно могло
пропустить все количество воздуха, подаваемого компрессором. - i,
§ 36. В случае отсутствия предохранительного клапана на самом компрессоре
между компрессором и воздушным аккумулятором при наличии задвижки или
вентиля необходимо устанавливать предохранительный клапан между компрессором
и задвижкой или венгилем. При отсутствии воздушного аккумулятора на нагнета-
телт>ной линии необходимо ставить предохранительный клапан между компрессором
и б шжайшей задвижкой или вентилем.
§ 36. Масло, вода и грязь должны удаляться из маслоотделителей и
водоотделителей ежедневно путем продувки, а из воздушных аккумуляторов возможно
чаще через спускной кран (в зимнее время после каждой остановки, во избежание
замерзания воды) и не реже одного раза в 6 месяцев открывается лаз или люк и
аккумулятор должен тщательно вычищаться. Трубопровод между компрессором и
аккумулятором также каждые 6 месяцев должен прочищаться и промываться
содовым раствором. Перед закрытием лю.ка воздушного аккумулятора и сборкой
воздухопровода надо тщательно проверять, не оставлены ли в них обтирочный
материал, инструмент, гайки и т. д.
§ 37. Все воздушные аккумулятори по своему устройству, установке и
освидетельствованию должны вполне отвечать правилам относительно устройства,
установки и освидетельствования сосудов, работающих под давлением выше
атмосферного.
VIII. Обслуживание
§ 38. Ремонт и чистка компрессора, аккумулятора и воздухопровода должны
производиться под наблюдением специально назначенного, хорошо знающего это
дело лица.
§ 39. Всякое исправление и ремонт компрессоров на ходу, в том числе
закрепление клиньев и подтягивание болтов на движущихся частях, воспрещается.
§40. Во время работы по чистке и ремонту компрессоров должны
приниматься меры против непроизвольного их движения.
§ 41. Уход за компрессором может поручаться только сведущим и опытным
в этом деле лицам, знания которых должны быть проверены и засвидетельствованы.
§ 42. После каждой остановки компрессора машинист до пуска в ход обязан
удостовериться в исправном состоянии всех его частей и предохранигельных
устройств. О неисправностях, если они не могут быть немедленно устранены,
машинист должен заявить ближайшему начальнику.

Правила устройства и содержания 647
§ 43. При необходимости отлучиться от компрессора во время его работы
машинист должен быть замещен другим лицом, удовлетворяющим требованиям § 41,
Примечание. При сменной работе машинист может окончить
свою смену не ранее того, как следующий по смене примет от него
обслуживание компрессора.
§ 44. В помещении компрессора должна быть вывешена инструкция по уходу
за компрессором, в которой должны быть также указаны предельные давления и
соответствующие им температуры сжатия в каждой ступени.
На каждый компрессор должна вестись суточная журнальная ведомость,
в которую машинистом заносится все происходящее с компрессором за его смену.
Б. Воздухопроводы
§ 45. Настоящие правила применяется ко всем воздухопроводам, находи
щимся под давлением воздуха выше одной атмосферы по манометру, за
исключением воздухопроводов, составляющих неотъемлемую часть аппаратов, подлежащих
действию правил об аппаратах, работающих под давлением.
IX. Устройство и содержание воздухопроводов
§ 46. Трубы для воздухопровода, работающего под давлением сжатого
воздуха, и фланцевые соединения в отношении материала, конструкции и способа
изготовления должны удовлетворять соответствующим ОСТ.
§ 47. Трубы и другие части воздухопровода испытываются на завохе-изгото-
вителе гидравлическим давлением, равным 2,5 Р, где Р — есть рабочее давление
для давлений до 50 am и давление 125 ~f-1,25 (Р — 50) am для давления свыше
50 am.
§ 48. Вместо фланцевого соединения труб разрешается сваривать их встык
ацетиленом или электричеством.
Сварка должна производиться во всем согласно правилам котлонадзора.
Сварку воздухопровода встык разрешается производить только на прямой
его части, но отнюдь не на изогнутых частях.
§ 49. Воздухопроводы должны быть расположены доступно для осмотра и
ремонта. При расположении их под полами половой настил не должен опираться
на трубы.
В случае прокладки воздухопровода в земле (в траншеях) необходимо
устройство смотровых колодцев в местах фланцевых соединений.
§ 60. При прокладке в^здулопровода через неогнестойкие стены
воздухопроводы должны быть изолированы в месте прохода слоем огнестойкой изоляции
толщиной не менее 10 см.
§ 51. Воздухопровод должен иметь возможность свободного температурного
удлинения, под влиянием которого не должно иметь места выпучивание
трубопровода, расстройство его фланцевых соединений в деформации соединенных
с воздухопроводом машин или аппаратов.
§ 52. Опоры для воздухопроводов должны быть выполнены таким образом,
чтобы они не препятствовали передвижениям его отдельны* частей под влиянием
температур1 ых деформаций и чтобы они были достаточно прочны для б сириягия
веса воздухопровода и всех вспомогательных устройств. Воздухопроводы должны
крепиться на огнестойких или несгораемых конструкциях.
§ 53. Гнутые компенсаторы должны быть изготовлены из труб, материал
которых должен удовлетворять нормам котлонадзора. (Правила о паровых котлах,
отдел труб, а также правила 'устройства, установки, содержания и осв детель-
ствования паропроводов.)
Наименьший радиус загиба компенсаторов, отводов и пр. допускается
следующий: а) при загибании трубы с предварительной набивкой песком и насргпол
не менее 3,5 диаметра трубы; б) при загибании труоы на с хециальном стан-е оез
забивки песком, в холодном состоянии—не менее 5 диаметроз тру^ы; в) .,ри
загибании труб в полурифленые со складками с от.ной стороны отводы и кот на
без набивки песком, при помощи нагрева газовой горелкой — не менее 2,5
диаметра грубы.
§ 54. Во избежание попадачия « воздухопроводную магистраль масла *- -оды,
в соответствующих местах воздулопровода должны быть установлены масловодо-
отделит ли или приспособления, их заменяющие.
§ 55. В местах . озд^хоп^овод , где по условиям работы возможно скопление
воды и масла, должны устанавливаться приспособления для аыомаг^че^кой или
ручной продувки-

548 T- nI- 0тД- 8« Насосы и компрессоры. II. Воздуходувки
§ 56. Места установки спускных приспособлений должны быть легко доступны
для обслуживания и утеплены для защиты от действия наружной температуры.
В случае замерзания их отогревание разрешается только горячей водой или паром,
но отнюдь не открытым пламенем.
§ 57. Все устройства для отвода скопляющихся масла и воды должны быть
в полной исправности. Они должны регулярно проверяться обслуживающим
воздухопровод персоналом.
§ 58. Вентили, клапаны и задвижки должны быть в полной исправности и
обеспечивать возможность быстрого и надежного прекращения доступа воздуха
в отдельные участки общей сети воздухопровода.
§ 59. Обслуживание вентилей и задвижек должно быть доступно с пола
помещения или же с безопасных лестниц и специальных площадок, легко доступных
для обслуживающего персонала.
§ 60. Если к воздухопроводу в целях продувки присоединяется паропровод,
то обязательно на паропроводе устанавливаются две задвижки. На патрубке между
указанными задвижками должно быть устроено спускное приспособление,
остающееся в открытом состоянии при закрытых задвижках.-
§ 61. Воспрещается прокладывать воздухопроводные трубы вблизи мест
нахождения открытого огня или непосредственно над такими местами.
§ 62. Воздухопровод должен быть надежно огражден от электропроводов, во
избежание случайного соприкосновения при провисаниях, обрывах и т. п.
§ 63. При прохождении воздухопроводов вблизи теплоизлучающих аппаратов
и стенок трубопроводы должны быть устроены так, чтобы температура воздуха
в воздухопроводах была бы ниже температуры вспышки масла по крайней мере
на 75° С.
§ 64. Воздухопровод на длине первых 200 м от компрессора должен
собираться на клингеритовых или асбестовых прокладках, но не на картоне.
§ 65. Для контроля давления, нагнетаемого воздуха в начале воздухопроводной
магистрали должен быть установлен манометр.
-§ 66. При ремонтных раоотах должно быть установлено строгое наблюдение
затем, чтооы в воздухопроводе не осталось каких-либо посторонних предметов,
особенно горючих, как то: тряпки, концы, дерево, картон и пр.
§ 67. Очистка воздухопроводов от масляных наслоений должна производиться
в зависимости от их загрязнений, но не реже одного раза в 6 месяцев.
ЧВ зависимости от мощности воздухопроводов и условий их эксплоатацин
этот срок может быть удлинен по согласованию с местной инспекцией труда.
После капитального ремонта, вызвавшего прекращение работы
воздухопровода, а также после каждой продолжительной остановки такового, необходимо
его очищать от ржавчины.
§ 68. Производить чистку воздухопроводов от масла выжиганием последнего
не допускается.
fc 69. Обслуживающий персонал обязан знать схему воздухопровода,
назначение каждой из его деталей и способы его обслуживания.
В. Общие положения
§ 70. Надзор за соблюдением настоящих правил возлагается на техническую
инспекцию отраслевых профсоюзов, которой надлежит производить обследование
каждой компрессорной установки не реже одього раза в год, с составлением
надлежащего акта и принятием на месте необходимых мер.
§ 71. Настоящие правила входят в силу со дня опубликования и*х. Срок для
приведения действующих компрессоров и воздухопроводов в соответствие с
требованиями настоящих правил должен быть согласован с районной технической
инспекцией.
§ 72. За нарушение настоящих правил администрация предприятий
привлекается инспекцией труда к административной или уголовной ответственности,
в соответствии с действующим законодательством союзных республик.

IX ОТДЕЛ
Теплосиловое хозяйство
Составил др-инж. Г. Ш у л ь т, Берлин
Перевод под редакцией и дополнения проф. Б. М. Я к у б и
проф. Н, А. Доллежаль
Стр.
I. Условия нагрузок
Основные понятия ......... 650
Средние значения 651
Выработка электроэнергии в
СССР 653
II, Паросиловые установки
Оборудование установок, » ... 656
Водоснабжение » . . . . 656
Топливоснабжение, золоудаление,
пылеулавливание 658
Котельные установки 661
Машинный зал 663
Конденсационные машины .... 663
Турбины с противодавлением . . 684
Генераторы ........... 664
Промежуточный перегрев пара . 664
Способы промежуточного
перегрева пара: газовый, с помощью
проточного пара, с помощью
конденсирующего пара .... 665
Регенеративный подогрев воды . 666
Число отборов и температура
подогрева 666
Присоединение подогревателей . 667
Осуществление подогревательного
устройства 667
Питание котлов 668
Питательные насосы 668
Подготовка питательной воды . . 669
Трубопроводы 670
Трубопроводы свежего пара . . . 670
Питательные трубопроводы ... 671
Трубопроводы охлаждающей воды 671
Удовлетворение собственных нужд
станции . . • 671
Подача тока от главного
генератора 672
Подача тока от специальной
турбины собственных нужд .... 672
Размеры собственного
потребления ...... 672
Устройство станций 673
Площади и кубатура современных
станций, приведенные к 1 kW
установленной мощности
(таблица) 673
Стр.
Экономичность силовых
установок „ 676
Расход тепла 676
Примерные данные для
составления тепловых балансов (таблица) 677
Начальные затраты 677
Эксплоатационные расходы . . . 678
Себестоимость энергии 679
Исправление (выравнивание)
графика нагрузки 630
Аккумуляторы переменного
давления „<».*.,. 683
Аккумуляторы постоянного
давления 681
Электрические аккумуляторы . . 683
Дизель-машины 683
III. Теплофикация и
теплоэлектроцентрали
Характеристика потребления . . 684
Потребление электр. и тепловой
энергии в различных отраслях
производства (таблицы).... 685
Теплоэлектроцентрали 692
Шкала мощностей и типов турбин
для заводов и электростанций
СССР 693
Централизация теплоснабжения
и тепловые сети 698
IV. Силовые установки с
двигателями внутреннего сгорания
Системы машин 699
Дизель-моторы 699
Газовые машины 699
Топливо и расход тепла 700
Охлаждение 701
Смазка , 701
Трубопроводы 701
Использование отработавшего
тепла 702
Генераторы, распределительные
устройства 702
Собственные нужды установок . 703
Устройство станций ........ 703

I. Условия нагрузок г)
1. Основные понятия. Проектирование и сооружение силовых
установок базируется на уже имеющихся или ожидаемых
условиях нагрузки. Последние обычно характеризуются
графиком суточной нагрузки (фиг. 1) и годовым графиком
длительности стояния нагрузок (фиг. 1а). Графики указывают на
максимальную суточную нагрузку или случайный пик за определенный
день (фиг. 1) и максимальную нагрузку среди года или годовой
пик (фиг. 1а). И та, и другая определяют величину установленной
на станции мощности.
Суточная и годичная нагрузки, в свою очередь,
делятся на базисную нагрузку и пиковую, причем"
под базисной понимают нижнюю, более или менее ровную,
бблыную часть нагрузки 2). Установленной мощностью
является располагаемая длительно максимальная мощность станции,
включая и резерв.
1) Литература. Klingenberg, Bau grosser Elektrizitatswerke, Berlin 1929,
Springer.—Bar th. Wohl, Projektierung und Betrieb von Kranftanlagen, Berlin 1425.—
Gerbel-Reutlinger, Kraft und Warmewirtschaft in der Industrie, Berlin 1930.—
Дмитриев В. В., Электрические силовые установки, 1929. — Сушкин Н. И.
и Глазунов А. А., Центральные электрические станции, 1927. —
Доллежаль Н. А., Основы проектирования паросиловых установок, 1933. —
Петелин Г. И., Регенеративный подогрев питательной воды, 1932. — Шнейдер Л.,
Использование отработанного тепла, 1927.—М ii n zi n g e r, Kesselanlagen fur
Crosskraftwerke 1933. — Р а д ц и г, Теория и расчет конденсационных
установок, 1930. -Макеев В. А., Конденсационные устройства паросиловых
установок, 1930. — Пауэр В., Аккумулирование энергии, 1930. — Жирицкий Г. С,
Паровые турбины, 1928 г. — S t о d о 1 a, Dampf und Gasturbinen, 1933. — Кантор
и Кириллов, Паровые турбины, 1935. — Гюльднер Г., Двигатели
внутреннего сгорания, 1928.—Мел ан Г., Схемы установок турбин собственных
нужд, 1927. — Штейн, Регулирование паровых котлов, 1931. —
Грановский Р. Г., Котельные установки, 1931 — Труды XII конгресса по отоплению
и вентиляции в 1927 г. в Висбадене. — Труды XIII конгресса по отоплению а
вентиляции в 1930 г. в Дортмунде. — Труды мировой энергетической конференции
1930 г. в Берлине. — Лосев С. М., Паровые турбины, Энергоиздат, 1935. —Труды
1-го Съезда по теплофикации в 1930 г. в Москве. — Попов, И. И., Современное
состояние теплофикации в СССР, 1932. — Материалы к составлению тепловых
балансов и основные нормы потребления тепла, Главэчерго НКТП, 1932.—
„Электроэнергетика СССР", 1934. — А г а п о в и др., Принципы проектирования
типовых электростанций, 1934. — Каммерер И., Термоизоляция в пром лш-
ленности, 1932. — Б л а г о в И. Т., Водоснабжение тепловых электростанций,
1932. — Генеральный план электрификации СССР, изд. Госплана СССР, 1932.
А. А. Дарманчев, Графики нагрузки и энергетические показатели в экспло-
атации электрических станций, ОНТИ, 1931.—Г. Г. Горбунов, Графики
электрической нагрузки, 1927.—„Типизация паровых турбин и тепловой схемы больших
электростанций" под ред. А. Горянова, Энергоиздат, 1933.— В. I. W e i t z et A. A.
Tchernyschoff, Traits distinctifs du systeme de l'electrification de l'URSS, 1935.—
Б. М. Як у б, Теплоэлектроцентрали, теория теплосиловых установок, Энергоиздат,
1933.—Б. М. Я к У б, Паровые турбины, Стандартгиз, 1935.—М. G e r b e 1 und
JE. Reutlinger, Kraft und Warmewirtschaft in der Industrie.
a) Установившегося численного определения понятия базисной нагрузки не
имеется.

Условия нагрузок
65Г
В дальнейшем принимаются:
т/ — коэфициент нагрузки суточный:
суточная выработка [kWhl
максим, суточн. нагрузка [k\VX 24]'
mi — коэфициент нагрузки годичный;
годовая выработка [kWhJ
максим, нагрузка в году [kW X 8760] '
л — коэфициент использования:
годовая выработка [kWh]
установленная мощность [kW X 8760]'
Л - коэфициент резерва:
установленная мощность [kW] mi
максимальная нагрузка в году [kW] ~~ п '
/ — коафициент рабочего времени:
общее число часов работы всех устан. машин ')
максим, возможное число часов работы всех устан. машин
Вместо „коэфициента годичной нагрузки" иногда употребляют число
часовиспользования:
годовая выработка [kWh]
максим, нагрузка в году [kW]
: mi • 8760.
ZLtvc
Фиг. 1. Суточный график нагрузки
электрической станции общего поль-
Ликовал нагрузка
О Число часов д году S760
Фиг. 1а. Годовой график
длительности нагрузок станции
общего пользования.
2. Средние значения для германских условий. Почти 75%
годовой выработки энергии германскими электрическими
станциями падает на паровые установки. В свою очередь, она почти
поровну распределяется между станциями общественного
пользования (включая и железнодорожные) и промышленными (табл. 1).
1) Действительно только для машин одинаковой мощности.

552 т- Ш* Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. I. Условия нагрузок
Таблица 1. Годовая выработка германскими электрическими станциями
в % от суммарной выработки (1929)
В зависимости от характера установок
Электр, станции общего поль-
Промышленные установки ....
Итого . . . .
' Камеи. |
угсль |
20,0
16,7
36,7
Бурый
уголь
25,0
14,0
39,0
Камен.
и бурый
уголь II
0,5
0,7
1,2
Вода
7,4
4,2
11,6
Газ
0,1
9,8
9,9
Нефть
0,4
0,3
0,7
Прочие
0,0
0,9
0,9
Характер протекания нагрузки станции общего пользования
дан на фиг. 2. Максимальная суточная нагрузка летом падает до
40—50% от максимальной в году, ночная — до 10—20%. Коэфициент
годичной нагрузки равен от 0,35 до 0,45, а коэфициент
использования от 0,2 до 0,3.
Объединение станций в электрическую систему и отдельных
районных электрических сетей между собой приводит к лучшему
использованию; коэфициент использования п германских станций
общего пользования за
время с 1900 пс; 1929 г.
в среднем поднялся
с 0,2 до 0,25.
?«W|
В 1929 г. на 1500
германских электрических станциях
было установлено около
7,5 млн. kW; годовая
выработка ^16,4 млрд. kWh,
коэфициент использования 0,25.
На 5600 промышленных
централях было установлено
4,9 млн. kW; годовая
выработка 14,3 млрд. kWh,
коэфициент использования 0,33; в
промышленных установках
численно значительно
преобладают станции мощностью
меньше 100Э kW. Общая
годовая выработка всех германских электрических станций составляла 30,7 млрд.
kWh при установленной мощности 12,4 млн. kW, что соответствует коэфициенту
использования 0,28. Электрические станции, питающие железные дороги, обладают,
в зависимости от плотности движения и величины питаемого района, более или
^менее сильно кратковременно колеблющейся нагрузкой. В установках
промышленных в характере нагрузки обычно отсутствует ярко выраженный пик.
' Характер нагрузки зимней мало отличается от летней. В зависимости от
размеров установки и характера предприятия коэфициент годовой выработки колеб*
лется от 0,2 до 0,8, а коэфициент использования от 0,15 до 0,6:
бторн щда Ч*т$ пяти
Фиг. 2. Изменение нагрузки района.

Условия нагрузок
1929 г.
Железоделательная
промышленность
Химическая и
металлургическая промышлен-
ность
Бумажная промышлен-
Годовая
выработка
106 kWn
3257
3276
1 1300
Коэфиц.

использования
0,404
.0,448
0,418
1929 г. •
Текстильная нромыш-
Горнорудная
промышленность ..<....

Металлообрабатывающая промышл. . . .
ее 1
«is
ill
580
4500
j 557
1 800
n
1*
1 :**
0,182
0,329
0,147
1 0,199
Полезная годовая выработка германских электрических
станций общего пользования в 1929 г. составляла на 1 жителя
(включая отдачу промышленности и железным дорогам):
в индустриальных районах 200 до 300 kWh,
в неиндустриальных „ 100 до 150 kWh,
а исключая отдачу промышленности и железным дорогам:
в крупных городах 80 до 100 kWh
в средних городах и сельских районах . . 40 до 60 kWh
Максимальная годовая нагрузка отдельных станций в 1929 г
составляла в среднем около 30% приключенной мощности
потребителей.
3. В СССР выработка электрической энергии в 1934 г.
составляла 20 520 млн. kWh, в 1935 г. 25 900 млн. kWh, в том числе:
Централ изованны й
сектор
Районные станции и
теплоэлектроцентрали . . . ,. .
Промышленные станции
районного значения
1934 г.!)
13 455
1765
1935 г. 2)
18 100
1400
Всего . . .
Децентрализованный
сектор
Коммунальные станции . . .
Промышленные станции . . .
Прочие
15 220 (74До/о) 19 500 (75,Зо/0)
900
4 150
250
Всего .
5 300 (25,9э/0) 6 400 (24,7<>|о)
Динамика выработки электрической энергии и установленной
мощности по годам в СССР такова3):
х) В. I. W e i - z et А. А. Т с h e r n у s с h о f f, Traits distinctifs du systeme de.
relectrification de I'URSS, Rapport a la conference Internationale des grands r^seaux
electriques, Session 1935.
2) С. Игнат, Ленинский план электрификации, „Большевик" №'2, 193&
3) Электроэнергетическое хозяйство СССР, Главэнерго НКТП, ОНТИ, 1936

654 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. I. Условия нагрузок
1913 1921 1926 1931 1932 1933 1934 19352)
Выработка электроэнергии в
млн. kWh 1945 520 3508 10687 13510 16366 20520 25900
Установленная мощность в тыс.
kW . . . , ЮР8 — 1397 2876 3972 4677 5579 —
По группам потребителей выработанная в 1934 г.
электрическая энергия распределялась следующим образом ty
Промышленность 14196 млн. kWh или 69,2>,'о
Транспорт 500 „ „ „ 2,4">/0
Коммунальное потребление (в том числе
освещение 1970 млн. kWh) 3100 „ „ „ 15,10/,,
Сельское хозяйство ^ f . . , . . 164 „ „ . „ 0,8°/»
Остальное 2560 „ „ „ 12,5°/о
Сравнительные данные о выработке электрической энергии
различными странами и их динамика даны в следующей таблице2):.
>. Страна
N.
ГОДЫ N.
1930
1931
1932
1933
1934
19352)
СССР,
районные станции
Главэнерго
млн.
Wh
3758
5762
8297
10260
13455
18100
°/о
100
153
220
272
358
480
США
Германия
Франция
станции общественного пользования
млн.
kWh
95400
91730
83150
85550
_
—
°/о
100
96
87
89
—
мил
kWh
16300
14500
13400
14200
_
—
°/о
100
89
82
87
—
—
млн.
kWh
15300
14200
14000
14900
—
—
°,«
100
93
91
97
—
•"-"
Коэфициент использования на районных станциях
(централизованный сектор) и его динамика для различных стран
характеризуется следующими величинами числа часов использования1):
Годы СССР Германия США Англия Италия
1913
1929
1933
1934
1935 2)
2400
6300
3625
4000
4650
2020
2190
1830
—
—
2240
3100
2345
2500
—*
1560
1575
1560
—
—
—
2500
2435
—*
—
Для отдельных районных электрических систем СССР
коэфициент использования характеризуется следующими величинами
числа часов использования установленной мощности станции:
1913 1925 1929 1931 1933 1934 1935
Москва 2690 3445 3785 4170 5000 5240 5310
Ленинград 1775 3050 3645 4450 4820 4060 -
Донецкий бассейн _ — — 3500 3840 4950 5950
Все районные станции . . 2403 2550 3300 3700 3625 4000 4650
1) См. сноску 3) на стр. 653.
*) См. сноску 2) на стр. 653.

Условия нагрузок £55
Характерные суточные зимние графики ряда систем даны на
фиг. З.1)
Потребление различных видов топлива для 1913 и 1933 гг.
в СССР (в % выработки энергии) составляло: *)
**С™:?* 1913 г. 1РЗЗ г. %
топливо
Торф кусковый
„ фрезер-
Донецкое
топливо
(сжигаемое на
месте) . . .
Антрацитовый
штыб
(сжигаемый на
месте) . . .
Подмосковный
уголь . . .
Уральские и
сибирские
угли ....
Мазут ....
Дрова ....
Прочие ....
Всего . . .


привозное
топливо
Мазут ....
Донецкое i о-»
пливо ....
Всего . . .
'
_.
—
—
„
—
—
--
—
—
0,0'|0
60,0
40,0
100о|о
'
19,0
4Д
2,7
14,3
8,4
9,6
7,3
1,5
0,7
67,6 >^
10,1
13,1
23,2 \'о
8 10 <2 14 16
Част
20 22 24
Гидроэнергия 0,0о'0 9,2о/0
Фиг. 3. Зимние суточные графики нагрузки
главнейших электрических систем в
относительных величинах.
По районным станциям Главэнерго.2)
Местное топливо .
Привозное топливо
Гидроэнергия . . •
1926
52,4
47,2
0,4
1932
57,2
34,4
8,4
1934
60,5
23,7
15,8
1935
60,1
20,0
19,9
*) См. сноску *) на стр. 653
2) С. Игнат, Ленинский
план электрификации, „Большевик", № 2, 1936 г.

656 т- 11Г- 0тД- 9 Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
IL Паросиловые установки
а) Оборудование установок
I. Водоснабжение
Отношение веса °™а*9 %* _,
-- ---■ пара ,-
Фиг. 4. Теоретически достижимый
вакуум при разных количествах и
температурах охлаждающей воды.
Расход охлаждающей воды (см. также стр. 330) зависит от
температуры охлаждающей воды и глубины желаемого вакуума.
Взаимная связь обеих величин дана на фиг. 4. Обычно расчет ведется
на количество охлаждающей воды,
превышающее по весу в 50 раз
количество пара, расходуемого при
полной нагрузке.
Важным является работа с хорошим
вакуумом при базисной нагрузке. Наоборот,
при расчете на полную нагрузку при
пиковом и кратковременном характере таковой,
можно итти на меньшее количество
охлаждающей воды.
1. Проточное
охлаждение. Средняя температура
охлаждающей воды в большинстве случаев
10—15°, наивысшая 22—25°.
Холодильники масла турбин и
охладители воздуха для генераторов
рассчитываются по наивысшей
температуре.
2. Обратное охлаждение. Градирни (стр. 349): средняя
температура охлажденной воды 27° (повышается с температурой
и влажностью воздуха). Температура воды до охлаждения в
градирне на 10—12° выше. Для охладителей воздуха используется
свежая (добавочная) вода, так как воздух для генераторов должен
быть охлажден примерно до 30°. Вакуум прибл. наЗ%, термический
к. п. д. примерно на 5% ниже, чем при проточном охлаждении.
Прудовое охлаждение. Отдача тепла около 150 кал/м2 в час. Этому
соответствует величина поверхности в 16 м2 на 1 kW или, при коэфйциенте нагрузки
т — 0,5, 8 ж2 на 1 kW максимальной нагрузки.
В условиях СССР, в особенности в Центральной промышленной области, и
Донбассе, прудовое водоснабжение весьма часто применяется для мощных
конденсационных электрических станций. На прудовом водоснабжении работают мощные
районные станции: Шатурская, Сталиногорская, Штеровская, Горьковская, Зуев-
ская, Магнитогорская и целый ряд других.
Средняя поверхность пруда принимается около 5—10 м2 на к\¥.Помимо общих
размеров поверхности пруда, весьма существенную роль играет доля активно
используемой поверхности. Для увеличения активной поверхности и улучшения
охлаждения прибегают к созданию искусственных сооружений для удлинения
пути циркулирующей воды.
Помимо прудов и градирен часто применяются, в особенности в США,
Орызгальные устройства. С такими брызгальными устройствами работает в СССР
ряд станций, в том числе такая мощная, как Кузнецкая (ок. 160 тыс. kW).
Характеристика работы градирен дана на Фиг- 5 по данным немецких фирм,
а брызгал на Фиг. 6 по данным американских фирм-

Паросиловые установки: водоснабжение
657
3. Очистка охлаждающей воды. При обратном
охлаждении очистке подвергается только добавочная вода. Способ
очистки, в зависимости от состава, с помощью сит или химического
умягчения (см. стр. 336).
Фиг.
5. График работы
градирни.
Фиг. 6. График работы брызгаль-
ных устройств.
При проточном охлаждении применяется механическая очистка в несколько
ступеней, в зависимости от загрязнения воды.
1-я ступень: грубая решетка, в свету от 50 до 1С0 мм, очистка решеток
вручную. 2-я ступень: мелкая решетка, в свету от 10 до 15 мм при наличии в
дальнейшем сит и от 2 до 5 мм при
отсутствии сит; очистка с помощью
вертикально движущихся
скребков или щеток. 3-я ступень:
движущиеся бесконечные сита, от
200 до 400 отверстий на см2;
очистка движущихся сит струей воды.
Движущиеся сита должны быть
применяемы во всех тех случаях,
когда перед подводящим каналом
не имеется большого водоема —
отстойника, в котором скорость
течения воды ничтожна. В
противном случае возможно загрязнение
конденсатора и, как следствие,
ухудшение вакуума. В качестве
промежуточной ступени очистки
применяются мелкие сита в тех
случаях, когда хотят избавиться
от плавающей листвы и водорослей.
В случаях особо соленой
воды (морской) или воды агре-
сивной в химическом отношении
должно быть обращено особое
внимание на выполнение насосов,
холодильников и конденсаторов (днища конденсаторов из мунц-металла и т. д.,
см. том II, стр. 1142 и дальше).
Фиг. 7. Конденсаторная группа с пароэлектри
ческим приводом.
а — электромотор, b — насос охлаждающей
воды, с — редуктор, d — турбина, е —
водоструйный насос, / — конденсатный насос.
4 Устройство. Прекращение подачи охлаждающей воды
ведет к остановке станции. Поэтому часто применяется двойной
привод насосов (паровой и электрический).
Зак. 2893 — Hiitto Справочник для инженеров, т. III. 42

658 т- П1. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. Й. Паросиловые установки
Насосная группа AEG по фиг. 7, объединяющая насос охлаждающей воды &,
конденсатный насос / и водоструйный насос е, имеет нормальный привод от
мотора а и вспомогательный от турбины d. Иногда насос охлаждающей воды
ставится отдельно от конденсатного
насоса (в случаях большой высоты
всасывания это дает короткий
подводящий канал) (фиг. 8). Насос
охлаждающей воды ставится не
выше 7 м от наивысшего уровня
воды. Если наивысший уровень при
этом получается выше насоса, то
применяются либо
водонепроницаемые камеры (фиг. 8), либо
вертикальные насосы, с моторами,
расположенными выше
наивысшего уровня воды. Уровень воды
в отводящем канале должен быть
не ниже 7 м от наивысшей точки
трубопровода охлаждающей воды.
Скорость в каналах от
Фнг. 8. Установка для очистки и подачи
охлаждающей воды.
а — грубая решетка, b — приточный канал, -
с —мелкая pemeiKa. d — бесконечное сито, 1 М/свК (ПОДВОДЯЩИХ) ДО 2
е— насос охлаждающей воды, / -к конден- м/сек (ОТВОДЯЩИХ), В Тр\бо-
сатору* проводах — от 3 до 4 м/сек.
Сопротивления:
конденсатор от 3 до 5 м, механическая очистка от 0,2 до 0,4 м, каналы
0,6 ж на каждые 1000 м длины (трубопроводы—т. I, стр. 467
и ел.).
При сильно колеблющемся уровне воды (напоре) применяются насосы с крутой
характеристикой (незначительное изменение от Q, сильное изменение от Н).
Наивысший коэфициент полезного действия насоса выбирается для напора при
нормальном уровне воды.
II. Топливоснабжение, золоудаление,
улавливание
пыле-
1. Размеры топливного склада зависят от
надежности работы транспорта. При железнодорожной доставке
достаточен двухмесячный запас, при водной доставке должен быть
учтен период замерзания и межени. Допускаемая высота штабеля
от 6 до 8 м г). Размеры бункеров котельной находятся в
зависимости от мощности и надежности топливоподающих устройств.
При непрерывной трехсменной работе транспортирующего
устройства и полном резерве достаточны небольшие бункера (на 4 —
8 час. работы полной нагрузкой), при односменной работе топли-
воподающего устройства необходимы * бункера, вмещающие 20 —
24-часовой запас.
Размеры топливных складов зазисат в большей мере от
расположения станций по отношению к местам добычи топлива и от условий
работы станций.
1) В а г t h, Wahl, Projektion und Betrieb von Kraftanlagen, 4 Aufl., Berlin 1926,
Uber zweckmassige Laoferung von Kohle: Merkblatt AWF, <5, Berlin 193J.

Топливоснабжение, золоудаление, Пылеулавливание
659
Высота штабелей, их размеры и расстояние между ними зазисят в весьма
большой мере от свойств топлив и способа их укладки. Топлива с большим
выходом летучих и склонные к самовозгоранию хранятся в штабелях высотой до
1,5—2,5 м, антрациты и антрацитовые штыбы могут храниться в штабелях 10—15 м
и выше.
Размеры бункеров зависят также от графика нагрузки станций и
выбираются, исходя не из полной нагрузки, а из возможного суточного графика
и специальных требований данной станции.
2. Приготовление угольной
пыли осуществляется либо в центральных
установках (фиг. 9), либо в индивидуальных
(фиг. 11) г). Центральные установки
целесообразны лишь при большом числе
котлов; однако и в этих случаях
индивидуальные установки находят себе все большее
применение. Индивидуальные установки
осуществляются в виде быстроходных
мельниц, так как тихоходные занимают слишком
много места в котельных.
Дробление у г а я до 20—25 мм в условиях
Германии почти не употребляется.
Помимо центральной и индивидуальной систем
применяется также система п ы л е п р и г о т о в л е-
ния с промежуточными бункерами.
Сяема такой установки приведена на фиг. 10. Эта
система представляет комбинацию первых двух
и осуществляется в котельной перед котлами. В
системе с промежуточными бункерами применяются
как тихоходные мельницы, так и быстроходные
и средней быстроходности. Следует отметить также,
• что в настоящее время при индивидуальной системе
применяются также и тихоходные мельницы.
При использовании рядового угля на станциях
обычно применяется "предварительное дробление
топлива до размеров кусков в пределах от 25 до 40 м н
в зависимости от условий работы мельниц.
Фиг. 9. Центральная
установка.
а — бункер сырого угля,
b — сушилка, с —
мельница, d - циклон (пылеотде-
литель), / — питательный
шнек, g — бункер угольной
пыли, h — насос угольной
пыли.
Сушка угля производится либо в
особых барабанных сушилках, обогреваемых
паром или дымовыми газами, либо в самой мельнице. Последнее
только в том случае, когда влажность каменного угля не
превышает 12—14%, а бурого 30%. При центральных системах сушка
каменного угля происходит примерно до 3% влажности, бурого
угля примерно до 15%.
В последнее время для сушки оссбо влажных углей применяют также сушку
во взвешенном состоянии в трубе-сушилке, устанавливаемой перед самой мзль-
ницей. Размеры (диаметр) труб-сушилок зависят от производительности и
высота достигает 10—15 м. Скорость воздуха определяется требованием подъема
угля. Начальная температура зависит от влажности угля и выбирается из расчета
получения конечной температуры порядка Ю0—150° С.
Размол угля. Мельницы, основанные на ударном принципе
(быстроходные), чаще всего применяются в индивидуальных установках. Производительность
их достигает 10 т/час.
*) В 1 е i b t r e u, Kohlenstaubfeuerungen, Berlin 1930,
42*

660 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
Для центральных систем—тихоходные мельницы; среди них маятниковые,
кольцевые, барабанные (шаровые). Тихоходные мельницы особенно
пригодны для трудно размалываемых углей.
Расход мощности установками для размола угля колеблется от 15
к\Л h/w до 30 kWh/m.
Стоимость пылеприготовления, включая расходы на капитал, от 1,5 до 2,5
германских марок за тонну.
Производительность тихоходных мельниц достигает 50 т/час (Фуллер).
Производительность мельниц сильно зависит от свойств топлива в отношении
размалываемости и от тонкости помола. Для определенного топлива произзоди-
Фиг. 10. Установка с промежуточ- Фиг. 11. Индивидуальная уста-
ными бункерами. новка.
t
3. Золоудаление1). Ручное золоудаление с помощью
вагонеток, 1—2 раза в смену в зависимости от величины зольных
бункеров. Гидравлическое золоудаление по трубопроводам,
давление воды от б до 25 кг/см2 в зависимости от длины
трубопроводов. Количество расходуемой воды в 6—10 раз большее
количества золы. Вода после очистки может быть использована вновь.
Д^цмывное золоудаление пооткрытым желобам, давление
воды 2—3 кг/см2, количество расходуемой воды в 10—15 раз больше
количества золы; вода после очистки используется вновь.
Золоудаление с помощью трясущихся желобов из стальных пластин
требует сухой золы; расходует значительную мощность и страдает
сильным износом. Пневматическое золоудаление
вследствие сильного износа оборудования в настоящее время редко
применяется.
х) Ausschuss fur Gewerbehygiene Die Aschenbeseitigung in Grosskesselaulagen,
Berlin 1928, J. Springer.

Котельные установки
661
4. Удаление пыли из дымовых газов 1).
Механическое с помощью ударных фильтров, отражательных и
цепных фильтров. При низкой начальной скорости обладает
ограниченным действием; строительные размеры относительно невелики, что
позволяет в большинстве случаев устанавливать их в обычных
дымоходах, без значительных переделок. Удаление пыли в циклонах
также ограничено по своему действию. Электростатиче с к и й
способ пылеудаления с помощью постоянного тока высокого
напряжения оказывается более совершенным даже для самой тонкой пыли
(при пылевидных топках), но зато он обладает высокой начальной
стоимостью (около 10 герм. марок/kW) и требует для своего
осуществления много места (скорость дымовых газов в пылеосаждающих
каналах от 1 до 2 MJcetc). Мокрое пылеулавливание
совершенно по своему действию, не требует больших начальных затрат
и не громоздко, но детали установки подвержены износу вследствие
коррозии, вызываемой образованием H2S03 (мера борьбы — освин-
црвание). Расход воды от 0,5 до 1 л на 1 мъ дымовых газов,
III. Котельные установки
1. Топки (см. также стр. 64 и далее). Цепные решетки
для каменных углей и торфа. Коэфлциент полезного
действия котла при наилучших условиях нагрузки без служебных
расходов от 80 до 87%, предельная производительность агрегата
150—-180 т пара в час. Топки для бурых углей
(ступенчатые топки) соответственно от 78 до 84% и £0 т/час.
Стокеры (топки с нижней подачей) требуют соответствующих свойств
горения угля (спекаемоегь) и дают от 82 до 87% и до 200 т/час.
Пылевидные топки, пригодные для топлив с сильно
меняющимися качествами и высоким содержанием золы, дают ко-
эфициент полезного действия котла от 82 до 88% и позволяют
достигать паропроизводительности одного аппарата до 250 т/час 2).
•Если котельная установка несет полную нагрузку только
кратковременно, то наивысший коэфициент полезного действия должен
соответствовать примерно 80% максимально длительной нагрузки.
Кратковременные (1—2 часа) перегрузки в пределах дальнейших
10—20%. Еще большие перегрузки (пиковые) могут покрываться
введением добавочных горелок (угольной пыли, нефтяные, газовые).
Период разогрева (пуска) из холодного состояния для
больших котлов определяется нормально 4—8 часами; после 24-часового
перерыва в работе период пуска с помощью дутья и тяги может
быть доведен до 30 минут.
*) Н е i t m a n n, Theorie und Technik der Flugaschenabscheidung, Berlin 1929,
VDI-Verlag. —Далее ZdVdl 193J, стр. 959. — Praktis:he Ergebnisse auf dem Gebiete
der Flugaschenbeseiligung, Berlin 1930, VDI-Verlag.
2) Известны случаи и более высокой паропроизводительности одного
агрегата (Ред,).

662 т- И1. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. П. Паросиловые установки
Возможная форсировка котлов может значительно превосходить 20°/0 и в
некоторых случаях^цостигать даже 100>/0, как это имеет место на станциях США.
Это зависит глажым образом от вспомогательных устройств котельного агрегата,
мощности топки (решеток, пылезых форсунок, производительности дымососов,
вентиляторов и т. д.).
Время разогрева и пуска в ход котлов зависит от конструкции котлов
и в весьма большой степени от величины водяного объема. Наибольшей скоростью
пуска в ход обладают так называемые экранные котлы.
2. Котлы (см. отд. „Производство пара") *). Секциональные
котлы и вертикально-водотрубные применяются в одинаковой мере.
В вертикально-водотрубных котлах должна быть отмечена
тенденция к уменьшению числа барабанов (при этом меньшая стоимость,
лучшие условия питания). На стоимость котла влияет способ
изготовления барабанов.
Для сверхвысоких давлений (100 кг/см2 и выше)
применяются иногда котлы специальных конструкций. Каркасы котлов
в настоящее время всюду ставятся на колонны зольного подвала,
что допускает удобное размещение золоудаления и позволяет
избежать термических напряжений. Иногда барабаны котлов
подвешиваются к железным конструкциям здания котельной
(электростанция им. Клингенберга).
3. Тяговые устройства. Естественная тяга
требует высоких дымовых труб, во многих случаях желательных из-за
стремления избежать оседания летучей золы (пыли) в ближайшей
местности (для больших станций с высоко нагруженными котлами
высота трубы может достигать 100 м и выше). Кирпичные дымовые
трубы желательны, кроме того, при отоплении бурым углем, так
как железные трубы в этих случаях подвергаются значительному
износу вследствие коррозии.
Дымососная тяга обладает хорошими свойствами форси-
ровки. При ограниченной высоте (до 100 м над уровнем земли)
железные трубы, установленные на крыше котельного помещения,
дешевле кирпичных. На каждую трубу от 2 до 4 котлов. Дутье
под топки применяется в настоящее время всюду, а в особенности
в случаях подогрева воздуха (см. далее 4).
Потребление энергии котельными см. табл. -2,
стр. 672.
4. Подогрев питательной воды и воздуха,
идущего на горение (стр. 56 и далее)2). Подогрев воды может
быть осуществлен в соответствующем экономайзере (Eko) до
температуры не выше температуры насыщения. Если осуществлен
регенеративный подогрев воды, как это делается во всех новейших
установках, то использование тепла отходящих газов в
экономайзере становится тем более неполным, чем выше температура
подогрева воды отборным паром. В этих случаях тепло отходящих
газов используется в воздухоподогревателях (Luvo). Уже
при подогреве питательной воды отборным паром до 140° —150°
*) Munzinger, Hochstdruckdampf, Berlin 1924. — Его же, Kesselanlagen fur
Grosskraftwerke, Berlin 1928.
2) Gumz, Die Luftvorwarmung ira Dam fkesselbetrieb Leipzig 1S27.

Машинный зал
663
одни водяные экономайзеры невыгодны; при 180—200D (в
зависимости от давления в котлах) они отпадают вовсе. Независимо от
этого воздухоподогреватели желательны при низкосортных топли-
вах для повышения температуры топочного пространства (хорошее
воспламенение и при частичных нагрузках). При топках с
решетками подогрев воздуха допустим максимально до 150—200°, при
пылевидных — до 300—400°.
IV. Машинный зал
1. Конденсационные машины (стр.322).
Предельная мощность. Многоцилиндровые одновальные турбины,
делающие 3000 об/мин, уже имеются мощностью до 35 000 k\V
и строятся или проектируются до 50 000 (60 000) kW; турбины,
делающие 1500 об/мин, имеются выполненными до 85000 kW
(станция Zchornewitz) и проектируются до 100 000 kW длительной
мощности. Двухвальные турбины могут быть выполнены соответственно
большей мощности. Одноцилиндровые одновальные машины,
делающие 3000 об/мин, пока построены до 20 000 (25000) kW i).
Размеры турбогенераторов примерно следующие:
Мощность 3000 5000» 10 000 20 000 30 000 50 0ОЭ 85 000 k W
Длина 6,5 7,5 9 12,5 16,5 20 27 л*
Ширина 3 4 5 6,5 7,5 8 8,5 „
Высота конденсаторного
подвала 5 6 6,5 7,5 8 8 8,5 „
Стоимость машин, отнесенная к единице мощности, значительно зависит
от величины машины, а именно:
Мощность 2000 5000 10 000 20 000 50 000 kW
Отношение стоимостей,
отнесенных к единице
мощности 1С0 75 55 45 40
С повышением начального давления стоимость машин незначительно
повышается, а относительный коэфициент полезного действия немного понижается.
Электрический относительный коэфициент
полезного действия (включая генератор, но исключая расход
энергии на конденсацию), в среднем составляющий 76% при
10 000 kW, повышается е увеличением мощности до 82% (50 000 kW).
В общем же коэфициент полезного действия и стоимость зависят
от конструкции (число ступеней) турбин.
Давление и температура свежего пара находятся в
тесной связи (см. стр. 680). Оба фактора определяют конечную
влажность пара в последних ступенях турбины; величина этой
влажности вообще не должна превосходить 10%.
!) Мощность турбин на 1500 об/мин достигает 160000—16500Э kW (станции East-
River^ Hudson, Richmond в США). На 3000 об/мин работают турбины мощностью
50QQJ—6000J kW и проектируются (ЛМЗ) на 100000 kW*

654 т- И1. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
5.0
Г
о&
^£
Расход пара конденсационными машинами может быть
примерно определен по фиг. 12, По нему можно установить общий
расход (для определения размеров котельной установки). При этом
счедует добавить 5% на потери, а также на
расход пара вспомогательными машинами с
паровым приводом.
2. Турбины с
противодавлением (стр. 400). На фиг. 13 дана примерная
мощность, получаемая elm пара при
различных начальном и конечном давлениях его.
Себестоимость турбин с
противодавлением составляет примерно 50—70%
от стоимости конденсационных той же
мощности. Электрический
относительный коэфициент полезного
действия от 70 до 82%. Он повышается с
увеличением мощности машины и объема пара.
3. Генераторы. Нормально
напряжение 6000 и 10 000 V, имеются выполненные
до 15 000 V и проектируются до 30 000
(35000) V. Охлаждение генераторов
осуществляется либо свежим воздухом, проводимым
через фильтры, .либо воздухом, постепенно
циркулирующим и охлаждаемым. Последнее
производится либо охлаждающей водой, либо
конденсатом, если температура его не
превосходит 25°. При полной нагрузке охлаждение воздуха
конденсатом дает экономию около 1,0%. Охлаждение генераторов
циркулирующим воздухом в большей
степени предохраняет от пыли и понижает
опасность возникновения пожара. Во
избежание последнего применяются
также углекислотные установки,
автоматически в требуемый момент
заполняющие воздушное пространство
генератора газообразным С02.
§ ' ю го зо 4о so
е*» Даблени* пара у mypSu-
sit бати
Фиг. 12. Примерный
расход пара
конденсационными
турбинами свыше
10 000 kW (без
промежуточного
перегрева пара)
г — с
регенеративным подогревом
питательной воды,
Ъ—без
регенеративного подогрева
питательной воды.
V. Промежуточный перегрев
пара *)
Если конечная влажность пара
превосходит допускаемую величину,
причем это не может быть устранено
повышением температуры свежего пара,
то пар, находящийся в машине, должен
быть выведен из нее, еще раз
перегрет и вновь возвращен в машину
Mama
Фиг. 13. Мощность на
клеммах генератора турбины с
противодавлением в
зависимости от величины
противодавления и давления свежего
пара.
а — 100 атщ 475°,
Ь — 50 ати, 450л,
с — 30 ати, 425°.
х) Marguerre, Der heutige Stand ter Zwischenuberhitzungsfrage, Elektrizitats-
wirtschaft, 1930, S. 597.

Промежуточный перегрев пара
665
для совершения дальнейшей работы. Из соображений прочности
материала трубопроводов, пароперегревателей и лопаток турбин
в настоящее время считают температуру 475° максимальной для
свежего пара у котлов, что обусловливает необходимость
промежуточного перегрева уже при давлениях 40—45 кг/см2 избыточных.
В настоящее время на основании опыта длительной работы перегревателей
на станциях Delrey № 3 при температуре около 540° С и Trenton-Channel при
температуре около 590° С г) американская техника считает вполне надежной работу
при температурах 530—540° С (около 1000° Ф).
Промежуточный перегрев делает возможным
применение высоких давлений.
При этом может быть достигнута, правда незначительная, экономия, не говоря
об улучшении относительного коэфициента полезного действия ступеней низкого
давления турбины. Однако при установлении стоимости промежуточного перегрева
обычно оказывается, что эта экономия не окупает затрачиваемых средств.
Наивыгоднейшее давление, при котором следует
осуществлять промежуточный перегрев пара,
определяется оптимальным расходом тепла. Изменение
конечной влажности пара влечет за собой изменение
наивыгоднейшего давления отбора, при котором
производится промежуточный перегрев. Для грубых
подсчетов можно принимать величину давления
отбора равной 10% начального давления.
Способы осуществления. Из
обширного числа способов промежуточного
перегрева пара заслуживают внимания:
Газовый, при котором пар
возвращается для промежуточного перегрева
и котлам.
Фиг. 14.
Промежуточный перегрев пара
проточным свежим паром.
а — котел, &—турбина,
с — промежуточный
пароперегреватель, d —
конденсатор.
При этом получаются длинные трубопроводы
и возникают затруднения в эксплоатации, поскольку
котел и машина не представляют единого агрегата.
Очень распространен в США.
С помощью проточного пара*), как на фиг. 14. В этом
случае промежуточный пароперегреватель может быть расположен
вблизи машины, часто в подвале.
Трубопроводы достаточно просты.
Применение эгого сюсоба исключает возможность
высокого перегрева. Поэтому он может иметь место
лишь в случаях, когда турбина допускает температуру
свежего пара ниже той, которую может дать котельная.
С помощью
конденсирующегося пара, как на фиг. 15. Температура
промежуточного перегрева в этом случае
ограничена, однако вполне приемлема во
многих случаях.
Способ допускает легкую регулировку и не
требует больших количеств пара. Ооиентировочно можно
принимать, что на каждые 1000 kW мощности турбины
требуется 10 л*2 повзрхности промежуточного паропедге-
х евателя.
Л
4&
-0
т
Фиг. 15.
Промежуточный перегрев пара
конденсирующимся
свежим паром.
а — котел, Ь— турбина,
£_ промежуточный
пароперегреватель, d —
конденсатор.
J) P. W. Thomson and R. M. Van-Duzer, High Temperature Steam
Experience at Detroit, „Combustion" № 5, 1933.
8) Один из наименее целесообразных способов промежуточного перегрева.

666 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
VI.
Регенеративный подогрев воды
Регенеративный подогрев питательной воды паром, отбираемым
между ступенями турбины, преследует цель использовать в круговом процессе
часть тепла, уносимого при чисто конденсационной работе с охлаждающей водой.
Достигается это тем, что конденсат турбины охлаждает часть пара, отбираемого
из ступеней турбины.
25 50 75 Ж
Лавление пара у турбины вати
Фиг. 16. Наивыгоднейший подогрев
питательной воды в зависимости от
начального давления.
§ О 25 50 75 100
°!§ Давление пара у турбины в ати
Фиг. 17. Повышение коэфициента
полезного действия регенеративным
подогревом при наивыгоднейшей
температуре в зависимости от начального
давления.
50 75 ЮО 125 150 175 200"
Коне г нал температура подогрева
Фиг. 17а. Повышение
коэфициента полезного действия
регенеративным подогревом в
зависимости от температуры
подогрева (начальное давление
пара 25 ати).
ч
1 %
1
If
!
!
%
Число ступеней подогрева
Фиг. 18. Повышение
коэфициента полезного действия при
наивыгоднейшей температуре
подогрева в зависимости от
числа ступеней подогрева
(начальное давление пара 25 ати).
В современных установках регенерация общепринята (стр. 258).
1. Число отборов и температура подогрева. Для каждого
числа отборов и начального давления существует наивыгоднейшая
температура подогрева, определяемая оптимальным значением коэ-

Регенеративный оодогрев воды
667
фициента полезного действия установки (фиг. 16 и 17). Нетрудно
видеть, что кривые в области наивысших значений имеют весьма
пологий характер, так что отклонения температуры на 10—20°
почти не оказывают влияния на экономичность (фиг. 17а).
Повышение коэфициекта полезного действия следует за увеличением
числа ступеней отбора, однако относительно это повышение
становится все меньше и меньше (фиг. 18). Для правильного
определения числа ступеней подогрева и его температуры необходимо
кроме тепловой экономичности учесть также вызываемые при
этом затраты. Чем выше начальное давление пара и коэфициент
использования, тем больше может быть взято число ступеней
подогрева.
Начальное давление „,. 20 4П ос 10п
кг/см* избыточных д0 25 J0~40 35-1U0
Число ступеней \ попогпекя одна две три
Температура } п°Д°гРева 100—110° 125-140° 150—180°
При осуществлении высоких температур подогрева (примерно от 140° и выше)
следует иметь в виду, что стоимость котлов несколько повышается.
Число ступеней отбора зависит от мощности турбины. Если для
турбин 12 — 25 мгвт часто применяют три или четыре отбора для регенерации,
то для турбин мощностью 50 и выше мгвт применяют часто четыре, пять, а иногда
и больше отборов. При этом большее количество точек отбора применяется
обычно при более высоком начальном давлении.
Экономические давления отборов выбираются из расчета деления всего
интервала температур насыщения от начального давления до давления в
конденсаторе на равные части, соответствующие числу отборов. Однако обычно
конечную температуру подогрева (отбор высокого давления) выбирают из
конструктивных соображений и тогда делят на равные части интервал температур
насыщения от этого отбора до давления в конденсаторе.
2. Присоединение подогревателей. Пар для подогрева
конденсата либо отбирается от главной конденсационной машины,
либо от специальной турбины с противодавлением. Мощность
турбины всецело зависит от главной турбины (определяется
количеством конденсата, который должен быть нагрет до
определенной температуры).
Отбор пара от главной машины в настоящее время имеет наибольшее
распространение. На фиг. 19 дана схема двухступенчатого подогрева. Ступень
низкого давления осуществлена в виде поверхностного подогревателя, ступень
высокого давления — в виде подогревателя смешением. Наличие последнего требуется
для возможности хорошей деаэрации питательной воды („деаэрация под
давлением"). Конденсатор вторичного пара испарителя включен в виде промежуточной
ступени подогрева.
3. Осуществление подогревательного устройства. Чаще всего
подогревательное устройство располагают в особом помещении,
находящемся между котельной и машинным залом. Однако в
небольших установках с малым числом ступеней подогрева оно
может быть размещено и в конденсаторном этаже машинного
зала. Подогреватели смешением (аккумуляторы тепла) требуют
больших подпоров воды к питательным насосам (см. ниже). На

568 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
фиг. 20 дано подогревательное устройство, осуществленное по
схеме фиг. 19 (электростанция Schulau). Подогреватели смешением
стоят на высоте сборников холодного конденсата, питательные
насосы двумя этажами ниже*
Фиг. 13. Схема двухступенчатого
подогрева питательной воды.
а — котел, Ъ — турбина, с —
конденсатор, d — резервуар холодной
воды, е — подогреватель низкого
давления, /—конденсатор
вторичного пара, g — подогреватель
высокого давления и аккумулятор,
h — испаритель добавочной воды,
/, k, I — насосы, т — к сборнику
дестиллята.
Фиг. 20. Водоподготовитель-
ное устройство (поперечный
разрез).
d — резервуар холодной воды,
£ —подогреватель низкого
давления, /—конденсатор, /г —
испаритель, п — подогреватель
сырой воды и деаэратор.
J
VII. Питание котлов
1. Питательные насосы. Размеры насосов определяются
соответствующими правилами (стр. 64 и 139). Каждая котельная должна
быть снабжена по крайней мере двумя питательными установками,
имеющими самостоятельные, независимые друг от друга приводы.
Мощности насосов должны быть выбраны так, чтобы при аварии
наибольшего из них остальные могли бы удовлетворить двойную
паропроизводительность всех установленных котлов.
Целесообразно осуществлять питательную установку в виде трех насосов
одинаковой мощности, из коих два с паровым приводом и один
с электрическим.
Напор: манометрическая высота напора (кг/см2 изб.) =
нормальному давлению в котле (кг/см2 изб.) —подпор на всасывающей
стороне насоса (кг/см2 изб.) -f- сопротивления в экономайзере,
регуляторе питания и в питательных трубопроводах (кг/см2).
Сопротивление экономайзера около 1,5 кг)см2, сопротивление
регулятора питания около 2,5 кг/см2, а сопротивление питательных трубе-

Питание котлов
669
проводов около 3 кг/с и2. При питании нагретой водой определение
высоты напора в м водяного столба и подсчет затрачиваемой
энергии должны быть проведены с учетом отклонения удельного
веса воды от 1,0 (см. I том, стр. 606, табл. 5).
~ высота напора в кг/см2 изб.
Высота напора в м вод. ст. = -
Требуемая мощность в л. с. •
удельный вес (-у)
Q в кг/сек >Н в кг/см2 изб.
75^
Допустимые манометрическая высота всасывания (наивысшее значение) и
манометрическая высота подпора (наинизшее значение) зависят от температуры воды
<см. отдел „Насосы и компрессоры"). Скорость воды во всасывающих линиях не
должна превышать 1 м/сек. Насосы с плавно возрастающей характеристикой
облегчают условия работы при малых нагрузках и при параллельной работе нескольких
насосов. Насосы, работающие с регуляторами питания, вводящими
дросселирование для изменения высоты напора, должны выбираться с особенно пологими
характеристиками.
Должна быть устранена возможность чрезмерного нагрева насосов. При
внезапном переходе на холодную воду, во избежание заеданий, лучше включать другой
насос. Питательный насос часто соединяется в одну группу с насосом, проводящим
воду через подогреватели.
2. Подготовка питательной воды. Питательная вода должна
быть очищена, умягчена и освобождена от растворимых в ней
газов. Освобождение от газов (деаэрация) конденсата турбин
осуществляется либо в самом конденсаторе, либо совместно с
добавочной водой в подогревателях смешением. Питательная вода не
должна соприкасаться с воздухом (закрытые баки). Количество
добавочной воды в хорошо эксплоатируемых установках
общественного пользования составляет 3-4% от количества,
требуемого при полной нагрузке станции. Подготовка добавочной
роды производится или с помощью химических водоочистителей
или испарителей. Для давлений сверх 25 кг/см2 испарители должны
быть предпочитаемы, причем для предварительного умягчения
обычно ставится химический водоочиститель. Испарительная
установка в комбинации с подогревом питательной воды выгодна при
количествах добавочной воды до 1С%. При большем количестве
добавочной воды, а также при высших начальных давлениях
следует применять химическую водоочистку, при условии принятия
мер, предохраняющих котлы (продувка). При установлении
способов подготовки питательной воды должны быть приняты во
внимание временами меняющиеся количества и свойства сырой воды.
Объем баков питательной воды приблизительно часовой при
полной нагрузке. Из соображений надежности их должно быть не
менее двух. Аккумулирующее действие резервуаров горячей воды
см. отд. ,Производство пара".
Применение химической водоочистки при весьма высоких давлениях порядка
100 и выше кг/см2 пока не считается возможным. Добавление химически
очищенной воды для питания котлов осуществляется пока только для давлений до
60—65 кг/см* (станции Боюнн, Березники, Луизианна и т. д.}

570 Т. III. Отд 9. Теплосиловое хозяйство. П. Паросиловые установка
VIII. Трубопроводы
^(64, 324 и т. II, стр. 308)
Допускаемые давления и нормальные диаметры
предусмотрены нормами (т. II, стр. 308 и 1380 и далее). Готовые
трубопроводы окрашиваются согласно нормам (т. II, стр. 1380 и дальше).
1. Трубопроводы свежего пара1). По возможности
минимальное количество вентилей и задвижек (из соображений надежности
и стоимости). Выполнение в виде кольцевых (фиг. 21) или
непосредственных соединений котлов с турбинами с возможностью
переключения (фиг. 22). При определении сечений должно быть пре-
Фт*г. 21. Паропроводы свежего Фиг. 22. Трубопроводы
пара. свежего пара.
дусмотрено дальнейшее расширение. Так как максимальные расходы
пара имеют место лишь в относительно короткие промежутки
времени, то для этого случая можно, не нарушая экономичности,
допускать большие перепады давлений. Турбины с двойными
подводящими паропроводами должны иметь возможность работать от
каждого из них независимо. Скорости пара в трубопроводах
определяются величиной допустимого перепада давления. Последнее
обычно 2 (до 3) кг/см2 для средних давлений (повышается с У*ши-
чением давления); нормальные скорости около 50 м/сек,
максимально 80 (100) м/сек. Более высокие скорости, во избежание
вибраций трубопроводов, нежелательны. Потеря температуры от
котла до турбины от 5 до 10°. Изоляция, при диаметре 250 мм,
в среднем дает потери тепла на 1 пог. м в 350 кг-кал/час.
!) Dene eke, Die Anordnung der Maschinen imd ihre Hilfseinrichtungen im
Grofikraftwerk Klingenberg, ZdVdl 1927, S. 1877. -Schult, Schaltung und Ausle-
gung von Frischdampfleitungen in grofieren Kraftwerken, AEG, Das Kraftwerk 1931,
H. 1, S. 2. — G о h 1 k e, Schweifien von Hochdruckrohrleitungen, AEG, Das Kraftwerk
1931, H 1, S. 9.

Трубопроводы
671
-Котлы
Трубопроводы должны быть легко доступны (надлежащая Ёысота площадки).
Необходимо предвидеть возможность ремонта. Должна быть предусмотрена
необходимая компенсация с помощью гладких и волнистых колен, лирообразных
компенсаторов, гибких труб (II т., стр.318 и ел.). Водоотделители при высоко перегретом
паре не требуются. Должен быть, однако, предусмотрен спуск воды на случай
гидравлического испытания и конденсации пара. Следует применять только шибера
(II т., стр. 324) по возможности простой конструкции и с механическим зажимом
уплотнений, отнюдь не клиновые шибера (заедание уплотняющих поверхностей).
У турбин и котлов должны ставиться предпочтительно быстрозапирающиеся
шибера с приводом на расстоянии. Уплотнения из клингерита или закатанных
стальных колец. Применима также и сварка.
2. Питательные трубопроводы. При питании котлов
предварительно подогретой водой питательные трубопроводы должны
быть разделены на главные и
вспомогательные, что дает возможность при
переходе с питания горячей водой на
холодную пользоваться другим трубопроводом,
Вспомогательные трубопроводы могут
быть выполнены без разделительных
вентилей.
Главные питательные линии
выполняются в виде кольцевых (фиг. 23) или,
аналогично фиг. 22, путем
непосредственной связи насосов с котлами. Допускаемые
скорости воды от 3 до 4 м/сек, перепад
давлений при наивысшей нагрузке около
3 кг/см2 (без регуляторов питания).
Экономически приемлемая толщина изоляции
соответствует потере тепла равной около 100 кг-
кал на 1 пог.м в час при диаметре 150 мм.
3. Трубопроводы охлаждающей воды.
Сварные железные трубы, даже и в случае
залегания в земле (защита асфальтом или
джутом), должны предпочитаться
чугунным, так как дают меньшее число
соединений и обладают большей надежностью в случае оседания грунта.
Сварные железные трубы свариваются ацетилено-кислородным
газом (автогенная), электричеством и водяным газом.
Отношение стоимостей готового трубопровода получается при
этом как 1:1,15:1,35. Прочность на удар и изгиб при кислородно-
ацетиленовой сварке наименьшая. Расчетная скорость воды 2 м/сек.
Jlitmpm. Hcteocbt
-ffiufkp ?
—Цлав^ ХпитателЬи
— Белом J линия'
Фиг. 23. Трубопроводы
питательной воды
котельной.
IX. Распределительные устройства
См. отдел „Электротехника"
X. Удовлетворение собственных нужд станции1)
Надежное удовлетворение собственных нужд станции имеет
наибольшее значение в эксплоатации. В настоящее время наиболее рас-
1) S с h u 11, Dampf- oder elektrischer Antrieb der Eigenbedarfsanlagen grofierer
Dampfkraftwerke, ETZ 1931, H. 35 u. 36. — Сравни также отдел „Электротехника",

672 т- ш- 0тД- 9- Теплосиловое хозяйство. И. Паросиловые установки
пространенным приводом является электрический, причем
питательные насосы, а в большинстве случаев и охлаждающие и конденсат-
ные насосы снабжены дополнительным резервным паровым приводом.
При этом производство тока осуществляется либо в главном
генераторе, либо в специальной машине собственных нужд (Hausturbine,
„домашняя" турбина). Совершенно необходимо наглядное и
доступное расположение кабелей и трубопроводов.
1. Подача тока от главного генератора. В зависимости от
мощности станции в сети собственных нужд могут возникнуть токи
короткого замыкания, мощность (величина) которых не может быть
принята нормальным выключателем устройства низкого напряжения.
Для пуска и работы в моменты стояния главных генераторов часто
ставят специальную турбину, работающую непосредственно на шины
собственных нужд. Величина вспомогательной турбины соответствует
мощности, необходимо^ для пуска станции в ход.
2. Подача тока от специальной турбины собственных нужд.
В этом случае взаимные трудности, возникающие от совместной
работы главного распределительного устройства и распределительного
устройства собственных нужд, отпадают. В настоящее время часто
турбина собственных нужд является одновременно регенеративной
турбиной (стр. 400 и далее). В последнем случае электрическое
разделение главных шин и шин собственных нужд уже невозможно,
так как электрическая мощность регенеративной турбины зависит
от количества подогреваемого конденсата. Наконец может быть
применено устройство двух генераторов на одном валу.
В настоящее время в целях экономичности, простоты и надежности часто
осуществляются секционированные собственные нужды с
питанием их путем непосредственного отвода от шин каждого главного генератора
до трансформаторов.
3. Размеры собственного потребления определяются
суммарной мощностью всех, одновременно работающих при полной
нагрузке станции, моторов. Исходными данными могут считаться
приведенные в табл. 2.
Таблица 2. Собственное потребление станций средней мощности (от 20 000
до 100 000 kW)
в % от полной мощности станций
Углеподача 0,2—0,5 механические топки с
дымососами и дутьем . . 1,5—5,0
Подготовка угля: пылеугольные топки . . . 1*5-2,0
центральные мельничные Машинный зал (включая
устройства 1,0 очистку охлаждающей воды)!
индивидуальные 0,7 оАмждение проточной во*
Шй 1,5-2,0
Котельные: обратное охлаждение . . 3,0—4,0
механические топки с есте- Питательные насосы и насосы
ственной тягой 0,06—ОД для подогрева (при дав-
механические топки с ды- лении 30 кг/см2) 1,0
мососами или дутьем . 0,5—1,0 Прочее . e » . 0,5—1,0

Устройство станций
673
4. Измерительные и контрольные приборы отделены от
главной сети собственных нужд. Источником тока для них является
аккумуляторная батарея. Последняя часто применяется и для
аварийного освещения.
Ь) Устройство станций
1. Расположение станции определяется удобствами
транспортирования топлива7, наличием воды и условиями распределения
электрической и тепловой энергии.
Вопрос о том, должна ли станция строиться вблизи потребителей
электрической энергии с доставкой угля на более или менее далекое расстояние или,
наоборот, станция должна располагаться у места добычи угля, а электроэнергия
транспортироваться в отдаленные пункты, — является вопросом экономичности
и надежности эксплоатацчи, решаемым по-своему в каждом отдельном случае.
В общем же, чем ниже теплотворная способность угля, тем доставка его на
далекие расстояния будет менее выгодной по сравнению с электронным транспортом
энергии. В силу этих причин электрические станции, работающие на буром угле,
в настоящее время располагаются непосредственно у шахт, причем часто с
применением обратного охлаждения воды.
2. Площади и кубатуры корпусов станции сильно зависят от
величины установленных агрегатов и общей мощности. В табл. 3
даны примерные данные, относящиеся к современным станциям,
оборудованным 3—5 машинами и 6—10 котлами.
Таблица 3. Площади и кубатура современных станций, приведенные
к 1 kW установленной мощности
Мощность станции в kW
5000

Площадь
строен.
,w2,kW
Кубат.
строен.
n*3/kW
50 000

Площадь
строен
Кубат.
строен.
150 000

Площадь
строен.
H*7kW
Кубат.
строен.
^3/kW
Каме н
Машинный зал и устройства для
охлаждающей воды
Котельная и водоподогреватель-
ное устройство г)
Собственные нужды и
вспомогательные устройства
Суммарно, исключая
распределительное устройство
Двухмесячный угольный склад . .
н ы
0,07
0,07
0,03
0,17
0,7
й у г о
1,0
1,2
0,3
2,5
0,025
0,03
0,015
0,07
0,3
л ь
0,50
0,65
0,25
1,4
0,020
0,018
0,010
1 0,048
0,2
0,40
0,40
0,15
0,95
Бур]
Котельная и водоподогреватель-
ное устройство1)
Суммарно, исключая
распределительное устройство
Градирни (башенные)
й
-
0Д5
У г
-
-
о
0,04
0,08
0,08
л ь
0,85
li
0,025 1
0,055
0,07
х) Без дымовых труб й дымоходов.
Зак. 2893. — Hti fcte, Справочник для инженеров, т. III.
0,55
U
43

574 T- HI. Отд 9. Теплосиловое хозяйство. II Паросиловые установки
3. Выбор единичной мощности агрегатов для станций,
работающих на районные электрические сети, определяется мощностью
всей системы. В мощных электрических системах легко встретить
станции в один^два турбинных агрегата большой единичной
мощности. Кроме того для станций, работающих в системе, не
предусматривается резерв на данной станции, так как турбина
Фиг. 24. Электростанция им Клингенберга.
А ■— котельные, В — машинный зал, С — распределительное
устройство 30 kV, О — пристройка к турбинному залу, Е — помещение
подогревателей и насосов, F— угольные склады, G — углепомоль-
ная установка, Н — приток охлаждающей воды, J — отвод
охлаждающей воды, К— мастерская и склад, L — контора.
любой станции электрической системы может заменить любую
другую.
Производительности котлов на современных станциях
стремятся выбирать соответственно мощности турбин с тем, чтобы
можно было секционировать станцию. Обычно стремятся иметь
либо один, либо два котла на турбину. Количество резервных
котлов зависит от мощности и числа агрегатов станции, графика
нагрузки, отсутствия или наличия электрической связи с другими
станциями и от качества эксплоатации. Для станций, работающих
в электрической системе, отдельный резерв на каждой станции
должен быть минимальным, а на станциях, несущих пиковую
нагрузку с малым числом часов использования, его может не быть вовсе.

Устройство станций
675
4. Устройство станции должно соответствовать условиям
производства и распределения электроэнергии, а также
предусматривать возможное расширение. При котельных,
расположенных перпендикулярно к машинному залу, облегчен переход
к более крупным агрегатам и к другим видам топлива.
Параллельное расположение котельной и машинного зала, с своей
стороны, дает более компактную установку. В станциях, работающих
на буром угле с крупными машинными агрегатами, параллельное
Фиг. 25. Электрическая станция „West" в Берлине.
А — котельная, В — машинный зал, С —
распределительное устройство 30 kV, D — угольные бункера, Е — здание
насосов охлаждающей воды, F — помещение очистных
устройств, О — мастерские, Н -— склады, J — контора,
К —• пульт, I — трансформаторы.
расположение котельной не всегда осуществимо; на взаимное
расположение котельной и машинного зала могут оказать влияние
и дымовые трубы. Водоподогревательное устройство, как элемент,
связующий турбины с котлами, в настоящее время почти всюду
располагается в своем особом здании между котельной и
машинным залом i). В малых установках, с небольшим числом ступеней
*) В настоящее время устройства для регенеративного подогрева питатспной
воды часто входят в комплектные турбинные агрегаты даже весьма крупных
мощностей, и каждый такой агрегат представляет цельную установку, располагай
мую в машинноу зале.

676 Т. Ill Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. ТТ. Паросиловые установки
подогрева, оно может быть расположена и в конденсаторном
этаже машинного зала. При расположении турбин перпендикулярно
к оси машинного зала в случае дальнейшего расширения являются
ограничения в выборе мощности устанавливаемых единиц; поэтому
параллельное расположение желательнее. Насосы охлаждения
ставятся непосредственно у конденсаторов или вдоль продольной
стены машинного зала. Они могут быть помещаемы и в особом
здании, не связанном с машинным залом; такое устройство может
возникнуть при желании избежать ввода глубоких приточных
каналов в машинный зал. Сигнальные и измерительные устройства
современных силовых станций допускают и другие любые
расположения. Большие распределительные устройства всегда отделены
от собственно силовых станций.- Соединение генераторов (или
трансформаторов) и сборных шин с помощью кабелей представляет
дальнейшую свободу расположения помещений.
На фиг. 24 и 25 даны различные примеры устройства электрических станций.
На фиг. 24 — электростанция им. Клингенберга (Руммельсберг), с топками для
угольной пыли и проточным охлаждением. Перпендикулярное расположение
котельных в данном случае принято из условий дальнейшего расширения, но по
соображениям надежности эксплоатации помещение всех котлов в одном здании было бы
также нецелесообразно. Насосы охлаждающей воды расположены у машинного
зала; каждый из них работает на свою турбину. На фиг. 25 — электрическая
станция „West" (Берлин), с топками с нижней подачей (стоккеры) с проточным
охлаждением. Параллельное расположение котельной в данном случае предусматри«
вает возможность дальнейшего расширения (примерно на 50%). Насосы
охлаждающей воды размещены в особом здании.
с) Экономичность
Экономичность силовых установок определяется величиной
денежных расходов, приходящихся на единицу отданной энергии.
Они складываются из:
стоимости топлива соответственно количеству тепла,
приходящегося на 1 kWh,
расходов на капитал,
эксплоатационных расходов.
1. Расход тепла1). Общий коэфициент полезного действия
устанозки определяется произведением коэфициентов полезного
действия отдельных эле'ментов установки. Он зависит от величины
холостого расхода, не связанного с нагрузкой, и расхода,
определяемого степенью нагрузки. Если считать, что расход, зависящий
от нагрузки, изменяется пропорционально величине нагрузки, то
расход тепла для любого состояния выразится:
Wt = aw;m -j- bw кг-кал/kWh,
где tn — мгновенный коэфициент нагрузки находящихся в работе агрегатов,
а — расход при холостом ходе в кг-кал/kWh,
Ъ —■ расход тепла, зависящий от нагрузки.
l) Klingenberg, Bau grosser Elektrizitatswerke, Beilin 1924, J. Springer, S 19.

Экономичность силовых установок
677
Средний за год расход тепла достаточно точно может быть
выражен:
Wm
: fajn + bw кг-кал/kWh,
где п ■
%80ОО
(стр. 651).
; бооо
должны быть
„2000
-коэфициенг
использования
/ — коэфициент рабочего
времени
Для определения а и Ь
известны величины коэфициентов полезного
действия отдельных элементов установки при
полной нагрузке и холостом ходе (пример
табл. 4).
Тепловой баланс может быть составлен
аналогично табл. 5, стр. 679, связывающей
100 кг-кал тепла, полученных котельной
установкой, с количеством тепла, перешедшим
в виде полезно отданной энергии на сборные
шины установки. Конечные цифры баланса
определяют общий коэфициент полезного
действия установки при полной нагрузке.
С помощью механического эквивалента тепла (1 kWh =
определены в балансе тепла и значения, соответствующие а
i
I
ГЛ
ЧЛ/
f-n
оЛ о,б о.8 ив
"оэфициент использования
В2
fL03i
Фиг. 26. Расход тепла на 1 kWh
в зависимости от коэфициента
использования (по табл. 5).
кг-кал) могут быть
Таблица 4. Примерные данные для составления тепловых балансов
Элементы установки
Собственный расход в °/0 от полной мощности
!
Коэф. полезн. j Холостой расход
действия при в % от расхода
полной на- j при полной
грузке | нагрузке
80
99,8
25
4 при полн. нагр.
10
0,2
10
2,5 при хол. ходе
Выражение для W дает величину расхода тепла в зависимости от
коэфициента использования и коэфициента рабочего времени. Для / могут существовать
два предельных случая, а именно: / = 1, когда все агрегаты станции находятся
непрерывно в работе, или / = «, когда все находящиеся в работе агрегаты
нагружены полностью. Для случая, когда /= 1» расход тепла с понижением
коэфициента нагрузки повышается в наибольшей степени (фиг. 26). В практических
условиях величина / приближается к значению п тем более, чем больше число
установленных агрегатов и чем выше коэфициент годичной нагрузки. Для
определенных условий величина / может быть приближенно установлена по кривой
годичной нагрузки.
В качестве исходных ориентировочных данных могут
служить расходы тепла в современных установках (см. фиг. 27, 28).
Кривые показывают зависимость их значений от давления пара,
величины установки и коэфициента нагрузки. Значения диаграмм
относятся к условиям проточного охлаждения. Для установок с
обратным охлаждением расходы тепла повышаются примерно на 5%.
2. Начальные затраты по сооружению силовых установок
,сильно зависят от величины установки и мощности отдельных
машин и котлов.

678 Т. 1П. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
Кроме того, они зависят от качества проекта, выполнения,
характера строительства и местных условий. Особенно большим
колебаниям подвергается стоимость строительной части станции.
При наилучших условиях для Германии можно принимать
следующие стоимости паросиловых установок с проточным охлаждением:
При строительной мощности:
10 000 kW около 350 мар/уст. kW
20 000 „ 275 мар/уст. kW
50 000 „ „ 250 мар/уст. kW
станции очень большой
мощности „ 230 мар/уст. kW
Мазанные стоимости не включают главных распределительных устройств и
повысительных подстанций, а также и
7000
расходов, связанных с приобретением
земельного участка и процентов по
строительству. Для установок с
обратным охлаждением стоимости
повышаются на 15—20 мар/kW.
№nqnocmyne44ambU~i
5О000кЩ т*0Л
f5OOOQkW.m-0,2
JOOOOklV.m.OJ
150000 кЩт*Щ
Давление турбины 6 ати
Фиг. 27. Примерный гасход тепла для
силовых установок различной мощности
с проточным охлаждением.
Фиг. 28. Достижимые
расходы тепла при полной
нагрузке в современных
крупных силовых
установках.
Влияние давления пара в установке на
величину начальных затрат сказывается различно.
Можно ожидать, что установки сверхвысокого давления с
специальными котлами будут не дороже установок для давления 30—А0кг/см2
с котлами нормального типа. Пока следует считать, что установки
давлением в 100 кг\смъ будут в среднем на 20 мар/kW дороже
установок с давлением в 35 кг/см2.
3. Эксплоатацнонные расходы по своей величине разнятся
для отдельных установок. Для германских условий можно в
качестве приближенных средних значений, применительно к установкам,
находящимся в хороших условиях эксплоатации, принимать:
Ремонт (аварийный и предупредительный),
смазка и мелкие материалы в год 2,0% от начальной стоимости
Налоги в год 0,5 до 1,0%, „ ,.
Зарплата и содержание в установках:
до 100 000 kW в год 2,0%
сверх 100 000 kW в год 1,5 (до 1,0%) * * „

Экономичность силовых установок
679
в год в процентах от
начальной стоимости
4. Себестоимость энергии.
Обозначим:
Z—проценты на капитал и амортизация
U — ремонт
5 — налоги
G — зарплата и содержание )
Л —начальная стоимость установки в марках на установленный k\V
£-_ стоимость угля в пф 1кг-кал (или коп/кг-кал).
Расходы, связанные с производством энергии, или что южв,
стоимость единицы, выработанной и полезно отданной на сборные
шины энергии, определяется:
„ {Z+U+S + G)A , Jf
д - я ■ 8760
Первый член уравнения определяет эксплоатационные и постоянные расходы,
вгорой является топливной слагающей. Оба члена зависят от коэфициента
использования я, причем 1-й в большей степени, чем 2-й.
Таблица 5. Тепловой баланс в °,'о от общего расхода тепла
g(~aw + bw) пф/kWh (или кон/kWh).
Части станции
Паропровод свежего пара . .
Машинная установка . .
Собственные нужды . . . . •
Всего по станции . .
Баланс на отданные kWh
в кал/kWh
Расход
холостого
хода
10
0,16
7,98
0,50
Расход
на
полезную
нагрузку
90
79.84
71,86
19,46
i 18,64 ] 81,36
а = 838
w
Ь —3652
1С
Общий
расход при
полной
нагрузке
100
80
79,84
19,96
Количество

использованного тепла
после каждой
части станции
80
79,84
19,96
19,16
100 | 19,16
4490
860
Пример. Z-=12, t/ = 2, 5 = 1, G-=2, Л =
= 300 мар/kW, g = 0,25.10-~3 пф/кг-кал, а и Ь , по
габл. 5.
Результаты даны на фиг. 29. Из нее
видно, что при высоком использовании
установки в стоимости энергии
доминирует топливная слагающая, а при низком —
расходы эксплоатационные и постоянные.
Из этого, как общее правило, следует, что
чем выше коэфициент использования
установки, тем выше могут быть допущены
начальные затраты, направленные к
понижению расходов тепла. В особенности это
следует иметь в виду при выборе
давления пара.
Примечание. О величине наивыгоднейшего давления пара и начальной era
температуре мнения расходятся. В последние годы в Германии установились слз»
дующие ступени давлений:
Коэфицигнт использовании
Фиг. 29. Стоимость энергии
в зависимости от
коэфициента использования.

680 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
1. Около 25 kzjcm* при 410° у турбин, как нормальное давление для станций
общественного пользования с тг- = 0,3 до 0,4.
2. Около 40 к:/см* при 450° у турбин, как наивысшее давление без
промежуточного перегрева для станций с высоким коэфициентом нагрузки.
3. Сверхвысокое давление свыше 100 кг\см2 с промежуточным перегревом.
Давления от 25 до 30 к^/см* находят применение, как правило. Сверхвысокое
давление насчитывается единицами (станция в Mannheim, Use) x).
d) Исправление (выравнивание) графика нагрузки
Действительные кривые годичной выработки большинства
электрических станций общественного пользования показывают, что
полная нагр^ зка машин имеет место в течение года лишь в
продолжение нескольких часов. Это ведет к
тому, что выработка энергии,
приходящаяся на пиковую нагрузку, незначительна,
а расходы на единицу энергии, связанные
с капитальными затратами, весьма релики.
Слагающая стоимость топлива в пиковой
нагрузке далеко отступает перед
расходами, связанными с капитальными затратами
(стоимостью установки). Этим определяется
стремление по возможности удовлетворять
пиковую нагрузку с помощью установок,
являющихся дешевыми по величине
начальных затрат. Этому условию отвечают, всякого
рода аккумуляторы энергии,
воспринимающие на себя некоторую ограниченную
нагрузку в течение короткого периода пика.
Фиг. 30. Оема установки
с аккум/лятором
переменного да мления, а — котел,
Ъ — пароперегреватель, с—
аккумуляторная турбина,
d — аккумулятор
переменного -*ач1енир,
е—редукционный вен-и ib, /—
вентиль свежего пара, g —
вентиль аккумулируемого
пара, h~~ конденсаюр.
Выравнивание графика нагрузки с помощью
аккумулятора может способствовать и некоторому
повышению экономичности в расходовании тепаа. однако
это обстоятельство по сравнению с уменьшением
начальных затрат настолько незначительно, что обычно во внимание не принимается.
Установки, воспринимающие пиковую нагрузку, могут
рассматриваться либо только в отношении котельных (п ровые акку-
MvflflTopbP, либо в отношении всего производства энергии (эл.к-
тяическче аккумуляторы). При параллельной работе установок,
использующих различные истоИВки, например пар и воду, пиковая
нагрузка покрывается установкой наименьшей начальной стоимости.
Для покрытия пиковых нагрузок могут применяться также и
дизельные установки, работающие параллельно с паровыми.
Ь Аккумуляторы переменног j давления 'аккумуляторы Рутса)2).
Принципиальная схема дана на фиг. 30. Аккумулятор заряжается с
помощью регулирующего устройства редуцированным свежим
г) Подообнее смотри Petersen, Kraftwerk Schulau, ETZ 1929, S. 6P3.—M u n-
zinger, Der wirtschaf .liche Damofdruck, Sonderdruck V. d. EW 1929. — W i e h 1 e r,
Grenzen der Winschaftlichkeit der Druckerhohung, Siemens-Z 1929, S. 375. — S с h u 11,
Grenzen in der Wahl des Dampfdrucks, ETZ 1927, S. i0b7.
a) Ruths, Ruthsspeicher, ZdVDT 1922, стр. 509. — Ruths. Spitzendeckung in
Grosskraftwerken, ETZ 1927, стр. 916.

Исправление графика нагрузки
681
паром, конденсирующимся в аккумуляторе. При понижении
давления (например при пике) аккумулятор отдает пар специальной
турбине. Количество пара, могущее быть саккумулированным,
зависит от начального и конечного давления в период разрядки.
На фиг. 31 показано количество энергии
в kWh, аккумулированной на 1 мг воды для
конденсационных установок в предположении
некоторого среднего к. п. д. турбины.
Наиболее экономичными пределами
для конденсационных установок
являются начальное давление разрядки 13 ати
и конечное 0,5 ати. Аккумулирующая
способность 1 м% соответствует при этом
13—18 kWh. Если аккумулятор включен
в установку с противодавлением,
отдавая пар в сеть отработанного пара, то
конечное давление разрядки
определяется величиной противодавления.
Начальное давление зарядки при этом
принимается: для противодавления в
1 ати и ниже — до 8 ати, при более
высоком противодавлении — до 13 ати.
Мощность аккумулятора (мгновенная)
определяется способностью
аккумулятора быстро производить пар.
Последнее достигается
соответствующими устройствами, однако цифровых
значений дать возможным не
представляется. Обычно, с 1 м2 зеркала воды снимается в час 300
(до 600) мъ пара. Это соответствует мощности, отнесенной к 1 ^2
зеркала, равной около 400 RW при \0amu и около 125 kW при 3 ати.
Давление указано у турбины. Стоимость аккумуляторов:
для 13 ати около 35 мар/kWh. Отсюда можно сделать вывод,
в какой степени котлы могут быть заменены аккумуляторами:
стоимость аккумуляторной установки, отнесенная к 1 kWh и величина
покрытого аккумулятором пика в часах, не должны превосходить
стоимости котельной установки, отнесенной к 1 kW.
Для германских условий в силу этих соображений наибольшая
допустимая длительность пика, покрываемого аккумуляторами, равна примерно 3 часам.
2. Аккумуляторы постоянного давления *). Принципиальная
схема дана на фиг. 32. Аккумулятор заряжается подогретой
питательной водой котлов, причем подогрев осуществляется либо
редуцированным свежим паром, либо паром, взятым из
промежуточных ступеней турбин. Во время пиков подогрев выключается.
Питание в этом случае производится из аккумулятора горячей воды,
!) Koch, Ausgleich durch Speisewasserspeicherung, Arch. f. Warm. 1927,
гтр 394. — S ch u 11, Die Wirtschaftlichkeil der Gleichdruekspeicherung, Forschung
and Techiik, Berlin 1930, J. Springei.
Начальное давление в ата
Фиг.. 31. Количество полезной
аккумулированной в акк.) муля-
торе переменного давления
работы в kWh на каждый м3
водяного объема при различных
начальных и конечные
давлениях (для конденсационных
установок).

682 т- ш- 0тД- 9- Теплосиловое хозяйство. II. Паросиловые установки
а
а конденсат собирается в холодном сборнике. Таким образом пар,
предназначенный для подогрева питательной воды, может быть
обращен на работу в турбинах. Возможно объеди-
нение аккумулятора горячей воды с холодным
сборником конденсата в виде аккумулятора, ра- 50
ботающего по принципу вытеснения. Акку- tw
мулирующая способ- ^
ность аккумулятора рас- |
тет с повышением тем- 20
пературы подогрева, од- *>
нако зависит ог способа и
последнего (свежий пар
или пар частично
отработавший). Чем
экономичнее подогрев, тем
меньший эффект можно
ожидать от
аккумулятора (фиг. 33).
Экономически
выгодная температура
аккумулирования для
установок, работающих при давлении 35 ата и с одноступенчатым
отбором, соответствует 130°, повышаясь с увеличением 'давления
и числа ступеней отбора до 190° при 100 ата.
к Lo
si
Фиг. 32. Схема установки
с аккумулятором
постоянного давления. / — котел,
2 — трубопровод свежего
пара, 3 — турбина, 4 —
сбОрНИК ХОЛОДНОЙ БОДЬЦ
6 — поверхностный
подогреватель, 6— тоже, 7 —
подогреватель смешением
н аккумулятор.
120 М 160 №0 W
Температура а/скуму
/шробания
Фиг. 33. Работа,
полезно отдаваемая
I м* водяного
объема аккумулятора
постоянного
давления, а — подогрев
свежим паром, b
подогрев отборным
паром.
100 125 150 17S 200"
Температура
аккумулирования
Фиг. 34. Возможное
повышение мощности
аккумулятором постоянного
давления при выключении
подогрева в зависимости от
температуры
аккумулирования.
\
V
Ч~
i%
fef
а.
naj.
33?
J»*, го
W
й Щ 100 125 150 17S 20С
Ц ^ Гемпература аккумулиро-
| * ванил
Фиг. 35. Стоимость
аккумуляторов постоянного
давления на 1 k^h полезно
аккумулируемой работы
взависимости от
температуры аккумулирования.
Средним значением можно считать температуру в 150°.
Аккумулирующая способность в $тх условиях, отнесенная к 1 м*
объема, соответствует 25 kWH§ лри подогреве отборным паром
»i 40 kWh при подогреве свежим паром.

Исправление графика нагрузки
683
Повышение мощности, являющееся следствием выключения
подогрева питательной воды, в данном случае, в
противоположность аккумуляторам переменного давления, постоянно и
определяется количеством пара, освобождающимся для работы в турбинах
(фиг. 34). Так, например, при температуре аккумул5ггора в 150°
мощность установки может быть повышена: при подогреве свежим
паром до 25% и при подогреве отборным паром от 10 до 14%-
Таким образом подогрев свежим паром дает наивысшее значение.
Однако не следует забывать, что при этом экономичность работы
установки в нормальных условиях понижается.
Стоимость аккумулятора, отнесенная к 1 kWh освобожденной
работы (фиг. 35) для 150°, составляет около 10 мар/kWh при
подогреве свежим паром, и около 15 мар/kWh при подогреве отборным
паром. А потому допустимый период пика может считаться
примерно вдвое большим/ чем при аккумуляторах переменного
давления.
3. Электрические аккумуляторы (см. отд. „Электротехника").
Аккумуляторы требуют больших начальных затрат (для крупных
установок 200 мар/kWh и больше).
Речь о них может итти лишь в тех случаях, когда они
ставятся в центре потребления энергии и являются одновременно
частью электропередач.
4. Дизель-машины. В настоящее время величины начальных
затрат, отнесенных к 1 kW, для крупных единиц почти равны
начальным затратам для паровых установок. Преимущество дизель-
машин в условиях работы станции заключается в быстрой
готовности их к пуску. Кроме того относительная незначительность
требуемого помещения и небольшие расходы охлаждающей воды
делают возможными установку их в центре потребления энергии,
что, естественно, влечет снижение расходов по электропередаче.
Этому во многих случаях противопоставляются связанные с
работой дизеля шум и сотрясения.
Следует отметить, чго на крупных электрических станциях, работающих
в мощных электрических системах, применение паровых аккумуляторов
почти не имеет места. Они используются по большей части на мелких
промышленных установках.
В условиях СССР роль пиковой нагрузки значительно меньше, чем в других
странах, как это видно из данных таблиц о числе часов использования и по
графику (стр 654 и 655).
Следует отметить также, что для снятия пиков нагрузки в мощных
электрических системах иногда успешно применяются гидростанции, не имеющие
обеспеченной круглогодовой мощности, и имеется стремление осуществлять
гидравлическое аккумулирование.
III. Теплофикация и теплоэлектроцентрали
1. Основные положения. Термин теплофикация,
создавшийся и выросший с развитием социалистического хозяйства СССР,
и понятие, ему соответствующее, не имеют аналога на других язы-

684 Т. Ш. Отд !>. Теплосиловое хозяйство. III. Теплофикация
ках1). Термин теплофикация обнимает понятия производства
электрической энергии на базе теплового потребления и
централизованного теплоснабжения. Производство
электрической энергии с теоретическим к. п. д. в 100Vo B
комбинированном процессе выработки элекгрической и тепловой энергии является
ее энергетической задачей, а централизованное теплоснабжение,
являясь необходимой предпосылкой для этого, имеет целью
создание совершенных культурно-бытовых и санитарно-гигиенических
условий в жилых помещениях и освобождение промышленных
предприятий от необходимости производства электрической энергии
тепла низкого и среднего потенциала.
Теплоэлектроцентралями называются теплосиловые
установки (станции), вырабатывающие в комбинированном процессе
электрическую и тепловую энергию. Условия работы,
проектирование, выбор типа и оборудования теплоэлектроцентралей
определяются условиями электрических и тепловых нагрузок, т.е.
условиями, создаваемыми потреблением. При этом помимо абсолютных
величин электрического и теплового потребления, играет большую
роль соотношение электрического и теплового потребления.
2. Характеристика потребления. Все коэфициенты, указанные
на стр.651 по отношению к электрическому потреблению, относятся
также и к тепловому потреблению. Дополнительными показателями
являются параметры тепла, теплоноситель (пар или
горячая вода) и величина
__ потребление электрической энергии 10%Wh
потребление электрической энергии мгкал '
являющаяся характеристикой потребления.
При проектировании станции для определения,
нагрузок большую роль играют абсолютные величины потребления
электрической и тепловой энергии, выражаемые обычно в удельных
показателях, т. е. kWh и мгкал (мегакалориях) на единицу
продукции. Надежных данных по удельному потреблению не имеется,
как вследствие изменений технологических процессов в процессе
развития народного хозяйства, так и вследствие все большего и
большего внедрения электрической энергии в процессы и создания
новых отраслей производства (электрометаллургия, электрохимия,
электросварка и т. д.).
М. Gerbel и Е. Reutlinger^) приводят следующие данные о
потреблении электрической и тепловой энергии в различных отраслях
производства (табл. 6).
Эти данные относятся, очевидно, к сравнительно небольшим
предприятиям с недостаточно развитым применением электрической
энергии.
х) Немецкий термин „Fernheizung" означает „дальнее отопл? ' £*"•
французский— „chauffage urbain" и английский „district leating"--означаю! туи> лое
отопление".
2) М. G е 1 b e I and E R e u 11 i n g e г, Kraft und Wannewirtschafi in der
Industrie.'

Теплофикация и теплоэлектроцентрали
Таблица 6
685
Отрасли производства
Единица
продукции

Потребление мгкал
Алюминий •
Азотная кислота из возд.
Водород
Кальций-цианамид . . .
Кальций-карбид ....
Кислород
Углерод
Прядение
Электричество .
Прокат
Цемент
Мельницы
Лед
Пиво
Картофельный крахмал
Бумага
Ткачество
Целлюлоза
Кожа . *
Искусственный шелк . .
Прессованные дрожжи .
Спички
Сахар
Прачечные
Клей • . . . •
Картофельная патока .
Крашение
Спирт
Мыло
Бани
Центральное отопление
103 л»
т
1С» м*
т
10' л
т
т
1С3 ящ.
т
т
т
103 л
1С3пос.
10' м*
25,8
8,1
8,1
3,7
3,7
2,9
1,5
1,5
1,0
0,12
0,10
0,07
0,037
0,074 - 0,148
0,074 — 0,148
0,294 — 0,448
0,736 — 1,195|
0,294 — 0,<
0,736 — 0,9561
4,48 -5,97
0,448 - 0,736]
22,4 - 26,1
0,115 - 0,187
0,224 — 0,294
0,522 - 0,672
0,037 — 0,052
0,037 — 0,074
0,074 — 0,148
0,074 — 0,148
0,224 — 0,368
незначит. I
незначит,
незначит.
0,32-
0,32-
1,60-
5,12-
3,52-
9,60-
70,4 -
10,25-
448,0-
3,20-
5,76-
16,01-
1,41-
1,92-
3,84-
3,84-
25,60-
0,013-
-0,576
■ 0,64
- 1,92
- 7,68
- 4,16
-14,1
-96,0
-14,10]
-704,0
■ 3,84
- 7,04
-22,4
- 1,791
- 3,20;
- 9,60!
■11,52I
-44,89
-0,0261
0,383—0,192—0,128
0,383—0,292—0,115
0,288-0,992—0,164
0,230—0,244—0,096
0,105—0,088—0,072
0,096—0,072—0,052
0,082-0,057—0,046
0,072—0,046—0,029
0,057-0,043-0,031
0,057—0,038—0,029
0,052-0,048—0,031
0,041-0,039—0,033
0,038-0,026-0,031
0,038—0,018—0,012
0,038—0,016—0,008
0,038—0,014—0,006
0,014-0,012—0,005
0
Несколько более поздние данные о фактических величинах показателя z
мгвтч , „
для ряда обследованных промышленных и коммунальных предприятий прн-
мгкал
ведены в табл. 7.
Таблица 7
Род производства
Число

предприятий

Технологическое
потребление
Отопление
и
вентиляция
Всего
Машиностроение I 25
Металлургия I 2
Химич. и жировая промышл. I 12
Строительная I 6
Текстильная I 14
Дересюоод лоч»и» илесопиль- I
ная I И
Пищевкусовая I 13
Стекло-фарфоровая 1 3
Одежда и обувь 11
Культобслуживанис . . . . I 9
Предприятия трамвая .... I 4
Жилые поселения • | —
*) Коммунально-быговое потребление
0,781
6,250
0,056
11,110
0,265
0,070
0,091
0,538
0,348
0,15?
0,50 *)
0,424
1,163
0,122
0,329
0,820
0,261
0,474
0,213
0,370
0,324
0,075
0,08
0,274
0,980
0,039
0,319
0,200
0,049
0,076
0,153
0,180
0,106
0,075
0,074

Таблица 8
Ьаименс/ ание производства
Черкая металлургия, включая ди-
насовые, шамотные и прочие
Цветная металлургия
1. Алюминиевая промышленность
Хлопчатобумажная
промышленность
2. Ткацкие „ ....>.
Единица
измерения
1 т чуг.
1 т
1 т
1 т
1 771
1 т
1 т ,
1 т
1 т
100 гросс
Удельный расход
тепла низкого
потенциала
в 105 кал для
технологических целей на
единицу продукции
0,025-0,03 W кал/т
7,5—10-106 лял'т
0,7—0,8 кал/т
0,3 кал/т
0,*65 101' лгал /я
3,4 кал/т
Ы0«71С0 г
Род теплоносителя
и его параметры
Пар давлением
4—5 ата
Пар 3—4 ата
Гор. вода 60—80° С
Пар 3—5 ата
—
Нар 3—4 ата
и гор. вода
Пар 2~3 я/яя
и гор. вода
Пар 3,5—4 ата
или перегрет, вода
I Отапливаемая
кубатура,
приходящаяся на
ед. продукции
(при отопит.
характер.
0,45)
2—2,2 м*/т
2,4 „
2 „
6,3 ..
1,56 „
55 „
С.17 „
8?7 „
17
3 ,и*/100 гросс
Отопит,
характер,
произвол, зданий,
пересчитанная
на ед. продук.
цни
0,9—1
1Д
0,9
2,6-2,65
0,7
2,45—2,5
0,07
3,9—4
7,0
1,2-1,4

Консервная
промышленность
1. Овощные консервы • . . . .
2. Мясо,
3. Компоты и фрукты
4. Рыбные
5. Томат-шоре
6. „ -паста
Машиностроение
Сахарная
промышленность
1. При работе на сырой свекле. .
2. „ „ „ сухой „ . .
Каменноугольная
промышленность
1. Донбасс и Подмосковный
бассейн
2, Ура*, Кузбасс, Ср Азия. . .
1000 усл. банок
100J „
1000 „
1000 „
1000 „
юэо „
1000 руб.
продукции
I центн. свеклы
1 т добычи
1 -
190—370 кг
паро/1000 банок
150—350 кг
паро/1000 банок
500—550 кг
паро/1000 банок
500 кг
паро/1000 банок
750—1000 кг
паро/1000 банок
1800—2500 кг
паро/1000 банок
54 кг пара на
1 ц сырой свеклы
32,5 кг пара на
1 ц сухой свеклы
16,5 106 кал/т
25,0 кал/т
Пар 5—6 ата
п 5—6 „
. 5-6 „
.. 5-6 „
„ 5-6 „
., 5—6 „
Пар 10—12 ата
для молотов
Пар 1,2—2 ата
для сушилок
Пар 2—3,5 ата
п 2-3,5 »
Пар 1,2 am или
вода 100--110° на
отопление шахт
с числом
использования максимум
2500—2700 часов
0,7—0,75
0,7—0,75
0,7—0,75
0,7-0,75
0,7—0,75
0,7—0,75
1,8-2,5
ллаооо
1,8—2,5 ж3/1000
0,028-0,084
0,3-1,1
0,3-1,1
00

Таблица 8
(Продолжение)
Наименование производства
Бумажно-целлюлозная )
промышленность \
Цементная промы ш-
ленное г ь
Нефтяная
промышленность
Единица
измерения
1 т бум.
1 т целлюлозы
i т картона
Всего..
1000 бочек
1000 т
переработки
Удельный расход
тепла низкого
потенциала
в 106 кал для
технологических целей
на единицу
продукции
2,3-2,8 106 кал/т
(в среднем)
2-3,5
10s кал\\ т целлюл.
(из них на сушку
1-1,25)
106 кал/1 т целлюл.
1,5—1,6
106 кал/1 т картона
4,7 105 кал/1 т бум.
6,1—6,4
106 кал 1000 бочек
(производство по
мокрому способу)
275—320
106 кал/1000 т
Род теплоносителя
и его параметры
Пар 7,5—8 ата
для варки
целлюлозы
Пар 3,25—3,5 ата
для сушки бумаги,
целлюлозы и
картона
Горячая вода
50-6° Р
60°/о пара
12—-13 ата,
остальное—пар 5—6 ата
Отапливаемая
кубатура,
приходящаяся на
ед. продукции
(при отопит,
характер. 0,45)
3,0 м/т бум.
42,2л**/1000боч.
80 лг71000 т
Отопит,
характер,
произвол, зданий,
пересчитанная
на ед.
продукции
1,75-1,8
19-20
36-37

Теплофикация и теплоэлектроцентрали £g9
Однако и эти данные являются недостаточными и могут служить лишь для
самых ориентировочных предварительных расчетов. При проектировании станций
в каждом случае необходимо определять имеющееся или предполагаемое
потребление электрической и тепловой энергии.
Весьма ориентировочные данные о потреблении тепла, пригодные лишь для
грубых предварительных расчетов с указанием теплоносителей и их параметров
приведены также в табл. 8 на стр. 686.
Все потребление электрической и тепловой энергии может быть
разбито на три группы каждое:
Электрическоепотребле- _ _
г ние Тепловое потребление
a) технологическое, а) технологическое,
b) освещение, Ь) отопление и вентиляция,
c) коммунально-бытовое, с) коммунально-бытовое.
Технологическое потребление электрической и тепловой
энергии имеет одинаковые графики, зависящие главным образом от
сменности предприятий. Односменные предприятия имеют число
часов использования максимума потребления приблизительно
2000—2500ч. в год, двухсменные около 4000—5000 ч. в год и
трехсменные 6000—7000 ч. в год. Число часов использования тем выше,
чем лучше используется производственное оборудование, чем лучше
организация предприятий и труда. Достижения стахановского
движения в СССР приводят к максимальному увеличению числа часов
использования максимума и позволяют превышать даже
приведенные большие величины числа часов использования максимума
нагрузки.
Элекгрическое потребление на освещение зависит от времени восхода и
захода солнца и расположения места по широте и резко колеблется в течение сугок
и года, достигая максимума зимой. Число часов использования максимума
потребления колеблется в пределах 1500—2500 часов в год. Потребление на цели
отопления и вентиляции изменяется в течение года от максимума зимой до нуля летом
и равномерно в течение суток (см. дальше).
Коммунально-бытовое потребление не очень значительно колеблется в
течение года и имеет сильные колебания в течение суток, спускаясь почти до нуля.
Число часов использования максимума колеблется от 3000 до 45С0 час. в год.
Параметры теплового потребления для различных
промышленных предприятий сильно изменяются в зависимости часто от
случайных условий.
A. Schneider1) приводит такую таблицу применяемых давлений
пара на различных предприятиях (см. табл. 9, стр. 691).
Следует отметить, что давления пара, требуемые отдельными предприятиями,
часто весьма случайны и определяются не технологическими требованиями, а
случайным выбором конструкций, и потому поньзоваться табличными данными можно
только для ориентировочных предварительных расчетов.
При проектировании необходимо получать конкретный материал.
Потребление тепла на цели отопления и вентиляции, а также
бытовые нужды в СССР удовлетворяется почти исключительно по-
*) A. S с h n e i d e r, Die Abwarmeverwertung in Kraftmaschinenbetrieb.
Зак, 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 44

690 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. III. Теплофикаци
мощью горячей воды, что с точки зрения использования теплового
потребления для выработки электрической энергии и дальнего
транспорта тепла является наиболее целесообразным.
Для целей отопления необходимые температуры воды в
зависимости от температуры наружного воздуха показаны на фиг. 36.
Максимальная температура воды при наинизшей температуре
наружного воздуха выбирается обычно из условий осуществления
(главным образом, фабрично-заводской) вентиляции в 130°С. Одно-
Фиг, зе.
временное удовлетворение бытовых нужд приводит к тому, что
температура горячей воды, отдаваемой со станций, не опускается
ниже 75—80°С.
Расход тепла на отопление при расчетах ведется по формуле
Q=qQV{tm—tHap) кал/час,
кал
где #о—удельная отопительная характеристика здании в 3 с ,
V—наружный объем зданий в л*3,
^—температура внутри помещений в °С (принимаемая обычно при расчетах
жилых помещений в 18°С),
t^ap— температура наружного воздуха.
Величина qQ зависит от соотношения между объемом и
наружной поверхностью зданий, размеров остекления,
теплопроводности стен и т. д. Для приближенных расчетов ее принимают
равной 0,24—0,25 кал'мЧ °С с некоторым увеличением для небольших
зданий. Максимальные, средние месячные и годовые расходы тепла
определяются обычно на основании данных о средних и расчетных
минимальных температурах наружного воздуха и длительности ото-

Теплофикация и теплоэлектроцентрали
Таблица 9
691
Наименование
Давление в ата
1_2 2—3
3-4
4-5 5-7 6-7 7-8
Бумажное и целлюлозное про
изводство .....
Сахарное производство
Химические заводы . .
Текстильные фабрики .
Производство брикетов
Кондитерские фабрики
Маргариновые заводы •
Машиностроительные заводы
Электротехнические заводы
Заводы взрывчатых веществ
Пивоваренные заводы . . .
Консервные заводы ....
Заводы искусственного камня
Калийное производство . .
Соляные промысла
Паровые прачечные ....
Гостиницы, торговые и общ
здания
18
28
12
6
2
4
11
2
3
2
1
8
4
3
35
8
4
12
18
2
2
4
1
11
2
1
12
2
1
22
3
8
15
28
Итого .
114
117
90
4
2
9
11
4
42
пительного сезона. Эти данные для различных пунктов СССР
приведены в табл. 12 А) (стр. 694).
Для характеристики длительности стояния температур в таблице 10 приведены
данные по Москве в среднем за 30 лет, а в таблице 11 повторяемость
среднемесячных температур 2).
Расход тепла на вентиляцию жилых помещений зависит от степени
совершенства вентиляции. При предварительных расчетах он принимается для жилых
зданий равным 8—Ю^/о. а для общественных может достигать весьма значительных
величин. Для расчетов по генплану теплофикации Москвы Главэнерго был принят
Таблица 10
час /год
час/год
час/год
°С
час/год
час/год
°С
час/год
— 30
— 29
- 28
-27
— 26
-25
— 24
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
4?8
4,8
-23
-22
— 21
— 20
— 19
1 — 18
1 — 17
5,6
16,8
28,8
21,6
19,3
57,6
52,8
16
15
14
13
12
11
10
91,3
86,4
96,9
137,2
148,8
165,6
161,2
-8
— 7
-6
-5
— 4
-3
194,6
232,8
199,2
196,8
148.8
153,6
211,2
-2
-1
0
+ 1
+ 2
%\
232,8
259,2
228,0
297,6
307,2
199,2
165,6
+ 5!
+ 6
+ 7
8
9
4-ю
139,2
124,8
105,6
96,0
93,6
54,8
1) Типизация паровых турбин и тепловой схемы больших электростанций под
ред. А. Горянова, Эязргоиздат, 1933 г.
2) Б. М. Я к у б—Теплоэлектроцентрали, Энергоиздат, 1933. ,
44*

592 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. III. Теплофикация
Таблица 11
Ч исло лет со средней температурой месяцев (Москва)
Месяц
Октябрь
Ноябрь .
Декабрь
Январь .
Февраль
Март . .
Апрель
I Число лет со средней месячной температурой
ы -20
-18
. . | —•
. . 1
. . 4
. . 1
. . 1 —
—18
-16
—
2
4
—
—
-16
—14
—
5
10
7
—
-14
-12
—
10
10
12
1
-12
—10
—
12
20
19
—
—10
-8
1
10
17
15
10
—8
—6
10
15
17
18
15
-6
—4
13
22
5
12
29
-4
—2
27
13
3
2
18
-2
0
23
2
2
14
2
0
2
7
16
3
18
2
4
31
3
1
32
4
6
33
—
—
27
6
8
16
—
—
7
8
J0
3
—
—
5
расход на вентиляцию общественных зданий в размере бО^/о от отопления и
годовой расход из расчета 1200 ч1сов использования максимума.
Расход на бытовые нужды по тем ж е данным Главэнерго принимается:
горячее водоснабжение 200—250 кал/час на каждого жителя при 14 часах
использования в сутки, на бани и прачечные в размере 60 кал/час на каждого жителя с тем
же числом часов использования.
3. Теплоэлектроцентрали могут осуществляться либо как
противодавленческие, т. е. такие, которые вырабатывают
электрическую энергию только на тепловом потреблении, либо с
конденсационной частью, т. е. такие, которые могут вырабатывать
электрическую энергию как на тепловом потреблении, так и кон-
' денсационным путем.
Электрическая мощность, развиваемая противодавленческими
станциями, зависит и сключительно отвеличины теплового потребления
и потому сильно колеблется независимо от электрической нагрузки,
что не позволяет базировать на них покрытие независимого
электрического потребления. Противодавленческие станции применяются
главным образом на небольших промышленных предприятиях за
границей. В СССР вследствие указанных свойств и малой
целесообразности противодавленческие станции на новых промышленных
предприятиях почти не применяются.
Теплоэлектроцентрали с конденсационной частью достигают
весьма больших мощностей, таких же как и конденсационные
станции.
Теплоэлектроцентрали отличаются от конденсационных станций
типами турбин и вспомогательным оборудованием для отдачи тепла
со станций.
В СССР применяются следующие обозначения для типов
турбин:
П — противодавленческая турбина
К — конденсационная турбина
КО —■ турбина с отбором пара и конденсацией.

Теплофикация и теплоэлектроцентрали
693
Для обозначения турбин иных типов применяются добавочно те же буквы:
так ПО—противодавленческая турбина с регулируемым отбором, КОО или K20—
турбина с двумя регулируемыми отборами и конденсацией и т. д. Для
обозначения начальных, промежуточных и конечных давлений употребляются цифры в виде
индексов вверху (начальные) или внизу (конечные, промежуточные) букв. Так
*ч) 04°1 2—означает, что турбина с регулируемым отбором пара при давлении
1,2 ата и конденсации при давлении 0,04 ата имеет начальное давление 29 ата.
Если давление регулируемого отбора может переставляться от руки, то это
давление обозначается двумя цифрами, либо KQ Q40J 2_2 о ' либ° К0 04 °7+1 что 03на"
чает, что давление отбора в первой турбине может переставляться в пределах
1,2—2,0, а во второй от6до8а/тш. Для обозначения турбинных агрегатов, состоящих
из двух (двухвальном) или трех (трехвальном) турбин, употребляются те же
обозначения, в виде суммы, например П+К или ПО+К или П+П+К = 2П-т-К.
В СССР применяются главным образом турбины КО и К20,
как наиболее совершенные для крупных энергетических систем
и изолированных станций. Эти турбины требуют наименьшего
резерва, так как исполняют как функции электрического, так и
теплового (для теплоснабжения) резерва.
Попытка стандартизации типов турбин была впервые сделана
в СССР1). Стандарт еще не утвержден.
Согласно резолюции первого пленума Комитета по
теплофикации и паровым турбинам2) для заводов и электростанций СССР
принята следующая шкала мощностей и типов турбин:
Начальные параметры пара
у вентиля турбины
давление
ата
• 20
20
20
29
29
29
29
29
29
29
29
29
29
Около 45—50
То же
п
„
105
105
температура
пара
°С
320
350
350
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
450
450
450
450
475
475
Мощность
kW
1500
2 500
4 000
4 000
4 000
6 000
6 000
12 000
12 000
12 000
25 000
25 000
50 000
25 000
25 000
50 000
50 000
50 000
50 000
Тип турбин
ко5"
ко5
к
ko1j2
ко5
ко6
ko6o1j2
к
ко1)2
ко7о1)2
коьа
ко}"
к
к
ко12о
к
ко12о1)а
ко1)2
К01201>2
*) Теплоэлектропроект—Паровые турбины, Проект стандарта с комментариями,
Стандартгиз, 1934.—Б. М. Я к у 6, Паровые турбины, Стандартгиз, 19?5.
а) * Советское котлотурбостроение", № 7, 1935.

694 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. III. Теплофикация
Табл
Годовые изменения температуры
Средние месячн
III
IV
Акмолинск
Архангельск
Астрахань
Баку
Батум
Березов . •
Владивосток •
Орджоникидзе (б.Владикавк.)
Верхоянск
Воронеж « . . •
Днепропетровск
Иваново-Вознесенск ....
Иркутск
Казань • . . . .
Киев
Кола
Красноярск
Красноярск
Ленинград, Главная
геофизическая обсерватория . .
Лесное (открытая поляна) .
Минск
Москва, Тимирязевская с.-х.
академия
Москва, Тимирязевская с.-х.
академия 2
Горький (Н. Новгород) . .
Одесса •
Омск
Оренбург
Ростов-на-Дону
Сагасырь
Куйбышев (б. Самара) . . .
Саратов ...
Свердловск
Симферополь
Сочи
Ташкент
Тифлис
Тобольск • . .
Томск
Харьков
Челябинск
Якутск • • . . .
Ялта
- 13,30
■ 7,13
■ 3,37
6,31
■23,7
-15,5
- 4,451
- 50,5
- 9,83!
- 5,95
■ 13,64
■ 6,03
■11,53
■ 19,8
• 18,2
• 7,61
• 8,41
■ 6,791
- 10,7б!
-10,8
■ 12,221
- 3,09
-15,37
- 6,07
- 36,5
- 11,31
- 16,231
- 1,27
5,34
- 1Д
0,С6|
-19,0
- 7,68|
- 16,20
- 43,3
3,661
■ 12,37;
■ 3,13|
4,09
6,71
- 2,55
- 8,29
- 4,30
• 11,53
4,73
■ 11,64]
•15,5
■ 7,72|
■ 8,26
■ 5,75;
• 9,14]
■ 8,9
■ 9,99
• 1,701
-13,50
- 4,03
- 38,0
- 9,81
- 13,08
- 0,28
6,16
2,53
■ 5,98
• 13,96
3,9^
8,10
0,37
6,36
8,46
2,36
3,59
0,63
6,23
0,53
8,08
7,3
4,14
4,74
2,08
4,84
5,0
4,98
1,97
7,52
1,02
4,64
7,44
3,86
8,48
6,67
1,20
8,30
6,28
- 1,07
8,81
10,53]
11,24
~ 6,11
4,0 ]
8,05
— 13,7
5,79
8,34
— 3,50
6,85
- 1,61
1,4
- 1,2
— 2,76
— 2,46
— 4,91
3,42
3,8
- 3,77
7,56
4,00
9,04
] — 21,6
6,00
1,65
8,75
11,27
14,5
11,40
— 0,6
7,05
1 2,11
- 9,0
10,42
5,25 1
17,62
17,13
15,75
—
—
14,09 1
—
14,63*
15,94
13,03
14,60
3,42
.—
9,6
9,48
9,38
12,28
11,85
12,1
12,56
14,44
14,77
16,81
—
i 1б,оз
9,88
14,80
15,41
1 —
16,83
—
14,45
11,71
i —
16,07
11,47
22,57
22,05
20,13
—
—
17,65
—
18,38
19,41
17,39
17,40
8,71
—
16,5
14,42
14,19
15,88
15,61
16,0
16,44
18,66
19,68
20,73
—
20,41
14,80
18,68
19,34
—
20,89
—
18,33
16,47
—
20,48

toi—i-* to к-» to to to ю i-; ьэ кмм мнм
4*jooop 1 .cof^.j-j^ob-'joco I ^5°^° I ^~^P9°
obo» ел ' T^V^-''co'cn,toV ^2jS efe^°
^40>^<l I £D jo jo CD I j ^рСЛОроО! СОСЛСЛ СЛ I
' co'^.'to'co ' ' ^оЪ^^оосоо'н^'^-'Ъэ '
«3^1CO SS О »—ОЭСО*>.
СЛ00 4*
ослоо
-»!-» tO
tOtO»~*tO .
M ОЭ00 I I -«J I (00*>i-. I I ЮСО I OOIW
I ' ~tO 00 ' ' СЛ ' OoVjO>"U ' ' "f^V1 «ч00»
I CCCO -J СЛЬЭСЛСО СЛСО SCn
*-»00 I CO I I COCnOOtO I
О OS * "^ ' ' "m-Io tOOO '
СЛ00 >-» COOOCOOO
со r oco [ j to I ^co ел 004* I I
-> -«qsooco
0500 •-»
нсор p I СЛ Cop I I
COOS-4 О tOO)
) I 4*. I I CO •-»
00O5C
"юооЪсо ' V oo о со H-t"lfc "со Ъоою ^"oj^ "^
О Oi>-* СО ЮСОСЛ4*- t-»»U <!►— СО
»"to"со"со '
CD 4».-J
00СЛ4»-С0С0С00>0>С0О I
I I
I I
1 I ' >Э4^. I jFojMtO
Ъэ'оэ'со
rf»-CO
I I III I II
Омр
'rf^db.'cO
o> coco
00 « OO 4*
I I h-m I Ю I '^OtOCnl
I I
j I Jo4». M to I ooi-ico--a '
I
00
8
I I
I I I
4».0>СЛ 4* ' OCOO ' • рзаэ • *■» I ' COO>Co£ I
Ъ"сл ф. Vo>ob
SSoo >-t красою
OCOO •
po*-.v_*p> '
О ОСЛО»
-О SO)
OjOCO
"to"oi»V
woop
oooVio
слоооо
-gcoco • coco '
СЛ 00 4k.
Ъэсл'»-'
,11
OOOSCO I ' popiO>p0 4S»^*loScDO I
'сл^'со'ю ^Ъ1ЪоТ^,со'с»'со'оо1о'1-*
OJmQ СЛ О) н-> 4ь.СО СП СП
i i iikk\ \ Ь к\ ik\ i ii
i i к i
ikkkiiiкiкiiikki
t-»Q4^ oo 09 "со'сл
MM
to •- I
00 CO 00 СО О CD tO^ '
MM II I I I I
poop>s ' joj»op ' o> pn
"oo'to'*-*'*^ "►—"4»>.COCO ">-* CO
II II II II I II
Vj со oo сл"ьо oo со to о
I h-oj I 2 с
I I
Средняя годовая
температура
Абсолютный
минимум
Средняя за
отопительный период
I II I II I I , II II , II II , I I
СЛСОМ4ь.С0 1-Ч-' ' H*COCOi-» ' tOCOCOV-»' СО СО
Ю СЛ СЛ 4» О СЛ О *<J -JtOOCn OtO-^S О О
I 11 IIIIIIIII,II, + |I I I
1 ' Ю tOCOtOtOtOCOCOtOtO ' t-ЧО (ОСОО
^ СЛ Сл-J О СЛ-4 О О СЛ ЮСЛ СЛСЛОЮ-*
tOtOi-'tOtO I t-»tO»-4-i| (-ч-^ЬЭ!-*! н-* »-* I »-» I имммнцоимн! i-* ь-» I д •-» to Ю
Расчетная для
составления проектов
Продолжительность
отопительного
периода (сутки)

696 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. III. Теплофикация
Давление регулируемого отбора пара для производственных
целей устанавливается:
a) для турбин мощностью 1500-2500—4000 kW давление отбора 5 + 0,5 ата;
b) для турбин 6000 kW давление отбора 6 ± 1 ата;
c) для турбин 12 000, 25 000 и 50 000 kW с начальным давлением 29 ата
и около 45—50 ата-в 7 ± 1 ата;
d) для турбин высокого давления (105 ата) — 12 ± 1,5 ата;
Давление регулируемого отбора для отопительных целей
принимается от 1,2 до 2,5 ата.
Регенерация на теплоэлектроцентралях применяется так же, как
на конденсационных станциях с той лишь разницей, что помимо
нерегулируемых отборов па-
paspnnoi-i! pa используются также
регулируемые отборы. На
теплоэлектроцентралях с
конденсационной частью
регенерация, так же как и на
конденсационных станциях,
позволяет уменьшать
выработку электрической
энергии конденсационным путем
и увеличить выработку на
тепловом потреблении самой
станции путем подогрева
питательной воды паром из
промежуточных ступеней.
На противодавленческих
теплоэлектроцентралях регенерация только увеличивает
выработку электрической энергии на
тепловом потреблении самой станции, позволяя
этим уменьшать конденсационную
выработку электрической энергии на других
станциях системы.
Отдача горячей воды со станции
осуществляется путем подогрева ее в
специальных подогревателях, называемых в СССР
бойлерами. Бойлера осуществляются
горизонтальные и вертикальные и подобны
регенеративным подогревателям.
Фиг. 37. Бойлер
конструкции Ленингр. метал, з-да
им. Сталина.
Для подогрева воды в СССР обычно применяется пар из отбора при
давлении 1,2—2,0 ата при не слишком низких температурах наружного воздуха.
Для подогрева воды до ПО—130°С при наинизших температурах наружного
воздуха обычно применяется установка добавочного „пикового" бойлера, работающего
паром более высокого давления, либо из отбора турбины, либо из котлоз.
Последнее применяется вследствие того, что пиковый бойлер потребляет около 2°/0
от годового расхода пара на бойлера. На фиг. 37 дан разрез бойлера
Ленинградского металлического завода им. Сталина^ а на фиг. 38 и 39 общий вид
установки KOii2 турбины этого завода, мощностью 25 мгвт с бойлерами.

Теплофикация и теплоэлектроцентрали 697
Отпуск пара со станции наиболее целесообразно производить
непосредственно из отборов турбин и возмещать потери конденсата
химически очищенной водой. В тех случаях, когда добавление
химически очищенной воды нежелательно и применение обычных
испарителей неэкономично, применяют паропреобразователи. В этом
Фиг. 38. План установки турбины К01)2, 25 мгвт бойлерами Лен. метал, з-да
им, Сталина.
случае пар из отборов конденсируется в паропреобразователе и
конденсат остается на станции, а потребителям отдается вторичный
пар. Питание испарителей производится обычно водой жесткостью
не выше 2° нем.; и необходимых случаях вода подвергается
химической очистке. Конструкция паропреобразователей такая же, как
испарителей. Температурный перепад между температурами
насыщения первичного и вторичного пара берется не меньше 12—15°С.

598 Т; ш- 0тД- 9- Теплосиловое хозяйство. IV. У стан, с двит. вйутр. crop.
4. Централизация теплоснабжения и тепловые сети.
Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей в СССР
начинает быстро развиваться.
Отпуск тепла со станций составлял по годам1)
1930 1,5.106 мгкал 1933 8,0» 106 мгкал
1931 3,5-106 „ 1934 10,0.10е „
1932 5,5.106 „
Фиг. 39. Разрез установки турбины K0lia, 25 мгвт с бойлерами Лен. метал, з-да
им. Ста тина.
В 1934 г. из общего количества на Москву падает 0,8.10е мгкал/год и на
Ленинград 0,45» 106 мгкал/год.
Длина тепловых сетей в 1935 г. достигла 200 км, из коих на Москву падает
около 30 км, на Ленинград около 50 км.
Потери тепла в тепловых сетях составляют около 10°/о, уменьшаясь для хорошо
нагруженных и увеличиваясь для слабо нагруженных тепловых сетей. По отпуску
тепла и протяжности тепловых сетей Москва и Ленинград обогнали все
европейские города и уступают лишь некоторым городам США.
IV. Силовые установки с двигателями
внутреннего сгорания2)
В некоторых случаях двигатели внутреннего
сгорания могут оказаться экономичными и для длительной нагрузки.
Дизельные станции предполагают наличие низких цен на жидкое
топливо. Получение электрической энергии с помощью газовых
машин в настоящее время находит место, главным образом, на
металлургических заводах, поскольку не предусматривается
сжигание газов под котлами, а также у источников естественного газа.
*) Электроэнергетическое хозяйство СССР, Гларэнерго НКТП, ОНТИ, 1935 г.
*) В немецком издании составлена совместно с инж. W. Kowsmann, Берлин.

Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания 699
а) Оборудование1)
1. Типы машин (стр. 462 и далее)
1. Дизельмоторы. Большею частью вертикальные. Бескомирес-
сорные машины в силу своей большей простоты
предпочтительнее. Рабочий процесс (четырех- или двухтактный) обычно в
зависимости от мощности машины.
Примерными границами применения того или иного рабочего
процесса могут служить следующие данные:
до 1000 kW четырехтактный простого действия,
от 1000 до 2000 kW четырех- или двухтактный простого действия,
сверх 2000 kW двухтактный двойного действия.
В настоящее время дизельмоторы строятся до 10 000 W, машины для
базисной нагрузки из соображений износа выполняются более тяжелыми, чем машины,
предназначенные для покрытия пиков (меньшие скорости поршня, меньшие
средние давления на поршень).
Дизельмоторы могут перегружаться лишь кратковременно,
около одного часа на 10, максимум 20%- Длительное повышение
мощности до 25% в четырехтактных машинах может быть
достигнуто с помощью наддува. Двухтактные машины требуют наличия
продувочного воздуха; в отношении перегрузок они ведут себя так
же, как и нормальные четырехтактные машины.
Мощность дизельмоторов, вследствие разряженности воздуха, падает с
повышением места установки над уровнем моря. Начиная от 250 м, на каждые 100 м
мощность понижается на 1%. Так как при этом механические потери остаются теми
же, то, следовательно, ухудшается, механический коэфициент полезного действия.
Восстановление мощности путем наддува становится экономичным лишь выше 1800м.
Изменение температуры воздуха также влияет на мощность машин.
Повышение температуры на 2,5° сверх расчетной понижает мощность примерно
на 1%, понижение температуры на 2,5° повышает мощность приблизительно на 1%.
Пуск и нагрузка дизельмотора могут быть осуществлены в 5 мин. (и меньше).
Размеры дизельмоторов для длительной работы, включая
генераторы, могут быть охарактеризованы следующими данными:
Мощность 500 1000 3000 5000 7500 kW
Число оборотов 250 214 187 187 167 об/мин
Длина 9,0 13,5 11,0 15,5 20 м
Ширина 5,0 6,0 6,5 7,0 7,5 „
Высота над фундаментом . . 3,0 4,0 6,5 6,5 6,5 „
Высота подвала для размещения трубопроводов и приспособлений для смазки
от 2,5 до 3,5 л/.
2. Газовые машины. Большею частью горизонтальные.
Выполняются двойного действия в виде тандем или тандем-сдвоенных
машин. Преобладают четырехтактные.
В отношении перегрузок газовые машины ведут себя так же
как и дизельмоторы. Они могут быть в течение часа перегружаемы
на 10—20%. Длительная перегрузка до 25% может быть достиг-
!) G u 1 d n е г, Das Entwerfen und Berechnen der Verbrennungskraftmaschinen und
Krauftgasanlagen, Берлин 1922. — D u b b e 1, 6l- und Oasmaschinen, Берлин 1926.—
S a s s, Kompressorlose Dieseltoaschinen, Берлин 1929.— AEG Progress 1928, 5—6.

700 T- HI. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. IV. У стан, с двиг. вшутр. crop.
нута путем наддува. Двухтактные машины требуют обычно газо- и
воздуходувок и обладают способностью к перегрузкам, как
нормальные четырехтактные. Машины с наддувом в виде тандем
выполняются до 4000 kW, в виде тандем-сдвоенных до 8000 kW.
Понижение мощности в зависимости от высоты установки над уровнем моря,
а равно и влияние температур воздуха и газа, то же что и у дизельмоторов.
Пуск в ход и нагрузка в течение пяти минут (и меньше).
Размеры газовых машин, включая генератор, могут быть охарактеризованы
следующими данными:
Мощность 500 1000 3000 500(? 7500 kW
Число оборотов • . 150 115 94 94 94 об/мин
Длина 15 19 24 24 26 м
Ширина 7,0 8,5 11,0 14 15,5
Высота подвала для размещения газо- и воздухопроводов от 3,5 до 5 м.
И. Топливо и расход тепла
Следуетиметьв виду, что если мощность, расход тепла и расход
топлива выражены по отношению к\ л. с. ч , то это значит, что козфициент
полезного действия генератора не включен, и мощность дается на соединительной
муфте. Если данные отнесены к 1 kW, то следует считать, что коэфициент
полезного действия генератора во внимание принят.
Потребление энергии' непосредственно соединенными вспомогательными
машинами должно быть предусмотрено в обоих случаях.
1. Дизельмоторы. Применение низкосортных топлив (с
большим содержанием асфальтенов, кислот и золы) влечет сильный
износ машин. Экономичность их применения должна в каждом
случае выясняться. Вязкие топлива подогреваются выхлопными
газами или иным способом. Топливо до употребления должно быть
подвергнуто фильтрации. Теплопроизводительность жидких топлив
в среднем 10000 кг-кал/кг, удельный вес в среднем около
0,9кг/дмг. Расход топлива при полной нагрузке, отнесенный к
мощности на клеммах генератора, включая привод
вспомогательных машин, кругло 250 г/kWh. Хранение топлива, из расчета
около 2-месячного запаса.
3anic топлива на один-два месяца сохраняется в железных баках, которые
устанавливаются на открытом воздухе, по большей части в особых выемках. Выемки
должны быть достаточных размеров для вмещения всего запаса топлива.
Устройства для подогрева топлива, в целях понижения его
вязкости, должны предусматриваться в зависимости от необходимости.
Баки для хранения топлива в машинном помещении (расходные
баки) должны вмещать суточный расход. Жидкое горючее должно
притекать к топливным насосам. Подача топлива в цистерны и
перекачка из цистерн в расходные баки насосами с электрическим
приводом.
В целях безопасности в пожарном отношении стремятся избегать
расположения баков с жидким топливом в рабочих помещениях; эти баки располагают либо
в специальных несгораемых пристройках, либо еще лучше под землей на
некотором расстоянии от здания. _
2. Газовые машины* Используют доменный газ, теплопроиз-
водительностью около 900 кг-кал/м%, или газ коксовых печей, тепло

Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания 701
производительностью около 4500 кг-кал\мъ. Газ должен быть сухим
и свободным от механических примесей. Расход тепла при полной
нагрузке, отнесенный к мощности на клеммах генератора,
включая привод вспомогательных машин, но без использования
отработавшего тепла, кругло 3400 кг-кал/kWh.
III. Охлаждение
Для примерного определения потребного количества
охлаждающей воды можно принимать, что рколо одной трети тепла
топлива, расходуемого при полной нагрузке, отводится
охлаждающей водой. Охлаждение либо циркуляционное, либо проточное.
Максимальная допустимая температура охлаждающей воды при
выходе —в зависимости от свойств воды. При охлаждении
проточной водой, из соображений накипеобразования, не выше 55°,
при обратном охлаждении не выше 70°. При наличии воды,
дающей накипь и осадки, обратное охлаждение должно быть
предпочтено проточному. Обратное охлаждение в градирнях (стр.
348 и 449) или прудах.
Потеря воды около 1—2%. Расход воды в дизельных
установках около 20 л/kWh, в газовых —25 л/kWh.
В устройстве водоснабжения должен быть предусмотрен напорный бак
примерно с получасовым запасом. Для охлаждения поршней требуется напор от 2
до б ати в зависимости от числа оборотов.
IV. Смазка
Расход смазочных масел не зависит от нагрузки и составляет
в отношении к полной мощности для дизельмоторов около 3 г/kWh,
для газомоторов — 2 г/kWh. Циркулирующее масло охлаждается
водой и фильтруется.
V. Трубопроводы
Нормы см. II т., стр. 308 и 1391. Всасывающие трубопроводы
для воздуха и газа, а равно и выхлопные трубы должны
выполняться по возможности короткими и прямыми. Скорость во
всасывающих трубах для воздуха и газа от 10 до 20 м/сек, в
выхлопных от 30 до 40 м/сек. Устранение шума при всасывании
с помощью всасывающего горшка или путем устройства шахт
засоса. Забор воздуха внутри машинного зала или снаружи.
Устранение шума при выхлопе с помощью выхлопного горшка или путем
устройства глушителей (стр. 446). Вывод отработавших газов над
крышей через выхлопную трубу. Освобождение выхлопных газов
от масла и сажи путем специального устройства в выхлопном
горшке и охлаждения газа (использование отработавшего тепла).
Выхлопные трубопроводы вследствие высокой температуры
должны быть изолированы или охлаждаемы (воздух, вода\ равным
образом должна быть предусмотрена возможность расширения.
Температура выхлопных газов у дизельмоторов от 200 до 450°,
у газовых машин от 400 до 600°. Меньшие значения относятся
к двухтактным машинам, высшие — к четырехтактным.

702 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. IV. Устан. с двиг. внутр. crop.
VI. И с п о л ь з о в ан и е отработавшего тепла
Тепло охлаждающей воды и тепло выхлопных газов могут
быть использованы для получения горячей воды. Для
получения пара теплоохлаждающей
воды может быть
использовано только в крупных
газовых машинах (горячее
охлаждение, охлаждение
кипящей водой, температура
при выходе 100 — 130°). В
случае горячего охлаждения
вода находится под
давлением. Пар образуется вне
рубашек благодаря
расширению. При охлаждении
кипящей водой
парообразование происходит при
атмосферном или избыточном
давлении непосредственно
в рубашках. Для получения
пара может быть
использовано около 600 кг-кал/кШЬ
из тепла, отданного
охлаждающей воде. Тепло
выхлопных газов
четырехтактных дизелей и газомоторов
может быть
также'использовано для образования пара
(температуры см. выше).
Тепло выхлопных газов
двухтактных дизельмоторов для
обогрева котлов
недостаточно. Полезно используемое
тепло четырехтактных
дизелей около 500 кг-.хал/кУЛп,
нормальных газовых машин
большой мощности около
Фиг. 40. Дизельная электростанция, а — ди-
зельмотор, Ь—генератор, с—баллоны сжатого
воздуха, d — вентиляторы для продувки, е —
выхлопной трубопровод, /—глушитель, g —
выхлопной стояк, Л—отражательный лист,
i — трубопровод всасывающего воздуха, к —
распределительное устройство, I — расходный
бак для масла.
около 700 кг-Аагл/kWh, газомоторов
1100 кг-кал/'kWh.
Крупные газовые машины часто связаны с котлами отходящих
газов. Выхлопные газы четырехтактных дизелей могут быть
использованы также для работы газовых турбин (Btichi).
VII. Генераторы, распределительные устройства
(см. отд. „Электротехника")
Необходимый для спокойной параллельной работы маховой
момент обычно размещается в роторе генератора. Он зависит от
числа оборотов, числа цилиндров, числа собственных колебаний
генератора, свойств параллельно работающих машин и сети.

Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания 703
До 1500 kW выполняются в виде машин с внешними полюсами, что дает
меньшие размеры, сверх 1500 kW с внутренними полюсами. Охлаждение
генераторов обычно свежим воздухом, в крупных дизельмоторах также и циркулирующим
воздухом. Машина возбуждения непосредственно соединена с генератором. Газо*
динамо в настоящее время иногда работают и с посторонним возбуждением
Распределительные устройства аналогичны таковым в
паросиловых установках.
VIII. Собственные нужды установок
Для пуска станции, оборудованной двигателями внутреннего
сгорания, вообще говоря, нужен только сжатый воздух (от 15 до
25 кг/см2 изб.). Компрессор с независимым приводом (например
от двигателя внутреннего сгорания) увеличивает надежность
снабжения пусковым воздухом. Продувочные и нагнетательные
воздуходувки приводятся либо от глазных машин (дизельмоторы до
3000 kW и двухтактные газовые машины), либо самостоятельным
электродвигателем (дизельмоторы сверх 3000 kW и четырехтактные
газовые машины). Насосы охлаждающей воды и масляные чаще
снабжаются электрическим приводом. Непосредственный привод
насосов охлаждающей воды от главной машины имеет место у
небольших дизельмоторов, а масляных—у газовых машин и небольших
дизельмоторов. Положения, высказанные о распределительных
устройствах собственных нужд паросиловых установок, могут в
одинаковой мере относиться и к установкам с двигателем внутреннего
сгорания, хотя в последнем случае условия значительно проще.
Расходы энергии на собственные нужды можно принимать почти
независящими от нагрузки машин. При полной нагрузке их можно определить примерно
следующими величинами:
Смазка, охлаждение, освещение и т. д. около 0,5 до 1%
Продувочные и нагнетательные
воздуходувки при двухтактных машинах ,, 5 „ 10%
Нагнетательные воздуходувки при
четырехтактных машинах (отпадают
при частичных нагрузках) „ 3 „ 5%
Ь) Устройство станций
1. Площади и кубатура. Для дизельных централей
с 3—4 машинами могут служить следующие ориентировочные
данные (без главного распределительного устройства):
Мощность станции 2000 10 000 30 000 kW
Площадь строений ^ Без главного ( 0,22 ОД 0,06 лР/kW
I распределитель- |
> ного устройства,-?
I топливохрани- |
Кубатура строений . ) лищ, градирен ( 3,0 1,5 0,9 ,w3/kW
Участок с хранилищами двухмесяч*
ного запаса топлива 0,5 0,2 0,13 м2/Ш
Соответствующие значения для газомашинных централей с 3—4 машинами,
но без использования отработавшего тепла, определяются:
Мощность 2000 10 000 30 000 kW
Площадь строений 0,32 0,16 0,11 M*/kW
Кубатура строений 4,0 2,2 1,6 л^/kW

704 Т. III. Отд. 9. Теплосиловое хозяйство. ГУ. Устан. с двиг. внутр. crop.
2. Расположение силовой установки с дизельмоторами дано
на фиг. 40. Обычно главные машины располагаются
перпендикулярно к оси машинного зала, а при больших длинах иногда и
параллельно. Вспомогательные машины в малых установках ставятся
Герм матует kW в МаШИННОМ Зале, В бОЛЫПИХ—ОНИ обыч-
но выносятся в особую пристройку.
Газомашинные централи часто кроме
газодинамо содержат еще доменные
воздуходувки, котлы отходящих газов и
соответствующие паровые турбины.
с) Экономичность
1. Определение расходов тепла
(стр. 676 и далее). Расход холостого хода
может быть принят для дизельмоторов
около 10%, для газовых машин около
40°/0 от расхода тепла при полной
нагрузке, включая расход энергии на
привод служебных машин.
2. Начальная стоимость зависит
от мощности агрегатов и размеров
установки.
Для германских условий изменение
стоимости дизельных и газомоторных агрегатов,
отнесенной к 1 kW, при различных мощностях
может быть принято следующим:
Мощность 500 1000 300Э 5С00~ 7500
kW
500
!
£
200
а^
СЬ
5 Ю tS 20 25 30
Мощность установки в tOOOkW
Фиг. 41. Начальная стоимость,
отнесенная к 1 kWh
установленной мощности,
электрических станций с двигателями
внутреннего сгорания, включая
распределительные устройства
собственных нужд,
вспомогательные устройства, и
исключая главное распределительное
устройство от клемм
генератора, повысительные
подстанции, земельную ренту, расходы
по строительству,
проектирование, а — дизельная
электрическая станция для базисной
нагрузки, Ь — электрическая
станция с газомашинами.
Дизельмоторное
отношение стоимости. . 100 95 75
Газомашины,
отношение стоимостей . . . 100 70 50
43
65
40
На фиг. 41 даны ориентировочные
стоимости (в германских условиях) полных дизельных
и газомацияных силовых установок без
использования отработавшего тепла. Для пиковых дизельных станций эти стоимости
могут быть понижены примерно на 10%-
3. Эксплоатационные расходы. Расходы на смазку могут
быть определены аналогично тому, как определялись выше
расходы на топливо. Примерные средние значения эксплоатацион-
ных расходов, отклоняющиеся для отдельных установок в ту или
другую сторону, для германских условий следующие:
Ремонт (аварийный и предупредительный),
мелкие расходы в год 2 до 3% начальной
стоимости
Налоги „ „0,5 „ 1% То же
Зарплата и содержание в установках до
10 0J0 kW , „ (5 „) 2°/0 , „
Зарплата и содержание в установках сверх
10000 kW „ (1,5 „ 1)

X ОТДЕЛ
Электротехника
Составили: дипл. инж. П. Р е й н и ш, Берлин (гл. I до VI), инж. Р. Т р е г е р,
Берлин (гл. VII и VIII) и дипл. инж. К. А н к л а м, Берлин (гл. IX).
Обработка перевода с немецкого инженеров А. С. А в а т к о в а, М. Д. На-
ходкина и Г. А. Петрова, под редакцией I проф. С. И. Курбатова|
и проф. №. Ф. Пояркова
Стр.
Общая часть
Системы и единицы
электрических измерений 706
Основные законы постоянного
тока 707
Закон Джоуля 712
Электрохимический эквивалент . 715
Электрическое поле 717
рмкость, конденсатор 719
Диэлектрическая постоянная . . . 720
Магнитное поле 721
Потери на гистерезис и токи
Фуко 724
Магнитная цепь 726
Таблица намагничивания 727
Соотношения между
электрическим и магнитным полями ... 728
Самоиндукция 730
Основные законы переменного
тока 732
Правила направления 739
Изолирующие материалы (табл.). 740
Н. Элементы и аккумуляторы . 745
III. Электрические генераторы
и двигатели
Определения и нормы 754
Электрические машины
постоянного тока 759
Генераторы постоянного тока. . 767
Двигатели постоянного тока ... 775
Синхронные машины 786
Асинхронные машины 819
Асинхронные генераторы 840
Коллекторные машины
переменного тока 843
IV. Трансформаторы,
преобразователи и выпрямители
Трансформаторы 864
Трансформаторы трехфазного
тока (группы соединений) .... 877
Специальные трансформаторы . . 879
Одноякорные преобразователи . . 884
Каскадные преобразователи ... 890
Стр.
Двигатель-генераторы 891
Выпрямители 893
V. Электрические измерения
Электрические измерительные
приборы 899
Измерение силы тока и
напряжения i . . 917
Измерение мощности 919
Измерение сопротивления и
температуры 922
VI. Испытание электрических
машин 924
VII. Производство
электрической энергии
Выбор системы тока 947
Схемы установок постоянного
тока 951
Схемы установок переменного
тока 956
Допускаемая нагрузка током
голых медных проводов (табл.). . 958
Устройства для собственных нужд
электростанций 975
VIII. Распределение
электрической энергии
Устройство сети 981
Расчет проводов 990
Выбор напряжения- передачи . . . 1007
Выбор сечения проводов 1011
Допустимая нагрузка кабелей по
нормам ВЭС 1015
Выполнение проводки 1018
Изоляторы для воздушных
проводов 1020
Защитные устройства • 1030
IX. Электротермия
Получаемые температуры
нагрева (табл.) 1035
Электрокотлы 1036
Нагреватели воздуха и сушилки, Ш50
Нагревание твердых тел , -. .051
Зак. 2893,— HUtte, Справочник дггя инженеров, т. И1.
45

1. Общие данные
а) Системы и единицы электрических измерений1)
Международная система мер в качестве основных
единиц для электрических измерений принимает ом и ампер
и в качестве производной единицы вольт.
Эти единицы были установлены в 1908 г. Международной электротехнической
комиссией.
Международная система устанавливает следующее:
Ом (£) — единица электрического сопротивления --
представляет сопротивление ртутного столба (при температуре таяния льда и
неизменяющемся электрическом токе), длина которого при постоянном сечении равна
106,3 см и масса которого составляет 14,4521 г *.
Ампер (А) — единица силы электрического тока— есть сила
неизменяющегося тока, который при проходе через водный раствор азотнокислого
а выделяет 0,C011iS г серебра в секунду.
ольт (V) — единица напряжения и электродвижущейсилы —
представляет напряжение или электродвижущую силу, производящую электрический
ток силою в 1 ампер в проводнике, сопротивление которого равно 1 ому.
В соответствии с этими основными единицами2) находятся:
Кулон (С) — единица количества электричества —
представляет количество электричества, протекающее через поперечное сечение
проводника при силе тока в один ампер в течение одной секунды (ампер-секунда).
Д ж о у л т. (J) — единица электрической работы — работа,
производимая в течение I сек. током з 1 Л в цепи сопротивлением 1 Q (ватт-секунда).
Ватт. (W) — единица электрической мощности — мощность
неизменяющегося электрического то«са силой в один ампер при напряжении в один вольт.
Фарада (F) — единица емкости — емкость конденсатора, у которого при
заряде в 1 кулон устанавливается напряжение между обкладками 1 вольт.
Генри (Н) — единица самоиндукции — самоиндукция, при которой
равномерное изменение тока со скоростью 1 А в сек. вызывает электродвижущую
силу 1 вольт.
В основание системы электрических единиц положена система CGS (I т., стр. 247).
Вывод электрических и магнитных единиц из см, г*, сек может быть произведен
различными путями; эти пути ведут к двум разным системам единиц; исходя из
закона Б и о-С э в л р а (стр. 723), приходят к „абсолютной"
электромагнитной системе единиц путем установления единицы силы
тока из силового действия кругового тока на единицу силы поля (стр. 722);
с другой стороны, исходя кз закона Кулона (сгр. 719), приходят к
„абсолютной" электростатической системе единиц, путем установления единицы
количества электричества на основании силового действия друг на друга двух
одинаковых количеств электричества. Этим двум системам единиц отдают
предпочтение в физике, в учении об электричестве3). Электротехника пользуется междуна-
') Согласно техническим правилам по применению положения о мерах и весах,
утвержденных ЦИК и СНК СССР 6 июня 1924 г., на Главную Палату мер и
весов (лыне Зсесоюзный комитет стандартов) в Ленинграде возложено изготовление
ртутных эталонов ома, сопротивлений, снабженных соответствующими
свидетельствами, и гальванических нормальных элементов для определения напряжений и
сил токов.
я) Таблицы для взаимного перевода различных единиц работы и мощности
см. том 1, стр. 954 и ел.
8) Abraham-Becker, rheorie der Elektrizitat, 8 Aufl., Leipzig u. Bcrl'n
1930, Teubner. — Kohlrausch, Lehrbuch der praktischen Physik, 16 Aufl., Leipzig
u. Berlin 193f), Teubner.
серебр

Электрические измерения
ГОТ
родной системой единиц х) с основными единицами; ом, ампер, сантиметр и
секунда (табл. 1). В дальнейшем изложении для технических единиц принято
сокращенное обозначение: т-единица.
Электрическая измерительная практика пользуется для градуировок вместо
эталона ампера более простым эталоном—вольта, который легко и точно можег быть
выполнен в виде ^нормального" элемента (стр. 745), большей часты»
элемента Вестона.
Для различных величин и соответствующих им единиц установлены
определенные обозначения (табл. 1).
Связь между практическими (техническими) и электромагнитными единицами
определяется следующими соотношениями:
Сила поля: 1 А/см = 0,4ге эрстеда; Н' = 0,8Н; Н = 1,2511'.
Индукции. 1 V сек/см2 = 1U8 гауссов; В' = В • 10""8; В = В' • 108.
Поток индукции (магнитный поток): 1 Vs = 108 максвеллов
ф' = ф.Ю"8: Ф = Ф'.Ю8.
К р а г н ы е значения и доли электрических единиц, как и в других
единицах, обозначаются при помощи приставок к основным обо-начениям.
Наиболее употребительные из таких единиц приведены и табл. 2 (игр. 71J).
Соотношения между различными механическими, электрическими и тепловыми
единицами приведены в таблицах для пересчета, т. I, стр. 247, 541, биЗ, 856, 954 и 955.
Ь) Основные законы постоянного тока
Прохождение электрического тока в металлических
проводящих телах. Эти тела, в противоположность электролитам (стр. 714)
не изгоняются при прохождении через них электрического тока
(проводники I класса).
" Закон Ома. При установившемся состоянии
U = IR, I=U:R.
Здесь введены следующие обозначения:
{/—напряжение между двумя любыми точками проводника, по которому
проходит ток [V],
/—сила тока в проводнике [А],
/?—сопротивление между теми же точками [У].
Ток пропорционален напряжению (фиг. 1). Если обозначить
Через Е омическое падение напряжения, понимаемое как
отрицательная электродвижущая сила, то Е = —//?.
Законы Кирхгофа. 1. Для каждой
точки разветвления £7=0, т. е. в точке
разветвления сумма токов, оттекающих от
этой точки, равна сумме токов, притекающих
к ней. \\/'
2. При разветвляющихся про- • Х-^^?£:Рлжекие.
водниках, в которых действует несколько
электродвижущих сил, имеем для каждого фпг. 1.
отдельного замкнутого контура ££ = £/#.
Силы токов и электродвижущие силы бер\тся при этом со
знаками, соответствующими их направлениям относительно
произвольно принятого направления обхода контура. Если омические
1) Р о h I, Einftihrung in die Elektrizitatslehre, 3 Aufl., Berlin 1931, Springer. -
Wallot, Die physikalischen und technischen Einheken, EfZ 1922, S. 1329 u. 1381.

Таблица 1. Электрические и магнитные единицы измерений
L — длина, М — масса, Т — время
Название величин
Размерность
электромагнит-]
ной единицы
Связующие
соотношения
Практические '(технические) единицы
наименование

обозначение

единицы
обозн.
через
Другие
един.

значение в
системе
CGS
Сила тока . . . .
Напряжение
Электродвижущая сила ....
Сопротивление
Проводимость
Количество электричества ...
Электрическая работа
Электрическая мощность . . .
Емкость
Индуктивность ,
Поток электрического смещений
lVsM^T-1
L*lmlt*i—2
LT_i
L— *Т
1>Мг/2
L2MT-2
L2MT-3
L-1T2
LVsMVa
U-—IR
G =
Q =
A =
N
= /?
-It*)
UIf*)
f *■
0.
U
c dt
" I
L dt
Ампер
Вольт
Ом
Сименс или Мс
Кулон или
ампер-секунда
Джоуль или
ватт-секунда
Вагт
Генри
Ампер-секунда
А
V
Q
S
С
J
W
F
н
-
А
V
V
А
А
V
As
VAs
" Vvs
VA
As
V
Vs
A
As
lo-i
108
109
10-9
ю-1
107
107
Ю-9
109
ю-1

Электрическое смещение
Сила (напряженность) электр. поля .
Диэлектрический коэфициент . . . .
Относительный диэлектрический
коэфициент (диэлектр. постоянная) .
Магнитный поток
Магнитная индукция
Сила(напряженность) магнитного поля
Индукционная постоянная
Магнитная проницаемость
Магнитодвижущая сила .
Магнитное напряжение .
Магнитное сопротивление
Магнитная проводимость
Частота
l-3/smV2
LV2MV2T—2
L-2T2
1
ф
в
н
L3/2MV2T—1
L~V2MV2T~l
L~V2MV2T—*
1
1
LV2MV2T—1
L
т-1
1 dt
dQ\
dU*)
' ds
D = eA(£
Ф
Ф'.
= BF
= B'F
В = рН
В'=фПН*
H = 0,4 kWI/s*)\
H'^wTfs*) J
H'ds^ZI
В'у.ПН'
I
V=$Hds
V'=$H'ds
0„=-
' 1
Кулон
CM*
Вольт
A =
10-
As
CM*
CM
аЬк см
Максвелл
Вольт-секунца
Гаусс
Вольт-секун-
д,а/см2
Вебер ***)
Ампер
см
Vs
Vs
см*
А_
см
Я=0,4гс. 10— 8 Щсм
Гильберт
Ампер
*) t — время, s — путь, F— площадь сечения, w — число витков, /— ток в амперах.
**) Точнее Д = 8,85910~14 F/см^ так как С не точно равно 3 • 1010 см/сек.
*•••) По Осту эта единица называется „эрстед".

710 Т. III. Отд. 10. Электротехника. 1. Общие данные
Таблица 2. Кратные и долевые значения электрических величин
Название величин

[Обозначение
Наименование
единицы

Обозначение
единицы
Значение
Сопротивление .
Сила тока . . .
Напряжение . .
Количество эле
ктричества . .
Электр, работа . .
OieKTp. мощность
Емкость ....
Индуктивность .
Поток индукции
Индукция . . .
/?
/
U
Q
А
N
С
L
Ф
В'
Мегом . . .
Миллиампер
Милливольт
Ампер-час .
Киловатт-час
Киловатт . .
Микрофарада
Миллигенри
Мегамаксвелл
Микровольт сек/см2\
I
Мй
тА
raV
Ah
k\Ah
k\V
aF
шН
\tMceKjcM2
1 млн. омов
1 тысячная доля ампера
1 тысячная доля вольта
360Э кулонов
1000 ватт-часов
1000 ватт
1 млн. доля фарады
1 тыс. доля генри
1 млн. максвеллов
1 миллионная доля
вольт сек/см2
падения напряжения рассматривать при этом как отрицательные
электродвижущие силы, то ££ = 0.
Из этих законов след/еп при параллельном
соединении нескольких сспрэгивлений Rb R2, #з- • -полный ток в нераз-
взтзленной части равен сумме токов в ответвлениях /=/х +4+4+ • • •
и токи в ответвлениях находятся в отношениях, обратно
пропорциональных сопротивлениям: 1Х : /2 : /3... = l//?i : \jR2 : 1/А*з • • •
Полное сопротивление пучка разветвленных проводников
определяется из соотношения: 1/R = 1//?х +1/#2+ • • •> на"
пример для двух параллельно соединенных
проводников будем иметь:
R = R1R2:(R1 + R2).
При мостике Витстона (фиг. 2), если стрелка
гальванометра не дает больше отклонения (или если при
применении переменных токов пропадает звук в телефоне), имеем
неизвестное сопротивление: х = be : a.
Если все сопротивления лишены самоиндукции, эти законы, а
также и закрн Ома действительны также для однофазных или
длительно совпадающих по фазе переменных токов.
Для многофазных переменных токов в этом случае законы
Кирхгофа действительны только для мгновенных значений,
входящих в формулы величин (стр. 732).
Омическое сопротивление. Сопротивление R (в Q) проводника
длиною / метров при постоянном поперечном сечении q [мм2] равно
R = р/ : q = / ; %q.
Удельное сопротивление p[Q мм2/м] зависит от
материала и температуры проводника; то же касается проводимости,
пли удельной проводимости /.. Повышение сопротивлении для
переменного тока см. стр. 734. Для всех встречающихся в практике
пределов температуры имеем достаточно точно А5* «•- А^о U + а(*—20)1,
Фиг. 2.

Основные законы постоянного тока
711
где #20 представляет сопротивление при 20°, /^—сопротивление
при Р, а—температурный коэфициент, т. е. изменение р для 1° при
начальной температуре 20° (табл. З)1).
Таблица 3, Удельное сопротивление [9 мм?/м\2) и температурный коэфициент
при 20°
Материал
Железо литое . . . i
Кокстантан . I
Латунная проиолока |
Манганин
Медь для обмоток
Медь для проводников 7)
Нейзильбер
Никелин
Никель .
Платина
Ртуть
Стальная проволока
Тантал
Уголь газовый
Угли для дуговых фонарей
Угольные щетки
Графитовые щетки
Медноугольные щетки
Ы
0,03—0,04
0,13-0,29
0,029
1.2
0,055
0,10-0,15
0,27—0,67
0,13
ок. 0,6—1,6
0,023
0,49-0,51
0,07-0,08
0,42
0,0172
0,0178
0,35—0,41
0,4 —0.44
0,09—0,11
0,12
0,10—0,11
0,958
0,208
0,0165
0,10-0,25
0,17
0,16
0,С63
ок. 100
50—S0
40-75
12—40
0,12-4,5
100 сгю
0,36
0,06—ОД
0,40
0,4
0,4
0,45
0,45
0,38
—0,005
0,13-0,10
±0,001
0,392
0,392
0,007
0,018—0,021
0,44
0,44
0,38—0,39
0,09
0,40
0,36
0,45-0,6
0,52
0,3
0,37
—0,03—0,08
—
—
—
—
х) Уд. сопротивление растворов—табл. 4, стр. 714. Удельное сопротивление
раствора соды для жидкостных реостатов—табл. 7, стр. 781.
*) В физике удельное сопротивление дается большею частью для длины/ в ем
и q в см2; эти значения в 10* раз меньшие по сравнению с вышеприведенными.
См. также т. II, стр. 992 и 993, табл. 1. Огклонения в данных объясняются
различной чистотой металлов.
8) Медь с 5—10^/о алюминия.
*) 99,6>jo содержания алюминия.
Б) 99,9—99,0J/o содержания железа.
6) 1,0—5% кремния.
7) Согласно общесоюзному стандарту (ОСТ 421) проводниковая медь должна
иметь максимально р=0,01784 при 20°С. Уд. вес следует принимать равным Ъ,Щнг(дм\
Международны.! стандарт образцовой отожженной проволоки имеет при 20е
р=0,01724—Vs*. *с^0,0Л93=У854.5. УД. вес 8,89 кг/дмК
Небольшие примеси могут сильно менять эти значения. При практических
расчетах сечений проводников можно принимать при учете нагрева p=»Vg8; при
электрических машинах р—Vw> ДО V«» см. также стр. ШЗ.

712 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
Увеличение температуры определяется в зависимости от
возрастания сопротивления по следующей формуле:
'2-'i = (*2-*i) : *tf20 = №--tfi) : «'/?i.
где Rt и R2 — измеренные сопротивления при начальной темпера-
туре ^ и искомой /2» #20— сопротивление и а — температурный
коэфициент при 20°, а а' = [1 + а & — 20)].
Для меди «0 = 0,00426, а15 = 0,00400, </21 = 0,00392, с/25 = 0,00385. Упрощенное
вычисление для меди см. стр. 923.
Закон Джоуля. В проводнике сопротивлением R омов, по
которому проходит ток / ампер, выделяется в t сек. количество
тепла Q = 0,2390 PRt калорий. На этом основаны все электри
ческие нагревательные приборы (стр. 1035), .способы сварки, пайки
и плавления (т. II, стр. 946).
Ток / ампер, проходящий по проводнику сопротивлением
R омов, при напряжении на концах проводника U вольт,
производит в t сек. работу А = Ult = I2Rt джоулей (ватт-секунд),
полностью превращающуюся в проводнике в тепло.
Электрическая мощность, т. е. производимая в 1 секунду работа,
равна при этом N — UI = I2R ватт. Для переменных токов см. стр. 735.
Таблица для пересчета — см. т. I, стр. 956.
Прохождение электрического тока через газьц. Основано
на движении ионов. „Ион" есть атом или молекула, имеющий
избыток или недостаток в один или несколько электронов, причем
этот атом (или молекула) действует как положительно (анион) или
отрицательно (катион) заряженный носитель электричества.
Нейтральный атом или молекула во вне его*представляется
незаряженным. Электрон — отрицательный атом электричества
(I т., стр. 969); его заряд е = 1,59 • 10~~19 As — электрический
элементарный квант — есть наименьшей (неделимый!) заряд.
Масса электронам V2000 атома водорода, поскольку его скорость лежит
значительно ниже скорости света.
Ионы (катионы и анионы) образуются в газе через посредство
так называемых ионизаторов (лучи Рентгена, радия,
электрическая дуга, раскаленная проволока, пламя и т. п.).
От нейтральных атомов или молекул газа отщепляются
электроны (остаются катионы). Электроны соединяются с другими
нейтральными частицами в отрицательно заряженные ионы (анионы).
Благодаря воссоединению (рекомбинация) противоположно
заряженных ионов часть носителей электричества для проведения
электричества через газ оказывается потерянной. Если на катионы
и анионы действует электрическое поле, то катионы направляются
к отрицательному электроду (катоду) и анионы к положительному
(аноду). В металлических проводниках носители электричества
существуют без воздействия ионизаторов.
Получающийся ток при малой силе поля пропорционален ей (ср. закон Ома).
При увеличении силы поля ток растеЙ* медленнее и достигает, наконец, предельной
величины тока насыщения (фиг. 3), когда все ионы, созданные в единицу времени,

Основные законы постоянного тока
713
движутся в направлении силовых линий. Величина тока насыщения зависит от
природы и состояния газа и от силы ионизатора.
При еще больших силах поля ионам сообщается такая
большая скорость, что они при столкновении ионизируют нейтральные
атомы или молекулы (ионизация толчком), причем число
носителей электричества растет „лавинообразно". Ток возрастает
быстрее, чем сила поля (фиг. 3).
Ионизация толчком происходит при электрическом пробое в газах,
при всех формах разряда в воздухе (тлеющем, пучкообразном, искровом и дуговом
разрядах), во всех вакуумных трубках с заметными остатками газа, в которых
средние свободные длины путиJ)
молекул или соотв. ионов, малы по сравнению с
размерами трубок. (Гейслеровы тру б к и— $*
свет Мура, светящиеся трубки— л^* й
неоновый свет, тлеющие ламп ы—
"^ касыщенил
<?
_^ Капр.лжекъле
тлеющие выпрямители, ртутные
лампы — ртутные выпрямители).
Прохождение электричества через
высокий вакуум. В трубках с высоким
вакуумом, в которых имеются лишь
незаметные остатки газа (средняя
свободная длина пути велика по сравнению %
с трубками), прохождение электричества иг* *"
может происходить благодаря
движению электронов, которые испускаются освещенной
металлической поверхностью (фотоэлектроны) или раскаленной до
белого каления проволокой (электроны накала) и которые
соответствующим электрическим полем (накаленная проволока —
катод) направляются к аноду. Число испускаемых электронов в
единицу времени раскаленной проволокой на 1 см2 поверхности пропор-
-ь
ционально |А Т-е т (Г—абсолютная температура
проволоки,£—постоянная).
Зависимость тока от силы поля (r=const) до состоянля насыщения
подобна прохождению ионов в газах (фиг. 3). Ток эмиссии стремится к току
насыщения как к предельной величине и достигает ее, когда все электроны,
выделенные в единицу времени, за то же время оказываются отведенными.
Ток насыщения равен:
ls = aF VTe т '
Здесь F—поверхность накаленной проволоки, а и Ь—постоянные.
Так как накаленной проволокой испускаются только отрицательные электроны,
то трубка с раскаленным каюдом дает проход электронам только в одном
направлении (показанная на фиг. 3 ионизация толчком таким образом в общем случае не
имеет места). Выпрямительное действие трубки используется для создания
кенотрона, стр. 899. Поток электронов можег регулироваться при посредстве
„сетки" (между раскаленными катодом и анодом) благодаря тому, что напряжение
х) Свободная длина пути молекулы или соответствующего иона есть длина ее
пути до столкновения с другой молекулой.

714 Т. Ш. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
между сеткой и накаленным катодом ускоряет или замедляет движение
электронов и тем усиливает или ослабляет до нуля анодный ток—усилитель, аудион,
генераторная трубка.
Прохождение электричества через жидкости (электролиты).
Растворы солей, кислот и оснований проводят
электричество при одновременном разложении (проводники 2-го класса).
Их сопротивление равно /? = /-£-, как у металлических проводников.
Значения р, отнесенные к I см длины и 1 см2 поперечного
сечения, указаны в табл. 4.
Таблица 4. Удельное сопротивление растворов при 18°
I в см, q в см\ Для Iе повышения температуры сопротивление уменьшается
приблизительно на 2% для употребляемой в аккумуляторах серной кислоты—на l,4J/0
(см. стр. 748).
совых ча» в
гй на 100
стей раст-
Л *- rt о \
CQ О V СО
5
10
15
20
25
, 30
35
40
. 50 .
60
70
80
Мини- J
мум при\
Медный
купорос |
CuS04 J
52,9
31,3
23,8
-
Цинковый
купорос 1
Zn304
52,2
31,2
24,1
21,3
20,8
22,7
20,8
23,540
Oft"
g £
Na2C03.
22,2
14,2
12,0
-
*2 " 1
3
О н
ч «a
NaCl
14,9
8,26
6,1
5,1
4,G7
-
3 1
Й
cd
NH4C1
10,9
5,G4
3,87
2,S8
2,4»
-
«2
Азотная
кислота
1
H,SOt | HN03
1,79
2,55
1,84
1,53
1,40
l,c>5
1,33
j 1,47
1,85
2,68
4,63
9,01
1,35
зо°;0
3,8R
2,17
1,63
1,41
1,30
1,27
1,30
1,об
U9
1.95
3,7o
1,27
Соляная 1
кислота J
HCl
2,53
1,59
1,34
1,31
1,38
1,51
1,69
1,94
1,3
18,3o/o
is a
gS2_
§ss§
OQ asi и
кон
5^81
3,18
2,35
2,00
1,85
1,85
1,Q7
2,24
i 1,84
28^o
Удельные сопротивления для растворов соды см. табл. 7, стр. 781.
Прохождение электричества через жидкости основано, как и в газах, на
движении ионов. Последние получаются — анионы и катионы — вследствие
электролитической диссоциации тотчас же при растворении соли,
основания или кислоты а воде или соотв. при переводе их в расплавленное
состояние. Под действием электрического поля между двумя электродами катионы
движутся к катоду и анионы к аноду.
К катионам принадлежат водород и «металлы, к анионам — ионы
кислорода, галогенных и кислотных остатков (табл, 5).

Эквивалент. Закон Фарадея
715
Таблица 5. Значения электрохимического эквивалента
а в жг/кулон и в г/Ап
Как
катионы
Алюминий
Водород .
Железо . .
„ . .
Золото . .
Калий . . .
Магний . .
Медь . . .
Натрии . .
Никель . .
»
Олово . .
„ . .
Платина .
Ртуть . . .
„ ...
Свинец . .
Серебро .
Цинк . . .
1 л
и
s
S
1
3
1
2
з
з
1
i 2
1 1
2
1
2
з
2
1 4
4
1
2
2
1
2
«й1
д Н
'б g
| g
>< m
8,99
1,008
27,92
18,61
65,7
30,10
12,16
63,57
31,78
23,00
29,34
19.56
59,35
29,67
48,80
20J,61
1 100,3
| 103,6
107,88
32,685
1 ампер
выделяет
в 1 сек.
мг
0,0932
0,01044
0,2893
0,1929
0,6812
0,4052
0,1260
0,6588
0,3294
0,2384
0,3041
0,2027
0,6151
0,3075
0,5057
2,0789
1 1,0395
1,0735
1,1180
0,3387
в 1 час
г
0,3354
0,03760
1,0416
0,6944
2,4523
1,4587
0,4537 !
2,3717
1,1858
0,8581
1,0946
0,7297
2,214
1,107
1,8205
7,4842
3,7421
i 3,865
4,0248
l,2i93
j
Как
анионы
Бром . . .
Гидроксил
(водный
остаток)
Иод....
Кислород .
Фтор . . .
Хлор . . .
Бромат . .
Иодат . .
Карбонат .
Манганат .
Перманга-
нат . . .
Нитрат . .
Сульфат .
Фосфат . .
Хлорат 2j .
Перхлорат
Хромат . .
А
О !
S
<
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
2
з
1
1
2
tassr
5 —
<3 3
С 29
79,92
17,008
126,93
8,00
19,00
35,46
127,92
174,92
30,00
59,465
118,93
62,С08
48,035
31,68
83,46
99,46
58,005
1 ампер
выделяет
в 1 сек.
мг
0,8282
0,1763
1,3153
0,0829
0,1969
0,3675
1,3256
1,8128
0,3109
0,6163
1,2325
0,6425
0,4978
0,328
0,8649
1,0307
0,6011
в 1 час
г
2,9815
0,6345
4,7351
0,2984
0,7088
1,3229
4,7722
6,5259
1,1192
2,2185
4,437
2,3134
1,7921
1,1808
3,1137
3,7106
2.164
1. Первый закон Фарадея. Количество электричества //
{As] (ток в / ампер в течение t секунд) выделяет из
электролитической ванны количество вещества m = alt миллиграмм, т. е.
отложившееся на одном электроде количество вещества
пропорционально количеству электричества, протекшему через
электролит, а — электрохимический эквивалент; он
получается из химического эквивалента (атомный вес:
атомность) для 1 [мг/As] путем умножения на 1,0363 • 10~2 (табл. 5).
2. Второй закон Фарадея. "Количества осажденных
одним и тем же током за одно и то же время из различных
электролитов веществ относятся, как их эквиваленты.
Каждый граммэквивалент (грамматом : атомность, соотв. граммоле*
кула : атомность) требует для своего выделения F=96 500 As—точнее 96 494 As—
каждый грамматом и соотв. граммолекула л«96 500 As. (п — a i о м и о с т ь).
В каждом грамматоме и соотв. граммолекуле заключается одинаковое
количество N атомов или соотв. молекул (Ar=G,bl033 — Л ошмпдтово число).
Заряд одного иона — атомного или молекулярного иона — составляет таким
образом л»96 500 : (6,1-1023) =^/М,58»10~19 = п»е [As], т. е. п элементарных квантов;
или Ne = 95 500 As = 26,8 Ah.
*) Ср. т. И, сгр, 971 и след. Химический эквивалент = атомному весу :
атомность.
2) Кислотные остатки кислот бромистой, йодистой, углекислоты, марганцевой,
80ТН0Й, СерНОЙ, фОСфорНОЙ, СОЛЯ1ШЙ И ХРОМИСТОЙ.

716
Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
Электродвижущая сила гальванических элементов и
напряжение разложения электролитических ванн. Для расчета
напряжения на зажимах гальванических элементов и электролитических
ванн определяющими являются сопротивление (табл. 4, стр. 714)
и электродвижущая сила элемента или соотв. напряжение
разложения электролитического элемента. Омическое падение
напряжения в электролите должно в случае элемента вычитаться (только
при отдаче тока) из электродвижущей силы; в случае электрованны
омическое падение должно прибавляться к электродвижущей силе.
Напряжение разложения есть минимальное значение напряжения, при
превышении которого имеет место длительный электролиз между нейтральными
электродами, без того, чтобы процесс электролиза прерывался противоэлектродвижущей
силой (поляризацией). Электродвижущая сила или соотв. противоэлехгро-
цвижущая сила получается из выражения:
£=\*7/23 073+Г
dE
dT *
Здесь W—тепловой эффект, отнесенный к граммэквиваленту, Г—абс. температура,
~-г= — изменение электродвижущей силы с температурой.
dE
Если —— = 0, то £=$723 073. Тепловой эффект есть количество тепла в
калориях, которое развивается или поглощается при каком-нибудь химическом про»
цессе в том случае, когда количества участвующих в процессе веществ в грам~
мах равны их химическим эквивалентам. Например, в элементе Даниеля (стр. 746)
при образовании цинкового купороса освобождается на каждый граммэквивалент
цинка 0,526'Юб калорий; при выделении меди у медного купороса поглощается
тепла 0,280» 105 калорий на каждый граммэквивалент меди. В общем, выделения
W= (0,526— 0,280). 105 кал = 0,246.105 - -л. Отсюда £ = 0,246/0,2307 = 1,07 V.
Большей частью величиной Т -т=г не приходится пренебрегать. В этом
случае расчет производится согласно осмотической теории Нернста при помощи
табл. 6.
Таблица 6. Потенциал электродов (с = 1,0) [VJ
в—я-аа-я—;

Вещество
К
Ni
Са
Mg
Мп
Р
—2,92
-2,72
—2,5
—1,55
-1,0

Вещество
Zn
Сг
FS
Cd
Со
Р
-0,76
-0,6
-0,43
-0,40
-0,29

Вещество
Ni
РЪ
Sn
н2 -
Sb
Р
—0,22
—0,12
—0,10
+0,00
+о,г

Вещество
Bi
As
Си
Ag
Hg
Р
-
f-0,2
-0,3
-0,34
-0,80
f-0,86

Вещество
°/
Br
CI
F
P
+0,41
+0,54
+1,08
+1,36
+1,9
Напряжение отдельного электрода e=P—(0,058/я) lg с.
Здесь Р—потенциал электрода, /г—атомность, с—концентрация раствори в
отношении ионов металла электрода в граммэквиваленте на литр.
Табл. 7 дает напряжение разложения некоторых электролитов в
нормальном растворе.

Напряжения. Электрическое поле
Таблица 7. Напряжения разложения электролитов в нормальном растворе [V]
Кислоты
H2S04
HN03
Н3Р04
НС1
1,67
1,69
1,70
1,36
Основания
NaOH
кон
NH4OH
1,69
1,67
1,74
Соли
ZnS04
ZnBr2
NiS04
NiCl2
2,35
1,84
2,0")
1,58
Pb(N08)2
AgNOs
NaCl
1,52
0,70
1,98
Cd(N03)2
CdS04
CdCl2
CdJa
1,98
2,03
1,88
0,94
C0SO4
CoCl2
1,92
1,78
Примеры. 1. Электродвижущая сила элемента Даниеля (стр. 746) с
нормальными растворами цинка и сернокислой меди (с=1) складывается из единичных,
потенциалов:
цинк: е1=Я1 = ~0,76 V, медь: e2=P2 = -f 0,34 V;
£=e2-ei = 0,34-f 0,76=1,1 V.
2. Напряжение разложения нормального цинкобромидного раствора (с=0,1):
на отрицательном полюсе:
е1=_ [0,76—(0,058/2) \g 0,1] = — 0,79 V;
на положительном полюсе:
•,= + [1,08—(0,058/1) lg0,l] = -f-l,14 V;
£=ea-Sl = l,14+0,79 = l,93V.
Напряжение разложения нормального цинкобромидного раствора (с = 1):
£=1,08+0,76=1,84 V.
с) Электрическое поле
Сила электрического поля (£. Тело, заряженное количеством
электричества Q, создает в окружающем пространстве
электрическое поле, в котором на заряд q (мыслимый
сосредоточенным в точке) действует в определенном направлении сила
p = (gq. Величина (£ носит название силы электрического
поля. Р может действовать отталкивающим или притягивающим
образом, в зависимости от того, имеют ли Q и q одинаковый или
разные знаки. Электрическое поле является векторным по-
л е м, т. е. пространством, в котором каждой точке соответствует
определенный вектор поля (1т., стр. 182).
Вектор поля есть сила электрического поля. Линейный интеграл силы
электрического поля C®sds = U называется напряжением обх*ода (Umlaufspannung).
(£s—тангенциальная составляющая вдоль пути s. Таким образом сила поля (£$=—т— .
Если составить интеграл по замкнутому контуру, то электрическое напряжение
в общем пропадает, т. е, ф (£sds=zQ (немагнитное поле). На языке векторного
анализа это же можно написать таким образом: rot@=0 (безвихревое
электрическое поле) и (£ = —grad 9, т- е- @ можно получить из однозначного потенциала <р
(т. I, стр. 182) и представить электрическое напряжение, как разность двух
электрических потенциалов, т. е. 11^=^ — ^. Ср. силу магнитного поля, стр. 721.

718 T III. Отд. Ю. Электротехппка. I. Общие данные
Технической единицей количества электричества является As
и силы электрического поля — V/см (стр. 708).
Электрические силовые линии. Электрическое поле в
пространстве может быть представлено при помощи силовых линий,
направление которых в каждой точке дает направление действия
силы на заряд q. Мера силы поля: число силовых линий, которое
пронизывает единицу поверхности (см2), расположенную
перпендикулярно к линиям (плотность, силовых линий поля).
В однородном поле силовые линии, проходящие параллельно U,
одинаково плотны (например плоский конденсатор, см. далее);
сравни магнитные силовые лппии (стр. 723).
Электрическое смещение D. Поток смещения Фе. Электри
ческое поле силы (S (силовых липий/лм2) вызывает в
диэлектрике (изоляторе) электрическое смещение D (линий
смещения/^2), величина которого D = еД($. В электромагнитной системе
единиц h=1/inc2. В практической системе единиц Д = 109/4тсс2 =
= 8,859 • 10~4 [F/см]. (с — скорость света), А —
диэлектрическая постоянная1); е—-относительная
диэлектрическая постоянная. Значения е: табл. 8, стр. 720 и табл. 11,
стр. 942 и 943.
D есть вектор поля. Для воздуха е=1. Сумма всех линий смещения образует
поток смещения <Pe = DFt F есть площадь сечения тела, которую линии
смещения пронизывают равномерно и перпендикулярно к ней (при неравномерном
смещении Фв= JD dF). Ср. магнитную индукцию В и магнитный поток Ф, стр. 723.
Электрический потенциал ср. При перемещении в поле @
заряда q совершается работа. При перемещении заряда в
бесконечность величина произведенной работы, А' = щ, не будет
зависеть от пути и будет определяться лишь начальной точкой заряда.
9 называется электрическим потенциалом рассматриваемой точки.
Потенциал является функцией месторасположения точки и не имеет направления, т. е.
есть скаляр; поле потенциала есть скалярное полз. Точки, в которых потенциал
имеет одно и то же значение, лежат на так называемой эквипотенциальной
поверхности (или поверхностью уровня).
Эквипотенциальная поверхность. Движение заряда q по
эквипотенциальной поверхности не требует затраты энергии (не
совершается никакой работы). Силовые линии поля или соотв. линии
смещения всегда выходят из поверхности уровня перпендикулярно.
Перемещение заряда q no любому пути с эквипотенциальной
поверхности с потенциалом 'fi на Другую поверхность с потенциалом <р2
требует совершения работы А = (ср2 — 9i) <Г> здесь <р2 — <Pi = U,
т. е. разность потенциалов равна электрическому напряжению.
Когда U есть электрическое напряжение, под влиянием которого
происходит течение количества электричества q, то А = Uq.
Силы электрического поля. Точечные заряды.
х) Принимается, что из заряда Q выходит поток Фе = Q (Максвелл). Абрагам
(Теория электричества, том I) определяет Фе = 4kQ. В зависимости от того или
другого определения в различные вы>ажения входит или не входит множитель
4я или соотв. 0,4 я, если Q берется в As* *

Электрическое поле
719
В безвоздушном пространстве заряд д, мыслимый сосредоточенным в точке,
притягивается или отталкивается от другого заряда Q на расстоянии а с силой
p=Qq/a2. Если оба заряда одинаковы, а = \ см и Р=1 дине (= ок. 1,02 мг веса,
т. I, стр. 247), то каждый единичный заряд = 1 абсолютной электростатической
единице количества электричества (основание „абсолютной" электростатической
системы еди шц). Абсолютная электромагнитная единица количества электричества
содержит 3«1010, практическая единица (кулон, As) содержит 3«109
электростатических единиц. В случае, если оба заряда находятся в одном диэлектрике с
диэлектрической постоянной s, отличной от единицы, то P—Qq/ea21).
Если Q и q измерены в практических единицах (As), то Р = 10,2/4гсДв* Qg'a* кг.
Параллельные пластины (плоский
конденсатор см. ниже). Если U — напряжение в V, а — расстояние
между пластинами в см и F — поверхность одной пластины в см2, то
Р = 5,1 • zbFUycP [кг].
Емкость, конденсатор. Заряд Q пропорционален
напряжению U между телом и землей, или соотв. между двумя телами:
Q = CU. Коэфициент пропорциональности С равен емкости тела
по отношению к земле или емкости конденсатора, т. е. устройства
из двух проводящих тел в диэлектрике.
Практической единицей емкости
является фарада (As/V).
При заряде емкости С через
сопротивление R протекает зарядный ток /,
изменение которого во времени определяется
следующим выражением: / = (£//?) £~#г.
Величина T = RC— по стоянная вре- TKLJU-Z^s
м е н и. В момент включения / имеет свое -^-Яденл
наибольшее значение E/JR. Ток / и
напряжение на зажимах сопротивления падают * 4*
(уменьшаются) от максимального значения
до нуля по логарифмической кривой, напряжение на зажимах
конденсатора растет от нуля до Е по логарифмической кривой
(фиг. 4 и стр. 731). Если к зажимам конденсатора приложено
Первую de
менное напряжение, то i = С -тт .
Конденсатор обладает емкостью в одну фараду, если равномерное изменение
напряжения в 1 V/сек вызывает зарядный ток в 1 А (см. стр. 735). Если заменить
в конденсаторе воздух другим диэлектрическим веществом (изолятором, например
стеклом, слюдой, маслом и др.), то емкость повышается до величины &=вС.
Значения е см. табл. 8 (стр. 720) и табл. 11 (стр. 742 и 743).
Соединение конденсаторов. Общая емкость при
параллельном соединении: С= Ci~|-С2+...; при
последовательном соединении: 1:С = (1:С1) + (1:С2)+...
Значения емкости и силы поля.
1. Две параллельные плоскости (пластинчатый
конденсатор):
F—внешняя поверхность [см2], а—расстояние между пластинами [см],
l) Q и q в электростатических единицах.

720 T- -ИХ Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
2. Две концентрические цилиндрические
поверхности (цилиндрический конденсатор):
е/
18 in (г2 : /j)
10-5h.F; @max =
rx In (ra : rx)
72—радиус внешнего цилиндра [см],
Гх™радиус внутреннего цилиндра [см],
I—длина цилиндра [см].
3. Цилиндр по отношению к параллельной
плоскости (провод по отношению к земле):
г1
18Ш(2А:г) 10~5^F; ®-ax = -
In [{x + 1): (л- - l)j'
/г — расстояние оси цилиндра от плоскости или оси провода от земли [см],
г — радиус цилиндра или провода [см] принимается малым по
отношению к h,
d — расстояние (в свету) цилиндра от плоскости [см].
Два параллельно лежащие рядом друг с другом
цилиндра с равными радиусами (двойной провод):
С =
eZ
36 In (ц : г)
10"
1 V-V; ©max
2r In [<* + !) :(*-!)]'
у
х^у 1+4-
«—расстояние между осями цилиндров или осями проводов [см],
г—радиус цилиндра или провода [см],
d —расстояние (в свету) цилиндров [см].
5. Три параллельные симметрично расположенные
цилиндра с одинаковыми радиусами (симметричная трехфазная линия);
емкость отнесена к фазовому напряжению: '
С =
в/
18 In (a : г)
Ю-5 aF.
Применяемая в радиотехнике емкость в см может быть
получена умножением на 900 000. В настоящее время в радиотехнике
ндходит себе применение в качестве единицы емкости также ^¥.
1 jxjj,f = 0,9 см.
Таблица 8. Относительная диэлектрическая постоянная е различных веществ
Бакелит С . .*
Вода (хим. чист.)......
Канифоль
Кварц
Керосин
Лед
Масло тгчисф. \ микеРал-
iUdV.AU n.ai»i.4J. у сМОЛЯНОе
5,5-7,5
80
2,5
4,5
2-2,3
3,1
2,2
2,5
Парафин (тверд.)
Парафин, масло
Сера
Целлон
Шеллак
Эбонит
Янтарь
2—2,2
2—2,5
3,8-4,2
5
2,7-3,7
2,5-3,5
2,8-2,9
Диэлектрические постоянные для технических изолирующих материалов
см. табл. 11 (стр. 742). г »

Ma гнитно е поле
721
Энергия электрического поля конденсатора. Конденсатор с зарядом Q As
(рулонов) и напряжением U заключает в себе электрическую энергию We = llaQU
ватт-секунд. Конденсатор с емкостью С As/V (фарад) и напряжением U вольт
заключает в себе электрическую энергию We := V2 С&2 ватт-секунд.
Однородное электрическое поле с объемом V см3 и силой поля @ Ч/см
заключает в себе электрическую энергию We = у2 еД(£2 V ватт-секунд.
Электрическая прочность (крепость)1). Технической
единицей силы электрического поля является М/см2) (ср. единицу силы
магнитного поля А/см стр. 722). Пробивная сила поля дается часто
в kV/см или в кУ/мм. Она измеряется с помощью переменного
тока в 50 периодов.
Если в каком-либо диэлектрике сила поля усиливается до электрического
пробоя, то мы получаем как раз пробивную силу поля @^. Одновременно этим
же определяется пробивная крепость материала в \\см. Эффективные значения
@^ в VlV/mm см. табл. И, стр. 742 и 743. Они зависят от длительности опыта, при
кратковременном они выше.^ Простой подсчет силы поля (напряженности)
возможен только в немногих случаях (см. выше). При практическом применении
положений об электрической крепости необходимо применять
значительный коэфициент надежности.
Л Напряжения испытания по нормам значительно превышают
нормальное рабочее напряжение, на что следует обращать внимание.
Следует также обращать большое внимание на зависимость пробивной
прочности от температуры, так как при повышении температуры @^ для многих
материалов уменьшается. При испытаниях на пробой нужно выбирать
такое устройство (искровые промежутки), при котором максимальное значение
силы поля может быть подсчитано. Пластинчатые искровые
промежутки позволяют определить крепость твердых, жидких и газообразных тел.
Цилиндрические и шаровые промежутки служат для испытания
жидких и газообразных тел.
Острия, кромки и острые края вносят уплотнение линий поля и поэтому должны
избегаться в аппаратуре высокого напряжения. При последовательном включении
материалов с различным значением е, напряжение распределяется неравномерно
и неблагоприятно для материалов с меньшим значением е.
d) Магнитное поле
Единицы магнитных измерений и их размерность см. табл. 1, стр. 708 и 709.
Магнитная масса, единица массы. Воображаемая
изолированная (в виде точки) магнитная масса тх оказывает., на
другую массу т2, находящуюся на расстоянии /, воздействие с силой Р,
величина которой определяется законом Кулона: Р = т^т^ : I2.
Одноименные магнитные массы отталкиваются,
разноименные — притягиваются. Единицей силы обладает масса,
действующая на равную ей, находящуюся на расстоянии 1 см
с силою, равной 1 дине (см. том I, стр. 247).
Сила магнитного поля И в электромагнитной системе
единиц. Каждая точка в пространстве, в которой на
магнитную массу т действует в определенном направлении магнитная
&) Petersen, Hochspannungstechnik, Soittgart 1911, Enke. —Schwaiger,
Elektrische Fesdgkeitslehre, 2 Aufl., Berlin 1925, J. Springer.—S emenoffu. Wal er,
Die physikalischen Grundlagen der elektrischen Fcsagkeitslehre, Berlin 1928, J. Suringer.
*) Только в равномерном поле сила электрического поля равна напряжению,
деленному на расстояние между электродами.
Яак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III 46

722 T- 1JI 0тД- 1о- Электротехника. I Общие данные
сила Р, принадлежит к магнитному полю, сила которого
(сила поля) определяется отношением Н = Р:т.
Единицей силы магнитного поля обладает такое поле, в
котором на магнитную массу 1 действует сила в одну дину. Единица силы магнитного
поля носит название эрстеда1).
Сила магнитного поля Нг в практической системе
единиц. Магнитные поля создаются главным образом
электрическими токами. Сила магнитного поля Нг в практической системе
единиц измеряется при помощи ампер-витков на 1 см [AW/см] или
ампер на 1 см [А/см]. #= 1,25 И'. Тогда Н' = 0,8 Н. Сравни
единицы электрического поля V/см.
Магнитное поле. Магнитное поле есть векторное
поле, т. е. пространство, каждой точке которого соответствует
вектор поля (т. I, стр. 182). Вектор поля есть напряженность
магнитного поля И. Линейный интеграл напряженности магнитного
поля fHsds = V носит название магнитного напряжения.
Hs есть тангенциальная составляющая вдоль пути s. Таким образом
напряженность поля равна Hs =—*-. Интеграл по контуру, т. е.
замкнутому пути, равняется нулю только в случае поля постоянного
магнита и для пространства, где не имеет места протекание тока,
т. е. только в том случае, если контур не пересекает или не
сцеплен с каким-либо проводником, обтекаемым током.
В этом случае ф Hsds = 0 (поле без тока) или на языке
векторного анализа rot H~0 (безвихревое магнитное поле).
Значение И можно тогда вывести из величины однозначного
потенциала <Ь (т- I» СТР- 1^7), т. е. Н = — grad & и магнитное напряжение
можно представить, как разность двух магнитных потенциалов,
т. е. U = ф2 —' tV Потенциалы должны быть однозначными, т. е.
пути, сцепленные с обтекаемыми током проводниками, должны
быть невозможны или должны быть сделаны невозможными при
помощи соответственно расположенных заградительных
поверхностей. Если же на пути интегрирования охватываются проводники
с током и сумма токов этих проводников равна 2/, то V= фИ-ds =
= 4тс £/, если Н и / измерены в электромагнитных единицах и
К= ф Н' ds = X/, если Нг и / измерены в практических единицах.
На языке векторного анализа можно написать: rot//=47tf или
соотв. rot Я' = /', где i и соотв. V означает плотность тока в
„абсолютных" или соотв. в практических единицах. "
Напряженность магнитного поля электрических токов.
Всякий ток, протекающий по проводнику, создает вокруг этого
проводника магнитное поле. Направление, в котором действует
напряженность этого поля, определяется правилом Ампера (стр. 739).
*) В Германии принято название для силы магнитного поля —в е б е р„

Магнитное поле
723
Для определения напряженности магнитного поля (в эрстедах)
могут служить следующие формулы (в них /—сила тока в
амперах и длины в см):
1. Поле бесконечно короткого элемента проводника.
В расстоянии г: dH = 0,1 / sin tydl/r2;
(закон Био-Савара), dt—длина элемента проводника, ф—угол между
направлением тока и линией, соединяющей рассматриваемую точку с dl.
Если элементы проводника лежат по окружности с радиусом г=\ см,
то ток, равный единице, оказывает на единичную магнитную массу в центре
окружности из расчета на 1 см длины проводника поперечно действующее
усилие в одну дину (основание системы абсолютных электромагнитных
единиц).
2. ii о л е изогнутого по окружности проводника.
В центре окружности //= 0,2 л//Г;
г—радиус окружности.
3. Поле бесконечно длинного прямого проводника.
Вне проводника: Я=0,2//г;
внутри проводника: Н = 0,21г/а2;
г—расстояние от оси проводника, а— радиус проводника.
Предполагается, что весь ток распределяется равномерно по сечению
проводника.
4. Поле изогнутой по окружности кольцевой катушки.
Внутри кольцевой катушки: H — Q,4nWI/l
или: Н = Q,2WI/r; вне Я =0;
г—радиус кольца; / = 2кг—средняя длина окружности кольца.
5. Поле цилиндрической катушки (соленоид).
Длина цилиндра (/) велика по отношению к его диаметру.
В середине катушки: Н = 0,4kWI/L
Магнитные линии поля. Магнитное поле в пространстве
может быть представлено посредством магнитных линий
поля, направление которых в каждой точке соответствует
направлению силы, действующей на магнитный полюс. Мерой силы
поля служит число линий поля, пересекающих под прямым углом
площадь в 1 см2 (плотность линий поля). Таким образом,
магнитное поле силою в 1 может быть представлено одной линией,
приходящейся на 1 слС\ В равномерном поле линии поля
предполагаются параллельными при одинаковой плотности их. От
магнитных линий поля*) следует отличать магнитные линии индук
ц и и. Числовые значения их совпадают только для поля в
воздухе (см. ниже).
Магнитная индукция В, линии индукции, поток индукции
(магнитный поток) Ф. Магнитное поле напряженностью И ^число
линий поля на 1 см2) вызывает (индуктирует) в находящемся BHyfpn
него теле магнитную индукцию В величиною В = \ъН (число линий
индукции на см2, если В и Н выражены в электромагнитных
единицах (гауссах и эрстедах), и Вг = П^И1', если В' и Hf взяты в
практических единицах (Vs/см2 и А/см). П = 0,4тг • Ю-8 называется
индукционной постоянной.
Внутри тела можно представить себе одновременное
существование линий поля и в {л раз или соответственно в Щ раз большее
число линий индукции. Линии индукции представляют ^ам-
1) Силовыми линиями в физике обыкновенно называют линии поля, в
электротехнике линии индукции.
46*

Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данттые
кнутые кривые. Сумма всех линий индукции в каком-либо теле
представляет поток индукции Ф = Bq, где q представляет сечение
тела, равномерно пронизываемое линиями индукции.
Если В выражено в электромагнитных единицах (гауссах),
то Ф получается в максвеллах; если Bf выражено в Vs/см2, то Ф
получается в Vs *) (ср. табл. 1, стр. 708).
р, называется магнитной проницаемостью среды. Для
воздуха р. = 1.
Парамагнитными называются тела, для которых [х> 1,
диамагнитными те, для которых [а< 1. Для тех и других
тел р остается величиной постоянной.
Ферромагнитными называются тела, для которых р.
во много раз больше 1 и меняется в широких
пределах в зависимости от индукции В.
Важнейшим из них является железо.
Кривая намагничения дает
соотношение между силой поля и индукцией B—f(H)
(фиг. 5 линия а). Величина индукции для раз-
Фиг 5 личных тел может быть определена из таблиц,
в зависимости от AW/см (табл. 10, стр. 727).
Практически немагнитные сплавы железа могут быть получены путем
добавления 25°/о никеля или 10°j0 марганца.
Гистерезисом называют свойство магнитных тел (железа)
отставать по величине индукции от магнитной силы. Если
искусственно размагниченное железо намагничивать при постоянно
увеличивающейся магнитной силе, то получают начальную кривую а
(фиг. 5); при уменьшающейся до нуля, а затем увеличивающейся
в противоположном направлении до той же абсолютной величины
этой силы, получают линию b и далее соответственным образом
линию с. Петля гистерезиса, т. е. площадь между
кривыми Ъ и с9 дает меру работы2), затраченной на перемагничивание
(железа) = [1: 4тс]. jjHdB в эргах или = fH' dB' в Ws. Работа эта
целиком превращается в тепло и она чем меньше, чем мягче
железо. Значение В при Н=0 является мерой остаточного
магнетизма; значение Н для В = 0 называется коэрцитивной
(задерживающей) силой. По Рихтеру 3) у дельные потери на гасте-
"резис в железе при частоте перемагничивания /
Значения дня е см. табл. 9 (стр. 726).
1) Для того чтобы не затруднять сопоставление с данными
электротехнической литер атуры, в формулах и таблицах для индукции и потока вооб/це
удержаны электромагнитные единицы—гаусс и максвелл—и только иногда, наряду
с ними, поставлены практические единицы Vs/см2 и Vst так как эти единицы
пока еще редко употребляются. Они отличаются от электромагнитных единиц
в Ю-8 раз.
8) На единицу объема (см*).
8) R. R i с h t е г, Elekirische iviascnmen, s. 152, bcrlin 1У2% J. Springer.

Магнитное поле
725
Токи Фуко (вихревые токи). При переменном магнитном поле
(например при поле, получающемся от действия переменного тока)
вследствие индукции (стр. 729 и 733) вызываются в магнитном теле
электрические токи — так называемые токи Фуко или
вихревые токи. Последние вызывают нагревание и соответственную
потерю энергии при намагничивании. Вихревые токи могут быть
уменьшены путем разделения тела (железа) на отдельные слои
(листы), поэтому электрические машины в тех частях, где они
подвержены действию меняющегося магнитного потока,
изготовляются из железных листов толщиною от 0,35 до 0,50 мм с
прокладкой из бумаги или с изоляцией лаком.
Потери в железе: **3\
V=fkjkB [W/лгг] °А
kg зависит от индукции ^'1
к* зависит от частоты
Ь^тппн^саояп #мш££&
Инйукцилд —*•
ZSOGO MOOQ
Фиг. 6,
Легированное железо, т. е. листовое железо из
специальных сплавов (железо с примесью кремния) обладает более высоким
электрическим сопротивлением и, вследствие этого, меньшими потерями на
вихревые токи. По Рихтеру !) потери на вихревые токи Vw=a» (-jfer) ('inn(n) W/лг;
таким образом общие потери (в железе) по Рихтеру х):
к= [е тэг+• (i) J ] (га)"Щкг (табл-9)-
Для быстрого определения потерь в железе служат кривые
фиг. 6.
Коэфициентом потери!/^ и Vl5 называется общая потеря
в W/кг на гистерезис и вихревые токи и для 1 кг при Вшлх =
= 10 000 CGS и 15000 CGS, частоте 50, индукции, изменяющейся
по закону синуса при 20° С (согласно нормам испытания) (табл. 9).
х) См. сноску 3 на стр. 724т

726 Т. III Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
Таблица 9. Данные для листового железа
Сорт железа
Высоко легированное железо ....
Толщина
в мм
0,35
0,5
0,35
£
4,7
4,4
2,4
а
3,2
56
0,6
v-io
W/кг
3,2
3,6
1,35
^15
W/лгг
7Д
8,1
3,0
Под коэфициентом старения подразумевается процентное
изменение величины коэфициента потери V10 после первого
нагревания в течение 600 час. при температуре 100°. Измерения потерь
производятся аппаратом Эпштейна.
Магнитная цепь. Поток индукции, или магнитный поток,
т. е. совокупность проходящих через тело линий индукции,
является всегда полностью замкнутым, так как каждая из линий
индукции является замкнутой кривой. Линии индукции могут
полностью или частично проходить в магнитных телах (железе).
В первом из этих случаев говорят о замкнутой в железе
магнитной цепи. Если линии проходят главным образом
по железу и только на коротких участках (воздушные зазоры)
по воздуху, говорят о замкнутой магнитной цепи.
Магнитный поток индукции Ф зависит от вызывающей его
магнитодвижущей силы К, а также от формы и свойств тех тел, которые
пересекаются силовыми линиями на проходимом ими пути
(стр. 728). В общем случае имеем:
(так называемый закон Ома для магнитной цепи).
Здесь V обозначает магнитодвижущую силу (м. д. с.) или соответственно
магнитное напряжение, a Rm —магнитное сопротивление.
Это соотношение применимо как ко всей магнитной цепи,
так и к ее отдельным участкам. Магнитное сопротивление равно
/?ш = 2 (/: н<?), где \х означает проницаемость, / — длину и #
—поперечное сечение отдельных частей магнитной цепи, по которым
проходит магнитный поток. Так как В = рН и Ф = qB, то
К=2Я/
В электротехнике приходится иметь дело почти
исключительно с замкнутыми в железе магнитными цепями (например
в трансформаторах) или замкнутыми магнитными цепями
(например в электрических машинах). Магнитодвижущая сила возникает
вследствие действия возбуждающих ампер-витков,
осуществляемого либо специальной (возбудительной) обмоткой (например у
электрических машин постоянного тока или у синхронных ма-

Магнитное поле 727
шин), либо основной (рабочей) обмоткой (например у
трансформаторов и асинхронных двигателей).
По конструктивным основаниям все ампер-витки возбуждения на всю
магнитную цепь располагаются в одном месте (на полюсах или в ряде впадин зубчатого
слоя). Вследствие этого получаются потоки рассеяния, которые проходят вне
собственно магнитной цепи по воздуху. Эти потоки рассеяния увеличивают индукцию
в отдельных частях магнитной цепи. Кроме того, они могут, в случае, если они
являются переменными магнитными потоками, вызывать (индуктировать)
реактивные электродвижущие силы рассеяния, которые влияют на эксплоатационные
свойства электрических машин.
Величина wl на пару полюсов, рассчитанная на всю
магнитную цепь = 6 = ф H'dl, где Нг в AW/см (закон магнитной цепи).
Эта величина (0) носит название магнитодвижущей силы
и представляет собой сумму всех AW (или соотв. А), „сцепленных"
с магнитной цепью. Знак интеграла с кружком (ф] означает, что
он берется по замкнутому контуру: линейный интеграл
силы магнитного поля (стр. 722).
Если магнитный поток Ф=Вд и сечения q во всех частях магнитной цепи
даны, то соответствующие величины Н' в AW/сл* или в А/см для отдельных
участков можно получить по кривым намагничивания или из таблиц (табл. 10).
Суммируя ампер-витки для отдельных участков, получают величину необходимой
магнитодвижущей силы 9 = ЕЯ7, т. е. ампер-витки возбуждения, для одной магнитной
цепи (см. табл. 10).
Таблица 10. Таблица намагничивания для различных сортов железа 1)
в
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
8 000
9 000
10 000
10 500
Число ампер-витков
на 1 см пути линий
индукции
динамное
железо и стальное
литье
' _
—
1,0
1,4
1,9
2,4
3,1
3,8
4,7
5,7
6,2
чугун
2,5
5,0
8,0
12 1
17
25
37
56
80
120
150
В
11 000
11 500
12 000
12 500
13 000
13 500
14 000
14 500
15 000
15 50Э
16 ОЭо
I
Число ампер-витков
на 1 см пути
линии
индукции
динамное
железо и стальное
литье
6,8
7,4
8,2
9,0
10,4
i 12,3
15,4
19,6
24
32
42
чугун
170
200
240
—
--
_
—
—
—
—
В
16 500
17 000
17 500
18 000
18 500
| 19 000
19 500
20 С00
20 500
21 00С
22 000
Число ампер-
витков на 1 см
пути линий
индукции
динамное
железо и стальное
литье
54
72
92
117
146
181
225
280
350
450
780
Ампер-витки, требующиеся для преодоления сопротивления воздушного зазора
величиной 8 какой-нибудь машины или аппарата (магнитное напряжение V$) полу-
х) Средние величины.

728 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
чаются (для данной величины индукции в воздухе Ве или соотв. Ве') из
соотношений:
при Ве', данной в Vs/cm2:
Ве' = ПН'; Н'^Ве'/П [AV:/cjk]; Ve = H'l= 1Ве'/П [AW];
при Ве, данной в гауссах:
Ве= Н = 0,4 kWI/1 = 0,4 тс Ve/l [AW/см]; Ve= 0,4 тс 'Ве.
У электрических машин
/=28.
Силы, действующие в магнитном поле. Сила
притяжения магнитов
Р = B2q/S те дин = 0,04 (£/1000)2 qKZ = 4B'2q- 108 к?,
где q — поперечное сечение в см2 места перехода силовых
линий в притягиваемое железо и В—инд)кция в месте перехода.
В магнитах из хорошей закаленной стали лри замкнутой в железе магнитной
цепи можно достичь величины индукции £=11 500, при замкнутой цепи
зажигательных магнето В = 5000, в магнитах измерительных приборов с подвижной
картушкой допускают £ = 800 до 1500 гауссов.
Подъемная сила электромагнитов определяется по той же формуле.
Сила действия магнитного поля на проводник с током (в пер*
пендикулярном направлении к последнему) может быть
определена (приближенно) из выражения Р = ИВ • 10""7 кг, где /в
амперах, / в см, В в максвеллах / см2, или из выражения Р =*
= 1011ВГ кг, где В' взято в Vs/cm2. Направление действия силы
определяется по правилу левой р}ки (стр. 740). Сила
взаимодействия между двумя проводниками, по которым протекает ток,
равна (приближенно) Р = 2 (//#) Д • /2 • Ю~8 кг, где Д и /2 в ампе*
pax, / и а в одних и тех же единицах. При токах, текущих в
одном направлении, проводники притягиваются, при взаимно
противоположных направлениях токов проводники отталкиваются.
Энергия магнитного поля. Однородное магнитное поле,
имеющее объем V см2, силу поля //(//') и инд)кцию В (В'),
заключает в себе магнитную энергию
W = (i/8 *) (HB) V=^ (i/8 *) \>JPV эргов,
или W = */г' WB*) V = V2 • /fy//'2 V = B'2/2I7p ♦ V ватт-секунд.
e) Соотношения между электрическим и магнитным полями
Ограничимся здесь рассмотрением стационарных
электрических и магнитных полей, а также таких, которые изменяются
относительно медленно. При полях с большой скоростью
изменения (высокочастотных полях) получающиеся соотношения
должны быть видоизменены в связи с необходимостью ^чеда токов qmq*

f
Соотношения между электрическим и магнитным полями 729
щения в диэлектрике и получающихся вследствие этого магнитных
полей, а также в связи с необходимостью учесть замкнутые
силовые линии электрического поля, получающиеся вследствие
исчезновения магнитных полей. Рассмотрение явлений с учетом
этих моментов приводит к электрическим волнам в
пространстве, которые распространяются в воздухе со «скоростью
света *).
Законы индукции. Электрическое напряжение обхода (стр. 717)
равно скорости изменения охваченного (обходом) магнитного
потока:
дФ
или, согласно обозначениям векторного анализа:
rot(& = — -^т = — /7[а-д- (2-е уравнение Максвелла).
Скорость изменения (уменьшения) иногда также называют
магнитным спадом. Иногда, как например в случае
распространения электрических волн, этим законом пользуются даже
в случае, когда нет проводника (витка), охватывающего магнитный
поток (сцепленного с магнитным потоком). Измерить напряжение
обхода можно при наличии одного или нескольких витков.
йФ йФ —8
В этом случае £= — —тт и при w витках е— — W -тт • 10 вольт
йФг
или соотв. е — — w —-тт вольт, если Ф/ выражено в Vs.
Изменение магнитного потока в витке может происходить или таким
образом, что переменный во времени магнитный поток
пронизывает неподвижный виток (например в трансформаторе), или так,
что виток движется в неизменном магнитном потоке, причем
в разные моменты времени виток охватывает большее или
меньшее число магнитных линий (например в генераторах
переменного тока и в машинах постоянного тока).
В прямом проводнике длиной / см, движущемся в
однородном магнитном поле напряженности Н со скоростью Уем/сек
перпендикулярно к направлению магнитных линий, индуктируется
электродвижущая сила е = Hlv • 10~8 = FlH'lv вольт, где /7 = 0,4 п •
10 ~8-
Физически возникновение электродвижущей силы может быть выведено из
йФ „
указанного выше закона индукции е— —^-. Правило определения направления
индуктированной э. д. с. см. стр. 739. Если направление силовых линий составляет с
проводником угол о, а направление движения с плоскостью, проходящей через
проводник и направление силовых линий, угол р, то
е ~H1.v sin a sin р • 1(Г"8 = [JH'lv sin а sin j3 вольт.
1) П о л ь, Введение в учение об электричестве, перев, с нем., Ш2 г,

730 T- IIJ- 0тД- 10- Электротехника. I. Общие данные
В этой зависимости необходимо отметить следующее:
магнитное напряжение обхода равно скорости
изменения охваченного потока электрического смещения (стр. 718)
в диэлектрике
^ дфе
>"/* = -gf
или в обозначении векторного анализа:
rotHr = зт- = z& -лт (1-е уравнение Максвелла).
Величина ф H/ds = 2/ (стр. 722); каждое переменное поле имеет
следствием ток, который, как ток смещения, пронизывает
диэлектрик.
Самоиндукция. Каждый проводник, по которому протекает
ток, вызывает магнитное поле и магнитный поток Ф = Li, который
сцеплен с проводником. В силу этого, при изменении тока в
проводнике возбуждается (индуктируется) электродвижущая сила —
электродвижущая сила самоиндукции, мгновенное значение
йФ т dl
которой равно £=— — = —£ —
Величина L носит название коэфициента самоиндукции;
последний зависит от расположения проводника. Проводник
обладает самоиндукцией, равной 1 генри, если на его концах при
равномерном изменении тока в 1 А/сек возбуждается
электродвижущая сила, равная 1 вольту, или если ток в 1 ампер в
окружающем проводник.пространстве вызывает поток, равный 1 Vs.
Единицы измерение и размерности см. табл. 1, стр. 708.
Величина коэфициента самоиндукции.
Соленоид:
L = 4tzw2q/l • 10"9 = Tlw2q\l генри;
число витков w, поверхность витка q см2, длина катушки
/ в см, причем / велико по сравнению с диаметром витков.
Катушки различной формы 1).
Два параллельных проводник а, соединенные в
петлю:
Z, = /(o,5 + 21n^^V КГ9 = (Я//4*) (о,5 + 21п^=-^ генри;
/ — полная длина прямого и обратного провода в см,
d—взаимное расстояние, г—радиус сечения проводника.
Действие самоиндукции! в цепи с сопротивлением
R: при неизменяющейся э. д. с. Е сила тока достигает величины
!) Hilfsbuch fur die Elektrotechnik, стр. 82, Berlin 1925, J. Spinger.-Starkstromlech-
nik, стр. 109, Berlin 1930, Ernst & Sohn.

Соотношения между электрическим и магнитным полями 731
I—E.R лишь сп)стя время t= oo; по истечении t секунд
имеем:
It = E (1— e~Rt:L):R.
Ток возрастает по логарифмической кривой.
При внезапном исчезновении Е (короткое замыкание на
концах индукгивности) находим, что сила тока / в течение f секунд
падает до
Ток падает по логарифмической
кривой (фиг. 7).
е = 2,718 есть основание
натуральных логарифмов. T—L/R называется
постоянной времени (стр. 719).
При возрастании тока э. д. с.
самоиндукции ослабляет э. д. с. основного
тока; при ослаблении тока она действует,
как дополнительная э. д. с. В обоих
случаях она стремится сохранить
существующие значения тока и потока индукции, т. е. задерживает
возрастание или уменьшение этих величин.
Энергия магнитного поля проводника с самоиндукцией равна
Wm = V2 • LP ватт-секунд (стр. 728).
Самоиндукция в цепи переменного тока см. стр. 733.
Взаимная индукция. Подобно тому как изменение тока в
проводнике вызывает в последнем э. д. с. самоиндукции, в
проводнике соседнем вызывается э. д. с. взаимной индукции,
мгновенное значение которой е= —М —. Величина М носит
назвали
ние коэфиццрнта взаимной индукции и зависит как от формы,
так и от расположения проводников. М имеет одинаковое
значение независимо от того, в каком из обоих проводников
происходит изменение тока. Единицы измерения и размерности для М
таковы же, как для L (см. стр. 708).
Если оба проводника обтекаются токами lt и /2» то имеют
место следующие соотношения: Фх = ЬХ1Х -f Mi2; Ф2 = 14ч + Mix.
Энергия магнитного поля обоих проводников равна Wm=1/2 • £i/j.2+
+ Mi1i2 + y2hh2 ватт-секунд.
Значения М определяются опытами, в особых случаях также вычисляются;
например для двух концентрических кольцевых катушек длиною / см^ площадью
сечения витков q см* и числом витков wx и ws
М = 4 гса^аэд/МО""9 =IIwlu\iqjl генри.

732 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
f) Основные законы переменного тока
Основные понятия. Понятие переменный ток
охватывает как однофазный, так и многофазный ток.
Трехфазный ток есть система трех сопряженных однофазных токов.
Кривая напряжения и силы переменного тока
может быть в общем виде выражена в форме периодической
функции при помощи ряда Фурье (т. I, стр. 228). Хотя часто,
встречаются отклонения, но большею частью для расчетов принимается
простейшая гармоническая функция—синусоидальная функция
е==еты sina>
1 = W sin (a ~ ?)•
Фиг. 8b представляет изменяющееся по этому закону, в зависимости
от времени, переменное напряжение с максимальным
значением етах .
При равномерном вращении радиуса величиной £тах проекция
его на у изменяется по тому же закону синуса (фиг. 8а). Углу 0°
соответствует время t = 0, углу
"^ а время t== t и углу 360° время
-* ^-т^ t=T. Это время Т называется
периодом или
продолжительностью периода.
Число периодов в сек.
называется частотой /. Для
продолжительности одного периода
в сек., выраженной через /,
имеем: Г== 1:/. Этому времени
соответствует угол 360° = 2тс,
t в общем соответствует a = 2nft = a>/; ш = 2гс/
угловою скоростью.
Действующая или эффективная сила тока
производит при переменном токе то же тепловое и динамическое
механическое действие, как постоянный ток той же силы.
Соответственно этому эффективное значение тока представляет не
среднее арифметическое (алгебраическое) значение из
мгновенных значений сил токов, а среднеквадратичное или, точнее,
корень квадратный из среднего значения
квадратов этих величин / = tf(J?2dt): t и соответственно этому
эффективное значение напряжения Е= Y (\e2dt): L Если кривая тока,
или напряжения, представляет синусоиду, эффективное значение
тока и напряжения / = /шах: У2~= 0,707 /тах и соответственно
Е=0,707£тах, в то время как средние арифметические значения
равны:
Фиг
так что времени
называется
hp = (2 * *) 'max = °>637 W и Бср = (2: *) *шах = 0,637 г
ср
"та*

Основные законы переменного тока
733
Коэфициентом амплитуды называется отношение максимального значения
к эффективному; для синусоидальной кривой коэфициент амплитуды равен V&
Формфактором или коэфициентом формы кривой называется отношение
эффективного значения к среднему; для синусоидальной кривой формфактор—1,11.
На фиг. 8 эффективное значение напряжения нанесено сплошной линией, среднее
значение мгновенных величин представлено пунктирной линией. Тепловые
измерительные приборы и динамометры, градуированные для постоянного тока, дают
при переменном токе его эффективные значения; см. стр. 906.
Основные уравнения для трансформатора. Если для катушки
с w витками изменение потока индукции (стр. 723) во времени
происходит по закону синуса, то изменение напряжения по
времени следует тому же закону. Его эффективное значение
Е = 4,44/яуФтах. 10~"8 = 4,44/яу Ф„ах вольт,
если Ф'щах выражено в Vs.
Закон Ома для переменного тока. В лишенной
самоиндукции цепи переменного тока с сопротивлением R
мгновенные значения тока в напряжении находятся в фазе (<р = 0),
т. е. сила тока и напряжение одновременно достигают
максимальных, минимальных и нулевых значений. Для такой цепи, как для
мгновенных, так и для эффективных значений, имеет место
соотношение /= U:R, т. е. применим тот же закон Ома, как для
постоянного тока (стр. 707).
/? представляет здесь не чисто омическое сопротивление Р„ для
постоянного тока, а повышенное омическое сопротивление для
переменного тока Rw (активное сопротивление). Можно принять Pw — е /?«, где е
является коэфициентом, учитывающим влияние вихревых токов. Переменное
магнитное поле протекающего по проведу переменного тока индуктирует в самом
проводе местные э. д. с, вызывающие элементарные, так называемые вихревые,
токи (токи Фуко). ГЬследние вызывают в проводе дополнительные потери на
вихревые токи, что влечет за собой кажущееся увеличение омического сопротивления.
При больших поперечных сечениях и проводах, проложенных в пазах машин, е
может достичь значительной величины. Мерами для уменьшения являются
применение в электриче ких машина. проводов, свитых из отдельных проволок, или
замена одного провода несколькими изолированными скрученными проводниками
(стр. 790).
В цепи переменного тока, обладающей
самоиндукцией L и активным сопротивлением R, ток
оказывается сдвинутым по фазе по отношению к напряжению на
угол у- Вместо закона Ома в том виде, как он имеет место для
постоянного тока, для мгновенных значений при неизменной
величине Lимееме = lR-\~L-r и, соответственно, для эффективных
значений при синусоидальной кривой
I=U:YwW + R2 = U:Z
(закон Ома для переменного тока); Z= YwLZ,2-f- R2
называется кажущимся сопротивлением, х = wZ,
называется реактивным (безваттным) сопротивлением (реактанц),

734 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
а /? активным сопротивлением цепи (фиг. 9). Если
эти три сопротивления умножить на /, то три стороны
треугольника на фиг. 9 представят три падения напряжения: 1Z—
полное падение напряжения в цепи, IX — индуктивное
падение, IR — активное. Полное падение напряжения является
при этом геометрической суммой падений напряжений,
вызываемых в цепи током I. Иначе можно представить себе /Z, как
напряжение у зажимов, уравновешивающее полное
падение напряжения, IX составляющую реактивную, a IR активную
составляющую приложенного напряжения, уравновешивающие
соответственно реактивное и активное падения напряжения в цепи.
Напряжение у зажимов и полное падение напряжения, реактивная
составляющая напряжения и индуктивное падение напряжения,
активная составляющая
напряжения и омическое
падение напряжения равны по
числовой величине, но
имеют
знаки.
противоположные
Фиг. 10 а—с.
Подобные диаграммы напряжений см. фиг. 10 b и с.
Диаграммы напряжений указывают также
взаимный сдвиг их векторов напряжений по времени, т. е. их фазы
(стр. 733). Ток / и активное напряжение находятся в фазе, так
как они одновременно достигают максимальных значений. Ток
и активное падение напряжения противоположны по фазе г).
Индуктивное падение напряжения отстает от тока на 90°, так
как оно достигает максимального положительного значения, когда
скорость изменения тока при его уменьшении показывается
максимальной (е
-Ld±\
т. е. при синусоидальном процессе,
когда /, уменьшаясь, проходит через 0. Реактивное напряжение,
как слагающая напряжения у зажимов, уравновешивающая
индуктивное падение, опережает ток на 90°. Само напряжение у зажимов
1 Если u)Z/=0, то полное падение напряжения равно активному падению
напряжения; ток находится в фазе с напряжением у зажимов и следовательно
противоположен по фазе падению напряжения.
Аналогично противоалектродвижущей силе самоиндукции (реактивной
противоэдс) сопротивление, которое оказывает прохождению тока активное сопротивление
проводника, здесь можег быть условно иногда представляется также в виде
некоторой противоалектродвижущей силы (активная противоэдс направлена против
тока); см. также сказанное далее (стр. 736) о векторных диаграммных напряжениях.

Основные законы переменного тока
735
опережает ток на угол ср. Этот угол <р, согласно сказанному выше,
представляет угол, на который по отношению друг другу сдвинуты
по фазе вектора напряжения и силы тока.
Таким образом, если е = £max sin а, то при отставании тока
/=='max Sin (а— ф).
Если вектора тока и напряжения сдвинуты по фазе, то
действительная электрическая мощность N = UIcos<р ватт;/coscp
называется активной (ваттной) слагающей,/sin<р—
реактивной (безваттной), величина cos <p называется коэфициен-
том мощности, величина sin cp называется коэфициентом
реактивной мощности; NS=UI вольтампер называется
кажущейся мощностью, Nb= £//sincp реактивной мощностью.
Ваттметр показывает непосредственно значение N. Если одновременно
с N измерить ток / и напряжение U, то ros <c=N : UI (стр. 919). Для контроля за
cos <p в электрических установках изготовляются также приборы, непосредственно
указывающие величину cos <p—ф азометры (стр. 909).
Cos <p потребителей, машин и аппаратов, потребляющих электрическую
энергию (двигателей и трансформаторов), зависит от их нагрузки. Реактивный ток,
обусловливающий величину cos cp, есть намагничивающий ток (стр. 856)
и служит для создания магнитных полей в этих двигателях и трансформаторах.
При слабой нагрузке потребители в общем имеют худший коэфициент мощности
(стр. 825).
Cos cp отдельно работающего генератора определяется характером
питаемой сети и зависит от числаг величины, конструкции и нагрузки присоединенных
двигателей и трансформаторов. Слабо нагруженные двигатели могут уменьшить
коэфициент мощности сети до 0,6—0,5 и ниже. При параллельной
работе нескольких генераторов (стр. 808) реактивный ток можно по желанию
распределять между отдельными генераторами.
Для генераторов и трансформаторов необходимо указывать допустимую
нагрузку в kVA (киловольтамперах); для генераторов, кроме того, минимально
допустимый cos 9, так как нагревание их зависит от полного тока, т. е. от
кажущейся мощности, а реактивный ток / sin cp действует размагничивающим образом,
повышая падение напряжения генератора (стр. 801).
Величина необходимой для приведения генератора в движение мощности Nm
зависит от развиваемой им действительной (активной) мощности и при коэфи-
циенте полезного действия т\ равна
Nm = EI cos cp : 1000 t\ kW.
В настоящее время имеется стремление улучшить коэфициент мощности
сетик т. е. по возможности приблизить его к I, чтобы разгрузить провода и
генераторы от реактивного тока. Достигается это в частности при помощи особых
машин реактивной мощности (стр. 819 и 841), отдающих в цепь
реактивный нама1 ничивающий ток, или применением компенсированных
двигателей (стр. 840), работающих с cos <p к 1 и не потребляющих из сети
намагничивающего тока.
В цепи переменного тока с емкостью С (стр. 719)
зарядный ток опережает на 90° напряжение Uc, т. е. ока-
de
зывается реактивным током. Мгновенное его значение / = С —;
эффективное его значение при синусоидальном напряжении / =
= <я CUC • 10—6 ампер, если С представляет емкость в fxF; 1: wC
называется емкостным сопротивлением. Чистый зарядный

736 T- HI. Отд. 1о. Электротехника. I. Общие данные
ток имеет место при включении разомкнутого на одном конце
кабеля; он может быть достаточно точно определен по
вышеприведенной формуле. Величина его для кабелей, а также для длинных
воздушных линий при высоких напряжениях (например при
испытаниях линий) часто весьма значительна *). На конце разомкнутого
кабеля, при известных условиях, может появиться повышение
напряжения по сравнению с напряжением в точке питания (эффект
Ф е р р а н т и).
Если в цепи переменного тока кроме емкости С имеется
сопротивление R и индуктивность L, то
(общее выражение закона Ома для переменного тока). Здесь / в
амперах, если L в генри и С в фарадах. Резонанс наступает, если
mL = 1 / шС, или 1 //= 2тг YlC. В этом случае ток достигает
максимального значения I = U:JR. Напряжения Uc и UL на зажимах
емкости и самоиндукции могут при этом достичь очень высоких
значений Uc = 1 / <*С = iYTTC и UL = col/ = / VUC.
Выражение УL:С называется волновым сопротивлением цепи.
В системе, содержащей емкость и самоиндукцию
(колебательный контур), могут возникать „собственныеколебания"
с частотой / = 1: (2гс YLC) („Радиотехника", том IV, нем. изд.).
Сопротивление R в колебательном контуре вызывает затухание,
т. е. более или менее быстрое прекращение колебаний и, если R
очень велико, увеличение периода колебаний и соответственно
уменьшение частоты.
Перенапряжения, т. е. повышения напряжения, опасные для изоляции
проводов, машин и аппаратов, могут быть вызваны, кроме случая резонанса, также
различными явлениями в сети; например пробоем изоляции, короткими
замыканиями, заземлениями и пр.
Блуждающие волны и волны с крутым фронтом2).
Электрические провода обладают на единицу длины определенной емкостью с
и инд^уктивностью I; УI: с называется волновым
сопротивлением провода. Волновое сопротивление провода составляет
для воздушных проводов около 500 Q, для кабелей — около 50 Q.
При внезапных изменениях состояния тока и напряжении эти
изменения в форме блуждающих волн распространяются по
воздушным проводам со скоростью света, а по кабелю —
приблизительно с половиной этой скорости. Току / на каком-либо
участке провода соответствует при этом напряжение е = / у7: с.
Пространственные распределения тока и напряжения вдоль
провода подобны и также подобны их изменения по времени, т. е.
х) Ввиду этого 'для испытания кабелей применяется постоянное напряжение,
получаемое с помощью выпрямителей.
8)Rudenberg, Elektrische Schaltvorgange, Berlin 1923, J. Springer.

Основные законы переменного тока
737
получившееся относительное пространственное распределение тока
и напряжения распространяется без искажения вдоль провода,
если последний во всех своих частях имеет одно и тоже волновое
сопротивление. При отражении у свободного конца провода
напряжение возрастает до двойной величины. Сопротивление
различных* частей пути тока вызывает затухание и понижает величину
перенапряжения. Короткие замыкания и заземления в сильно
раскинутых сетях могут вызвать громадные перенапряжения г)
(предохранение против перенапряжений в электрических установках см.
стр. 972). Ударными волнами напряжения (Sprungwellen)
называются блуждающие волны с большой крутизш й фронта, вызываемые
большей частью искровыми разрядами. Полное повышение
напряжения или его падение может при этом пространственно сосоедо-
точиться на длине в несколько метров. Известны случаи крутизны
от 10 до 30 kV/м. Крутизна ударных волн при распространении
их по проводу, так же как их высота, уменьшаются вследствие
затухания. Если волна достигает какой-либо обмотки (машины,
трансформатора и т. п.), то возм жно, что полное напряжение
распределится на один или несколько витков, так что при
перенапряжении особенно часто повреждаются первые витки обмоток. Поэтому
они выполняются с усиленной изоляцией, равно как и витки у
нулевой точки звезды обмоток (стр. 7У0 и 872). Испытание на крутой
фронт волны, согласно ног мам на стр. 936.
Векторные диаграммы псргмешгоо тока. Векторные диаграммы
дают графическое изображение величины, пзмеш ющ.игя во времени по закону
синуса. Если вектор2) вращается с посюянной угловой скоро^гьк- округ
неподвижного центра, то проекция вектора ка ось изменяется по з кону синуса
(фиг. 8а, стр. /32). Вектор описывает в течение одного п.риода угол 2гс и при
частоте /в одну секунду угол и) = 2л;/; и> называется угловой гкороегью (стр. 7е2).
Направление вращения вектора принима тся против часовой
стрелки, так что при неподвижном векторе ос^ времени вр^шаек-и по часовой
стрелке. Фиг. 8 показывает евгзь между г, афичест-им из< браэтени-м капрг жения,
меняющегося во времени по ат-ону < ииуса (фиг. 8Ь) и ве^о^н м изобрржышем
той же величины (фиг. 8а), причем длт'на Вектора берегся соответствуй шей ам ьли-
туде напряжения. Проекция амплитуды на вертикальную ось дает мгнове шое зна»
чение. Мгновенные значения могу г гкладь ват ься арифметически,
максимальные значения — только геометрически, т. е. с учетом их
фазы. Так как в большинстве случаев представляет интерес о» рс еление э а ф е к-
тивных значений и относительного м жду ними сдвига с; аз, то г качестве
длины вектора часто берутся эффективные зьаченгя величин, но^о, ые плопорш о-
нальны амплитудам. Совмещение токов и напряжен> й в ВеК'р рней var^a не
предполагает одинаковую частоту и чисто синусорд^л нь й х раг т^р и измекеьия.
Влияние высших гармонических в токах и капр^ женияд. ье может быть учтено
в диаграммах. В диаграммам с приложенным н,П]Яж<н^-м у г?ж* м; в 6 могут
быть совмещены по величине и направлению либо действительно возникающие в
обмотках напряжения э. д. с. (фиг. 10Ь), либо слагающие, Ьеобходьмые для их
уравновешивания (активная и реактивная составляющие см. сгиг. 1Гс). В дал ней-
шем принят первый способ изображения. При этом следует обратить взимание на
следующее:
1) Два вектора находятся в одинаковой фазе, если они одновременно
достигают своего максимального значения (стр 733). Таким образом ток (в машинах
и трансформаторах намагничивающий ток) и поток находятся в фазе 3).
*) Leitsatze fui den Schutz elekirischer Anlagen gegen Oberspaniit-ngen, ETZ 1925,
S. 472.
2) Надлежит различать векторы диаграмм и физические Векторы.
s) He принимая во внимание явления гистерезиса.
Зак. 2893. — Hiitte, Справочник дтгя инженеров, т. III. 47

738 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
2) Hanpv-i ение, индуктированное в обмотке потоком, отстает от
потока, а следовательн) и от тока на 90° (стр. 734).
3) Активное падение напряжения, как противодействующая
электродвижущая сила, должно считаться отрицательным и наноситься в сторону,
противоположную направлению тока (стр. 736).
4) В замкнутой цепи сумма напряжений равна 0.
Таким образом векторные диаграммы дроссельной катушки имеют
вид, представленный на фиг. 10Ь и Юс. U представляет напряжение у зажимов,
9 — угол сдвига фаз между током и напряжением у зажимов, указывающий
отставание тока. На фиг Юс IR и Е представ яяют счагающие напряжения у
зажимов, необходимые для уравновешивания активного падения напряжения и,
соответственно, напряжения, индуктированного потоком.
Многофазный и трехфазный ток. Наиболее важным из
многофазных токов является трехфазный. Вектора токов и
напряжений в нем сдвинуты в одной фазе по отношению к другой на
угол в 120° (фиг. 11). Сумма мгновенных значений токов
и напряжений равна 0. В трехфазном токе три фазы являются
всегда сопряженными, так что вместо шести проводов требуется
только три или четыре. Сопряжение проводится либо в виде сое-
Фиг. 11. Фиг. 12. Фиг. 13.
динения треугольником (££ = 0) по фиг. 12, либо в виде
соединения звездой (£/ = 0) по фиг. 13. В четвертом проводе
при соединении звездой, при равномерной нагрузке и синусоидальных
токах не проходит никакого тока. Если ток обладает высшими
гармоническими составляющими, то нулевой провод даже при
равномерной нагрузке всех фаз нагружен токами тройной, девятикратной
и так далее частот, которые без нулевого провода не могли бы
проявиться.
В распределительных сетях лампы включаются между нулевым
проводом и внешним проводом, двигатели — между тремя
внешними проводами.
Если через Uph обозначим фазовое напряжение, то при
соединении треугольником напряжение у зажимов (без нагрузки) U'= Uph.
При соединении звездой U = ирьУз (междуфазовое
напряжение). Если через Iph обозначим ток в фазовой обмотке, то ток
во внешних проводах при соединении треугольником равняется
/ = lph Уз, при соединении_звездой / = Iph. Мощность
трехфазного тока N'= UIYbcos<p, если cos <р представляет угол
сдвига фаз между юком и напряжением в трех фазах.

Правила для определения направления токов 739
g) Правила для определения направления токов и действия
магнитных и механических сил
1. Вне магнита линии индукции проходят от северного
полюса к южному. Установленное таким образом направление
принято считать положительным.
В магнитном поле магнитная стрелка устанавливается своим северным
полюсом по положительному направлению линий индукции.
2. Вне источника тока ток проходит от положительного
полюса (+ зажим) к отрицательному (— зажим). Установленное
таким образом направление принято считать положительным.
В гальваническом элементе плюсом служит уголь или медь, минусом — цинк.
В аккумуляторе плюс соединен с коричневой пластинкой, минус — с серой.
3. Полярность в электрических установках
постоянного тока определяется погружением испытательных
проволок в воду или прокладыванием смоченной полюсной бумаги,
У отрицательного полюса происходит заметное выделение газа
(водорода) или окрашивание бумаги. Лакмусовая бумага у
отрицательного полюса окрашивается в синий цвет, у положительного —
в красный. В распределительных устройствах по германским
нормам отрицательные провода должны быть окрашены в
синий цвет, положительные — в красный.
4. Правило Ампера для определения направления тока
в проводах: если представить себя плывущим вдоль провода в
направлении тока и смотрящим на магнитную стрелку, то под
действием тока северный полюс будет отклоняться влево.
5. а) Правило буравчика или штопора для
определения связи между направлениями тока и магнитного потока:
направление движения винта с правой резьбой (штопор), вращаемого
в направлении тока, дает направление потока. Направление
вращения винта с правой резьбой, передвигающегося в направлении
потока, дает направление тока. При этом положительное
направление потока соответствует положительному направлению тока.
Ь) Правило правой руки для определения зависимости
между направлениями тока и магнитного потока: если охватить кистью
правой руки вектор тока так, чтобы большой палец показывал
положительное направление тока, то остальные четыре пальца
укажут положительное направление магнитного по-
тока, и наоборот, если охватить правой рукой магнитный поток
так, чтобы большой палец указывал положительное
направление потока, то остальные четыре пальца укажут
положительное направление тока.
6. Правило для определения э. д. с. трансформатора
(стр. 733). Уменьшение потока индуктирует положительную э. д. с,
или при замкнутой цепи положительный ток, если за
положительные значения принять устанавливаемые правилом 5; увеличение
потока индуктирует отрицательную э.д.с. Каждое изменение потока
вызывает ток, который противодействует этому изменению.
47*

740 т- ш- 0тД- 10- Электротехника. Т. Общие данные
7. Правило правой руки для определения
направления индуктированной э. д. с. (для генераторов). Первые три
перпендикулярно друг к другу расставленные пальца правой р>ки дают:
большой палец — направление движения проводника,
указательный — направление потока,
средний — направление индуктированной э. д. с.
8. Правило левой руки для определения направления
механического усилия (для двигателей). Первые три,
перпендикулярно друг к др>гу расставленные пальца левой руки
дают:
большой палец — направление механического усилия,
указательный палец — направление потока,
средний палец — направление тока.
9. Направление механического усилия в
проводах, по которым проходит ток: токи одного направления
притягиваются, токи противоположных направлений
отталкиваются. Поле, образуемое замкнутым проводником, в
присутствии другого поля имеет стремление повернуться и
переместиться в такое положение, чтобы по направлению и
положению притти в совпадение со вторым полем.
h) Изолирующие материалы
Испытание изолирующих материалов согласно нормам VDE 1) сводится к
следующим определениям: - ^
А. Механическое и тепловое испытание
1. Сопротивление изгибу. 2. Сопротивление изгибу при ударе. 3. Определение
твердости по вдавливанию шарика. 4. Неизменяемость от действия тепла. 5.
Несгораемость.
В. Электрическое испытание
1. Поверхностное сопротивление. 2. Внутреннее сопротивление. 3. Способность
противостоять образовавшейся вольтовой дуге. Сводку см. табл. И на стр. 742.
Определение электрических свойств твердых изоляционных материалов согласно
правилам VDE 2) производится без предварительной подготовки или с
предварительной подготовкой материала.
А. Предварительная подготовка
Механическая подготовка при помощи воздействия тепла, влаги, химических
средств и пр.
В. Способ испытания
1. Поверхностное сопротивление. 2. Внутреннее сопротивление. 3.
Сопротивление прохождению тока. 4. Испытание на прохождение тока при помощи
тлеющей ламиочки. 5. Испытание при помощи острия. 6. Испьпание на нагревание под
напряжением. 7. Напряжение пробоя. 8. Диэлектрические потери.
Для применения изолирующих материалов в технике
высоких напряжений необходимо знание их свойств в отношении
сопротивления пробою и неизменяемости от действия масла, воды
и тепла, механической крепости и теплопроводности.
!) Vorschri&en fur die Prufung elektrischer Isolierstoffe des VDE, ETZ 1922, S. 447.
2) Leitsatze fur die Bestimmung elektrischer Eigenschaften von festen Isolierstoffen.'
ETZ 1929, S. 364, 912 u. 1136.

Изолирующие материала
741
В качестве пробивного напряжения принимается
эффективное значение напряжения, пересчитанное на чистую синусоиду
при одинаковой величине амплитуды. В силу этого при испытании
приходится обращать внимание на амплитуду кривой напряжения.
Кроме пробивного напряжения часто дается: одноминутное
напряжение, т. е. напряжение, которое выдерживается в течение одной минуты,
пятиминутное и тридцатиминутное напряжения, для
использования их в качестве исходных моментов при суждении о длительном
напряжении, которое м эжет выдержать материал. Кроме того определяется
иногда мгновенное напряжение, которое материал еще может
выдержать при мгновенном включении полного напряжения на испытательные электроды.
В качестве пробивной прочности изолирующего
материала между плоскими электродами (стр. 721) принимается частное
от деления пробивного напряжения на толщину испытуемой
пластинки в месте пробоя. При электродах другой формы необходимо
учитывать распределение электрического поля 1). Сопротивление
материала пробою обычно уменьшается с увеличением толщины и
с повышением температуры.
Сопротивление пробою зависит, однако, не только от
толщины изолирующих материалов, но также и от формы электродов,
между которыми испытывается образец. Малый радиус закругления,
острия, острые края должны быть избегаемы. При эгом мерилом
является максимальное значение силы возникающего электрического
поля, которое, однако, только в редких случаях поддается
достаточно точному вычислению (см. выше).
Диэлектрические потери изолирующего матери гла выражают обычно при
помощи коэфициента потерь tg 5, представляющего собой отношение тока
потерь (активного тока) к реактивному току при конденсаторе с данным
изолирующим материалом в качестве диэлектрика. Угол потерь 5 есть угол, на
который фазный угол 9 конденсатора, обладающего потерями, отличается от 90°. Он
характеризует диэчектрические свойства изолирующего материала. Данные tg 5 см.
табл. И. Коэфициент потерь зависит от температуры.
Применение различных изолирующих материалов2). Т в е р-
дые материалы. Фарфор3) и керамические материалы (т. II,
стр. 1202 4); для линейных и проходных изоляторов и для
установочного материала. Напряжение на растяжение до 320 кг/см2,
напряжение' на сжатие до 4500 кг/см2. Мрамор5),
сопротивление на изгиб от 150 до 250 кг/см2, как основание для зажимов,
реже шифер, последний употребляется только для низких напря-
2) Leitzatze fur die Bestimmung elektrischer Eigenschaften ion festen Isolierstof-
fen, ETZ 1929, S. 364, 912 u. 1136.
2) S с h e r i n g, Die Isolierstoffe der Elektrotechnik, Berlin 1924, J. Springer. —
Bultemann, Dielektrisches Material, Berlin 1926, J. Springer. -Retzow, Die
Eigenschaften elektrotechnischer Isoliermaterialien, Berlin 1927, J. Springer.
3) Leitsatze fur die Prufung von lsolatoren aus keramischen Werkstoffen des VDE,
ETZ 1929, S. 400 u. 1136. — Leitsatze fur die Prufung von Hochspannungsisolatoren
mit Spannungsstofien des VDE, ETZ 1925, S. 1669; 1926, S. 688. — Die wichtigsten
Werkstoffeigenschaften d. Porz., ETZ 1929, S. 1292.
4) Leitsatze fur die Prufung der Stoffeigenschaften keramischer Isolierteile des
VDE, ETZ 1928, S. 620; 1929, S. 3o2, 766 u. 1136.
5) Leitsatze fur die Prufung von naturlichen Gesteinen des VDE, ETZ 1929, S.728,
946 u. 1136.

742
Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
Таблица 11. Характеристики
Материалы
Коса
Эсхалит 2) • .
Эбонит черный . . • . . . • . .
Особо твердый эбонит (Eisengummi)!
Тенацита) •
Эбонит
Особо твгрдый эбонит (Eisengummi)|
Репелит
Прессцель (пластина)
Прессцель (форм, издели ) . .
Турбонит
Пертинакс
Прессшпан
Тролит • ....
Целлон •
Твердый фарфор '. . .
Стекло
Миносгласс . . . . • . • . . .
Кварц
Слюда
Миканит .'
Глиптальмиканит
Белый миканит
Микалекс
Миканитовая бумага
Бумага эксцельсиор
Полотно эксцельсиор
Шелк эксцельсиор
Изолирующая бумага
Изолирующее полотно
Изолирующий шелк ......
1J-
1,2-
1,4-
1,6-
2,2
-1,4
-1,5
-2,3
1,2-1,5
1,7
1,35
1,3-1,5
1,0—1,1
1,3
1,3
0,8-1,3
1,4-1,7
1,2-1,3
2,3—2,5
2,4-2,6
3,6
2,1-2,5
2,5
2,4—2,6
2,6—2,8
2,5—2,6
3,3
1,2-1,5
150—500 9)
400—1000
45J-700
140-800 3)
60D-1100
450-650
1900
1700
50Э
450-600
1300-180Э
1,4-6,6 3)
5-20
6,5-8,0
2,0-7,7 з)
7-17
7—10
30-40
5-6
2,0—2,6~
4-6
60—300° з)
40-55°
40-£5°
50—210° 3)
45—70°
50-80°
100°
100°
120—175\
40°
очень высока
очень высока
очень высока
очень высока
r^iZO
х) В большой степени зависит от толщины слоя и температуры; Большие цифры
соответствуют толщине 1 мм и 20°.
*) Общее название изолирующих материалов, в состав которых не входит резина.

Изолирующие материалы
743
изолирующих материалов
О па
en <.
к <и
vo as
о щ
О- «и
Си
Примечания
впитыв. масло
да
нет
да
3,4
2-3,5
5
2-3
—
3,5
—
—
| 3,5-4,0
3,5-4,5
| 2,5
5-6
5
5,4-6,4
3,4-6,0
8
3,5—3,6
4,7—6,0
4,5—5,5
—
—
8
—
3,5-4,3
—
—
—
—
"""
—
0,7—8,5
3,0—9,7
9-11
10—25
25-30
10-12
10—20
10-20
10-13
45
18-254)
10-20
10-40
250
25
20—30
20-30
25—45
35
~ 15
25-35
20-50
15—35
20-40
5—10
5-6
30—40
0,1-0,2
0,004
0,1-0,2
0,004
\ 0,01
0,03-0,06
0,01—0,03
0,001—0,01
0,0006
0,0002—0,001
0,01—0,1
0,007-0,07
Не подвержен I
действ, кислот Г
{Не подвержен I
действ, кислот |
Siem.-Schuck.
Siemens-Schuck.
AEG
AEG
Jaroslaw
Meirowsky
AEG
Пробивн. сопротивл.
в направлении слоев
лишь Vis указанного
Допустимое напряж.
при продолжительн.
действии 2—3 kV/мм
Rheinisc h- Wes tfalische
Sprengstoff AG
| Schott u. Gen. I ToM n>
I 0,25 мм толщ. J
crp. 1227
AEG
AEG
0,08—0,1 мм толщ.
0,04-0,08 „
0,10-0,2 „ „
0,08—0,1 n „
0,10-0,2 .
0,15-0,2 „
0,08-0,1 „
3) Наибольшие значения получаются не у одних и тех же материалов.
*) Толщиной 1 мм.

744 Т. III. Отд. 10. Электротехника. I. Общие данные
жений. Слюда (мика). Там, где последняя, вследствие высокой
стоимости и необходимости придать определенную форму, не может
быть применена, употребляются препараты слюды1), как миканит,
мегомит, миканитовая бумага и полотно и так далее,
например для изолирования обмоток (пазы). Дерево2) после
тщательной просушки в вакууме и пропитывания лаками употребляется
для клиньев пазов, укрепления обмоток в трансформаторах и так
далее. Фибра3), сопротивление на изгиб от 700 до 1000 kzjcm2,
сопротивление на растяжение от 500 до 800 кг/см2, в механическом/
отношении хороша, но очень гигроскопична.
Изоляционные прес-сованные материалы, (не
содержащие резины). Этим материалам при помощи нзгревания или
прибавления к ним растворяющих веществ можно придавать
желаемую форму прессованием при очень высоком давлении (до 500 кг/см2).
Такие материалы состоят из целлулозы, размельченной
древесины, асбеста и т. п.; в качестве связующего материала
большей частью берется бакелит, в необходимых случаях с
добавлением, в качестве материалов для заполнения, шпата,
мраморной муки и др. Указанные материалы употребляются для
массовой фабрикации установочного материала, выключателей, крышек,
дощечек для зажимов, защитных коробок, остовов и т. п.
Волокнистые материалы. Бумага во всех формах4),
прессшпан, полотно с пропитыванием, или без последнего,
пряжа для обмотки проволоки (пропитанная и непропитанная)
служит, однако, главным образом как основа для пропитывающих
веществ. Прессшпан при низком напряжении употребляется непро-
питанным; для высокого напряжения твердые композиции
из бумаги5); они соединяют в себе высокую механическую и
электрическую прочность вместе с неизменяемостью от действия тепла
и масла; например пертинакс (фабрики Meirowsky — Мееров-
ский), турбонит (фабрики Jaroslaw — Ярослав и др.).
Компаундные массы для обмоток высокого напряжения
и неподвижных: обмоток возбуждения. Пропитывание компаундной
массой происходит при высоком давлении после просушки в
безвоздушном пространстве. Иногда употребляют также без давления
асфальтированные обмотки, повышая одновременно
теплопроводность обмоток. '
Жидкие вещества. Лаки (т. II, стр. 1320) всех сортов,
бесцветные и черные; рекомендуется высушивать в вакууме или при
температуре свыше 100°. Употребляются для пропитывания обмоток
!) Leitsatze fur die Prufung von Glimmererzeugnissen des VDE, ETZ 1929, S. 586,
912 u. 1136.
2) Leitsatze fur die Bewertung und Prufung von Holz als Isolierstoff des VDE,
ETZ 1929, S. 246, 728 u. 1136.
3) Leitsatze fur die Bewertung und Prufung von Fiber als Isolierstoff des VDE,
ETZ 1929, S. 363, 765 u. 1136.
4) Leitsatze fur die Prufung von Elektrolackpappe des VDE, ETZ 1929, S. 368,
911 u. 1136.
6) Leitsatze zur Prufung von Hartpapierplriten (VDE 510) und -Rohren (VDE 509),
ETZ 1930, S, 692; 1931, S. 392 u. 423.

Элементы и аккумуляторы
745
для повышения сопротивления пробою и как предохранительное
средство против сырости.
Масло в трансформаторах1) и выключателях
должно обладать определенным минимальным пробивным
напряжением: для находящегося в работе трансформатора не менее 80 kV/с'м,
очищенное — 125 kV/см.
Из минеральных масел для трансформаторов и масляных
выключателей должны применяться только очищенные сорта со
следующими качествами:
Удельный вес при 20° не более 0,92 кг/дм9 и не более 0,895 в случае
если кожух окружен наружным воздухом и не имеется никаких
приспособлений для нагрева.
Вязкость при 20°: максимум 8 (Энглер).
Точка воспламенения по Маркусону в открытом тигле: минимум 145°.
Точка затвердевания масла не выше — 15°; у выключателей, кожух
которых окружен наружным воздухом и не имеется приспособлений для
нагрева, не выше —40°. Точка воспламенения тогда не ниже 120°.
Свежее масло должно при 20* быть прозрачным и свободным от
механических примесей и минеральных кислот. Содержание органических кислот не должно
превышать 0,05°ю (подсчитанное как кислотное число). Содержание золы —
максимум 0,01°j0, смолистость свежего, не кипевшего масла, — максимум ОДо/0.
Пробивное напряжение масла возрастает вместе с давлением.
Газообразные вещества, в особенности воздух.
Пробивное напряжение воздуха зависит от расстояния между
электродами и стремится при 20° и 760 мм рт. ст. в однородном поле
к конечному значению 21 kV/см. Оно прямо пропорционально
давлению и не прямо пропорционально абсолютной температуре, так
что при 10 am достигает 210 kV/см.
Об измерении напряжения помощью разряда между шарообразными
электродами см. стр. 918.
II. Элементы и аккумуляторы
А. Первичные элементы
Нормальные элементы. Употребляются для проверки
измерительных приборов.
В качестве эталона напряжения, согласно международным
соглашениям, принят только кадмиевый элемент Вестона. Изготовление
и градуировка нормальных элементов возложены на Главную палату
мер и весов, ныне Всесоюзный комитет стандартов в Ленинграде
(см. стр. 706).
Международный элемент Вестона Hg/Hg2S04/CdS04/Cd при
насыщенном растворе CdS04 и при избытке твердых кристаллов дает почти
независящее от колебаний температуры напряжение Е= 1,0830 V (изменение на +1°
х) Масло трансформаторное (ОСТ 600). Временные правила технического
надзора за маслом трансформаторов и высоковольтных выключателей (электротехн.
правила и нормы ВЭС). Vorschriften fur Transformatoren- und Schalterole des VDE,
ETZ 1927, S. 473, 858 u. 1089.

746 Т. III. Отд. 10. Электротехника. П. Элементы и аккумуляторы
составляет около 0,ОС4>/о). Допускаемая нагрузка током нормального элемента
^ 0,1 шА.
Элем^т Вестона с ненасыщенным раствором CdS04 (при 4° насыщен.) не за-
висиг от температуры, но с течением времени не остается вполне неизменным:
Е = 1,0187 V.
Элементы, применяемые в качестве источников тока. Сводку
различных гальванических элементов, их электродвижущую силу
(стр. 716), зависящую от чистоты и крепости растворов, см. в
нижеприведенной таблице
Купронэлемент может восстанавливаться. Серную кислоту не
следует брать крепче, чем в растворе 1:10.
Таблица 1. Сопоставление различных гальванических элементов
Элементы
Даниеля 1)
Грове х)
Бунзена х)
Крюгера
Мейдингера
Бунзена (с
подъемным
электродом)
Лекланше
Лаланда и Ша-
перона
Купрон

Растворяющийся
электрод |
Zn2)
Zn*)
Zn2)
Zn2)
Zn
Zn
Zns)
Zn2)
Zn2)
Zn
Zn

Растворяющаяся
жидкость
H2S04; 1 : 12
H2S04; 1 : 4
ZnS04
H2S04; 1 : 12
H2S04; 1 : 12
ZnS04
MgS04
—
деполяризующему телу
NH4C1
кон
от 30 до 40>/о
NaOH
Отводящий
электрод
Си
Си
Си
Pt
С
Свинцовая
пластина,покрытая
медью
Си
С
с
Fe
СиО

Деполяризующие тела
CuS04
CuS04
CuS04
HN03 3)
HN03 «)
CuS04
CuS04
16 в ед. К2Сг207
37 „ „ H2S04
100 „ „ H20
Mn02
—
CuO
Электродви- 1
жущая сила
в вольтах;
0,95
до
1,14
1,8 до 1,9
1,8
1,008
1,07-1,14
2,3
1,3 до 1,49
1,0
0,8
Большое применение получили сухие элементы, в
особенности для карманных батарей, для сигнализации и для радио.
х) Э т и элементы имеют пористый сосуд.
2) Амальгамированный цинк. Амальгамирование лучше всего произ-
вошть по способу Ренье: к расплавленному цинку прибавляется 4;jq ртути
(осторожно!).
3) Удельный вес 1,33.
*) Дымящаяся.

Аккумуляторы
747
Напряжение на зажимах разомкнутого элемента (э.д. с.) 1,4—1,5 V;
внутреннее сопротивление: от 0,1 до 0,5 Q, смотря по их величине,
для карманных батарей *) из трех элементов — от 2 до 3 Q.
В. Вторичные элементы (аккумуляторы2).
а) Свинцовые аккумуляторы
Действие их основано на химическом разложении
находящихся в разведенной серной кислоте свинцовых соединений,
укрепленных большей частью в бороздках свинцовых пластин. При
заряде на положительной пластинке образуется перекись свинца,
на отрицательной — губчатый свинец; при разряде оба вещества
переходят в сернокислый свинец; процесс происходит согласно
следующему уравнению:
разряд -» Pb02 + H2S04 + Pb = PbS04 + 2H20 + PbS04 +- заряд.
Устройство. В качестве положительных пластин
употребляются главным образом пластины с большой поверхностью,
а именно пластины, отлитые из чистого свинца с перпендикулярно
идущими глубокими бороздами, увеличивающими поверхность
в 8—9 раз. Действующий слой образуется формованием с
применением химических соединений, ускоряющих процесс
электрохимического взаимодействия свинца с серной кислотой. Эти пластины
с большой поверхностью значительно менее чувствительны при
интенсивной работе, чем пластины с намазанной пастой, которые
для более легкой работы имеют известные преимущества. В
качестве отрицательных пластин употребляются иногда решетки
с мелкими клетками с вмазанной массой (свинцовый глет с
примесью некоторых индиферентных веществ, благодаря которым
поддерживается пористость массы), или решетки с крупными клетками,
куда вкладываются формованные из массы кубики, прикрывающиеся
затем тонким листом свинца с пробитыми в нем отверстиями
(ящичная пластина). Положительные и отрицательные пластины,
чередуясь, устанавливаются с промежутками от 5 до 10 мм (на краях
помещаются отрицательные пластины). Для неподвижных
аккумуляторов применяются стеклянные сосуды. Когда же
размер последних оказывается слишком большим, могут быть
применены деревянные ящики, обитые свинцом. Одноименные пластины
припаиваются свинцовым припоем к свинцовым лентам, которые
служат также для соединения аккумуляторов между собой.
Пластины снабжены приливами соответствующей формы и подвеши-
!) Regeln f. die Bewert. und Priif. von dreiteiligen Taschenlampenbatterien, ETZ
1927, S, 893 u. 1£34, Anodenbatterien там же.
2) В e r m b а с h, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., Berlin 1929, J. Springer. — К г е t-
s с h m a r, Die Krankheiten des stationaren Bleiakkumulators, 3 Aufl., Munchen u.
Berlin, 1928, Oldenbourg. -

748 Т. III. Отд. 10. Электротехника. И. Элементы и аккумуляторы
ваются на краях стеклянных сосудов. При деревянных сосудах
пластины подвешиваются на специальных стеклянных опорных
пластинах и разделяются или стеклянными трубками, или часто
применяемыми в настоящее время пластинками из эбонита, или тонкими
деревянными пластинками. Под пластинками должно быть
достаточно места, где могли бы собираться выделяющиеся при работе
осадки свинцовых солей. Передвижные аккумуляторы
для локомотивов, лодок, освещения железнодорожных вагонов и
т. п. выполняются с пластинками того же типа, как для
неподвижных аккумуляторов. Для автомобилей, напротив, употребляются
возможно легкие, установленные с минимальными промежутками
пластинки в легких эбонитовых сосудах, с целью уменьшить вес и
занимаемое пространство, конечно, за счет долговечности
аккумулятора. Переносные аккумуляторы, употребляемые для
освещения, для зажигания в автомобилях, для сигнализации, для
целей телеграфии, радио и измерительной техники, выполняются
с сосудами из стекла, целлулоида и эбонита.
Кислота должна обладать большой чистотой, не должна
содержать, кроме свинца, никаких металлов из группы осаждаемых
сероводородом и только небольшие количества металлов из группы
осаждаемых сернистым аммонием, а также хлорных и азотных
соединений и должна быть совершенно чиста от органических
примесей. Кислота, должна иметь удельный вес около 1,18 кг/дм%,
который при первом заряде подымается до 1,2 и падает в процессе
разряда на 0,02 до 0,05 (см. выше формулу химического процесса).
Это изменение удельного веса представляет при наблюдении
важное, лочти единственно применяемое указание для определения
степени заряда аккумулятора, в особенности при неравномерном и
слабом разряде, при котором удельный вес изменяется почти
пропорционально использованным ампер-часам,
В процессе работы плотность изменяется благодаря испарению воды и раз
брызгиванию при выделении газов (кипение), поэтому время от времени следует
добавлять химически чистую дестиллированную воду, или раствор кислоты, так,
чтобы пластины всегда были вполне погружены в жидкость. Дтя уменьшения потери
жидкости аккумуляторы прикрываются стеклянными пластинами.
г Внутреннее сопротивление вне-
^ it\» I jtl 1 I 'I | | J—[ подвижных заряженных аккумулято-
•5 f,L ~~LlL ■ Pax (п0 дашшм Akkumulatoren-FabrSk
«SH'I ( | I I I Tl T^H A~G' Ha8eni W.-AFA), в зависимо-
—A—fez———2———Л сти от размера пластины на ампер-час
трехчасовой емкости, достигает 0,1
фиг- *• до 0,2 Q; сопротивление обратно
пропорционально емкости. При разряде оно возрастает приблизительно
в 1,6 раза.
^.Напряжение зависит от уд. веса кислоты и напряженности
работы аккумулятора, почти не зависит от температуры и в
состоянии покоя достигает 2,05 вольта при уд. весе кислоты 1,20 кг)длФ
(напряжение покоя). При трехчасовом разряде оно изменяется
согласно фиг. 1; при заряде максимально допустимым током со-

Аккумуляторы
749
га\
г*\
г.о\
js Ъо 4
г
ft
у
>
/
/
•~"
jj*
Фиг. 2.
гласно фиг. 2. Чем сильнее ток, тем больше напряжение отличается
от напряжения покоя. Таким образом величина напряжения не
является показательной для состояния заряда (об определении
состояния заряда см. выше заголовок „Кислота", а тякж* данные под
заголовком „Емкость").
Сила тока при заряде и
разряде зависит от величины,
конструкции и способа пользования
аккумуляторами.
Допустимый зарядный ток
равняется току при трехчасовом
разряде. В аккумуляторах для
быстрого разряда (1 — 2 часа)
зарядный ток на 25% выше. Пример см. ниже. При конце заряда
зарядный ток полезно уменьшать (это представляет выгоду также
для заряжающих машин).
Как правило, применяется заряд при постоянной силе тока;
реже при постоянном напряжении и постепенно уменьшающейся
силе тока.
Емкость аккумуляторов определяется числом ампер-часов,
отдаваемых при разрядах до определенного (в среднем 10%)
падения напряжения; при повышении температуры емкость растет. Она
оказывается тем больше, чем медленнее происходит разряд. См.
нижеследующую таблицу для аккумуляторов AFA, в которой емкости
отнесены к трехчасовому разряду, принятому за 1.
Время разряда
Емкость . . .
Конечное напряженна . . а)
(гарантиров. величина) . . Ь)
. .с)
1
0,69
1,75
1,70
1,67
2
0,83
1,75
1,75
1,72
3
1
1,83
1,80
1,78
5
1,11
1,83
1,83
1,80
71/.
1,23
1,83
1,83
1,83
10 час.
1,33
1,83 V
- V
- V
а) для батарей емкостью до 4000 Ah, b) до 750Э Ah, с) до 15 000 Ah.
Коэфициент полезного действия. Хорошие аккумуляторы
возвращают около 90—95% количества электричества (Ah),
затраченного на заряд. Затраченная энергия при аккумуляторах емкостью
до 4000 Ah (по данным AFA) возвращается в пределах 75% при
3—10-часовом разряде и 70% при часовом разряде; при больших
аккумуляторах несколько меньше.
При продолжительных перерывах отдача несколько уменьшается
вследствие саморазряда.
Вес (G в кг). Нижеследующая таблица дает вес одного
готового к работе элемента неподвижной батареи при различной
величине их для трехчасового разряда, а также площадь,
приходящуюся на 1 элемент (F в м2), включая проход для обслуживания
при расположении аккумуляторов на стеллажах на полу.
50
G=22
F=0,12
100
37
0,-2
200
60
0,2
500
145
0,36
1030
295
0,46
2 000
560
0,83
5 000
1350
1,25
10 000
2 600
1,9
15 000 Ah
3 800 л:г/элемент
2,4 лг2/элемент.

750 Т. III. Отд. 10 Электротехника. II. Элементы и аккумуляторы
При данной емкости G и F для другого времени разряда могут быть
пересчитаны согласно данным, приведенным выше под заголовком „Емкость" (см.
также пример).
Тяжелые подвижные батареи для лодок, локомотивов и т. д.
дают около 8 Wh/лгг, легкие для автомобилей дают 25 Wh/кг при
3-часовом разряде.
Пример. Вес батареи в 60 элементов для 110-вольтовой сети при емкости
в 500 Ah, при трехчасовом разряде определяется в 60 X 145=8700 кг.
Требуемая площадь 60 X 0,36 = 21,6 м2, рабочая мощность 110X500=55 000 VVh, или
55 000 : 870J = около 6,3 Wh/лгг.
При часовом разряде емкость аккумуляторов была бы 500 X 0,69=345 Ah (см.
емкость), для 110 вольт необходимо иметь 110 : 1,75 = 63 элемента, так что вес всей
батареи будет 63 X 145 = 9135 кг при НО X 345 = 37 950 Wh или 37 950 : 9135 ==
-= 4,16 Wh/л-г.
Если батарея при часовом разряде должна иметь емкость 500 Ah, то вес
ее, согласно таблице, должен быть приблизительно равен весу батареи на
600 : 0,69 ^ 725 Ah «или около 212,5 X 63 = 13 387 кг, требуемая площадь около
0,405 X 63 = 25,5 м2. Допустимый нормальный ток (см. сила тока) <500 : 0,69) : 3 =
= 725 : 3 = 242 А, макс. 1,25 X 242 == 303 А.
Установка и включение. Аккумуляторы должны
устанавливаться в сухом, вентилируемом, свободном от пыли, прохладном и
защищенном от непосредственного действия солнечных лучей
помещении, в котором следует избегать прокладки труб, железных
консолей и т. п.
Вредные пары близлежащих установок, например двигателей,
работающих на топливе, содержащем спирт, холодильных машин,
винокуренных заводов, фабрик уксуса, а также* пары из стойл для
лошадей и навозных ям, не должны проникать в помещение.
Сосуды должны быть тщательно изолированы от деревянных
стеллажей, на которых они стоят, при помощи фарфоровых ножек; стеллажи должны
быть сильно пропитаны маслом или горячей смолой и должны быть изолированы
от пола стеклянными или фарфоровыми изоляторами. При напряжении свыше
250 V по отношению к земле служебные проходы должны быть покрыты
изолированными мостками. При напряжении свыше 750 V стеллажи и мостки должны быть
укреплены на изоляторах высокого напряжения, стены должны быть покрыты
изолирующими материалами, аккумуляторы должны быть установлены так, чтобы
присоединение к точкам с разностью напряжений свыше 250 V было бы
невозможно. Пол должен противостоять действию кислоты и должен быть либо
покрыт асфальтом с неподвергающимися действию кислоты глиняными
пластинками в местах опоры стеллажей, или из просмоленного дерева, или лучше из
уложенных на цементе неподвергающихся действию кислоты метлахских плит, или
более дешевого клинкера, причем швы 8—10 мм шириной заливаются смесью из
трех частей тринидадского асфальта и двухт частей каменноугольной смолы. Пол
должен быть горизонтальным и представлять прочную и не подвергающуюся изгибу
опору для стеллажей батарей (значительный вес). Следует заботиться о хорошей
вентиляции помещения, в случае необходимости помощью электрического
вентилятора, с поступлением воздуха снизу и с выходом наверху наискось напротив.
Стены, потолки, железные части и т. п. рекомендуется окрашивать светлым
эмалевым лаком, медные провода достаточно покрывать слоем сала. Для наблюдения
за аккумуляторами, испытания их на короткое замыкание и соединение с землей
(помощью вольтметра или лампы накаливания и гальванометра) аккумуляторы
должны быть легко доступны, причем при ширине сосуда свыше 0,75 м доступ
должен быть с обеих сторон. После наполнения кислотой немедленно следует
дать первый заряд продолжительностью, по крайней мере, 35 час. по
специальным предписаниям поставляющего завода.
Уход и ремонт неподвижных батарей. Зарядка может
считаться оконченной, когда на обеих пластинках наступает выделение
газов, которое должно быть равномерным и начинаться во всех сосудах

Аккумуляторы
751
одновременно: запаздывание в каком-либо из сосудов может быть
обусловлено коротким замыканием или неправильным положением
элементного коммутатора. Время от времени заряд следует
производить с перерывами по инструкции завода. Уровень кислоты должен
всегда поддерживаться выше верхнего края пластинок путем
доливания дестиллированной водой, или, реже, химически чистой серной
кислотой удельного веса 1,18. Кислоту следует прибавлять только
в тех случаях, когда, несмотря на заряд с паузами, не может быть
достигнут требуемый удельный вес. Слишком продолжительный
заряд ведет к истощению положительной пластины, недостаточный
* заряд вызывает преждевременное искривление и набухание ее и
выпадание массы из отрицательной пластины. В буферных батареях
отдача энергии не должна вести к образованию газов.
Разряд должен бьпь прекращен после использования Ah,
соответствующих гарантированной для батареи емкости, что при полном
разрядном токе определяется по падению напряжения ниже
установленной величины, а при слабом разряде может быть определено
только по плотности кислоты (см. стр. 748).
Необходим регулярный осмотр каждого отдельного сосуда,
очистка стеллажей, изоляторол и сосудов снаружи, а внутри —
очистка от осадков, образующихся на дне вследствие естественного
износа пластин. Осадки должны удаляться ранее, чем они достигнут
нижнего края пластин, что производится большею частью при
помощи специальных насосов.
Слишком частый сильный разряд, недостаточный заряд,
несвоевременное устранение коротких замыканий между пластинками или
недостаточно чистая жидкость для пополнения убыли кислоты ведут
к повреждению аккумуляторов.
Положительные пластинки имеют склонность к искривлению и
к выпадению действующей массы, которая вследствие
дополнительного формования возобновляется до тех пор, пока не будет
потеряна механическая прочность.
Применение и схема соединений (подробно см. главу VII,
стр. 951 и дальше).
Ь) Щелочные аккумуляторы
Эдисоновские аккумуляторы (в Германии выполняются фирмой Deutsche
Edison-Akkumulatoren Company, Berlin). Благодаря незначительному весу и обьему,
нечувствительности к грубому механическому обращению и к сильным
колебаниям разрядного тока, применяются для аккумуляторных тележек,
грузовиков, локомотивов, лодок, телеграфии и телефонии. Сосуды изгоювляются
закрытыми из никелированны* стальных листов. Действующими составными частями
являются железо и никель в 21^0-ном растворе едкого кали, удельный вес 1,2 кг/дм9.
Процесс протекает согласно уравнению 2Ni (OH)3+ КОН + Fe = 2Ni (OH)2-f КОН -f-
-i- Fe (OH)2. Напряжение при заряде поднимается с 1,6 до i,8 V, при
разряде напряжение падает с 1,4 до 1 V, составляя в среднем 1,2 V при нормальной
работе аккумуляторов. Время заряда составляет, смотря по типу, от 4
до 7 час. Время разряда от 4 до 5 час. При семичасовом заряде и
пятичасовом разряде зарядный ток равен соответствующему разрядному. Для
ускорения времени заряда аккумуляторов, или для дополнительного их заряда,
допустимо кратковременное повышение разрядного тока в 4 — 6 раз, смотря по
величине соответствующего типа. Точно так же оказывается безв/едным кратко-

752 т- П1. Отд. 10. Электротехника. II. Элементы и аккумуляторы
временное повышение разрядного тока в 3—4 раза и разряд аккумуляторов"
до О V.
коэфициент полезного действия при нормальном разряде
в отношении к числу Ah составляет около 71°/0, а в отношении к Wh — около 51°|0
для аккумуляторов, данные о которых имеются в проспектах указанной фирмы.
Для наиболее крупных типов, «во данным фирмы, эти значения подымаются до 86
и соответственно бЭ'/о. Мощность по отношению к весу заряженной батареи
составляет около 20 — 24 Wh/лгг.
В заряженном состоянии аккумуляторы могут без вреда долгое время стоять
без повторного заряда.
Аккумуляторы Юнгнера —• NIFE-аккумуляторы. Изготовляются шведской
фирмой Ackumulator Aktiebolaget Jungner, Stockholm, no конструкции похожи на
аккумуляторы Эдисона. Электролит, как в последних, КОН 21 >/0, в лимиче-
ских превращениях участия не принимает, вследствие чего необходим в очень
незначительных количествах. Положительный полюс Ni(OH)3, смешанный с
графитом, отрицательный — кадмий и железо, в виде тонкого порошка. При
заряде напряжение повышается от 1,4 до 1,8 V Разрядное напряжение падает от
1,3—1,4 до 1,1 V. По данным фирмы коэфициент полезного действия в отношении
к Ah составляет 75°/0, в отношении Wh около бО'/о: мощность, отнесенная к весу,
составляет около 20 Wh/лгг. Короткие замыкания и чрезмерные заряды не оказывают
вредного влияния. Саморазряжение мало. При нормальном разрядном токе разряд
должен быть прекращен при напряжении 1,1 V на элемент.
Аккумуляторы Вольфа 5) фирмы Friemann & Wolf, Zwiekau в существенном
не отличаются от аккумуляторов Юнгнера.
с) Регулирование напряжения
Так как напряжение аккумуляторов при заряде колеблется в весьма
широких пределах, процесс заряда и разряда должен проводиться
при соответствующем регулировании напряжения. В первом случае
регулируется напряжение заряжающей машины, во втором случае —
при помощи элементного коммутатора — может быть включена и
выключена часть аккумуляторных элементов. Коммутатор может
работать автоматически при помощи реле. В тех установках, где
аккумуляторы дают ток и заряжаются только в течение очень
короткого промежутка времени (буферные бзтареи), и где,
следовательно, поддержание постоянного определенного напряжения
батареи не имеет большого значения, последняя обычно включается
параллельно шунтовым генераторам без специального элементного
коммутатора.
Полное число элементов батареи z определяется
следующим образом:
z=(£ + emax):e,
где Е — требуемое напряжение в точках потребления,
в —максимальное имеющее место падение напряжения" в сети,
а — наиболее низкое напряжение одного аккумулятора.
Последнее принимается:
в общих случаях е = 1,83 V,
в осветительных установках е = 1,87 V,
для буферных батарей s — 2—2,1 V.
1) ETZ, 1929, стр. 1111.

Аккумуляторы 753
Количество выключаемых элементов zs = z — zu
если zx представляет число элементов, не подлежащих выключению.
При простом элементном коммутаторе для числа
не подлежащих выключению элементов принимают в расчет
максимальное разрядное напряжение, которое может быть взято
равным 2,1 V. При двойном элементном коммутаторе (фиг. 3 — 6,
стр. 952—955) максимальное зарядное напряжение, которое
может быть принято, 2,75 V.
Если emin представляет потерю напряжения при минимальной
нагрузке сети, то для числа элементов батареи получим следующие
данные:
Число элементов
не подлежащих
выключению
Е "Т" emin
01 - "Т75
Таким образом число выключаемых элементов при двойном
элементном коммутаторе значительно выше.
Число контактов коммутатора как при простом, так и при
двойном коммутаторе может быть меньше числа подлежащих
выключению элементов, если допустимы колебания напряжения около 4 V,
что может иметь место в установках с напряжением 220 V и более.
В противном случае должны быть предусмотрены вспомогательные
элементы, или вспомогательные группы, для присоединения между
каждыми двумя контактами коммутаторов, что дает промежуточную
ступень напряжения.
В трехпроводной установке вышеуказанные правила
действительны для каждой половины сети.
Зарядное напряжение и добавочное
напряжение (стр. 748). Так как максимальное зарядное напряжение для
одного аккумулятора составляет 2,75 V (до 2,85 V при заряде полным
током), то необходимое зарядное напряжение батареи составляет
Et = 2,75 z вольт.
Столь большое напряжение на один элемент требуется только
при первом заряде и может быть достигнуто либо переключением
батареи на несколько параллельных групп, либо путем
кратковременного повышения числа оборотов заряжающей машины. При
нормальном заряде к моменту максимального • напряжения
выключаемые элементы, которые подвергаются меньшему разряду, могут
быть выключены; при обычных условиях в числе около 15%
нормального количества элементов. При этом для заряда отстающих
элементов необходимо максимальное напряжение /^ = 0,85 «2,75z вольт.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 48

754 т- 1П- 0тД- 10- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Если заряд выполняется с помощью специальных вольтодоба-
вочных машин (стр. 952), то при условии, чтобы в течение заряда
лампы горели при нормальном напряжении, дополнительное
напряжение ez должно равняться:
е=Е, — (Е-\-е . ).
z I * mm'
Автоматические зарядные установки для свинцовых аккумуляторов
(например для телефонных установок и для аккумуляторных
тележек) могут быть устроены при помощи зарядных переключателей,
например по системе Pohler'a1).
III. Электрические генераторы и двигатели
А. Основные определения и классификация электрических
машин
(Согласно правилам и нормам для испытания электрических машин, одобренных
IX Всесоюзным электротехническим съездом с редакционными исправлениями,
одобренными ЦЭС 2)
Статор есть неподвижная активная часть машины.
Ротор есть вращающаяся активная часть машины.
Примечание. В машинах с неподвижными полюсами вращающаяся
активная часть называется также якорем.
а) Классификация электрических машин по роду их функций
1. Электрическим генератором называется всякая вращающаяся
машина, превращающая механическую энергию в электрическую.
2. Электродвигателем называется всякая вращающаяся машина,
превращающая электрическую энергию в механическую.
3. Двигатель-генератором называется агрегат, состоящий из двух
или нескольких механически связанных машин-двигателя (или двигателей)
постоянного или переменного тока и генератора (или генераторов) постоянного или
переменного тока и служащий для преобразования одного рода электрической
энергии в другой.
4. Вольтодобавочной машиной (или бустером) называется
генератор, включенный последовательно в какую-нибудь цепь для изменения ее
напряжения. Вольтодобавочная машина может приводиться в движение как
отдельным электродвигателем, так и иным спсообом.
5. Одноякорным преобразователем называется машина,
служащая для преобразования переменного тока в постоянный и обратно в одном
якоре.
6. Каскадным преобразователем называется агрегат, служащий
для преобразования переменного тока в постоянный и обратно и представляющий
комбинацию из связанных механически и электрически асинхронного двигателя и
машины постоянного тока.
7. Преобразователем частоты называется машина или агрегат из
двух машин, которая превращает электрическую энергию переменного тока одной
частоты в электрическую энергию переменного тока другой частоты, с
изменением или без изменения числа фаз и напряжений.
В том случае, когда функции преобразователя частоты выполняются двига-
*) ETZ 1926, стр. 999; 1930, стр. 1257 и ел.
а) Правила и нормы, одобренные IX Электротехническим съездом.

Определения и классификация электрических машин 755
телем-генератором, последний получает название „двигатель-генератор для
преобразования частоты".
8. Фазным преобразователем называется вращающаяся машина
или комбинация из нескольких, связанных электрически машин, служащая для
преобразования одного числа фаз в другое. При этом частота тока остается одной
и той же, величина же напряжения мэжет изменяться.
9. Синх.ронным или асинхронным компенсатором
называется машина, предназначенная для питания реактивной мощностью системы,
к которой она присоединена.
10. Фазным компенсатором называв!ся возбудитель асинхронных
машин.
Ь) Классификация электрических машин в отношении их назначения и
конструкции
1. Коллекторной машиной постоянного тока называется
машина, состоящая из якоря и связанного с ним коллектора и системы
возбуждения неизменной полярности.
2. Униполярной машиной называется машина постоянного тока,
в которой проводники якоря пересекают магнитное поле одного и того же
направления в течение полного оборота.
3. Синхронными машинами называются машины переменного
тока, возбуждаемые постоянным током и предназначенные для работы с частотой,
строго соответствующей числу оборотов.
4. Альтернатором называется однофазный или многофазный
синхронный генератор переменного тока.
5. Турбоальтернатором называется синхронный генератор
(переменного тока), предназначенный для соединения с паровой турбиной и обладающий
неявно выраженными полюсами в роторе (индукторе).
6. Асинхронными (индукционными) машинами называются
бесколлекторные машины переменного тока, возбуждаемые со стороны первичной
цепи переменным током, имеющие электрически независимые первичную и
вторичную обмотки и вращающиеся с изменяющейся в зависимости от нагрузки,
скоростью.
7. Коллекторными машинами переменного тока
называются машины, имеющие ротор (якорь) и связанный с ним коллектор и систему
возбуждения переменной полярности.
с) Классификация машин по способу возбуждения
1. Машинами с самовозбуждением называются такие машины, которые
возбуждаются индуктированным в них током.
2. Машины с независимым возбуждением называются такие машины, которые
получают возбуждающий ток от совершенно независимого источника.
Машины с возбудителем на валу называются машинами с собственным
возбудителем.
d) Классификация двигателей по скоростным характеристикам
1. Двигателями с постоянной скоростью называются такие
двигатели, в которых скорость вращения не зависит от нагрузки (например
синхронный двигатель).
2. Двигателями сшунтовой характеристикой называются
такие двигатели, в которых скорость вращения при увеличении нагрузки
изменяется незначительно (например шунтовые двигатели постоянного тока и
асинхронные двигатели).
3. Двигателями с сериесной характеристикой называются
такие двигатели, скорость вращения которых в сильной мере зависит от нагрузки,
причем увеличению нагрузки соответствует падение скорости (к числу таких
двигателей могут быть отнесены, например, двигатель постоянного и переменного
тока с последовательным возбуждением и репульсионные двигатели).
4. Двигателями с несколькими ступенями скорости
называются такие двигатели, которые могут работать только при нескольких опре-
48*

756 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
деленных ступенях скорости. На каждой из указанных ступеней двигатель
работает или по шунтовой характеристике (например асинхронный двигатель с
изменением числа полюсов), или при постоянной скорости (например синхронный
двигатель с изменением числа полюсов).
5. Двигателями с регулировкой скорости называются
двигатели, скорость вращения которых для одной и той же нагрузки можно изме*
нять в некоторых пределах.
е) Классификация машин по системам охлаждения
1. Машиной с естественным охлаждением называется такая
машина, охлаждение которой достигается или вентилятором, или каким-нибудь
специальным приспособлением, составляющим с вращающейся частью машины
одно целое.
2. Машиной с самовентиляцией называется такая машина,
охлаждение которой достигается или вентилятором, или каким-нибудь специальным
приспособлением, составляющим с вращающейся частью машины одно целое.
3. Машиной с посторонним охлаждением называется такая
машина, в которой охлаждающая среда (газообразная или жидкая) подается
специальным приспособлением (вентилятором или насосом), работающим независимо
от машины.
Этот класс машин делится на три категории:
a) машины с воздушным охлаждением;
b) машины с замкнутой циркуляцией газа;
c) машины с водяным охлаждением.
f) Классификация машин по способу защиты
1. Открытые машины.
Открытой машиной называется такая машина, в которой вращающиеся и
токоведущие части не имеют специальных защитных приспособлений.
2. Защищенные машины.
a) Защищенной машиной называется такая машина, у которой
обмотки и другие части, находящиеся под напряжением или в движении, защищены
от случайного прикосновения или проникновения внутрь машины посторонних
тел. но таким образом, что свободный обмен воздуха между машиной и
окружающей средой не нарушен. Против пыли, влажности и газов, содержащихся в
воздухе, этот род машины является незащищенным.
b) Защищенной от попадания капель сверху (капежа)
машиной называется такая, которая, кроме защиты, согласно пункту „а", имеет
приспособление, исключающее возможность попадания в машину жидкости и грязи
сверху.
c) Защищенной от дождя и брызг называется такая>машина,
которая, кроме защиты, согласно пункту „а", имеет приспособления, предохраняющие
от проникновения внутрь машины водяных капель и струй любого направления.
3. Закрытые машины.
a) Закрытой машиной называется такая, которая, не будучи абсолютно
герметической, не имеет никаких других отверстий, кроме отверстий для
болтов, скрепляющих отдельные механические части, и для вывода проводов, или же
имеет только отверстия, которые защищены крышками, препятствующими
проникновению воздуха из машины в окружающее пространство и обратно.
b) Закрытой вентилируемой машиной называется закрытая
машина с независимым охлаждением. Охлаждающая среда проводится посредством
труб или других аналогичных приспособлений.
c) Герметически закрытой машиной называется машина,
имеющая плотно закрытый корпус, не допускающий проникновения влаги внутрь машины
при полном погружении ее в воду в течение 4 час.
4. Машины с защитой против взрыва.
а) Машиной с защитой против взрыва называется машина,
снабженная специальным кожухом, который должен противостоять взрывам газа
внутри машины и не передавать пламени воспламеняющемуся газу вне ее и
наоборот»

Номинальные значения величин
757
Ь) Машиной спротивовзрывной защитной оболочкой
для колец называется такая машина, в которой кольца и щетки заключены
в специальный кожух, могущий противостоять взрыву газов внутри его и
препятствующий выбиванию пламени наружу.
g) Номинальные значения величин
Условия работы машин характеризуются теми значениями мощности,
напряжения тока, числа оборотов, коэфициента мощности, частоты, для которых
машина построена и которые указаны на щитке машины.
Как этим значениям, так и другим, вычисленным по ним, приписывается
наименование „номинальных".
Номинальной мощностью электрических машин
называется мощность, которую машина должна развивать или отдавать при своем
номинальном режиме.
Номинальная мощность генераторов постоянного
тока определяется на зажимах машин и выражается в ваттах (W) или
киловаттах (kWj.
Номинальная мощность альтернаторов определяется на
зажимах машины и выражается в вольтамперах (VA) или киловольтамперах (kVA).
Номинальной мощностью электродвигателей
называется механическая мощность на валу машины, выраженная в ваттах (W) или
киловаттах (kW).
Номинальным напряжением называется напряжение, указанное
на щитке машины, которое машина должна развивать на своих зажимах, или при
котором она должна работать при условии, что остальные величины,
характеризующие режим машины, также имеют номинальные значения.
Данные относительно напряжения машины относятся к эффективным
значениям его.
Если нет особых указаний, то напряжение всегда означает для трехфазных
машин — сопряженное (линейное) или междуфазное напряжение, а для
двухфазных машин — напряжение между проводами одной и той же фазы.
Номинальной силой тока машины называется сила тока,
указанная на щитке ее и определяемая нв основании номинальных значений кажущейся
мощности и напряжения.
Номинальным числом оборотов машины называется число
оборотов в минуту, обозначенное на щитке машины и соответствующее
номинальному режиму машины.
Номинальным коэфициентом мощности (cos 9) называется
отношение номинального значения активной мощности к номинальному значению
кажущейся мощности (табл. 1).
Таблица 1. Нормальные номинальныг напряжения в вольтах для машин
Постоянный ток
Нормальное
рабочее
напряжение
110
220
440
Номинальное
напряжение

генераторы
115
230
460
двигатели
ПО
220
440
Трехфазный ток 50 пер/сек
Нормальное
рабочее
напряжение
120
220
330
500
3 000
6 000
10000
Номинальное
напряжение

генераторы
230
400
525
3150
6 300
10 500
двигатели
120
220
380
500
3000
6000
10 000

758 T- nI- 0тД* 10- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Таблица 2. Нормальное число оборотов') для машин переменного тока
при 50 пер/сек
Q
с
о ю
ч о
К 2
З4 ч
2
4
6
03
о
н
о о
5 §<
К \о
3* о
3 04)
1500
1000
6
к
о to
ч о
к 2
F ч
8
10
12
03
о
е-
о о
ч о.
о о
J5 *>
У о
750
600
500
о
с
О 03
ч о
О О
s 2
:г ч
16
20
24
03
о
н
о о
5 &
J5 о
IT о
375
300
250
о
с
О 03
ч о
s 2
Т ч
23
32
3tf
03
о
н
2 о
1 §■
►5 *о
ЕГ о
2/4
188
167
о
с
О 03
ч о
о о
к 2
V ч
40
48
56
03
о
н
о о
Ч о,
У о
J5 «
3* о
150
125
107
о
с
о вз
ч о
о и
х 2
У ч
64
72
80
аа
о
и
о о
3 о
5 >о
У о
94
83
75
Фиг. 1.
Форма выполнения электрических машин обозначается
согласно DIN VDE 2950 следующим образом: машины без
подшипников — А± — Л3, с подшипниковыми щитами — Вх — Б?|
машины с подшипниковыми щитами и с подшипниками на
стойках — Сх — С4, с подшипниками на стойках — Dt — Du, машины
с вертикальными валами — Vt — V7» машины с вертикальными
валами для соединения с гидравлическими турбинами — Wx —
W$, двигатель-генераторы—Mgx — Mg$, вращающиеся
преобразователи (умформеры) — Ui — U2.
Высота вала машины, согласно DIN VDE 2940 (табл. 3).
Таблица 3. Высота вала машины h в мм (фиг. 1)
52
100
190
360
630
56
105
200
330
720
60
112
210
400
760
64
118
225
425
800
68
125
235
450
850
72
132
250
475
900
75
140
265
500
950
80
150
280
530
1000
85
160
300
560
90
170
320
600
95
180
340
640
Величин, отмеченных курсивом, следует по возможности избегать.
N
Крутящий момент машины в кгм\ Md = 973—;для
двигателей N— отдаваемая мощность в kW, для генераторов —
потреблю N
ляемая из сети; Mdtt —, если N дано в ваттах.
Для асинхронных двигателей Md =
N
где ns — синхронное
число, оборотов.
Синхронное число оборотов
60«/
:' Р '
где / — частота,
р — число пар полюсов (стр. 800).
*) Приведенные значения относятся к синхронным числам оборотов.
Отмеченных курсивом значений следует по возможности избегать.
Для 25 пер/сек число оборотов соответствует половине, для 16% пер/сек
соответствует У» приведенных значений. В машинах постоянного тока придерживаются,
насколько возможно, тех же чисел оборотов.

Машины постоянного тока 759
В. Машины постоянного тока
а) Общие данные
Объяснение терминов: возбуждение, стр. 755, номинальные напряжения,
стр. 757, номинальные числа оборотов, стр. 757.
Измерения в машинах постоянного тока, стр. 924 и дальше.
Потери и коэфициент полезного действия, стр. 937.
Обозначение зажимов в машинах постоянного тока (включая пусковые и
регулирующие реостаты), принятое в Германии:
Якорь • А — В
Шунтовые обмотки • С — D
Последовательные обмотки Е — F
Обмотки добавочных полюсов или
компенсационные обмотки G — Н
Постороннее возбуждение /—К
Провод, независимо от полярности L
Сеть двухпроводная (отрицательный и
положительный полюс) N — Р
Сеть трехпроводная N — О — Р
Сеть нулевой провод О
Пусковой реостат ••.... L, М, /?
Реостат в цепи возбуждения (s соединено
со скользящим контактом) s — t
Контакт реостата, соответствующий
выключению тока • Ч
Причем подлежат соединению:
L с N или Р,
М с С или D (в случае необходимости через реостат в цепи возбуждения),
/? с А или В, Е, F, G, Н — смотря по схеме соединения,
к С или D — при самовозбуждении,
s с /или К — при возбуждении от постороннего источника,
q с D или С.
Обозначения. В дальнейшем применены обозначения:
Е — электродвижущая сила (э. д. с.) [VJ,
U — напряжение у зажимов [V],
1а — сила тока в якоре [А],
Ра — сопротивление якоря [2],
1е — сила тока в обмотке возбуждения [А],
Re — сопротивление обмотки возбуждения [2],
N — мощность в kW,
п — число оборотов в минуту,
/— сила тока во внешней цепи [А],
/? — сопротивление внешней цепи [2].
Союзные нормы — электротехнические правила й нормы,
утвержденные ВЭС и одобренные ЦЭС, 1931 г.
Перечень норм (германских): DIN VDE 1999.
Номинальные мощности, числа оборотов и коэфициенты
полезного действия для открытых двигателей постоянного тока
нормированы по DIN VDE 2000х), для открытых двигателей
постоянного тока с регулировкой числа оборотов по DIN VDE 2001х).
Для открытых генераторов постоянного тока по DIN VDE 2050.
Значения табл. 4 (стр. 60) заимствованы в DIN VDE 2000.
х) ETZ 1922, стр. 553; 1923, стр. 252.

760 т- 1И. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Таблица 4. Мощность, коэфициенты полезного действия и числа
оборотов моторов постоянного гока (по нормам VDE 2000)
Мощность
в kW
0,2
0,7
1,0
5
10
50
80
100
Коэфициенты полезного действия при ПО, 220,
при числе оборотов в минуту
2800
68
73
75
82
_
—
—
—
2000 1 14С0
67
74
75
82
84
—
—
—
66
72
74
82
84
88,5
—
—
950 | 750
62
70
72
80
83
88
90
91
_
—
—
79
82
88,5
89,5
90
600
_
—
—
78
81
88
89
440 V
500
—
_
76
80
87
—
Другое соотношение для коэфициентов полезного действия
дает Фише р-Г и н н е н *) для средних чисел оборотов и для
„удельной мощности" Ns = N-\Q00/n, т. е. для мощности, отнесенной
к 1000 об/мин.
Таблица 5. Коэфициенты полезного действия двигателей постоянного тока
(по Фише р-Г и н н е н у)
N.
-
0,5
,74
1
77
2 | 4
80 I 83
8 | 15
85 | 87
30 | 60
88,б| 90
120| 24о| 50o|lOOO
90,5, 91 |91,5| 92
2000
92,5
4000
I 93
8000
93,5
16 00Э kW
94
Вес открытых машин постоянного тока.
G = C(N: я)3/*кг; N в ваттах.
С = 60—65 для машин с подшипниками во фланцах (0,5 до 100 kW) с
самовентиляцией;
С = 68 до 72 для машин с двумя отдельными подшипниками (100 до 150 kW);
С = 80—85 для машин с тремя подшипниками (150—300 kW).
b) Конструкция и способ действия машин постоянного тока
На статоре расположены полюса с обмоткой возбуждения
для создания магнитного поля. На роторе (якоре) расположена
обмотка, в которой при вращении его возбуждается э. д. с.
Коллектор и щетки служат в генераторе для отвода тока из якоря во
внешнюю цепь, в двигателе — для подвода тока извне.
1. Статор и обмотка возбуждения. Фиг. 2 дает магнитную
цепь машины постоянного тока. Если магнитный поток Ф
(полезный поток) и Фт = 1,1 до 1,3 Ф (соответственно рассеянию
полюсов от 10 до 30%), а также отдельные поперечные сечения и длина
*) J-ehrbuch fur Elektro.echniker, Zurich 1922, A, Raustein,

Машины постоянного тока: якорь
761
Ялйстинчатыи,
Л<?люс
Фиг
участков известны, то по стр. 728 может быть определено полное
число ампер-витков вш, которые необходимы, чтобы протолкнуть
этот поток Ф или соотв. Фт через магнитную цепь.
Соответствующее число ампер-витков должно быть создано обмотками
возбуждения обоих
входящих в цепь полю*
сов.
Ток возбуждения
берется или от самой
машины —
самовозбуждение, или от специального
возбудителя (машины с
возбудителем) или,
наконец, от постороннего
источника тока —
независимое возбуждение. Катушки возбуждения наматываются на
каркасы или обматываются хлопчатобумажной лентой. Полюса
большей частью состоят из склепанных штампованных листов (фиг. 3),
ярмо из чугунного или стального литья.
2. Якорь и якорные обмотки. Для уменьшения потерь в
железе вследствие перемагничивания (стр. 724) якорь составляется из
штампованных изолированных друг от друга бумагой или лаком
железных листов (толщиной 0,5 мм). В пазах его, большей частью
открьпых, размещается обмотка якоря (полузакрытые пазы
применяются лишь для машин с ручной обмоткой).
В небольших машинах якорное железо может укрепляться
непосредственно на валу (фиг. 4). Для охлаждающего воздуха
могут 'быть предусмотрены в пластинах два или три выреза,
благодаря чему образуется канал вдоль якоря. При больших диаметрах
якоря необходимы особые, соответственным
образом сконструированные, ступицы из чугуна или
стального, литья.
Для лучшего охлаждения якорь разделяется
на пачки шириной 7—10 см, которые отделены друг
от друга каналами для воздуха шириной в 8—15 мм.
Каналы для воздуха образуются при помощи
распорок, припаянных или приваренных к несколько
более толстым крайним листам пачек, если охла-
Фиг. 4. ждение не производится с помощью осевых
охлаждающих каналов. Пазы закрываются сверху
клиньями из фибры или дерева. Заменой последних в небольших
машинах служат бандажи из стальной проволоки, которые
воспринимают центробежную силу обмоток. Головки якорных соединений
(лобовые соединения) также предохраняются от действия
центробежной силы стальными бандажами.
Показахелем использования якоря является величина коэфи-
циента С в уравнении:
N--
(-°У i -JL
V 100 / 100
киловатт.

762 T- I11- ОтД- i0- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
где: D — диаметр якоря [см],
I — длина железа якоря [см],
п — число оборотов в минуту,
N — мощность [k"W],
С — при нормально применяемых числах оборотов приблизительно равно:
от0,5 до 1,0 при диаметре якоря от 4 до 10 см
» 2,0 „ 3,0 „ „ „ „ 40 „ 80 „
„ 4,0 „ 5,0 „ „ „ „ ЮО „ 200 .
Э. д. с, индуктирующаяся в якоре, равна:
£=(йШг-ф-1о~8=с-"фвольт'
где: р — число пар полюсов машины,
а — „ „ параллельных цепей,
Z — „ активных проводов якоря.
Якорная обмотка бывает петлевая [параллельная обмотка
(фиг. 5)], волновая [последовательная или сериесная обмотка
(фиг. 6)] и последовательно-параллельная обмотка. Обмотка выпол-
Фиг. 5.
Фиг. 6.
пяется большей частью таким образом, чтобы стороны катушек
могли быть совместно изолированы и вместе лежали в одном и
том же пазу. Если это не имеет места, то мы имеем дело со
ступенчатой, применяемой, например, при тяжелых
условиях коммутации.
При параллельной обмотке число щеточных
штифтов (стержней) должно быть равно числу
полюсов 2р. При последовательной обмотке число
щеточных штифтов может быть уменьшено и
их можно иметь только два. Общее число
проводов z обусловлено электродвижущей силой,
которая должна образоваться в якорной обмотке.
Распределение этого числа проводов по катушкам,
пазам и т. д. производится на основании
определенных правил обмотки *) для того, чтобы якорная
обмотка была выполнима с технической точки
зрения и отвечала условиям надежности работы. Каж-
состоит из двух проводов, а якорная катушка
Фиг. 7.
ДЫЙ ВИТОК
состоит из нескольких виткоб. Стороны каждой якорной катушки
х) А г п о 1 d-L а С о u r, Die Gleichstrommaschinen, I Bd., 3. Aufl., Berlin 1919,
J, Springer. — R i с h t e r, Eiektrische Maschinen, I Bd., Berlin 1924, J. Springer.

Машины постоянного тома: якорь
763
находятся друг от друга на расстоянии приблизительно одного
полюсного шага, причем одна находится в нижней части паза
(нижний стержень), а другая — в верхней части соответствующего
паза (верхний стержень, см. фиг. 7). Катушки якорной обмотки
больших машин содержат часто только один виток; провода
тогда носят также название стержней. Поперечное сечение
проводов или стержней зависит от силы тока, протекающего
в стержнях при нормальной работе.
По способу изготовления различают ручные обмотки,
шаблонные и стержневые.
При ручной обмотке катушки ее наматываются
непосредственно на якорь (укладываются во впадинах), при шаблонной
обмотке они изготовляются вне якоря на шаблонах.
Для выравнивания неизбежной некоторой неравномерности
применяются часто при параллельной и многократных обмотках
(последовательно-параллельные обмотки) уравнительные или
эквипотенциальные соединения, связывающие между
собою определенные точки обмотки, по которым и протекает
уравнивающий ток.
3. Реакций якоря. Распределение магнитной индукции в
междужелезном пространстве машины постоянного тока изображается
кривой
магнитного поля. Послед- , , .
Фиг. 8. фИГ> д.
искажается, и нейтральная зона, т. е. точка, в которой кривая
магнитного поля проходит через нуль, смещается, так как ампер-витки
якоря Ьа вызывают в нем поле, которое при несдвин^тых щетках
пространственно расположено перпендикулярно к оси главного
поля (фиг. 8). Максимального значения магнитное поле достигло бы
в середине междуполюсного пространства, если бы там как раз
не была ничтожно мала магнитная проводимость и поэтому не
вызывалась бы седловина в кривой якорного поля. Это фиктивное
якорное поле Фа> слагаясь с главным полем Ф0, образует
равнодействующее магнитное поле Ф (фиг. 9), которое уже одно

764 T- HI. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
влияет на появление э. д. с. в обмотке якоря (полезный поток).
При сдвиге щеток часть якорного потока непосредственно
действует размагничивающим образом (реакция якоря). В этом
случае э. д. с. и вместе с этим напряжение на зажимах (в
генераторе) понижается при нагрузке больше, чем это соответ-
Фиг. 10,
!ГЭк-
ствовало бы омическому падению напряжения. Но даже в том
случае, когда нет сдвига щеток, например, при машинах с
добавочными полюсами (см. ниже), у машины постоянного тока
получается уменьшение магнитного потока вследствие того, что при
искажении магнитного поля под влиянием якорного поля
увеличение числа линий индукций на одном краю полюса, вследствие
насыщения полюса, не соответствует убыли
линий на другом краю полюса (реакция
якоря).
4. Компенсационная обмотка. При
тяжелых условиях работы, например, при
трамвайных генераторах, генераторах для работы по
схеме Леонарда (II т., стр. 786), а также
при моторах с широкой
регулировкой числа
оборотов, необходимо реакцию
якоря уничтожить
применением
компенсационной обмотки,
расположенной на полюсных баш-
маках машины. Ампер-витки ^t;
компенсационной обмотки
должны оказывать
действие, прямо
противоположное действию ампер-
чтобы действие последних уничтожалось и
чтобы якорное поле не могло образоваться (фиг. 10).
Компенсационная обмотка должна питаться рабочим током
машины (током нагрузки).
5. Коммутатор и коммутация (перемена направления тока).
Концы якорных обмоток подводятся к коллекторным
пластинам и там соединяются друг с другом. Эти коллекторные
пластины изолированы одна от другой пластинками слюды толщи-
Фиг. 11.
витков якоря, так,
Главный полюс
Фиг. 12,

Машины постоянного тока: коммутация 765
ной от 0,7 до 1,5 мм. Напряжение между двумя коллекторными
пластинами должно быть настолько ниже напряжения вольтовой
дуги, чтобы опасность возникновения устойчивой дуги была
совершенно исключена « 25 V).
При этом следует принять во внимание, что при нагрузке
распределение напряжения на коллекторе меняется соответственно
искажению магнитного поля. При прохождении якорных проводов
через нейтральную зону, т. е. когда они при неискаженной кривой
магнитного поля проходят через середину междуполюсного
пространства, наступает, вследствие вращения коллектора, перемена
направления тока в этих проводниках, причем щетка замыкает
накоротко две соседние пластины коллектора и лежащую между
ними часть обмотки.
Так как при прохождении тока по проводу, в особенности,
когда, он частично находится вблизи железа, образуется вокруг
него магнитное поле Ф8> то это поле рассеяния должно в
момент короткого замыкания витков щеткой менять свой знак,
вследствие чего в проводе и в относящемся к нему витке
индуктируется электродвижущая сила
ew = —*^==2va wAfit-10-6 [V], реактивная э. д. с,
где v — окружная скорость якоря [м1сек\,
w — число витков катушки обмотки,
/ ампер-проводники \
А — линейная плотность тока [ ,
s \см окружности якоря У
/- длина железа якоря [см],
С ■— постоянная, равная от 6 до 9, зависящая от 'формы паза,
междужелезного пространства, рода обмотки и пр.
Эта э. д. с, переходя определенные пределы, вызывает искро-
образование под сбегающим краем щетки; величина э. д. с. зависит
от силы тока в якоре и от скорости вращения последнего. В случае
нарушения упомянутых пределов следует принять меры к
улучшению коммутации особыми вспомогательными средствами,
сводящимися к тому, чтобы в том месте, где меняется направление тока
в проводе якоря, создать магнитное поле, индуктирующее в проводе
э. д. с. вращения, равную и противоположную реактивной э. д. с.
и уничтожающую эту последнюю; таким образом устраняется
причина искрообразования. Это магнитное поле получалось ранее
(в машинах без дополнительных полюсов) путем сдвига щеток за
пределы действительной нейтральной линии (фиг. 11 *) (при
генераторе по направлению вращения, а при двигателе в
противоположном направлении), т. е. коммутация производилась в
подходящей области главного магнитного поля.
В новейших машинах применяют вспомогательные
полюса (добавочные полюса) между главными полюсами,
*) Изображение полей линиями определенного направления и сложение их
наподобие сложения сил является лишь приблизительно точным, так как якорь,
неравномерно окружен железам.

766 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
которые так возбуждаются током нагрузки, протекающим в их
обмотке, что в междужелезном пространстве вызывается
соответствующей величины поле коммутации. Индукция под
дополнительным полюсом равна
Благодаря последовательному включению добавочных полюсов
достигается то, что величина вспомогательного поля всегда
соответствует образуемому током нагрузки напряжению коммутации. Для
правильной коммутации требуется, чтобы коллектор сохранял
свою цилиндрическую форму, чтобы щетки не дрожали от
сотрясения (неуравновешенность якоря) и чтобы изнашивание прокладок
слюды происходило равномерно с изнашиванием медных
коллекторных пластин. Очень часто поэтому приходится особым
приспособлением выскребать слюду между коллекторными пластинами, особенно
при больших окружных скоростях коллектора.
Заключение о степени совершенства коммутации производится
не столько по искрению под щетками, сколько по состоянию
коллектора в процессе длительной работы машины. Последний должен
► быть хорошо и равномерно зашлифован. Часто улучшение
коммутации может быть достигнуто применением другого сорта щеток.
6. Щетки и щеткодержатели. Степень совершенства
коммутации в очень большой степени зависит от щеткодержателей и
сорта применяемых щеток1). Щеткодержатель при помощи пружины
должен так прижимать щетку к поверхности коллектора, чтобы
щетка следовала за малейшими отклонениями этой поверхности от
цилиндрической формы.
Давление щеток в машинах нормального типа составляет от
100 до 200 г/см2, для крановых электродвигателей от 200 до 300 г/см2
и для тяговых электродвигателей до 400 г/см2.
Радиальные щеткодержатели употребляются для машин, могущих
вращаться в обе стороны (рис. 13а), наклонные щеткодержатели — для машин,
вращающихся лишь в одном направлении (рис. 13Ь).
В радиальных щеткодержателях щетки должны иметь в обойме игру в
несколько десятых миллиметра и свободно в ней перемещаться.
При наклонных щеткодержателях, трение
скольжения щетки в обойме должно быть сведено до минимума.
t' У Щеткодержатели специальной конструкции
""" с узкими щетками суть радиальные щеткодержатели с
винтообразными пружинами прямоугольного сечения,
непосредственно прижимающими щегки к коллектору.
Ось пружины совпадает в этом случае с осью щетки. Эти
Фиг. 13 а и b щеткодержатели применяются при ограниченности места
на коллекторе, например в коллекторных двигателях
трехфазного тока.
Угольные щетки при достаточной твердости и механической прочности
должны создавать на коллекторе малое трение, давать небольшое падение
напряжения (потери — нагревание), в то же время хорошо притираться к коллектору
и шлифоваться.
Размеры угольных щеток: см. проект Союзного стандарта, журнал
„Электричество", 1928, № 15—16 (германский стандарт см. DIN VDE 2900).
») Н е i n г i с h, Das Burstenproblem im Elektromaschinenbau, Munchen u. Berlin>
1930, Oldenbourg.

Генераторы постоянного тока
767
Табл. 6 дает допустимые средние и максимальные плотности
тока в А/см2 и падение напряжения Д£ в вольтах для этих токов
(на одну щетку).
Таблица 6. Плотность тока для щеток
Материал
Медная жесть, весьма тонкая (Boud-
Бронзированный уголь
Уголь, покрытый медью (Endruweit) .
Уголь, весьма мягкий (графит)....
„ мягкий
средней твердости . • . . . .
„ весьма твердый
Средняя
плотность
тока А/см2
10-25
15-30
20—30
15—20
8—11
6—10
5-7
4-6
ЬЕ вольт
одной
щетки
0,017-0,03
0,06-0,11
0,2
0,5 —0,6
0,4 —0,6
0,55-0,7
0,9 —1,1
1,2 —1,5
Максим,
плотность
тока к/см?
40
50
40
30
20
15
11
9
АЯ вольт
одной
щетки
0,04
0,15
0,2
0,7
0,7
0,9
1,2
1,6
При тяжелых условиях коммутации следует увеличить среднюю плотность
и переходное сопротивление, благодаря чему увеличивается и Д£". Ширина щетки
оказывает влияние на число одновременно короткозамкнутых катушек и вместе
с тем на условия коммутации. Медная щетка покрывает нормально от 1 до lVa
пластин, а угольная — от 2 до 372. В определенных случаях следует для увеличения
зоны коммутации избрать ступенчатое расположение щеток, т. е. следует
применить тангенциальное смещение части щеток на каждом отдельном
стержне для щеткодержателей.
Чтобы предотвратить поя^ение борозд на коллекторе от истирания
последнего щетками, щетки на штифтах положительных и отрицательных
щеткодержателей смещаются в осевом направлении машины друг относительно друга так,
чтобы вся трущаяся поверхность коллектора была перекрыта щетками равномерно.
с) Генераторы постоянного тока
Обозначение зажимов — см. стр. 759, коэфициент полезного действия--
см. стр. 760.
О работе генераторов постоянного тока можно судить по
определенным характерным кривым, которые строятся для постоянного
числа оборотов генераторов.
Характеристика холостого хода показывает зави*
симость между э. д. с. Е и силой возбуждающего тока 1е.
Нагрузочная характеристика показывает зависи•
мость между напряжением на зажимах U и силой возбуждающего
тока 1е при постоянной нагрузке /.
Внутренняя характеристика показывает зависимость
между э. д. с. £ и нагрузкой Л
Внешняя характеристика показывает зависимость
между напряжением на згжимах U и нагрузкой /.

768 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигателя
Разница между внутренней и внешней характеристикой является
омическим падением напряжения в машине.
Возбуждение магнитного поля в машинах
постоянного тока должно быть так рассчитано, чтобы при перегрузке
в 25% и нормальном состоянии нагрева возможно было еще
удержать номинальное напряжение.
Машины делятся на:
1. Генераторы с независимым возбуждением. Схема
соединения по фиг. 14. Возбуждение магнитного поля получается от
особого источника тока или особого возбудителя
(самовозбуждение, см. стр. 757).
Регулировка напряжения производится путем
изменения 1е с помощью регулирующего сопротивления или регулиро-
Фиг. 14. Фиг. 15. Фиг. 16.
ванием напряжения возбудителя. Применяется только для
определенных целей при требовании чувствительной или широкой
регулировки напряжения: например, при возбудителях синхронных машин
и динамо в схеме Леонарда (см. II т. стр. 786 и III т. стр. 786),
а также при двигателях, получающих ток от этих динамо.
Характеристика холостого хода (фиг. 15, кривая 1) соответствует кривой
намагничивания (явление остаточного магнетизма во всех
последующих характеристиках не принято во внимание). При постоянном
возбуждении э. д. с. пропорциональна числу оборотов. Из-за
реакции якоря (см. стр. 763) и омического падения напряжения при
нагрузке наступает уменьшение напряжения U на зажимах по
отношению к э. д. с. Е; нагрузочная характеристика бывает различна
в зависимости от того, работает ли машина со сдвигом щеток
или без такового (все машины с добавочными полюсами
работают без сдвига щеток), а также имеет ли машина
компенсационную обмотку (см. стр. 764). Фиг. 15 изображает нагрузочные
характеристики, причем кривая 2 относится к генератору с
компенсационной обмоткой, а кривая 3 — к генератору без сдвига щеток.
Фиг. 16 изображает внутреннюю и внешнюю характеристику
генератора с независимым возбуждением.
2. Генераторы последовательного возбуждения (машины
с возбуждением от главного тока). Схема соединения по фиг. 17.
Возбуждение производится током нагрузки (1е = /). Р е г у-

Генераторы постоянного тока
769
I^Ie
Фиг. 17.
Флг. 18
лирование напряжения в определенных пределах
достигается реостатом, присоединяемым параллельно к обмотке
возбуждения. Характеристика при холостом ходе (здесь более подходит
название характеристика намагничивания) см. фиг. 18. Кривая 1
соответствует кривой генератора с
независимым возбуждением и может быть
получена, как и в первом случае, путем
опыта. Кривые 2 и 3
изображают внешнюю и внутреннюю
характеристики при нагрузке.
Уменьшение напряжения на
зажимах вызывается реакцией
якоря и омическим падением
напряжения в якоре и обмотке
возбуждения V(Ra + Re)]. Для
самовозбуждения требуется,
чтобы R + Ra + Re < tg а, для
чего необходимо достижение определенного минимального числа
оборотов. Генераторы последовательного возбуждения, вследствие
зависимости напряжения от нагрузки, мало применяются на
практике (см. стр. 777).
3. Шунтовые генераторы. Схема соединения по фиг. 19.
Возбуждение получается от зажимов якоря машины. До первого
пуска машины в ход ее следует возбудить от постороннего
источника: благодаря явлению остаточного магнетизма в якоре
индуктируется напряжение, которое при соответствующем соединении
с обмоткой возбуждения
усиливает магнитное поле, что в свою
очередь вызывает повышение
напряжения и т. д. Наступающее
насыщение магнитной цепи
ограничивает дальнейшее повышение
напряжения. В целях
регулирования напряжения
в цепь возбуждения включают
шунтовой реостат. Характеристика
при холостом ходе и нагрузочная
характеристика такие же, как при
генераторе с независимым
возбуждением (см. фиг. 15, кривые /, 2 и 3). Внешняя характеристика
фиг. 20 в верхней ее части, вычерченной сплошной кривой,
соответствует нормальной работе, а нижняя часть кривой, обозначенная
пунктиром, соответствует почти коротко замкнутой внешней цепи.
Самовозбуждение возможно лишь при условии, если критическое
сопротивление /?^tga; в этой формуле а обозначает угол,
образуемый в нулевой точке абсциссой и касательной к внешней
характеристике. В том случае, когда оэмотка возбуждения включена так,
что она оказывает противодействие остаточному магнетизму, то
49
Зак. 2Й93.— Hiitte, Справочник для инженеров, т. III.
Фиг. 19.
Фиг. 2J.

770 т- П1. 0тД- 10- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
самовозбуждения вообще не получается. Так как при
увеличивающейся нагрузке получается лишь незначительное падение
напряжения, то шунтовое возбуждение является самым
рациональным для генераторов постоянного тока*
Изменением напряжения генератора постоянного тока
с шунтовой или независимой обмоткой, при отсутствии
специальных оговорок, называется увеличение напряжения, наступающее
при переходе от номинальной работы к холостому ходу при
условиях, что:
1. Число оборотов остается равным номинальному числу
оборотов.
2. Щетки остаются в положении, предписанном для
номинальной работы.
3. При самовозбуждении сопротивление цепи возбуждения,
а при независимом возбуждении ток возбуждения остаются
без перемены.
Изменение напряжения составляет: для машин с
самовозбуждением и с вспомогательными полюсами около 10 до 15%, а при
машинах с независимым возбуждением около 6 до 10%.
Эти машины применяются при освещении, передаче силы,
электролизе, зарядке аккумуляторов. В последнем случае при
обратном токе из батареи, например вследствие малого
возбуждения, полярность машины остается без перемены. При переходе
к работе двигателем машина продолжает вращаться в том же
направлении. у
4. Генераторы со смешанным возбуждением (Компаунд
генераторы). Схема соединения согласно фиг. 21 и 22. В о з-
буждение получается главным образом от зажимов якоря, как
при шунтовом генераторе, и, отчасти, от тока нагрузки, как при
Фиг. 21. Фиг. 22. Фиг. 23.
генераторе последовательного возбуждения. Соответствующий
расчет последовательной обмотки позволяет компенсировать потерю
напряжения в машине так, чтобы напряжение на зажимах
находилось вне зависимости от нагрузки. Возможно также компенсировать
одновременно потерю напряжения в проводе до определенного
пункта сети так, чтобы напряжение в этом пункте было
независимым от тока, так как напряжение на зажимах генератора
увеличивается соответственно нагрузке. Сохранение постоянства
напряжения возможно в пределах от 1 до 2%.

Генераторы постоянного тока
771
При параллельной работе получаются затруднения вследствие
отсутствия разгружающего падения напряжения. Поэтому
применяют перекрещивание соединений обмоток последовательного
возбуждения таким образом, что ток одного генератора служит
добавочным возбуждением для другого генератора. Перемену
полярности машины можно предотвратить применением уравнительного
провода, соединяющего две несвязанные между
собой в работе щетки одинаковой полярности
(фиг. 23).
Применение их имеет место при
судовых установках, при небольших трамвайных
установках без буферной батареи.
5. Трехпроводные генераторы. Схема
соединений согласно фиг. 24. Шунтовое
возбуждение. Применяются для питания трехпроводных
сетей (стр. 953). Кроме коллектора, якорь имеет
также два контактных кольца; к последним
присоединена дроссельная катушка, в которой
получаемое на контактных кольцах переменное напряжение не
вызывает значительного переменного тока, в то время как
уравнительный постоянный ток нулевого провода может беспрепятственно
протекать через дроссельную катушку.
6. Турбогенераторы постоянного тока. В турбогенераторах
постоянного тока с непосредственным соединением помощью муфты
возникают при больших мощностях затруднения механического и
электрического характера (коммутация). С тех пор, как для самых
больших мощностей ввели зубчатую передачу, позволяющую строить
турбины с наиболее выгодным в отношении потребления пара
числом оборотов, непосредственное соединение больше не применяется.
Число оборотов этих турбин в большинстве случаев лежит
значительно выше того предельного числа оборотов, для которого можно
строить надежные в работе генераторы постоянного тока. Зубчатая
передача допускает применение нормальных генераторов, которые
при более низкой стоимости имеют более высокий коэфициент
полезного действия, чем непосредственно соединенные
быстроходные машины.
7. Генераторы на постоянное напряжение при переменном
числе оборотов. Применяются для электрического
освещения поездов, при. передаче движения от оси вагона, а также для
освещения автомобилей. Схема соединения, как у машины с
поперечным полем (фиг. 25, стр. 772), но с шунтовым соединением,
т. е. якорные щетки ВВ присоединены к батарее и шунтовому
возбуждению.
Другие схемы соединения см. А. С. Р а в и ч, „Электрическое освещение
поездов" и Buttner, Beleuchtung von Eisenbahnpersonenwagen, 3 Aufl., Berlin 1925>
J. Springer.
8. Генераторы для постоянного тока при переменном
внешнем сопротивлении. Применяются для питания вольтовой
Л
49*

772 т- П1. Отд. Ю. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
if
i
ш
^ - -Z1Z—„^
ч
Г
Фиг, 25.
дуги в прожекторах и сварочных аппаратах *) (ср. т. И, стр. 949 и ел.),
затем как вольтодобавочные или зарядные динамо, а также как
регулирующие динамо для подъемных лебедок и т. п.
Машины с поперечным магнитным полем. Поле якоря,
появляющееся в каждой динамомашине, перпендикулярно к главному
полю (стр. 763). Это поперечное поле оказывает вредное влияние;
у обыкновенных машин оно устраняется правильным
проектированием или особыми вспомогательными средствами. У машин с
поперечным полем доктора Розенберга это поперечное поле
служит для получения рабочего тока в щетках ВВ, расположенных
перпендикулярно к этому полю, т. е. по направлению первичного
поля. На фиг. 25 показана несколько отличная
от общеупотребительных форма двухполюсной
машины с поперечным полем. В электромагнитах
с малым сечением сердечников, но с большими
полюсными башмаками, происходит возбуждение
первичного поля от батареи. Это поле
индуктирует, как обыкновенно, напряжение на нормально
расположенных Щетках ЬЪ\ ввиду короткого
замыкания между щетками bbf даже при слабом
первичном поле возникает сильный ток в якоре
и\сильное поперечное поле в направлении ЬЬ,
которое и дает между щетками ВВ рабочий ток.
Последний точно так же проходит по секциям якоря и дает
противоположное первичному третичное поле. Действительное поперечное
поле вызывается таким образом разностью между первым и третьим
полем. Если от какой-либо причины ток во внешней цепи
усиливается, то усиливается и третье поле, чем ослабляется второе,
действующее, и ток снова уменьшается до нормальной величины.
Внешняя характеристика таким образом сильно падает; напряжение
при малой силе тока высоко, а при большой — низко.
Регулированием возбуждения достигается в известных пределах
автоматическая установка на некоторую неизменяющуюся силу тока, которая
не может быть превзойдена также и при коротком замыкании.
Поперечный ток 1д и рабочий ток / соединяются в якоре и притом
так, что при двухполюсной конструкции в двух четвертях его
протекает сумма токов, в двух других — разность их.
Эту машину Розенберг развил главным образом для
электросварки.
Динамо для прожекторов завода Сименс Шуккерт
(фиг. 26). При помощи широких и сильных добавочных полюсов
(стр. 766), сдвига щеток и реакции якоря (стр. 763) достигается
такое изменение действующего поля; что напряжение меняется
почти по прямой от наибольшей величины при открытой внешней
цепи до нуля при коротко замкнутых щетках (например 125 V при
0 А и 0 V при 425 А). Таким образом получаются такие же усло-
х) Meller, Elektrische Lichtbogenschweifiung, Leipzig 1925, S. Hirzel.

Генераторы постоянного тойа
773
вия, как и при добавочном сопротивлении (что важно для
прожекторов). Динамо применяется также для сварочных работ и для
схемы Леонарда.
Генераторы с полюсами, разделенными на две части. Фирма
GEC см. ETZ, 1921, стр. 798. Оссанна см. Siemens Z., 1926, стр. 191.
Генераторы с встречной обмоткой компаунд. Требование
дать при постоянном числе оборотов возможно независимый от
напряжения, неизменяющийся, или ограниченный по силе ток
выполняется машиной с самовозбуждением и независимым
возбуждением, у которой ток
нагрузки оказывает сильно -"*
ослабляющее обратное
действие на полезное поле.
Одно из возможных
решений (по Кремеру г)
показано на фиг. 27.
На якорь А с рабочими
щетками В в нормальном
положении оказывают
влияние, помимо
компенсационной обмотки с, три
магнитные ноля, а именно:
самовозбуждение е, независимое
возбуждение / и встречная
компаундная обмотка д, по которой проходит главный ток,
ослабляющий независимое возбуждение /. Каждое изменение силы тока
вызывает изменение нап жения, оказывающее свое действие на
шунтовую обмотку самое 5уждения е и сводящее ток до
величины, соответствующей * зависимом^ напряжению.
Преимущество: поперечные щетки отпадают. Н„едостаток: машины
имеют относительно много меди на магнитах. При внезапных
сильных толчках тока, благодаря самоиндукции g и е и
остаточному магнетизму, установка на постоянную конечную величину
силы тока происходит медленнее и менее надежно, чем при
образовании противодействующего поля в самом якоре. Одно только
ограничение наибольшей силы тока может быть
достигнуто также без самовозбуждения е одним применением
встречной компаундной обмотки д. *
9. Униполярные машины. В этих машинах направление полезно
действующей части индукционных линий не подвергается
изменению, вследствие чего в якорных стержнях без помощи коллектора
получается постоянный ток.
Машины мощностью от 300 до 500 kW с числом об/мин от 2000
до 3000, соединенные с турбинами,- дали вполне удовлетворительные
результаты (построены фирмами GEG и SSW 2).
1 ETZ, 1909, S. 798.
8) Ср. Trettin, Der heutige Stand der Unipohr-Maschine Dingier Pol J 1913
Heft 9 u. 10. !•*•'»

774 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Униполярная машина в особенности применима для большой
силы тока при небольшом напряжении, например для
электрохимических целей.
10. Регулирование напряжения. Регулирование
напряжения достигается в редких случаях изменением числа оборотов,
большей же частью изменением силы тока возбуждения с помощью
реостата с чувствительной регулировкой, включенного в цепь
возбуждения (регулятор возбуждения или регулятор
напряжения). Реостат в большинстве случаев переставляется
непосредственно от руки, а в некоторых случаях — рычагом или зубчатой
передачей. Часто реостатом управляют на расстоянии при помощи
электромоторного привода. При выключении возбудительной обмотки
последнюю следует коротко замыкать, чтобы индуктированное при"
исчезновении главного магнитного поля высокое напряжение не
могло пробить обмотки. Это особенно важно при напряжениях
возбуждения, превышающих 50 V. Для этой цели реостат
снабжается специальным контактом для короткого
замыкания !), или же контактом, замыкающим возбудительную обмотку
через безиндукционное сопротивление; при перестановке реостата
от руки применяются угольные контакты и так называемое м е-
дленно действующее выключение (тушение искры и
постепенное уменьшение силы тока). В особых случаях следует
параллельно возбуждению включать безиндукционное
сопротивление, равное по величине 4—-5-кратному омическому
сопротивлению обмотки возбуждения. Кроме того выполнение обмотки на
медных каркасах, или применение специальных обмоток,
вызывающих затухание, позволяет производить внезапное
выключение возбуждения без всякой опасности. При
машинах.последовательного возбуждения регулирование можно
производить помощью регулирующего реостата, включенного параллельно
возбуждению. Автоматическое регулирование
напряжения получается при помощи реле,, пускающего в ход
небольшой мотор, который в свою очередь переставляет регулирующий
реостат в соответствующую сторону. Весьма выгодно такое
приспособление в установках с сильными, но не кратковременными
колебаниями нагрузки. В некоторых случаях применяются также
быстродействующие регуляторы (стр. 806), в особенности при переменном
числе оборотов: например при генераторах для освещения поездов.
Автоматическое регулирование посредством
вспомогательной обмотки имеет место при генераторах
со смешанным возбуждением. Для небольших осветительных
установок применяется в настоящее время редко (изменение
напряжения, вызываемое нагревом динамо, требует все равно
дополнительного регулирования помощью шуятового регулятора), но зато чаще
применяется при судовых установках, где требуется, несмотря на
отсутствие постоянного ухода за машиной, чтобы при переменной
нагрузке напряжение оставалось достаточно постоянным. При уста-
х) Контакт д, стр. 759.

Электродвигатели постоянного тока-
775
новках с сильно и быстро меняющейся нагрузкой (небольшие и
средние трамвайные установки без буферной батареи) применение
генераторов со смешанным возбуждением может быть рекомендо-
* вано (см. стр, 770).
11. Параллельное соединение, параллельная работа и
распределение нагрузки. Параллельное соединение
генератора постоянного тока с другим генератором, или с
аккумуляторной батареей (часто через собирательные шины) требует равенства
напряжений с источником тока, находящимся уже в работе, а также
правильной полярности. Оба испытания могут быть произведены
при помощи вольтметра с подвижной катушкой (см. стр. 903).
Параллельная работа при колеблющейся нагрузке
возможна только в случае одинаковых нагрузочных характеристик
машин; в таких случаях применяется компаундная обмотка.
Принятие на себя нагрузки приключенным
генератором после параллельного включения производится увеличением
его возбуждения. Разгрузка генератора при параллельной работе
достигается путем уменьшения его возбуждения. Разгрузка батареи
при параллельной работе производится выключением элементов
элементным коммутатором
d) Электродвигатели постоянного тока
Обозначение зажимов см. стр. 759; коэфициент полезного
действия см. стр. 760; вес см. стр. 760
Для того чтобы судить о качествах работы двигателя
постоянного тока, а в особенности об его отношении к изменению
числа оборотов (см. стр 755) служат характеристики,
которые целесообразнее всего составляются в зависимости от момента
вращения двигателя. Характеристика числа оборотов
изображает, следовательно число оборотов в зависимости от
момента вращения.
1. Принцип работы. Как только к якорю машины постоянного
тока через коллектор подводится напряжение, сейчас же вследствие
взаимодействия между магнитным полем Ф и якорным током 1а
в проводах z устанавливается момент вращения величиной
1агФ р
М<* = 9,81-2 тс# 'а 10 ° КШ Или Md = С1аф кгм>
где С находится в зависимости от рода обмотки якоря и числа
полюсов. Благодаря моменту вращения происходит ускорение дви*
жения якоря до тех пор, пока э. д. с. вращения в якоре Е = С'Фп
(см. стр. 762), с учетом реакции якоря, не окажется равной
подведенному напряжению минус омическое падение напряжения
в якоре. Таким образом число оборотов увеличивается
пропорционально увеличению напряжения и уменьшению магнитного потока.
Обоими этими принципами пользуются при регулировании числа

776 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
оборотов (см. стр. 762). Увеличивающемуся моменту вращения при
нагрузке соответствует при равном потоке более сильный ток якоря.
Реакция якоря (см. стр. 763) отражается на двигателе
таким обгазом, что ослабление магнитного поля вызывает
увеличение числа оборотов; причиной же падения числа оборотов
является омическое падение напряжения в якоре.
2. Конструкция (стр. 760). Конструкция двигателей
постоянного тока такова же, как конструкция динамомашин постоянного
тока, однако, в зависимости от условий эксплоатации, к двигате-
Фиг. 28.
лям часто предъявляют другие требования: например требование
компактной и защищенной конструкции. Станина магнитов
получает часто у двигателей форму закрытого кожуха, прикрывающего
движущиеся части; последние оказываются при этом менее
доступными, но зато они лучше защищены от повреждений.
Подшипниковые щиты часто делаются также совершенно закрытыми
(например трамвайные и крановые двигатели), или же в них оставтяют
отверстия для входа и выхода воздуха (охлаждение помощью
вентилятора сидящего на валу двигателя).
Род защиты двигателей — см. стр. 756.
На фиг. 28 изображен 4-полюскый двигатель фирмы SSW
с собственным охлаждением, мощностью 12 kW на валу мотора,
при числе оборотов в минуту, равном 1400, с вентилятором для
охлаждения обмотки возбуждения на стороне ременного шкива.
3. Схема соединений. Точно так же, как при генераторах
постоянного тока (см. стр. 767), различают в зависимости от системы
возбуждения следующие типы двигателей:
" Двигатели с независимым возбуждением. Если возбуждение
включено в цепь с постоянным напряжением, то величина
магнитного поля Ф, за исключением незначительного изменения,
вызываемого реакцией якогТя, тоже остается постоянной. Число
оборотов находится в зависимости от напряжения у якоря. Применяются

Электродвигатели постоянного тока
777
в установках, где требуется реагирование числа оборотов в
широких пределах: на-пример при двигателях для подъемников, для
прокатных машин, а также при схеме Леонарда (см. II т., стр. 786).
Шунтовые двигатели (табл- 8, стр. 784). При включении
в цепь постоянного напряжения величина магнитного п-оля Ф, как
й выше, остается постоянной, если не считать незначительного
изменения, вызванного реакцией якоря. Число обэротов
соответствует напряжению на зажимах за вычетом омического падения
напряжения в якоре, которое с увеличением нагрузки
увеличивается соответственно увеличению силы тока. При увеличении
нагрузки с падением напряжения падает также число оборотов
шунтового двигателя, но весьма незначительно, так как падение
напряжения при не очень малых двигателях составляет только
несколько процентов напряжения на зажимах (двигатели с шунто-
вой характеристикой см. стр. 755). Регулирование числа оборотов
см стр. 782. Изменение направления вращения
достигается изменением направления тока в якоре или в обмотке
возбуждения.
Двигатели с последовательным возбуждением (Сериес-
двигатели) (табл. 8, стр. 784). Магнитное поле Ф не является
здесь величиной постоянной, а зависит от нагрузки, так как вместе
с последней увеличивается ток /, являющийся также током
возбуждения. При слабой нагрузке ток /, а следовательно и Ф, малы,
поэтому п достигает значительной величины (изменение числа
оборотов двигателя с сериесной характеристикой см. пункт d 3, стр. 755).
Сериес-двигатели, включенные в сеть постоянного напряжения без
нагрузки, могут по этой причине г понести". При трогании с места
ток I велик, а вместе с ним и магнитное поле. Сериес-двигатели
имеют поэтому большой начальный крутящий момент. По этой
причине, а также вследствие падения числа оборотов при
увеличивающейся нагрузке, эти двигатели подходят для крановых и
железнодорожных установок (см. ниже и том III, нем. изд., отд. ж.-д.
установок). Регулирование числа оборотов^ в определенных пределах
достигается включением шунтового сопротивления параллельно
обмотке возбуждения. Изменение направления вращения
получается при изменении направления тока в обмотке
возбуждения или в якоре. В некоторых случаях оказывается выгодной
передача энергии сериесному двигателю от отдельного с е р и е с-
ного генератора. Число оборотов мотора в этом случае при
подходящем подборе внешней характеристики генератора остается
постоянным.
Сериесный генератор, пускаемый в ход как двигатель,
вращается в противоположном направлении. Если же сериесный
двигатель, работая как генератор, удерживает свое первоначальное
направление вращения, то меняется направление тока.
Крановые двигатели выполняются закрытыми машинами
постоянного тока номинальной мощности от 0,8 до 100 kW при
25% продолжительности вктючения (см. II т., стр. 730) в отношении
напряжения и числа оборотов должны соответствовать в Германии

778 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
нормам DIN VDE 2010. Размеры свободных концов вала в
зависимости от мощности соответствуют нормам DIN VDE 2105.
Цилиндрические и конические концы вала для крановых моторов
соответствуют нормам DIN VDE 2701 и 2702. Весьма желательны
одинаковые главные размеры дли крановых двигателей постоянного
и трехфазного тока одинаковой мощности, а именно: высота осей,
ширина фундаментных ножек, отверстия для болтов, очертания
свободных концов валов. Мощность крановых двигателей
оценивалась до сих пор понятием „временная- мощность* для
продолжительности работы в 30, 45, 60 и 90 мин., в последнее же
время это заменено понятием „прерывистой мощности",
соответствующим „относительной продолжительности включения* (см.
т. И, стр. 730) в 15, 25 или 40%.
Двигатели компаунд (таблица 8, стр. 784). В шунтовых
двигателях с широкой регулировкой числа оборотов (стр. 782) путем
изменения возбуждения оказывается необходимой слабая
последовательная обмотка возбуждения для выравнивания реакции якоря
(стр. 763), возрастающей при увеличении нагрузки вследствие
возрастания силы тока. Реакция якоря при ослабленном поле имеет
сравнительно большее влияние, чем при нормальном поле.
Двигатели с компенсационной обмоткой см. стр. 764.
4. Пуск в ход. Шунтовые двигатели пускают в ход
с включенным полным возбуждением, постепенно уменьшая
присоединенное к якорю добавочное сопротивление R. При включении
двигателя необходимо сперва выключать якорь, а затем
возбуждение. Соединение пускового реостата и выключателя возбуждения
желательно производить таким образом, чтобы ошибки в
последовательности включения и выключения оказались невозможными.
Для больших шунтовых двигателей, пускаемых в ход под
нагрузкой, металлические реостаты оказываются слишком громоздкими,
так что вместо них применяют часто жидкие реостаты. Для пуска
в ход сериесных двигателей вполне достаточны реостаты с
сопротивлением подходящей величины (см. стр. 780). При возможности
применяется кратковременное последовательное соединение двух
двигателей (например на трамваях).
Для определения продолжитедьности времени t
пуска в ход для двигателей до 200 kW применяется формула:
/ = 4 + 2 YW сек.
(N—мощность двигателя в kW). Формула применима в тех
случаях, когда вращающиеся массы, которые нужно привести в
движение, оказываются не слишком большими.
Пусковые реостаты должны быть рассчитаны так, чтобы
они соответствовали колебаниям между наибольшей величиной
тока — „пусковой максимальный ток* и наименьшей величиной
тока — „ток выключения". Величина пускового максимального тока
(и пускового момента вращения) ограничена условиями
коммутации.

Электродвигатели постоянного тока
779
При включении двигатель, находящийся в первый момент
в состоянии покоя, еще|не развивает противодействующей э. д. с, и
потому сила тока достигает .максимального значения /max = UiRi1);
#1 = Rf + Ra "f" Re ПРИ сериесных двигателях и Rx = Rf -\- Ra при
шунтовых двигателях, где Rr означает дополнительно включаемое
сопротивление, Ra — сопротивление обмотки якоря и Re —
сопротивление последовательной обмотки возбуждения главных полюсов.
В двигателе 'благодаря этому развивается пусковой момент
вращения, соответствующий току /тах. Пусковой момент превышает
нормальный момент Мф соответствующий номинальной силе тока /,
в отношении /тах: / для шунтовых двигателей, а для сериесных
двигателей почти соответственно квадрату этого отношения.
Благодаря этому происходит ускорение вращения якоря (в
соответствующих случаях также приводимого во вращение вала с нагрузкой).
Противодействующая э. д. с. увеличивается пропорцисвально числу
оборотов, достигая значения Еь причем ток падает до величины
Путем уменьшения общего омического сопротивления до
величины R2 может быть получен новый ускоряющий толчок тока
Лпах = (6/ — Et): R2 и т. д. Колебания силы тока при пуске в ход
между этими высшей и низшей величинами связано условием, что
ступени омического сопротивления соответствуют геометрическому
ряду R2 = aRb Rs = аЩь R4 = a.3RL, где а = /min : /max и Rt, R2i R3...
обозначает общее сопротивление. Если /max, /min, Ra и Re даны,
то путем расчета можно найти омическое сопротивление и число
ступеней пускового реостата. Графическое определение
сопротивлений для шунтового двигателя по Гергесу 2) показано на
фиг. '29; он дает зависимость тока / от числа оборотов п:
согласно прямой 1 для общего омического сопротивления
согласно прямой 2 для общего омического сопротивления
/?! = *" + /?* И Т.Д.,
согласно кривой 0 для общего омического сопротивления
R0 = 0 + Ra.
Общие омические сопротивления Rit R2i R3 и т. д. относятся
друг к другу, как отрезки ОВ, Аф, А2В и т. д.
х) При условии, что ток не ослабляется самоиндукцией цепи (см. стр. 730),
благодаря которой при особых пусковых условиях и подходящем соединении
даже большие двигатели могут быть пущены в ход без помощи реостата (см. ETZ,
1912, стр. 759). Двигатели мощностью до 1 kW могут быть пущены в ход без
помощи, реостата (сериесные двигатели с нагрузкой, шунтовые—без нагрузки).
a) ETZ, 1894, S. 644.

780 т- 1И. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и деигателп
Так как Rx = U: I ffiax = R' + Ra (последняя ступень R0 = Ra),
то для т ступеней:
/?a = am-tf:/max или Jg a = (l:m)lg(/max #„:£/).
Отсюда может быть определено а, когда даны /тах и т.
/тах Ra представляет потерю в якоре, вызванную током /тах.
Для средней величины двигателя можно принять /тах равным
приблизительно 1,5 или 2-кратному значению /, a /min немного больше /,~
В случае, если первый толчок тока /тах оказывается слишком
сильным, то следует включить еще несколько ступеней так, чтобы ток
включения получился ниже максимального пускового тока.
Фиг. 29. Фиг, 30.
Для пусковых реостатов сериесных двигателей можно
применить подобный же' математический и графический метод 1).
Прямые линии на фиг. 29 при рассматриваемом сериесном
двигателе переходят в характеристики для п =/(/). В том случае, когда
отнон!ение между индукционными потоками при /тах и /min,
а именно Фтах: Фтш> известно, получается возможность определить
ступени по фиг. 30 соответственно тому, как это делалось при
шунтовых двигателях. Точка Е определена таким образом, что
отношение СЕ: DE равно Фтах: Фтт. Положение точки Ё зависит
таким образом от насыщения двигателя; если насыщение большое,
то Е лежит бесконечно далеко, так что диаграмма сходится с
диаграммой шунтового двигателя, если же насыщение небольшое,
точка Е совпадает с О. Из фиг. 30 видно, что количество
ступеней пускового реостата для сериесных двигателе^ значительно
меньше, чем для шунтовых.
В отношении количества предварительных и главных ступеней
для реостатов при двигателе постоянного тока от 1,5 до 100 kW
установлены нормы согласно „правилам для устройства и испытания
пусковых реостатов и приборов для управления" (REA 1925 Союза
германских электротехников).
i) ETZ 1923, S. 381.

Электродвигатели постоянного тока 781
Пусковые реостаты обслуживаются непосредственно от
руки, или же, если это требуют условия, при помощи зубчатой
передачи или системы рычагов. Если для включения реостата
применяется вспомогательный электрический ток, процесс пуска может
быть по произволу начат и прерван, или он может быть от руки
произвольно начат, а заканчиваться автоматически (например
управление посредством нажимных кнопок), или же процесс может быть
автоматически начат и окончен (самодействующий пусковой
реостат). Пусковые реостаты применяются металлические или
жидкостные.
Металлические пусковые реостаты часто изготовляются из проволоки,
спиралеобразно навитой на стержень, диаметром равным 8 или 9-кратному диаметру
проволоки, а затем вытянутой по оси и навитой по желобкам фарфоровых
цилиндров, или же помещенной в проводящее теплоту и изолирующее вещество (масло,
последнее время также песок, а для небольших мощностей эмаль).
Материал проволоки: никелин, нейзильбер, константан, реоган, круппин или
подобные сплавы без железа с высоким удельным сопротивлением (см. стр. 710);
как вспомогательный материал применяется иногда и железо (подвергается
действию ржавчины—непрочно). Плотность тока: для никелина и нейзильбера (12 до
14) dV~d, для константана (10 до 11) d V~d, для круппина (9 до 12) dVd, где
d обозначает диаметр проволоки в мм. Для железа приблизительно (20 до 25)
d V~I. При больших силах тока часто применяются сопротивления в виде лент
незначительной толщины (0,1 до 1,5 мм) из металлов с высоким сопротивлением;
как вспомогательный материал—железные полосы толщиной 0,3 до 0,5 мм для
нагрузки от 30 до 50 А на 1 см ширины. При больших силах тока, действующих
в течение короткого времени, допускается значительно более высокая нагрузка—
при условии искусственного охлаждения с помощью вентилятора. Для пусковых
реостатов могут быть также с успехом применены зигзагообразные чугунные
полосы, соединенные последовательно или параллельно, при помощи болтов
с соответствующей изоляцией.
Жидкостные пусковые реостаты состоят из сосудов, наполненных
электролитом (часто вода с примесью соды) (удельное сопротивление см. табл. 7), и
подвижных железных пластин; для больших мощностей пластины неподвижны;
изменение и регулирование уровня жидкости производятся при помощи насоса.
В случае применения жидкостных пусковых реостатов для постоянного тока
следует остерегаться образования гремучего газа.
Нагрев пусковых реостатов и регуляторов, в предположении, что
температура окружающего воздуха не превышает 35° С, при правильном пользовании не
должен превышать следующих *
величин (§ 13, REA):
1. Реостаты с
воздушным охла ж д е н и е м.
Повышение температуры,
измеренное в месте выхода воздуха,
не должно превышать 175° и ни
в одном месте корпуса
повышение температуры не должно быть
выше 125°.
2. Реостаты с
масляным охлаждением.
Повышение температуры масла в
самом теплом месте между
элементами реостата не должно
превышать 80°.
3. Реостаты с
песочным охлаждением.
Повышение температуры песка
между элементами реостата не
должно превышать 150°.
Таблица 7. Удельные сопротивления для
раствора соды
Температура
S
£ ее
S
аз
£,
0
0,1
0,5
1.0
3,0
10,0
1 25,0
20°
2000
880
| 160
120
45
21
1 12
40°
1400
600
120
88
29
15
9
60°
1100
430
84
66
24
12
7
80°'
900
330
63
52
21
10
5
100°
760
280
51
43
19
10
4
Примечание, Значения при
концентрации 0о/о подвержены сильным
колебаниям, зависящим от места и времени (см.
стр. 934).

782 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
4. Водяные реостаты с примесью соды и т. п. Повышение
температуры электролита не должно превышать 60°.
5. Ступенчатые выключатели. Повышение температуры
контактов ступенчатых выключателей в воздухе ни в коем случае не должно превышать 40°
для щеток, поделенных на части, и 60° для массивных неподвижных или
подвижных контактов. Для контактов, находящихся в масле, допускается температура,
равная температуре допустимой для масла.
5. Регулирование числа оборотов. Характеристика
числа оборотов и крутящего момента показывает
зависимость между числом оборотов и крутящим моментом.
Следует различать следующие главные виды регулирования числа
оборотов:
при постоянном крутящем моменте — крутящий
момент независим от числа оборотов (например поршневой насос):
при постоянной м о щн о сти — произведение
крутящего момента на число оборотов не зависит от числа оборотов
(например токарный станок);
при крутящем моменте, возрастающем пропорционально
квадрату числа оборотов (например вентилятор).
Для регулирования числа оборотов двигателей
постоянного тока применяются главным образом
следующие способы (пусковые приспособления, см. стр 778):
1. Регулирование изменением силы
магнитного поля (увеличение числа оборотов при помощи реостата
в цепи возбуждения). Число оборотов двигателя постоянного
тока при постоянном напряжении у якоря увеличивается или
уменьшается обратно пропорционально силе магнитного поля.
При помощи регулирующего реостата, включенного при шунто-
вых двигателях последовательно с обмоткой электромагнитов,
а при сериесных двигателях — параллельно с ней, можно менять
число оборотов в довольно широких пределах при почти
постоянном коэфициенте полезного действия, т. е. практически без
потерь. При изменении нагрузки шунтовых двигателей число
оборотов их остается почти без перемены. Нормальные двигатели
допускают регулировку в пределах около 15% (до 25%)» При
необходимости более широкого изменения числа оборотов
следует применять особые двигатели, которые при наивысшем числе
оборотов работают при слабом возбуждении магнитного поля.
Для открытых двигателей постоянного тока, мощностью от 1,1 до
80 kW, от 1,1 по 64 kW и от 1,1 до 32 kW, в пределах
регулирования соответственно 1:1,5, 1:2 и 1:3 установлены для числа
оборотов и коэфициентов полезного действия особые нормы
в Германии согласно DIN VDE 2001 *).
Так как в основу расчета якоря кладется максимальный ток, то при
регулировании изменением силы магнитного поля следует брать двигатели такой
величины, чтобы они оказались в состоянии развить максимальную мощность при
наименьшем числе оборотов (следует обратить особое внимание на реакцию
якоря при слабом магнитном поле, применяя добавочные полюса; для устранения
l) ETZ, 1922, S. 553, 1923, S. 252.

Фл;ектродвигйтели постоянного тока
783
качания, а также для предохранения от разноса двигателя применяется
вспомогательная компенсационная или соотв. компаундная обмотка; ср. также стр. 762.
2. Регулирование реостатом, включенным в цепь,
я ко р я,(уменьшенное число оборотов при помощи
регулирующего пускового реостата в цепи главного тока). С экономической
точки зрения этот способ нерационален, так как потеря энергии
в реостате зависит непосредственно от силы тока. Кроме того
размеры реостата, который должен быть рассчитан на полную
нагрузку двигателя, оказываются очень велики, вследствие чего и
стоимость его удорожается. При постоянном крутящем моменте
вся разница между расходами энергии при полном числе
оборотов и уменьшенном числе оборотов теряется в реостате, так что
расход энергии в действительности не меняется. При
уменьшающемся крутящем моменте, например в случае привода
центробежных насосов, вентиляторов и т. д., уменьшается также расход
энергии, так как реостатом поглощается только произведение
силы тока на потерю напряжения; сила тока же падает вместе
с крутящим моментом, который при вентиляторах, при прочих
неизменных условиях работы, уменьшается приблизительно
пропорционально квадрату числа оборотов. С экономической точки
зрения этот способ является более или менее
удовлетворительным только при переменном моменте вращения, но зато
применяется часто при небольших двигателях и незначительной
регулировке из-за дешевизны начального устройства, так как это
позволяет брать двигатели нормального типа. С изменением
нагрузки меняется поглощаемое напряжение, а вместе с тем и
число оборотов.
3. Изменение якорного напряжения при приме-
не н и и м.н о го п ро в о д но й сети. В случае необходимости
установки большого количества двигателей
с изменяющимся числом оборотов полезно
создать, с помощью двух или больше соединенных
между собой динамо, трех- или
многопроводную сеть, к якорям отдельных двигателей
попеременно подводить разные напряжения. Для
достижения регулирования без потерь
употребляется схема фиг. 31, изображающая четырех-
проводную систему с напряжением в 240 V
между крайними проводами; при такой системе
в якоре двигателя могут быть получены б
различных, равномерно нарастающих, напряжений.
При помощи изменения магнитного поля (с 1:2
до 1:1,2) достигается чувствительная, не связанная с потерями
регулировка по всей регулируемой части (1:6).
Выбор возрастающих в геометрической прогрессии
напряжений в 60, 80, ПО V дает 6 ступеней: 60, 80, ПО, 140, 190, 250
(1:4,16), в пределах которых все числа оборотов могут быть
достигнуты при помощи регулирования магнитного поля в
отношении 1 :1,3.
r^O^t^C^t^O^T

Таблица 8. Двигатели постоянного тока
ОО
Схема соединений
Характеристика
Шунтовой двигатель
Двигатель с
последовательным возбуждением (сериес-
двигатель)
Двигатель со смешанной
обмоткой возбуждения
(компаунд)
—Md
-=2Я
Ф
-=яг
1. Без реостата (до 1 kW без
нагрузки)
2. С реостатом в цепи якоря
Пуск в ход
1. Без реостата (до 1 kW с
нагрузкой).
2. С добавочным
сопротивлением (в некоторых случаях
временное
последовательное соединение двух дви-
тателей)
2. Реостат в цепи якоря
3. Без потерь при схеме соединения Леонарда при увеличения напряжения от 0 до
максимальной величины

Крутящий момент при
ПуС!ф В ХОД
Пусковой ток
Регулирование числа
оборотов
Номинальное напряжение
Применение
ном
При 1 ничтожно мал
Лгуск > *>8 ^ном
При 1 до Ю/ном
Уменьшение числа
оборотов при помощи
регулирующего реостата
в цепи главного тока.
Регулирование в широких
пределах.
Увеличение числа
оборотов при помощи
реостата в цепи
возбуждения возможно. При
обыкновенных двигателях — до
1,15 X номин. числа
оборотов, при особых
двигателях — до 3 X номинальн.
число оборотив
MdnyzK <3Md ном
При 2 < Мд ном ПРИ час<>вой
мощности (N42LC\
Лгуск ^ 2,5 /Ном
При 2 > 1,8 /ном (при W4ac)
Изменением напряжения якоря
при помощи добавочного
сопротивления (в некоторых
случаях при помощи
реостата, включенного
параллельно возбуждению)
регулировка возможна в
широких пределах
Mdny<iK < 2 Md ном
7пуск = 2i5 До 8 7ном
В зависимости от величины
последов, возбуждения
Как при двигателе с
последовательным возбуждением
Последовательная обмотка
часто так рассчитана, что
возможно уменьшение
числа оборотов на 15°/о
При 3. При схеме Леонарда прибл. до 2<>/0 номин. числа оборотов без потерь
1 при помощи регулирования напряжения пусковых машин
При 1 до 220 V; при 2 до 1000 (2000) V; при 3 часто 550 V.
1. Для подвесных
электрических дорог.
2. При всех установках,
требующих постоянного чусла
оборотов: насосы,
вентиляторы, ткацкие машины, ма-
i шины-орудия.
3. Прокатные станы, шахтные
подъемники, тяжелме
строгальные станки
1. Для подвесных злектриче-
1 СКИХ ДОрОГ.
I 2. При трамваях, катках для
прокатных станов, кранах,
передвижных тележках.
3. При тяжелых установках
с частым пуском в ход
При агрегатах Ильгиера,
| как пусковой двигатель, и
при двигателях вальцепро-
катвых станков

?8б Т- IIL 0тД- Ю. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
4. Присоединение к дина мю управления.
Напряжение динамо (для управления), питающей двигатель, меняют
помощи шунтового реостата в пределах от нуля до его
максимальной величины. Большое преимущество этого соединения
состоит в том, что число оборотов даже мощных нормальных
двигателей может быть изменено без значительных потерь при
помощи малых и дешевых регулирующих сопротивлений, так что
число оборотов в пределах регулирования
I — почти независимо от нагрузки; таким же
(j"~| образом энергия, требуемая для вращения
якоря двигателя и связанных с ним масс,
может быть электрическим торможением
сведена почти до нуля и, не считая потерь,
получена обратно. Этот способ применяется
часто при работе подъемных машин в
рудниках, прокатных станах, бумажных
машинах, кранах, лебедках и т. п. Фиг. 32
изображает схему в соединении с переключателем,
г-щ-g * I I О I находящимся в магнитной цепи тока динамо
I Ш *—*%* управления для изменения направления вра-
_~J Линано щения двигателя *).
В случае если динамо управления
приводится в движение посредством двигателя,
питаемого из сети, получается так
называемая схема соединения по Леонарду. Выравнивание нагрузки
производится при помощи тяжелого маховика (система Ильгнера)
или при помощи аккумуляторной батареи с буферной динамо-
машиной* (т. II, стр. 786).
Динано
Фиг. 32.
С. Синхронные машины переменного тока
а) Общие данные
Объяснения терминов: переменный и трехфазный ток см.
стр. 755, 732, 738, ток короткого замыкания см. стр. 755.
Определение потребной мощности см. стр. 735.
Синхронное число оборотов см. стр. 758.-
Измерения при синхронных машинах см.
стр. 942.
Синхронное число оборотов в минуту ns при частоте/ и
числе пар полюсов р\
60-/
*) Вспомогательные схемы для устранения влияния остаточного магнетизма
и переменной потери напряжения в цепи якоря сравни электрические шахтные
подъемники (т. II, стр. 786),

Синхронные машины переменного тока
787
Таблица 9. К. п. д., веса, маховые моменты и мощности
возбудителей синхронных машин
Чисчо
об/мин
1500 |
1
I
1000 )
к 1
750-]
600 ]
500 J
J
(
375 |
I
300 )
1
Мощн. 1
kVA
"Ч
G'
GD*
Ne \
71
G'
GD*
*e
71
G'
GD*
Ne
f\
G'
GD*
Ne
-n
G'
s GD*
**e
GD*
*e
71
G'
GD*
1 Ne
6
75
150
200
1,0
0,4 !
— !
-
_.
—
74
290
355
3,1
0,5
-
-
-
—
—
—
—
_
—
—
—
—
10
78
290
o40
1,6
0,6
—
-
—
—
78
315
390
3,5
0,6
—
*~
—
—
—
~~
—
—
—
—
—
~~
—
—
ЗЭ
86
490
c4j
3,6
0,8
85
ill
4,8
1,1
85
6.0
700
15-
1,2
85
750
880
23
1,2
85
900
lloo
43
1.4
! 84
1350
1650
70
1,8
84
1770
2150
115
1,9
50
88
680
76j
5,0
1,2
88
840
920
14 \
1,6
86
870
1010
29
1,9
87
1010
1310
54
2,0
88
1200
1430
60
1,7
87
1920
2220
135
2,0
86
2340
2790
210
j 2,3
80
89
900
98o
15,0
1,5
89
111
27
2,0
88
ИЗО
1270
49
2,3
89
1550
ШУ)
86
2,5
90'
175Э
2000
ПО
j 2,1
88
2630
1,980
260
2,6
87
3220
36/0
390
3,0
100
90
1180
1250
25,0
1,8
89
111
31
2,3
CO
1500
1660
&>
2,6
90
1930
2180
134
2,7
91
2130
2380
160
2,2
—
—
—
— •
—
—
200
—
—
92
111
75
2,9
91
2600
2850
120
3,5
91
3200
35C0
190
4,0
91
3850
4i50
320
4,1
—
_
—.
—
"~
1
350
—
—
93
111
172
3,0
92,5
47(0 1
4960
270
4,3
92
4700
5080
420
5,0
92
6300
6700
490
. 5,1
—
—
—
-
530
_
—
—
—
-
—
_
93
5880
6190
430
5,1
93
6800
7200
570
5,9
—
"-"
—
—
—
—
"
1 -
В таблице обозначают: r\ — к. п. д. [o/0J, G' - полный вес [кг\, G — вес
ротора [кг], D — радиус инерции [м], GD* -— маховой момент [кгм% Ne — мощность
возбудителя [kW] при cos ср = 0,8.
Для старых машин веса больше на 20—30о/0, а маховые моменты на ЗЭ—40о/0.
Для 300 и <з75 об/мин приведены минимальные значения величин QD*. При
сочленении с поршневыми машинами необходимая величина GD2 определяется по
данным стр. 811 и 812.
Данные таблицы приближенно могут быть использованы и для синхронных
двигателей, если брать мощность в kW на валу машины.
50*

788 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Обозначения на зажимах синхронных машин переменного тока, принятые
Союзом германских электротехников:
Зажимы якоря при однофазном токе U, V
„ ,, н сопряженном соединении U, V, W
„ открытом „ U, V, -W, X, К, Z
Нулевая точка или средний провод 0
Обмотка магнитов (постоянный ток) ^ . J, К
Линейный провод независимо от его полярности. . . . L
Сеть трехфазная трехпроводная Р, S, Т
„ четырехпроводная #, S, Т, 0
Магнитный регулятор {s — соединение со скользящим
контактом) s — t
Контакт выключения регулятора q
причем s соединяется с / или К, q— с К или J, t — с источником постоянного
1 ока.
Форма выполнения по DIN VDE2650. Остальные нормы стр.759.
Коэфициенты полезно го действия, веса,
маховые моменты и мощности возбудителей при cos<p =
= 0,8 для синхронных машин открытой конструкции с
подшипниками и пристроенным возбудителем см. табл. 9 (в соответствии
с выполнением SSW).
Ь) Конструкция синхронных машин переменного тока
Статор несет обычно обмотку, уложенную в пазы пакетов
статорного железа.
В этой обмотке индуктируется электродвижущая сила, и она
служит таким образом якорем. Ротор несет возбудительную
магнитную обмотку, соединенную с контактными кольцами, к которым
подводится ток неподвижными щетками.
Преимущество такого устройства состоит в том, что
неподвижная обмотка якоря, особенно при высоком напряжении, может
быть лучше изолирована и можно избежать сборных колец для
отвода тока высокого напряжения. Ток для возбуждения
получается или от машины постоянного тока, монтированной на одном
валу с машиной (собственное возбуждение), или от сети
(постороннее возбуждение). Ротор, т. е. вращающаяся магнитная
система, магнитное колесо или индуктор получает возбуждение от
постоянного тока и обычно вращается внутри арматуры
(внутренние полюса), реже магнитное колесо охватывает неподвижно
стоящий якорь (внешние полюса). В последнем случае
представляется возможным выподнить магнитное колесо с большим
маховым моментом (что, например, важно для двигателей
внутреннего сгорания).
Малые машины низкого напряжения строятся как машины
постоянного тока с неподвижными магнитами и вращающимся якорем. Для отвода
тока служат при однофазном токе два, а при трехфазном три контактные кольца.
При машинах с рядом лежащими
одноименными магнитными полюсами (фиг. 33) магнитное колесо
состоит из магнитного сердечника с лвумя венцами выступов
(полюсных башмаков), собранных из листового железа; в проме-

Синхронные машины переменного' тока: конструкция 789
жутке между последними находится неподвижная или
вращающаяся вместе с магнитным маховиком возбудительная катушка Е,
охватывающая весь обод. Таким образом, на одной стороне колеса
образуются только северные, а на другой только южные полюса
(фиг. 33). Благодаря чередованию на вращающемся колесе
полюсных башмаков и
промежутков между ними
железо якоря всегда
намагничивается и почти
размагничивается (но не
перемагничивается) в
одном и. том же
направлении, т. е. железо якоря
используется лишь на
половину. Машины эти
требуют много железа,
обладают высоким
рассеянием, тяжелы и
дороги. Ввиду простоты конструкции индукторов и малых потерь
в железе машины с одноименными полюсами применяются в
качестве генераторов тока средней и большой частоты
(соответственно от 5С0 до 6000 и до 10 000 периодов в сек.).
Машины с чередующимися разноименными
полюсами с неподвижным якорем являются в настоящее время
наиболее распространенным типом синхронных машин. Подвод
тока для возбуждения при помощи контактных колец не
представляет затруднений. На фиг. 34
представлена подобная машина
с воздушными каналами в якоре
и привернутыми стальными полю-
. сами. Для возможности
производить ремонт отдельных катушек
либо вся арматура может
выдвигаться, либо полюса
закрепляются на колесе так, чтобы их
можно было выдвинуть в сторону
. и сделать катушки доступными
для ремонта.
Фиг. 34. Турбогенераторы см.
стр. 795.
1. Якорь и обмотка якоря. Для уменьшения потерь при пере-
магничивании якорь собирается из штампованных,
изолированных друг от друга железных листов толщиной от 0,35 до 0,5 мм
(динамное железо). Корпус из чугунного литья или литой стали
(сварная конструкция). Для лучшего охлаждения якоря — для
отвода тепла, выделившегося вследствие потерь в железе и в
обмотках— служат при радиальной системе воздушного охлаждения
каналы шириной в 10 до 15 мм, получающиеся как зазоры между
отдельными пакетами железа; толщина пакетов 5—-10 см\ при осе-

790 т- HI. 0'ГД- 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и дбигатели
вой системе воздушного охлаждения якорь снабжается
воздушными каналами для охлаждения, расположенными в осевом
направлении. Для охлаждения мощных турбогенераторов часто
применяется комбинированная система воздушных каналов —
радиально-осевые каналы (стр. 795).
Обмотка якоря *) устраивается в пазах, расположенных
по внутренней окружности железа якоря (статора). В трехфазных
машинах обмоткой заполняется вся внутренняя окружность якоря,
в однофазных лишь от 2/з до 3/4 ее. На фиг. 35 приведены сече-
ния пазов различной формы. При закрытом пазе крайняя стенка
паза у окружности (мостик паза) должна быть
возможно тонкая (1 мм или менее).
Закрытые пазы применяются иногда для того,
чтобы увеличить индуктивное сопротивление
(реактанц) обмотки якоря, уменьшив этим до
допустимой величины ударный (мгновенный)
ток короткого замыкания (см. стр. 804 и ел.).
Полузакрытые пазы применяются в малых
машинах, в больших же обычно открытые; пазы
Фиг. 35. закрываются фибровыми или деревянными
клиньями. Для изоляции паза при низком
напряжении (до 500 V) служат прессшпановые гильзы или трубки, при
напряжении до 1000 V—со слюдяными прокладками, при
напряжении до 4000 V трубки из прессованной бумаги, при более
высоких напряжениях—миканитовые или миканито-бумажные трубки,
через которые и протягивается проволока (обмотка протяжкой)-,
"Открытые пазы имеют то преимущество, что катушки в
них могут быть легко заменены. При открытых пазах, что особенно
важно при высоком напряжении, катушки могут быть изготовлены
отдельно на заводе, где они пропитываются компаундной массой
и на специальных станках опрессовываются миканитовой бумагой
в горячем состоянии и под давлением (шаблонная обмотка по
системе Г е фл е й).
Недостаток открытых пазов состоит в том, что добавочные
потери, вследствие пульсаций в зубцах и утечек в каналах, в них
велики.
Для уменьшения дополнительных потерь от вихревых токов
(см. стр. 733), обусловленных значительностью сечения меди,
стержням придают форму сверла различного очертания 2).
Если на каждый паз приходится один или два витка, то
обмотка может быть выполнена как стержневая: прямые стержни
вместе с их изоляцией вдвигаются в пазы, соединяются между
собой при помощи вилок и запаиваются. Машины большой
мощности изготовляются со стержневой обмоткой даже для высокого
напряжения.
1) Rich te r, Ankerwieklungen fur Gleich- und Wechselstrommaschinen, Berlin
1920, J. Springer.—R i с h t e r, Elektrische Maschinen, Bd. II, Berlin 1930, J. Springer,
2) ETZ 1920 *.,S. 69, - E. u. M., Wien 1920, S, 284; 1921, S. 485.
QQoO
jPc шаЕ.Зръ ^

Синхронные машины переменного тока: конструкция 791
Провода, изолированные по системе Г е ф л е it Для
стержневой обмотки могут быть применены также и при полузамкнутых
пазах наряду с полушаблонными обмотками, которые открытой
своей частью вдвигаются в пазы и затем пропаиваются.
Части катушек, находящиеся внутри пазов, называются
активными сторонами, а выступающие из пазов части—головками или
лобовыми соединениями. По числу фаз различают одно- и
многофазные обмотки, по числу пазов на полюс и фазу обмотки
с одним, двумя и больше пазами на полюс и фазу. Кроме того
различают обмотки: по числу витков в пазу, как при стержневой,
так и при катушечной обмотке, по
числу сторон катушек в пазу —
обмотки одно" и двухслойные. По
расположению в пространстве головок
катушек различают обмотки с
головками в одной, двух или трех
плоскостях, так называемые одно,- двух-
и трехэтажные или одно,- двух- и
трехрядные (первые возможны лишь
для однофазных обмоток). По
ширине катушек различают
диаметральные и хордовые обмотки, по форме —
обмотки с катушками одинаковой
формы и ширины (фиг. 36—прав.) и
с разными катушками (фиг. 36—лев.).
Начальные катушки в обмотках для напряжений свыше 1500 V
в целях защиты от волн перенапряжения с крутым фронтом,
(стр.-736) изолируются усиленно (виток от витка).
'Однофазные обмотки. | Наиболее простая форма якорной
обмотки для однофазного тока показана на фиг. 36а и Ь, где из
Фиг. 36 а и Ь,
полного числа пазов.
Провода, соединяющие отдельные катушки, показаны лишь на фиг. 36Ь,
левая и правая части схемы представляют с электрической стороны
равнозначные расположения лобовых соединений. Это следует иметь в виду и по
отношению ко всем далее рассматриваемым обмоткам.
Обмотки трехфазного тока. На фиг. 37 показана обмотка
трехфазного тока, с головками катушек, расположенными в двух
плоскостях.
Ради ясности здесь принята одна впадина на полюс и фазу,
практически их делают несколько (целое или дробное число
впадин на полюс и фазу), благодаря чему кривая э. д. с. менее
отклоняется от синусоиды. Катушки одной фазы обозначены на фиг. 37
одинаковыми цифрами. Прямая катушка (как это показывает
нумерация фиг. 37) соединяется с коленчатой. Ширина катушек
равна-полюсному делению. Число полюсов при трехфазном токе =
= 2/з от числа катушек (групп катушек). При нечетном числе пар
полюсов (например при 1000 об/мин и 50 пер/сек) получается
одна двухколенчатая катушка, которая одной своей стороной

792 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
принадлежит к прямым и другой к коленчатым изогнутым
катушкам.
На фиг. 38 показана однопазовая обмотка для трехфазного тока с длинными
перекрестными секциями одинаковой длины, допускающая разрез якоря без
необходимости произвести обмотку секции на месте установки при монтаже.
Конструкция согласно фиг. 37, у которой головки секции расположены в двух
плоскостях, наиболее употребительная. В отношении формы и величины э. д. с.
и якорного поля обмотки, выполненные по фиг. 37 и 38, равноценны.
В синхронных машинах
трехфазного тока все три фазы
большей частью соединяются в звезду.
Фиг. 37.
Фиг. 38.
Если положить следование фаз в пространстве 1,2,3 и обозначить
стороны катушек, соответствующих этим фазам, 1 и 1', 2 и 2', 3 и 3',
то начальные стороны 1, 2 и 3 расположатся на расстоянии 2/з х 1)
(120 электрических градусов) друг от друга; то же можно сказать
и о конечных сторонах катушек 1', 2' и 3'. Начальные и конечные
стороны одних и тех же катушек (1 и 1', 2 и 2', 3 и 3') сдвинуты
между собой на * (180° электр.). При обходе по окружности якоря
в направлении вращающегося магнитного поля стороны катушек
r-'-!~-r-t
*гт111—111
«И
it 1 I Г1 1 I 1 i
•1 1 * 1 -Г
l] * * 1
*—г—*■[-•-«■—Н
!|—--+| 111—|
Iti 11 fttth I!
Fli 1 Тт i N'
№ЁЩЧ^
J r
Фиг. 39.
Фиг. 40.
окажутся расположенными в следующей последовательности:
1 3' 2 1' 3 2' 1, в противоположном направлении 1 2' 3 V 2 3'.
На фиг. 39 показана двухэтажная обмотка трехфазного тока, с g 8)—2 и с
головками, расположенными в двух плоскостях, для четырехполю:ной машины. На
*) т — полюсное деление.
*) g— число впадин на полюс и фазу.

Синхронные машины «переменного тока: конструкция 793
фиг. 40 дана одна фаза двухслойной обмотки трехфазного тока, с одинаковыми
катушками (две других фазы, дабы не загружать схемы, не нанесены). Лобовые
соединения находятся в двух плоскостях.
Все приведенные обмотки диаметральные, с целым числом
пазов на полюс и фазу (с шириной катушек = г).
Если ставятся жесткие требования к синусоидальности кривой
напряжения при нагрузке, то целесообразно выполнять обмотки
хордовыми или с дробным
числом пазов на полюс и фазу. ^™.«™»«/y
Хордовая обмотка полу- TMIW**»
чается при применении
катушек с укороченным шагом
(< х), обмотка с дробным
числом впадин на полюс и фазу,
когда в границах одной фазы
величина g не постоянна *).
При больших машинах
с большой окружной скоростью
в особенности при
турбогенераторах (стр. 795) лобовые
соединения или головки
о б м о то к должны быть в состоянии противостоять большому
механическому усилию при коротком замыкании, т. е. должны быть
прочно закреплены (фиг. 41 и 42 двухэтажная обмотка).
2. Ротор и обмотка ротора. Различают машины с
выступающими полюсами и со сплошными цилиндрическими барабанами
с распределенной обмоткой возбуждения. Последний тип является
нормальным для турбогенераторов. У тихоходных машин магнитное
Фиг. 41.
Фиг. 42.
Фиг. 43.
?
Фиг. 45.
колесо имеет большей частью форму махового колеса (генераторы,
приводимые в действие от газовых двигателей). Полюса
изготовляются из литой стали или кованые (фиг. 43), иногда собранные
из железных листов (фиг. 44). Полюса и полюсные башмаки
составляют часто одно целое и привинчиваются или прикрепляются
к ободу болтами (фиг. 43), или в ласточкин хвост (фиг. 44). Для
уменьшения потерь в железе часто полюсные башмаки собираются
*) Подробнее см. Richter, Ankerwicklungen fur Gleich- und Wechselstrom.
maschinen, Berlin 1920 ц Т i 11 e 1, ETZ 1928, стр. 1103,

794 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
из листового железа; башмаки скрепляются с полюсами в ласточкин
хвост. В полюсных башмаках часто монтируются стержни
демпферной обмотки, соединяющиеся между собой кольцами (см. стр. 806,
816 и 818) (фиг. 45). Обмотка возбуждения часто из чистой и
поставленной на ребро меди, которая изолируется бумагой пли
прессшпаном (Blankpolwicklung^; фиг. 34 и 43 (стр. 789 и 793).
Числом оборотов и драиетром ротора определяется его
окружная скорость. При 50 периодах в секунду окружная
скорость в м/сек равна полюсному шагу в
сантиметрах.
Окружную скорость допускают до 40 м/сек. При
больших генераторах (генераторах, приводимых в действие от водяных
турбин) и при быстроходных генераторах окружную скорость
допускают до 60 и более м/сек. Генераторы водяных турби i должны
быть рассчитаны на возможное увеличение скорости до 1,8
нормальной.
Для турбогенераторов с значительно более высокими
окружными скоростями (до 150 м/сек), применяются специальные
конструкции (см. стр. 796).
Роторы современных генераторов снабжаются вентиляторными
крыльями, которые прогоняют ьоздух для охлаждения статора
и ротора. Такие генераторы выполняются полу- или совершенно
закрытого типа; в последнем случае они снабжаются, как и
турбогенераторы, фильтрами, которые очищают охлаждающий воздух от
пыли (см. стр. 798).
3. Использование и допустимые нагрузки материалов.
Степень использования якоря определяется величиной С в выражении:
N=C (D/lOO)* / (л/100),
где D — диаметр отверстия выточки якоря [см],
t — длина железа якоря за вычетом вентиляционных каналов [см],
п—число оборотов в минуту,
N — мощноехь машины в kVA для генераторов* и в kW для двигателей.
Величина С зависит от диаметра D и лежит для диаметров
в 50, 100, 150, 250 и 500 см в пределах между 1,5—1,9-2,1—2,3
и 2,5. При больших полюсных делениях и больших длинах якоря,
ненормальных конструкциях и очень высоких напряжениях величина С
может изменяться в больших пределах.
При турбогенераторах величины С бывают значительно
выше; при однофазных синхронных машинах—процентов
на 30 ниже.
Допустимые нагрузки (электрические и магнитные) материалов: .
плотность тока: в. обмотках статора от 3 до 4,5 А/мм2, в
обмотках ротора—от 3 до 5 А/мм2. Индукция: в междужелезном
пространстве (максимальные величины) от 7000 до 9000, в зубцах
статора—от 18 000 до 20 000, в железе статора от 10 000 до 12000.
В сердечниках полюсов от 14 000 до 15 000. В ободе полосного
колеса, в зависимости от материала, из которого последнее
выполнено.

Турбогенераторы
795
с) Конструкция турбогенераторов
Турбогенератора являются важнейшими
электрическими машинами современных силовых установок. Ввиду того что
при турбогенераторах применяются чрезвьпайно мощные единицы,
эти машины должны быть чрезвычайно надежными.
Таблица 10. Коэфициент полезного действия турбогенераторов в °/0
(AEG) при cos 9=0,8
Номинальная
мощн. в kVA
1000
3 000
5 000
10 000
15 000
20 000
30 000
40 000
50 000-
60 000
Коэфициент полезного
действия при
полной 1
нагрузке
92,5
94,5
95,0
95,1
95,4
95,4
95,7
95,9
96,4
96,4
з/* !
нагрузки
—
—
1 95,0
95,0
95,0
1 95,3
| 95,5
95,9
96,0
Потребная
для
возбуждения
мощность в kW
10
22
! 28
1 50
66
83
115
160
190
220
Наивысшая мощность отдельных единиц
турбогенераторов определяется исключительно экономическими соображениями.
Наиболее крупными выполненными турбогенераторами
являются:
в 100 000 kVA при л=1500 об/мин
в 80 000 kVA при л=3000 об/мин
При больших генераторах, в соответствии с разделением всей
мощности турбины на отдельные части, мощность генератора также
иногда распределяется между двумя единицами: один генератор
для ступеней высокого и среднего давления и другой для части
низкого давления.
Турбогенераторы должны быть рассчитаны так, чтобы они могли
противостоять короткому замыканию (см. стр. 972 и 803).
При коротком замыкании на одной фазе должно
происходить немедленное выключение машины. Однофазная
нагрузка не должна быть более 20% всей мощности трехфазного
генератора, так как демпферная обмотка нормальных машин
недостаточна, чтобы компенсировать обратное поле (см. стр. 805).
Так как современные турбогенераторы снабжаются
быстродействующими регуляторами (стр. 806), следует обеспечить по

796 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
возможности быстрое развозбуждение машины, дабы под влиянием
исчезающего поля статора при отключении короткого замыкания,
на кольцах ротора не получилось чрезмерно большого
напряжения.
Диференциальная защита предохраняет генератор таким путем,
что при повреждении изоляции она под влиянием тока перегрузки в
поврежденном месте приводит в действие соответствующее реле. В случае
воспламенения обмотки тушение таковой должно по возможности производиться
автоматически свежим паром или углекислотой, которые под давлением вдуваются
в момент воспламенения вместе с охлаждающим воздухом.
1. Конструкция якоря. Якорное железо (слаболегированное
Vi0 = 2,8 до 2,0 W/лгг) собирается из отдельных пластин в корпусе
из литой стали (сварная конструкция).
Осевая длина якоря турбогенератора обычно весьма значительна. Якорь
снабжается большим количеством радиальных или осевых воздушных каналов,
через которые прогоняется охлаждающий воздух; при малых генераторах воздух
проходит с одного конца якоря в другой; при генераторах большей мощности
охлаждающий воздух подводится с обоих концов генератора под давлением к
среднему широкому радиальному охлаждающему каналу. Для генераторов большой
мощности осевая и радиальная система охлаждающих каналов комбинируются
вместе. Обмотка выполняется обычно более, чем в 3 паза на полюс и фазу,
благодаря чему кривая э. д. с. имеет синусоидальную форму. Так как при коротком
замыкании возникают токи, достигающие значительной величины, в 12 до 20 раз
превышающей нормальную (по союзным нормам для электромашин допускается
15-кратная) и так как, с другой стороны, головки обмоток (лобовые соединения)
имеют значительную длину (90 до 150) см, то они должны быть прочно укреплены
для того, чтобы они могли противостоять механическим усилиям, вызываемым
коротким замыканием; в отношении короткого замыкания современные генераторы
(стр. 972, 973 и 803) должны быть достаточно надежны.
Крепления обмотки, если возможно, должны регулироваться в связи с
усушкой изоляционных прокладок.
2. Конструкция ротора. Высокие окружные скорости (от 90 до
150 м/сек) создают большие затруднения с механической стороны.
Двухполюсный ротор представляет собой обычно массивное
цилиндрическое тело, отлитое из лучшей хромоникелевой стали.
В теле ротора профрезерованы канавки, в которые закладывается
или обмотка возбуждения (фиг. 47), или укрепляются набирающиеся
из пластин зубцы, между которыми уже укладывается обмотка
возбуждения (фиг. 46).
Тело ротора для контроля материала его просверливается
вдоль оси.
На фиг. 48 показан четырехполюсный ротор. При больших
четырехполюсных генераторах ротор делается часто из отдельных
пластин, толщиной от 4 до 8 см, которые в горячем виде сажаются
на вал. Другая конструкция четырехполюсного ротора для крупных
генераторов состоит из кованого полого тела, которое несет
обмотку и внутренним своим отверстием запрессовано на валу.
В обоих случаях обмотка закладывается или в пазы
непосредственно, или между зубцами, набирающимися из пластин.
Конструкция ротора из 4—8-сантиметровых пластин употребляется и для
однофазных турбогенераторов, но при этом ротор снабжается
сильной демпферной обмоткой из медных стержней, которые одновре-

Турбогенераторы
797
менно служат и клиньями для закрепления обмотки возбуждения
в пазах; эти стержни вместе с бандажами головок обмотки
(каппами) образуют род беличьего колеса, назначение которого—тушить
обратно-синхронное поле (стр. 805).
При однофазных генераторах ротор часто набирается из
штампованного листового железа. Таким же образом набирается и ротор
малых трехфазных генераторов (фиг. 49).
Фиг. 46 и 47. Фиг. 48. Фиг. 49.
Если зубцы набраны из листового железа и укреплены на теле
ротора при помощи ласточкина хвоста (фиг. 46), то осевые и
радиальные воздушные каналы выполняются или в зубцах, или между
обмоткой и зубцами. При последней конструкции возбудительные
катушки могут быть намотаны вне ротора и просушены в печи.
Роторные пазы для осевого охлаждения показаны на фиг. 50 а и b
дня ротора сплошного типа и на фиг. 51 — для ротора, собранного
Фиг. 50. Фиг. 51. Фиг. 52. Фиг. 53.
из листового железа. Хорошие результаты получаются при 22 пазах,
из которых обмотка находится в 16 пазах, или при 26 пазах, из
которых обмотано 20. Редко применяются выступающие полюса
специальной конструкции (фиг. 52 и фиг. 53), обмотка которых
должна быть предохранена от выпучивания. При конструкции
согласно фиг. 46—51 головки секций должны быть защищены
бандажами или бронзовыми крышками из марганцевой бронзы,
дельта-металла или немагнитной никелевой стали. Ограниченность
места для обмотки и необходимость защитить обмотку от действия

798 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигателя
центробежной силы делают затруднительным вентилирование
нагретых возбудительных обмоток, и необходимыми являются особые
вентиляторы и воздушные каналы. Ввиду высокого числа
оборотов число полюсов невелико, большей частью /7 = 2:
при / = 50, число пар полюсов р => 1 2 3
для п = 3000 1500 1000
при /=25, число пар полюсов р = 1 2
для п = 1500 750
при /= 162/3, число пар полюсов р = 1
для п = 1000.
Обмотка возбуждения делается обычно из меди,
поставленной на ребро, или из алюминия. Изоляция возможно тонкая
ввиду ограниченности обмоточного пространства, но вместе с тем
возможно механически прочная ввиду больших напряжений,
которым она подвергается под влиянием центробежной силы. Ротор
должен быть статически и динамически хорошо выба лансирован *).
См. также II т., стр. 633.
Возбуждение производится обычно особой возбудительной
машиной (возбудителем), непосредственно соединенной с
генератором или монтированной на одном валу с ним. Нормальная
мощность возбудительной динамомашины постоянного тока — от 0,5 до
1% мощности генератора (см. табл. 10, стр. 795).
Для более совершенной регулировки возбудитель снабжают
иногда своим отдельным возбудителем, непосредственно
сцепленным с основным. Ток возбуждения подводится К роюру при
помощи стальных, медных или бронзовых колец.
3. Вентиляция и охлаждение. Количество воздуха, которое
требуется для охлаждения генератора турбины, весьма значительно
и составляет около 1 м^сек на каждые 18—25 kW потерянной
в генераторе энергии при нагреве воздуха на 20—25°.
Охлаждающий воздух до вступления в генератор должен быть предварительно
очищен от пыли пропусканием через фильтр или при замкнутой
системе охлажден циркулирующей водой, что особенно важно для
пыльных помещений: например в химической, угольной
промышленности и на цементных заводах. Отходящий нагретый воздух при
крупных агрегатах не должен выпускаться в машинное помещение;
так как он содержит очень большое количество тепла. Теплый
воздух может быть использован для целей отопления. Циркуляция
воздуха внутри генератора увеличивает опасность для машины
в пожарном отношении. Для уменьшения этой опасности для
х) Приспособления для такой балансировки смотри: Г е й м а н, О
динамической выбачансировке машинных частей, вращающихся с большой скоростью. Ueber
die dynamische Auswuchtung von rasch umlaufenden Maschinenteilen, ETZ, 1919,
стр. 234.
Г о р т, Новейшие машины для динамичгско-статической выбалансировки.
Н о г t, Neuere dynamisch-staiische Wuchtmaschinen, ETZ, 1925, стр. 1073.
П у н г а. Выбалансировка, пользуясь вектор аппаратом Р u n g a, Auswuchlver-
iabren unter Benutzung des Vektorapparates, El. und Maschinenbau, tyien i925,
crp. 425.

Турбогенераторы
799
Фиг. 54. Фиг. 55. Е—впуск охлаждающей
воды, А — вып/ск охлаждающей
воды.
через генератор. Нагретый воздух по S-образному каналу d
(фиг.,55) подводится к ребристому охладителю g, а охлажденный
воздух из / всасывается вновь гене*ратором а. При помощи
маховичка с переключением двойного клапана е можно подавать свежий
воздух при порче или чистке охладителя. Нагретый воздух
выходит через решетку Ь. В случае воспламенения (загорания обмотки)
весьма действительным средством для тушения пожара служит
добавление углекислоты в воздух, Циркулирующий для охлаждения
генератора, h и / — двери для чистки.
г) Гермачское О-во по постройке воздушных фильтров: Deutsche Luftfilter-
Baugesellschafu
8) О-во по установке обеспыливающих устройств: Gesellschaft fur Entstaubungs-
anlagen.

800 Т. Ш. Отд. Ю. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Недавно была осуществлена установка замкнутой вентиляции, симметричной
относительно оси генератора, вынесенная на уровень пола машинного зала,
скомпанованная с корпусом статора.
Преимущества: доступность водяного охладителя, уменьшение объема
циркулирующего воздуха, в связи с чем уменьшается пожарная опасность.
Постоянный контроль за температурой обмоток генератора
необходим и производится при помощи термометров сопротивления,
позволяющих производить измерение
температуры на расстоянии или
наблюдением за температурой
нагретого воздуха (REM 1930, § 35).
Рекомендуется применять
контролирующие и сигнальные
приборы.
Критическое число оборотов
(см. т. I, стр. 552), а также т. II
rr^/v^AK (стр. 625 и ел.).
d) Работа синхронной машины как
генератора
1. Э. д. с. синхронной машины.
При совершенном сцеплении w
соединенных последовательно витков
с синусоидально изменяющимся по
времени магнитным потоком, в них
наводится электродвижущая сила (эф-
Фиг. 56. фективное ее значение) Е, равное
4,44/доФтах • 10~8 V (ур-ние для
трансформаторов см. стр. 733). Частота/=^7- Синусоидальная форма
(по времени) электродвижущей силы в обмотке синхронной
машины получается при перемещении с равномерной скоростью
магнитных полей синусоидальной формы в пространстве. При не вполне
совершенном сцеплении витков (распределенная обмотка статора),
или если кривая поля не вполне синусоидальной формы, э. д. с.
на фазу будет:
Е = 4,44 kffw fw Ф • 10~8 вольт.
Обмоточный коэфициент fw учитывает то обстоятельство, что при
распределенной обмотке со многими пазами на полюс и фазу не
все витки обмотки пересекаются всеми силовыми линиями
магнитного потока (фиг. 36 лев.) и что существует некоторый сдвиг по
фазе между э. д. с. в отдельных катушках (фиг. 36 прав., стр. 791).
В среднем в трехфазных машинах г) коэфициент обмотки fw pa-
х) В однофазных машинах он колеблется от 0,87 до 0,83 при 2/t обмотки
н g=3 до оо.

Работа синхронной машины
801
Вен 0,96, а при хордовой обмотке (стр. 793) еще меньшей.
Коэфициент формы поля к* ( = площадь диаграммы поля:
площадь основной волны) учитывает тот факт, что кривая поля
обычно не чистая синусоида. При магнитном поле с одноименными
полюсами коэфициент поля при наибольшем приближении кривой
поля к синусоиде Ау = 1,03 до 1,05. Часто принимают k=fwk^K : У^
тогда
E = 2kfw0-10~8 вольт; (4,44 = 2тг: У*2 ).
Возбуждение, необходимое для создания требуемого
магнитного потока, определяется таким же образом, как в других машн-
Фиг. 57а. Фиг. 57Ь.
нах (см. стр. 728 и 760). Графическое изображение величины
магнитного потока, или пропорциональной ему э. д. с, в зависимости
от тока возбуждения называется намагничивающей кривой
(характеристика холостого хода) синхронной машины (фиг. 57а и 57Ь).
Напряжение у зажимов машины при ее нагрузке при
данном токе возбуждения ослабляется от следующих причин: активного
сопротивления якорной обмотки (активное падение напряжения),
от напряжения индуктированного полем рассеяния (реактивное
падение напряжения), от ослабляющих поле ампер-витков якорной
обмотки в особенности при индуктивной нагрузке, так как
реактивная слагающая якорного тока прямо противоположна
ампер-виткам возбуждения. Реакция якоря пропорциональна sin <p и при
малом cos cp может быть весьма значительна (см. реакция якоря).
Если активные стороны секции обмотки сдвинуты в пространстве
на 2/3 1 друг от друга, как у секций 1, 2 и 3 фиг. 37 (стр. 792),
то наведенные в катушках электродвижущие силы будут смещены
по времени на 120° — трехфазное напряжение (фиг. 11, см. dp, 738).
Все величины определяются в этом случае по напряжению одной
фазы Еф. Напряжение на зажимах машины U при соединении
обмоток отдельных фаз в звезду равно фазовому напряжению
(U= (7ф), при соединении звездою U — ифУз.
Зак. 2893.— Htitte, Справочник дли инженера, т. III. 51

802 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
2. Реакция якоря. Если трехфазный генератор отдает энергию,
то якорный ток создает свое магнитное поле, причем если зазор
между статором и ротором остается постоянным, например при
турбогенераторах с распределенной возбудительной обмоткой, то
поле якоря имеет синусоидальную форму; поле это вращается
синхронно с главным полем возбуждения, остается относительно
него неподвижным и слагается с ним вместе в одно
результирующее поле Ф, которое и индуктирует э. д. с. машины Е = ОС
(фиг. 57Ь). Фактически мы имеем таким образом только
результирующее поле Ф; поле же якоря и поле возбуждения являются
фиктивными величинами.
Положение поля якоря (его максимальной взличины) определяется серединой
катушки обмотки якоря, по которой протекает в данный момент ток амплитудного
значения. Поле индуктора совпадает с осевыми линиями полюсов. Можно мыслить,
что эти фиктивные поля создают фиктивные же э. д. с. от поля якоря и
индуктора, а последние, геометрически слагаясь, дают результирующую э. д. с.
машины.
Целесообразнее, однако, оперировать с фиктивными магнитными полями или
соответствующими ампер-витками, получая результирующие ампер-витки (или
результирующее поле). Это результирующее магнитное поле, вращаясь с
синхронной скоростью, индуктирует в якоре машины э. д. с. Е. То, что указанные выше
суммирования должны производиться векторно, предполагает, что магнитные поля
или ампер-витки, их вызывающие, меняются по закону синуса. При отступлении
этих величин от синусоиды необходимо складывать их основные гармоники.
На фиг. 57Ь (Л OLM) произведено суммирование магнитодвижущих сил
(6^= AW^ 6a= AWa), обусловливающих фиктивные магнитные поля (и
находящихся с ними в фазе)' причем Ье — м. д. с. обмотки возбуждения магнитов, Ьа \\ J
м. д. с. обмотки якоря и QrJ_E= Ос — результирующая м. д. с. (При наличии
в цепи железа пропорциональности между намагничивающими ампер-витками и
магнитными потоками нет!)
Ье создает фиктивный магнитный поток, индуктирующий в каждой фазе
фиктивную э. д. с. E'=OD, которая отстает от Ве на 90° 1). Такое же
взаиморасположение имеют м. д. с. Ьа и фиктивная э. д. с. от потока якоря DC. При
индуктивной нагрузке ток J отстает от напряжения на зажимах U=OA на угол <р
(внешний сдвиг фаз), а от фиктивной э. д. с. £' на / ф (внутренний сдвиг фаз).
В треугольника OLM перпендикуляр LP образует со стороной Ъа тот же угол ф.
.Этим углом ф обусловливается и различное взаиморасположение в пространстве
векторов фиктивных магнитных полей или м. д. с. (ампер-витков), их вызывающих
(см. фиг. 57Ь). При Z. Ф = 0 они сдвинуты на 90° (электрических); при ф = 90°
ампер-витки якоря действуют или ослабляюще на основные ампер-витки
(размагничивающее действие при индуктивной нагрузке), или наоборот—усиливающе
(продольное намагничивающее действие при емкостной нагрузке). Напряжение на
зажимах U отстает от фиктивной э. д. с. Е' на /_ Ь, причем 0 = ф — <р. Этот
угоя (Ь) является мерилом активной мощности синхронной машины (стр. 809) (он
положителен для генераторов и отрицателен для двигателей) (стр. 817). О
пространственном значении Z. & см. ниже.
При учете' насыщения железа при помощи характеристики
холостого хода на фиг. 57 в ОМ представлены ампер-витки
возбуждения AWg, LM— ампер-витки AWa (равные приблизительно 2,5gzl',
где g— число пазов на полюс и фазу, 2—число проводников в пазу,
V—ток в каждом проводнике), которые находятся в фазе с током
/, 01—результирующее число ампер-витков AW, которые создают
*) На векторной диаграмме (фиг. 57Ь) Д OLM должен мыслиться повернутым
на 180° относительно точки О, также и OU.

Работа синхронной машины
803
результирующий магнитный поток Ф. Последний индуктирует ^ Д- с.
ОС, которая необходима, чтобы преодолеть активное падение
напряжения в якоре АВ и реактивное падение напряжения в
якорной обмотке ВС и чтобы создать напряжение генератора ОА\ OU =
= ОМ представляет необходимое число ампер-витков AW^ на
полюсах возбуждения. Если диаграмма построена для полной нагрузки
и cos <p = 0,8, то RT представляет „изменение
напряжения", как это принято нормами для электрических машин.
Изменением напряжения оно называется потому, что при полном
сбрасывании нагрузки и при. сохранении постоянного возбуждения
напряжение достигнет величины, представленной отрезком UT, если
кривая, OQT представляет характеристику холостого хода
синхронной машины. Угол MOU = 0 показывает, на сколько электрических
градусов (2х = 360°) магнитное полюсное колесо сдвинуто по
отношению к положению холостого хода. (Геометрический угол 0/ =
= &:/?). За положение холостого хода принимается положение,
в котором находится средина полюса ротора, когда электродижу-
щая сила имеет максимальное значение; на фиг. 57Ь—направление
OU. См. сноску на стр. 802.
С некоторым приближением можно вышеуказанное сопоставление магнитных
потоков принять при машинах с явно выраженными полюсами (выступающие
полюса фиг. 34, стр. 789), если м. д. с. якоря LM уменьшить соответственно
уменьшению проводимости междужелезного пространства в нейтральной зоне до LM7Z,
7И, 2,1 gzV. При этом отклонения в размере углов и прочих величин сравнительно
с другими способами изображения будут незначительны.
Арнольд х) и другие авторы пользуются векторной диаграммой для
выяснения зависимости как между фиктивными магнитодвижущими силами, так и
индуктированными ими в якорной обмотке фиктивными э. д. с. На фиг. 57Ь
(машина со сплошным барабаном) CD обозначает фиктивную э. д. с. которая
вызывается фиктивным якорным почем в якоре; BD— напряжение от реакции
якоря, включая э. д. с. поля рассеяния. При машинах с явно выраженными
полюсами, ввиду разной проводимости воздушного зазора, якорное поле разлагается на
поперечное поле, которое вызывается активной слагаемой якорного тока, и
противодействующее (при емкостной нагрузке усиливающее) поле, вызываемое
реактивной слагаемой якорного тока.
3. Короткое замыкание синхронных машин. Различают
установившийся ток короткого замыкания и ударный (мгновенный) ток
короткого замыкания. Магнитный поток в якоре от тока его
короткого замыкания действует непосредственно против магнитного
потока от возбуждения. Величина тока короткого замыкания
устанавливается так, что при определенном возбуждении, при учете
действия реакции якоря (чистое размагничивание), в якорной
обмотке индуктируется напряжение рассеяния, соответствующее
результирующему числу ампер-витков, или результирующему полю
во все время короткого замыкания. Ток короткого замыкания таким
образом не зависит от числа оборотов машины.
Характеристика короткого замыкания, которая показывает
зависимость тока длительного короткого замыкания от тока возбуждения,
представляет прямую линию. Испытанием машины на
*) Arnold, Wechselslromtechnik, 2 Aufl., IV Bd., Berlin 1913.
51*

gQ4 ^- ^II- ^ТД* ^- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
короткое замыкание устанавливается ток возбуждения OG
(фиг. 57а), при котором ток длительного короткого замыкания Ik
равен номинальной силе тока 1п = НО (стр. 802). Ток возбужде- ,
ния имеет такую величину, что индуктирует э. д. с. А7, равную
э. д. с. рассеяния СВ (фиг. 57Ь) и компенсирует реакцию якоря
0а = IG, отвечающую нормальному току (1п) и равную ML (фиг. 57Ь).
Треугольник Потье КЮ (фиг. 57а) является характеристичным при
оценке свойств машины.
Из характеристики короткого замыкания определяется
установившийся ток короткого замыкания Ik = NX при возйюкдении
холостого хода ON и из диаграммы холостого хода напряЗЩще
короткого замыкания Ek = IK при номинальной нагрузке и,
следовательно, при действии м. д. с. реакции якоря IG = 6а.
Отношение тока длительного короткого замыкания Ik к номинальной силе
тока 1п называется отношением короткого замыкания
синхронной машины uk = Ik:In. Оно может быть отнесено к току
длительного короткого замыкания при возбуждении холостого хода
/. или при возбуждении, соответствующем полной нагрузке Л, .
Обычно его относят к возбуждению холостого хода. Чем менее
отношение короткого замыкания uk, тем значительнее изменение
напряжения синхронной машины (стр. 803). Изменение
напряжения и отношение короткого замыкания для современных машин
(при возбуждении холостого хода) могут быть взяты из
нижеприведенной табл. 11. Для старых машин отношения короткого
замыкания значительно выше.
Таблица 11
Род машины
Генера- ( Тихоходные . . .
З-фазн^ого 1 Быстроходные . .
тока 1 Турбогенераторы.
Однофазные генераторы для
электрических жел. дорог ....
Изменение
напряжения
Полная
cos ср=1
10-20Чо
15—25^/о
20-30>/о
18-28 >;0
нагрузка
cos 9=0,8
If!
35-450/0
Отношение
короткого замыкания
хол.
ход
1,5-1,3
1,3-0,9
0,8-0,5
1,2-0,8
полная
нагрузка
cos 9=0,8
3,0—2,5
2,6-2,0
1,8-1,3
2,4-1,6
Согласно германским правилам для электрических машин
изменение напряжения при cos <p = 0,8 не должно превосходить 50%.
При внезапном коротком замыкании (ударное короткое замы-

Работа синхронной машины
805
кание) ток короткого замыкания значительно выше тока длительного
короткого замыкания, так как в неблагоприятном случае в этот
момент весь магнитный поток Ф сопряжен с обмоткой якоря (и
обмоткой возбуждения), а значительно более слабое
результирующее магнитное поле, которое имеет место при длительном
коротком замыкании, благодаря противодействию ампер-витков якоря,
еще не успело образоваться в машине. В первый момент короткого
замыкания ток в якоре должен достигнуть такой величины, чтобы
образованное им напряжение рассеяния соответствовало бы
полному магнитному потоку Ф или э. д. с. в момент короткого
замыкания. Ток ударного короткого замыкания затухает по закону
показательной функции, пока не достигнет величины установившегося
короткого замыкания, что в зависимости от размеров машины
продолжается от нескольких периодов до нескольких секунд (для
больших турбогенераторов от 4 до 6 сек.). В турбогенераторах старых
типов ударный ток короткого замыкания достигает 25 до 30-кратного
номинального. Согласно электротехническим правилам и нормам,
одобренным ЦЭС, в новых машинах ударный ток короткого
замыкания не должен превосходить 15-кратной величины
амплитудного значения нормального тока или 21-кратного
эффективного значения номинального для машины тока.
Это достигается тем, что рассеяние генератора соответственно
увеличивается. Большие изменения напряжения новейших машин'
выравниваются быстродействующими регуляторами напряжения,
например регулятором Тирилля, которыми и
поддерживается постоянство напряжения у зажимов.
4. Однофазные генераторы. Переменное поле, которое
образуется при прохождении переменного тока через обмотку
якоря, может быть разложено на синхронно вращающееся поле
и поле обратного направления с половинной амплитудой каждое.
В отношении вращающегося синхронного поля остаются в силе
приведенные выше законы для полей трехфазного тока.
Синхронное поле неподвижно по отношению к полю возбуждения. Обратно
же вращающееся синхронное поле движется по отношению поля
возбуждения с двойной синхронной скоростью и индуктирует
в возбудительной обмотке при известных условиях переменный
ток двойной частоты. Токи же двойной частоты в обмотке
возбуждения индуктируют токи тройной частоты в якоре. Такое
увеличение частоты в 4раза используется в машине Гольдшмидта1)
для получения непосредственно токов высокой частоты для машин:
беспроволочной связи. В обыкновенных же машинах переменного!
тока переменные поля с частотой, превышающей двойную
основную величину, затухают почти полностью в массивных частях
магнитной цепи в виде вихревых токов. Обратное поле с
двойной периодичностью должно быть заглушено особыми демпферными
обмотками в полюсных башмаках, чтобы уменьщдть подери, а такж^.
l) ETZ 1911, S. 54; 1914, S. 98,

806 T- HI* Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
устранить опасность пробивания возбудительной обмотки от
индуктированного высокого напряжения (стр. 794).
При выступающих полюсах обратное поле может быть
разложено на обратное поперечное поле и обратное
противодействующее поле (см. стр. 803). Последнее поле затухает уже в
замкнутых обмотках возбуждения. Это затухание увеличивается
специальным коротко замкнутым кольцом вокруг возбуждающего полюса,
для какой цели могут быть использованы обоймы катушек
возбуждения. Затухание обратного поперечного поля при выступающих
полюсах может производиться стержнями в полюсных башмаках,
замыкающимися через полюсные зазоры. Чаще же применяются
короткозлмкнутые кольца, которые вместе со стержнями образуют
род беличьего колеса, которым, таким образом, -глушится также
и обратное продольное поле. При машинах же с цилиндрическим
ротором каковы, например, однофазные турбогенераторы, такой метод
для тушения поля применяется, как общее правило. Для этой цели
клинья, которыми закрепляется обмотка в пазах, выполняются из
бронзы или меди и образуют с прижимными или лобовыми
крышками обмотку в виде беличьего колеса.
5. Регулирование напряжения генераторов переменного
тока. Регулирование напряжения производится, как и в машинах
постоянного тока (стр. 774), изменением возбуждения генератора—
вручную или автоматически. Автоматические регуляторы
подразделяются на инерционные, ускоренно и быстро действующие.
В инерционно и ускореннодействующих регуляторах
регулирующие сопротивления включаются и выключаются ступенями
в зависимости от напряжения генератора. Эю достигается например
перемещением в ту или другую сторону рычага, служащего для
включения сопротивлений: например при помощи электромотора,
который действует от реле, присоединенного к напряжению
трехфазного тока. Для того чтобы под влиянием магнитной инерции
железных масс не происходило перерегулирования, в медленно
действующих регуляторах необходимо, чтобы скорость включения
и выключения была очень мала. Более совершенна работа ускорен-
нодействующих регуляторов, у которых реле напряжения снабжено
обратными контактными направляющими, благодаря чему
достигается почти 5-кратная скорость рехулировки; при этом не имеет
места состояние перерегулирования. Ускореннодействующие
регуляторы требуют весьма малого ухода, однако в отношении скорости
регулирования они уступают быстродействующим регуляторам.
Быстродействующие регуляторы. Принцип действия
регуляторов этого типа основан на том, что регулирующее сопротивление
попеременно то включено полностью, то коротко замкнуто.
Сопротивление так рассчитано, что при включенном сопротивлении
напряжение генератора слишком мало, а при выключенном слишком
велико в сравнении с нормальным напряжением. Магнитная
инерция железных масс машины допускает установление и сохранение
определенного напряжения генератора путем одного только
регулирования продолжительности периода включения и выключения.

Работа синхронной машины
807
Периодически коротко замыкаемое сопротивление помещается
в цепи возбуждения возбудительной машины, чтобы производить
включение и выключение сравнительно малых токов. На фиг. 58
показана принципиальная
упрощенная схема регулятора Т и -
р и л л я завода AEG.
Сопротивление w, находящееся
в магнитной цепи возбудительной
машины а, может быть коротко
замкнуто контактами k и /. Последние
находятся под действием катушки 5",
через которую проходит ток,
пропорциональный напряжению
трехфазного тока, и катушки г — от
напряжения возбудительной машины. Если
контакт k будет замкнут, то среднее
тяговое усилие г уравновешивается
Фиг. 58.
Фиг. 59.
действием пружины /. Продолжительность периода открытия и закрытия
контактов k и I устанавливается автоматически таким образом, чтобы среднее напряжение
возбудительной машины было постоянное. Если контакт А, при слишком высоком или
слишком низком напряжении, по сравнению с нормальным напряжением, поднимается
или соответственно опускается, то автоматически устанавливается меньшее или
большее возбуждение. Реле напряжения s не должно при этом затрачивать никакого
усилия, так как напряжение пружины повышается от t благодаря действию замкнутого
контакта. Якорь q реле напряжения снабжен маслячяым катарактом, который
устанавливается таким образом* чтобы при изменении нагрузки контакты k и /
двигались с одинаковой скоростью. Масляный катаракт выбирается соответственно
магнитной инерции обмоток е и т и действует, как обратное или тормозное
приспособление. В выполненных устройствах между контактами k и / и
сопротивлением w вводится промежуточное реле, контакты которого рассчитаны на большие
силы тока.
Быстродействующий регулятор завода С и м е н с-Ш укерт (фиг. 59)
отличается от регулятора Т и р и л л я тем, что как реле напряжения s, так и реле z,
так называемое дрожащее реле, присоединенное к клеммам якоря возбудительной
машины, действуют совместно на одну качающуюся систему. Якорь реле
напряжения s поворачивает подвижную магнитную систему дрожащего реле z,
возбудительная катушка которого неподвижна. Между якорем этой магнитной системы
и последней находится пружина /. Дрожащее реле имеет подвижной контакт b и
неподвижный с. Этими контактами замыкается пром'еж^точное реле dh, которое
находится в цепи с добавочным сопротивлением и присоединено к напряжению
возбуждения; одновременно периодически коротко замыкается состоящее из двух

808 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы н двигатели
частей сопротивление возбуждения г. Переключателями их и и3 время от времени
изменяется направление тока через контакты Ь, с, d и h, для- получения более
равномерного износа.
См. также J u i 11 а г d-0 11 е п d о г f, Die selbstia\ige Regclung elektrischer
Maschinen, Berlin 1931, J. Springer.
6. Параллельное включение и распределение нагрузки.
Чтобы синхронная машина могла быть включена параллельно в сеть,
должны быть выполнены нижеследующие условия: соединяемая
параллельно с сетью машина и самая сеть должны иметь
одинаковое напряжение и одинаковую частоту тока; они
должны совпадать по фазе, должны иметь одинаковую
последовательность фаз (при трехфазном токе), иметь по
возможности одинаковые кривые напряжения (при различии этих
кривых имеют место реактивные уравнительные токи) и
правильное относительное расположение кривошипов (см. стр. 816). Число
оборотов кенэгруженной машины должно быть отрегулировано
в соответствии с периодичностью сети (стр. 816). Для
параллельного включения необходимы соответствующие изхмерительные
приборы и приспособления, которые или позволяют установить, что
вышеуказанные условия выполнены, или производят автоматически
параллельное включение. Наиболее простым приспособлением для
параллетьного включения служат фазовые лампы (или группы ламп).
Совпадение по фазе узнается или по потуханию (фиг. 12 х), или
по загоранию ламп (фиг. 13х). Параллельное включение
происходит без толчков, если оно производится, в зависимости от системы,
в момент наибольшей или наименьшей яркости ламп. Вместо ламп
(или параллельно с ними) можно пользоваться и вольтметрами.
Одинаковая последовательность фаз при трехфазном токе может
быть определена при помоши ламп накаливания, соединенных но
фиг. 141); совпадение последовательности фаз вблизи синхронизма
распознается потому, что все три лампы зажигаются и тухнут
в одинаковом порядке.
Вместо вышеуказанной простейшей формы часто применяют
синхроноскоп (сравнитель фаз), который кроме равенства
фаз указывает, вращается ли приключаемая машина быстрее или
медленнее, нежели находящиеся в действии (сравнитель
периодов). Прибор таким обоазом непосредственно указывает,
в каком направлении дшгжня быть изменена скорость
подлежащей включению машины. Такие приборы могут состоять напр.,
из группы ламп накаливания, которые соответственным образом
включаются в цепь машин, подлежащих включению в параллель;
в зависимости от того, вращается ли вновь включаемая машина
слишком быстро или слишком медленно, лампы зажигаются в том
или ином направлении. Вместо ламп применяются группы
парных магнитов, которые включаются в цепь параллельно
работающих машин и заставляют стрелку вращаться в одном или другом
направлении.
») Стр. 910.

Работа синхронной машины
809
Вместо вышеуказанных сравнителей периодов рекомендуются
двойные частотомеры, которые дают непосредственное
показание частоты тока в машине, работающей на сеть, и подлежащей
включению машины (пластинчатые указатели частоты системы
Фрама, Гартман а-Б р а у н а и др.). Приборы для
автоматического параллельного включения машин изготовляются зав. Сименс-
Шукерт1), Броу н-Б о в е р и 2), Фойт и Гефнер3).
Распределение активной нагрузки при
генераторах переменного тока производится не как у динамомашин
постоянного тока изменением возбуждения, а воздействием на
регулятор первичного двигателя: например,
устанавливая большую степень
наполнения цилиндров, увеличивая
крутящий момент, сообщают тем самым
магнитному колесу некоторое
опережение, причем уголй фиг. 57Ь (стр. 801)
увеличивается. Воздействие на
регулятор первичного двигателя
производится" при помощи малого
электромотора, который управляется от
распределительного щита. Если
крутящий момент первичного двигателя
при неизменном возбуждении
настолько велик, что z Ь = 90°, то
первичный двигатель, вместе с приводимым им генератором, выпадает
из синхронизма.
Если не принять во внимание активного и реактивного
падения напряжения (т. е. если принять, что напряжение у
зажимов = э. д. с), мы будем иметь диаграмму фиг. 60 (угол ср для
случая, если генератор дает в сеть намагничивающий ток
—запаздывающий реактивный ток), согласно которой ток машины отстает от
э. д. с. (напряжения на зажимах) на угол ср. Электрическая мощность
£/cos<p может отдаваться только в том случае, если угол $
отличается от нуля. При неизменяющейся нагрузке (мощности) и при
постоянстве напряжения Еп, а следовательно и при постоянстзе
AWr и при переменном AW^, конец вектора AWa перемещается
по прямой, параллельной OL, проходящей через точку М.
Одновременно конец вектора тока перемещается по некоторой
параллельной линии, проходящей через точку S. Изменением
возбуждения при постоянстве нагрузки изменяется только величина
отдаваемого генератором реактивного тока: при перевозбуждении
генератор отдает в сеть намагничивающий ток, т. е. отнимает от
сети размагничивающий ток; при недовозбуждении
намагничивающий ток получается из сети, т. е. посылает в сеть размагничиваю-
Фиг. 60.
1) ETZ, 1921, стр. 1058.
2) BBC-Mitt, 1923, стр. 20.
») ETZ, 1923, стр. 624.

810 т- I11- ОтД- Ю- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
щие реактивные токи или, другими словами, избыток
намагничивающего тока отдается в сеть, недостающая часть его получается
из сети (см. стр. 817).
Распределение реактивной мощности между параллельно
работающими синхронными генераторами или станциями достигается
путем изменения возбуждения генераторов.
Если угол ft образуется не от крутящего момента
(опережение), а вследствие действия тормозного момента
(отставание), то синхронная машина работает как синхронный двигатель
(стр. 816). Изменением возбуждения синхронного двигателя
получается так же распределение реактивных токов, как и при
синхронном генераторе (см. табл. 12).
Таблица 12. Синхронные машины
л
Отдает в сет
<о
н
о
н
<L>
р.
рабочий ток
реактивный
ток
отнесенный к
рабочий ток
реактивный
ток
отнесенный к
Генератор
недовозбужден [перевозбужден
соответственно отдаваемой
электрической мощности
опережающий
зарядный ток
(емкостный
ток)
э.д.с. и
напряжению сети
-
отстающий

намагничивающий
(индуктивный)
э.д.с.
отстающий
(индуктивный)

намагничивающий ток
э.д.с. и
напряжению сети
-
опережающий
зарядный ток
(емкостный)
э.д.с.
Двигатель
недовозбужден | перевозбужден
опережающий
зарядный ток
(емкостный
ток)
э.д.с.
-
отстающий
(индуктивный)

намагничивающий ток
э.д.с.
соответственно механически
отдаваемой мощности
отстающий

намагничивающийся ток
(индуктивный)
напряжению
сети
опережающий
зарядный ток
(емкостный)
напряжению
сети
7. Параллельная работа синхронных машин х). Синхронная
машина при параллельножработе с сетью или другой синхронной
машиной должна быть с ними в синхронизме. Бели магнитное
колесо нагруженного синхронного генератора отстанет немного
по какой-нибудь причине, то изменяется угол Ф (стр. 803 и 809),
и машина электрически разгружается; при постоянном же крутя-
" ETZ, 1900, его. 188; 1903, стр. 551 и 857.^- AEO-Mitt. 1931, стр. 583.

Работа синхронной машины
811
щем моменте машина механически получает ускорение; если же
магнитное колесо по какой-либо причине получит ускорение,
нагрузка генератора увеличивается, что вызывает замедление хода
машины. Во всех случаях магнитное колесо возвращается в
положение, соответствующее нагрузке, благодаря
„синхронизирующему моменту" или „синхронизирующей" силе.
Ввиду вышеуказанной причины при параллельной работе
нескольких синхронных машин между собой или с сетью возникают
синхронизирующие моменты, поддерживающие машины в синхронизме.
Во всех случаях возвращение машины в положение,
соответствующее ее нагрузке, происходит не апериодически,
т. е. полный синхронизм устанавливается не сразу или более
или менее быстро, но вследствие инерции больших
вращающихся масс генератор, получивший ускорение, перейдет за
положение синхронизма и обратно; подобные „качания", постепенно
затухающие, повторятся несколько раз. Синхронизм будет
достигнут после нескольких „качаний". Амплитуда качаний
уменьшается, т. е. происходит затухание качаний нод действием
механических причин (трение и сопротивление воздуха) и
электрических (потери в железе в пассивных полюсных башмаках, потери
меди в демпферных обмотках). Длительность колебаний
зависит от направляющих усилий (синхронизирующего момента)
и маховой массы ротора (собственные колебания синхронной
машины). Величину этих колебаний см. ниже. Во всяком случае
для правильной и надежной параллельной работы должны быть
выполнены определенные условия.
a) Изолированна я" работа синхронной' машины на
свою сеть. Если генератор, имеющий в качестве первичного
двигателя поршневую машину, работает на сеть один, то в сети имеют
место колебания напряжения и частоты, величина которых
зависит от степени неравномерности хода первичного двигателя.
Степень неравномерности = ^гах ~" a)min = ^тахТТ ^min (т. И, стр. 642)
зависит от колебания величины касательных усилий и не должна
превосходить следующих величин: при осветительной нагрузке
и 50 пер/сек =-=7:, при чисто силовой нагрузке -=тг .
Увеличение вращающихся масс первичного двигателя или генератора
уменьшает указанную неравномерность. При параллельной работе
неравномерность хода может значительно увеличиться под
влиянием собственных колебаний синхронной машины.
b) Параллельная работа синхронной машины с
сетью бесконечно большой мощности. Напряжение
сети и частота принимаются строго постоянными. Питание
предполагается от бесконечно мощного турбогенератора, причем
питающий сеть турбогенератор мы мыслим настолько мощным
по сравнению с рассматриваемым синхронным генератором, что
последний не оказывает на турбогенератор никакого влияния.

812 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Длительность периода собственных
колебаний в секундах имеет для синхронных машин следующую
величину:
ода л/~щг_с^
i°- p у dkir)N сек-
Для трехфазных синхронных машин
Т - £ i/"555? сек
1е~рУ iku сек-
Частота собственных колебаний в секунду
_ 1 р 1/гШГм
ze Te 0,25 у GD*f •
а для трехфазных машин:
е~~ б У GD^ff
где:/? —число пар полюсов, / — частота [сек."~* ], GD2 — маховой момент [кгмЦ.
U — напряжение на зажимах [V], А/"— мощность [kVA], /— ток в якоре [А],
/£—-установившийся ток короткого замыкания [А], отвечающий возбуждению в данных
эксплоатационных условиях.
Собственное число колебаний не является таким
образом величиной постоянной, но зависит от условий нагрузки,
(cos cp). При изменении cos <р от 0,6 до 1,0 оно увеличивается на
геличину от 25 до 35%.
Соответствующим распределением активного и реактивного тока
можно также изменить собственное число колебаний.
Если причины, вызывающие изменение угла &, повторяются
периодически (вынужденные колебания), например если прилагаемая
двигательная сила неравномерна (поршневой двигатель), то может
установиться резонанс между собственными колебаниями и
получаемыми импульсами от первичного двигателя^ Наступление
резонанса может быть причиной выпадения машины из синхронизма
или возникновения качаний, которые могут вызвать периодические
выравнивающие токи значительной силы, делающие иногда
невозможной правильную работу. Особое внимание надо обратить на
импульсы, которые получаются от первичного двигателя, а именно
при одноцилиндровой паровой машине и одноцилиндровом
двухтактном двигателе внутреннего сгорания через каждый оборот, при
четырехтактном двигателе — через 2 оборота.* При
многоцилиндровой машине следует учитывать относительное расположение криво
шкпов для отдельных цилиндров, а также и разную степень

Работа синхронной машины
813
наполнения с обеих сторон цилиндра. Индикаторные диаграммы
машин, служащих для параллельной работы, не должны отличаться
другь от друга при постоянстве нагрззки более чем на 15% при
всех нагрузках. При газовых машинах снятые последовательно
друг за другом диаграммы не должны различаться между собой
более, чем на 10% до 12%, далее, не должны иметь места
пропуски во вспышках, особенно несколько пропусков, следующих
др.уг за другом. Анализом диаграммы тангенциальных усилий
в отношении гармоник можно в каждом отдельном случае
установить, имеются ли числа колебаний, которые
представили бы опасность, как близкие к собственным колебаниям, т. е.
были бы настолько близки, что фактор увеличения (модуль
резонанса) С делается равным 1,1 до 1,05 (см. ниже) при действующем
импульсе, достигающем двойного нормального окружного усилия,
и С = 2,0 — при весьма малом импульсе (паровые машины). Если
собственное число колебаний z0 более или менее близко подходит
к числу действующих импульсов первичного двигателя zA> то
происходит увеличение сдвига, т. е. увеличение степени
неравномерности численно выражающееся „фактором
увеличения" (Розенберг, см. ниже) или „модулем резонанса"
(Гергес). Если не принять во внимание затухания, то фактор
увеличения
С = ± Г0* : (V - ?а2) = ± V : (*«8-*Л
где Т0 — продолжительность собственных колебаний, Та —
продолжительность импульсов двигателя, zQ — собственное число
колебаний, za — число импульсов двигателя.
По возможности должно быть соблюдено условие Г0 > Та.
Диаграмма тангенциальных усилий должна быть подвергнута анализу
в отношении основных колебаний и высших гармоник, в отношении
их порядка и амплитуды (Tat Ta^ Та^...). Иногда останавливаются
на Г0, находящемся между Tai и Та^ чтобы обойтись меньшими
маховыми массами, например при четырехтактном двигателе, но в
таком случае должны быть приняты особые меры предосторожности.
Затруднения, вызываемые при параллельной работе, могут
быть уменьшены путем включения дроссельных катушек или
трансформаторов, изменением воздушного зазора (Ik), изменением GD*,
точной установкой регулятора скорости первичного двигателя
(регулятор см. далее).
Применение демпферных обмоток в полюсных
башмаках обычно улучшает параллельную работу. Если при
высокой степени неравномерности двигателя демпферы слишком
сильны, то маховые массы теряют свои свойства аккумулятора,
поглощающего энергию в период одного оборота и отдающего
затем эту энергию, и происходят значительные колебания в
расходе электроэнергии.

814 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигателя
Другое представление дает Розенберг. В его расчет
входит понятие: отношение реакций. Эта величина
представляет отношение синхронизирующего усилия и первоначального
усилия качания. Отношение реакций выражается следующим
образом: q = 7\Q kr\p(Ta2:n)-(Ne:GD2), где ^ — нормальная
отдаваемая генератором мощность в л. с. (полезная мощность в л. с.)\
Та — продолжительность одного импульса двигателя; k —
отношение короткого замыкания, равное частному от деления тока
короткого замыкания при возбуждении холостого хода на нормальный
активный ток (номинальный ток и номинальный коэфициент
мощности); п — число оборотов в минуту; GZ)2 —маховой момент
в кгм2; г] — коэфициент полезного действия генератора (в
среднем 0,94); р — число пар полюсов.
Если N действительная мощность (отдаваемая мощность в kW),
то q = 965 kp • (77 :n)-(N: GD%
Коэфициент увеличения С (соответствует модулю резонанса
Ге рг е с а) указывает, во сколько раз взятые из диаграммы
тангенциальных усилий импульсы увеличиваются благодаря обратному
действию машины переменного тока. Коэфициент увеличения
С = 1 : (1 — q). Так как диаграмма тангенциальных усилий для одного
оборота не может быть точно разделена на 2, 4 или 6 равных частей,
и она различна для прямого и обратного хода, отношение реакций
необходимо исследовать не только для главного колебания, но и для
налагающихся второстепенных высших колебаний,
продолжительность которых равна половине, полному и двойному обороту,
q должно быть меньше или значительно боль ш е
единицы (например, при синхронных двигателях), так как при
q = l, С = оо. Благодаря противодействию синхронной машины мы
имеем:
1 : 10 1:4 1:3 1:2 1
1,11 1,33
при q — 1 : 20
С = 1,052
1 : 3
1,5
1 : 2
2
Критические значения наступают в случае, если при
колебаниях, продолжительность которых равна двойному, целому,
половинному обороту, q приближается к единице. В этом случае
происходит приблизительный резонанс между собственными колебаниями
синхронной машины и колебаниями двигателя (Ге р г е с), 4или
возникает чрезвычайно значительный коэфициент увеличения
(Розенберг). Вообще критический качающий момент на 1л. с:
GD2KpHT : Ne — 710 fcr\p • Та2: п. Для синхронной машины при k =
= 3,75, тг) = 0,94 и /=50 имеем для резонанса при колебаниях
продолжительностью в иелый оборот:
п оборотов в минуту . . .
(ОЯ2крит:^)
300
10
3,33
250
12
6,92
214
14
12,9
188
16
21,6
166
18
ДО
150
20
53,2
125
24
i
111
107
28
206
94
32
344
83
36
568
75
40
852

Работа синхронной машины
815
Для резонанса при колебаниях продолжительностью 1/2
оборота критический момент составляет У4 указанных чисел.
Для резонанса при колебаниях продолжительностью в 2 оборота
(4-тактные) указанные числа увеличиваются в 4 раза. Для других
значений к указанные величины пропорционально пересчитываются.
Маховой момент выполняют в 2 до 20 раз больше
критического (т: е. q равно У2 до Vao)- Необходимо таким образом
руководствоваться не степенью "неравномерности, но маховым
моментом GD2. Неравномерность, подсчитанная на основании условий
работы двигателя должна быть сильно изменена в
соответствии с имеющими место колебаниями. Для одноцилиндровой
паровой машины и быстроходного двухцилиндрового
четырехтактного газомотора допускают неравномерность, достигающую
1 : 150. Для сдвоенных паровых машин и многоцилиндровых
газомоторов, особенно тихоходных, степень неравномерности
принимается 1 : 300, 1 : 500 и более при q — У2.
Иногда расстройство в параллельной работе вызывается
колебаниями, вносимыми регулятором.
Регуляторы двигателей должны быть не особенно
чувствительны; они должны обладать достаточной затухающей
способностью, чтобы не приходить в колебательное состояние вследствие
неравномерности в течение отдельных оборотов или вследствие
обратного действия распределительных механизмов. Часто
регуляторы снабжаются поэтому масляными тормозами, чтобы вызвать
затухание этих колебаний. Регулятор должен при постепенном
увеличении нагрузки от холостого хода до полной нагрузки
уменьшать плавно число оборотов не больше, чем на 4 и до 6% в зависимости
от того, будет ли первичный двигатель иметь равномерный
крутящий момент (водяная или паровая турбина, поршневая машина,
соединенная ременной передачей с двигателем), или
неравномерный (генераторы, непосредственно соединенные с поршневыми
двигателями). Перестановка регулятора производится во время
хода машины (см. II т. стр. 650), причем регулятор должен
позволять устанавливать постоянную частоту при всякой нагрузке.
с) Параллельная работа двух синхронных
машин с сетью бесконечно большой мощности.
Частота собственных колебаний
ге,- 0,25 У QDff И "и-0,25 [/ ODff '
Общая частота собственных колебаний обеих машин при
параллельной работе

§16 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
d) Параллельная работа многих синхронных машин
(Сарферт). Если параллельно работают п различных синхронных
машин (генераторы, двигатели, умформеры), то для этой системы
имеем (п— 1) критических частот колебаний. Если
zlt z2 и zs числа собственных колебаний отдельных машин, то
критическое число колебаний Zj находится между zt и z2, Z2—
между z2 и z~ и т. д. Если от какой-нибудь машины получается
рабочий импульс с числом колебаний za (от двигателя генератора
или от машины, которая приводится в действие от
электродвигателя, например от поршневого насоса), совпадающим например
с частотой Zq, то машины, обладающие собственным числом
колебаний z2 и гй, могут притти в качание. Из вышеуказанного ясно,
что при дальнейшем включении в хорошо работающую параллельно
систему новой синхронной машины могут возникнуть затруднения
и расстройство правильной параллельной работы (из этих же
соображений умформеры и синхронные двигатели снабжаются
демпферными обмотками). Нужно поэтому, как указано выше
(стр. 811), контролировать, чтобы ни от одной работающих
в сети машин-генераторов, двигателей и умформеров не исходило
импульсного колебания za, близкого к собственным числам
колебаний машин гъ z2, % и т. д.
Если при параллельной работе нескольких генераторов
требующийся GU* оказывается чрезмерно большим, то можно, в случае
если параллельно работающие генераторы имеют одинаковое число
оборотов, выбрать эту величину произвольно, при условии такт-
ного (кривошипного) синхронизма, т. е. перекрывания диаграмм
тангенциячьных усилий друг другом. Параллельное включение
в тактный синхронизм создает ряд неудобств (большое внимание
при параллельном включении, сигналы, указывающие, что
положения кривошипов совпадают), но вместе с тем такая система
параллельной работы представляет большую экономию в маховых массах.
Если в сети имеются синхронные двигатели, или одноякорные
преобразователи, то такая система синхронизации представляет
опасность в том отношении, что при ней легко могут возникнуть
качания этих машин. В случае искусственной нагрузки при помощи
тормозов, действующих по принципу вихревых токов по Детмару
(регулируемый электромагнит, возбуждаемый постоянным током и
вызывающий вихревые токи в "ободе маховика), имеется
возможность включения машин для параллельной работы при
произвольном положении кривошипов.
e) Синхронная машина как двигатель и как машина
реактивной мощности
1. U-образные кривые синхронного двигателя. Если
тормозить сгнхронную машину (см. стр. 810), включенную
параллельно в сеть постоянного напряжения, то образуется угол
отставания Ь (фиг. 61). Забираемая из сети электрическая мощ-

Синхронные мапганы
81?
ность EI cos cp, если не принимать в расчет потери электрической
энергии, равна механически отдаваемой мощности, т. е. забираемая
мощность пропорциональна тормозному моменту. Соответствующим
возбуждением AWe можно установить коэфициент мощности
синхронного двигателя равным единице, cos 9 = 1. Увеличив
возбуждение (AWe), можно посылать в сеть намагничивающий ток
(отстающий реактивный ток). При недовозбуждении синхронный
двигатель получает намагничивающий ток из сети, как и
синхронный генератор при соответствующем возбуждении (см. стр. 810).
Если угол 0 = 90°, машина в'ыпадает из синхронизма.
\jS-£n Ыво4$у*декиЛ /ф
Фиг. 61. Фиг. 62.
Если будем наносить на диаграмме ток машины / при
различных нагрузках в зависимости от тока возбуждения 1е, то получим
V-образные кривые (фиг. 62).
2. Предельный момент. Если угол $ достигает величины
& = 90°, то машина выпадает из синхронизма. Это наступает при
не изменном крутящем моменте и уменьшающихся AW^f когда
AWg сделаются равными расстоянию между прямыми OL и ММ'
(фиг. 61). Это происходит также при возрастании крутящего
момента при неизменном возбуждении AWg, когда линия мощности
ММ', соответствующая увеличивающемуся крутящему моменту,
будет отстоять от прямой OL на отрезок, равный AW5
(предельный момент).
Предельный момент синхронного двигателя при нормальном
возбуждении, т. е. при cos cp = 1, зависит от отношения короткого
замыкания uk = Ik: In (см. стр. 804), отнесенного к возбуждению
холостого хода. Предельный момент/номинальный момент те
« Y1 + Wfc2 • С увеличением возбуждения растет /Л, а вместе
с этим и предельный момент.
3. Пуск в ход синхронных двигателей. Синхронные двигатели
Зак. 2Ш,— Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 52

Й18' Т. lit. Отд. i'O. Электротехника, ill. Электр, генераторы и двигатели
ранее синхронизировались при пуске, как и синхронные
генераторы. Для их пуска требовался пусковой двигатель и
приспособления для синхронизации. В последнее время пуск синхронного
двигателя производится также при помощи демпферных обмоток,
как асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в виде
беличьего колеса (см. стр* 813 и 833) при пониженном напряжении
(Va Д° Vs нормального). При включении возбуждения двигатель
сам входит в синхронизм (табл. 13). Устроив фазовую обмотку
в увеличенных для этого полюсных башмаках, можно производить
пуск синхронного двигателя как асинхронного с реостатом в цепи
ротора. По достижении числа оборотов, соответствующего
нормальному скольжению, фазовая обмотка ротора возбуждается
постоянным током, и мотор самостоятельно достигает синхронизма.
Пределы мощности, пусковой момент и максимальный
Таблица 13. Синхронные двигатели
Способ
синхронизации
Синхронный двигатель]
с демпферами в виде
беличьего колеса
Синхронный
двигатель с обмоткой
для пуска

Синхронизированный асинхронный
двигатель
Схема
COS <f>
при разной
нагрузке в k vV
(различные пунктирные
линии
соответствуют
различному постоянному
возбуждению)
Предельные
мощности
Наивысшее
напряжение
Пусковой момент.
Синхронный пре-
• дельный
момент . . . „ .
Асинхронный
предельный
момент . . . . •
S ол
t Z
й V.
ST '•"
* <?*
$ °>*
I*1
I
V
\
ft
»^-
? s
0ч1
s'l
"!
0 К
-^
jO°/o
сО,в\
f 0,6[
^
£4
^Я-
no во ш%
2,5—40 000 kW
10000 V
30o/0
180o/o
20—700 kW
10 000 V
ЮО-1500/о
17CP/o
180-2CKP/O
40-2000 kW
10 000 V
180-200>/o
150>/o
200>/o

Асинхронные машины переменного тока
819
Таблица 14
Мощность
в kVA
Число об/мин
6 000 — 12 000
12 0С0 - 25 000
25 000 — 50 000
1000
750
600
бинхронный момент для машин завода С и м е н с-Ш у к е р т
могут быть взяты из табл. 13.
4. Изменение направления вращения синхронных двигателей
при трехфазном токе производится изменением направления
вращения якорного поля, т. е. переменой двух фаз. Однофазные
двигатели могут быть синхронизированы в оба направления
вращения.
5. Синхронный двигатель как машина реактивной
мощности. Возможность отдавать в сеть намагничивающий ток делает
синхронные двигатели регуляторами сдвига фаз.
Целесообразно применять как средство для централизованного
улучшения коэфициента мощности установок с трехфазными
асинхронными двигателями*
Перевозбужденный синхронный двигатель действует
как конденсатор.
Синхронные двигатели, работающие
без нагрузки, применяются часто в
качестве регуляторов сдвига фаз для
самых значительных мощностей. Размеры
намагничивающего тока для различных
синхронных двигателей, при их работе
в качестве регуляторов сдвига фаз, даны
в табл. 13 для различных величин
нагрузки (реактивный ток: ток
машины = sin <p; активный ток: ток машины — cos <p). Мощности и числа
оборотов синхронных машин реактивной мощности при 50 пер/сек —
см. табл. 14.
D. Асинхронные машины переменного тока
а) Общие данные
Асинхронные машины, в виде трехфазных асинхронных
двигателей (индукционные двигатели), приобретают все большее значение. Причиной
является простая конструкция их и главным образом все большее распространение
районных станций, распределяющих электрическую энергию в форме
трехфазного тока.
Асинхронные двигатели возбуждаются подводимым к статору трехфазным
током (вращающееся поле), и самостоятельно берут с места, развивая при этом
некоторый момент. Токи в роторе получаются трансформаторным действием статора.
Однофазные индукционные двигатели (стр. 841) при трогании с места развивают
только незначительный момент. Асинхронные двигатели с короткозамк-
нутым ротором (двигатели с беличьим колесом) являются наиболее простым
и надежным двигателем. Область их применения ограничена величиной
пускового тока (стр. 828), каковая, в свою очередь, ограничена условиями
присоединения к сети электрических станций. Кроме того, применение этих двигателей
ограничено еще тем, что пусковой момент их во многих случаях не имеет
достаточной величины. Относительно благоприятнее, в отнэшении величины
пускового точа и крутящего момента при пуске, обстоит дело у двигателей с глубокими
пазами или с двойной роторной обмоткой (см. стр. 836). Особенно большие
двигатели имеют ротор с фазовой обмоткой, последовательно с каковjft через
контактные кольца при пуске присоединяются пусковые сопротивления для
уменьшения пускового тока и одновременно увеличения пускового
момента (стр. 83.).
Пояснение терминов. Переменный и трехфазный ток
(755, 732 и 738).
52*

§20 'Г- HI- 0тД- i0. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Ток холостого хода, см. стр* 828. Ток короткого замыкания,
стр. 829. Э.д.с. ротора стр. 828. Ток ротора, стр. 834.
Измерения при асинхронных машинах, стр. 832.
Нормы, ям. „Электротехнические правила и нормы* изд. 4,
ЁЭО 1931 г., стр. 208—214.
Нормальное обозначение зажимов (согл. герм,
нормам):
Сеть и статор (якорь), как в синхронных машинах,
ротор (трехфазный) . . . и, v, w,
„ (двухфазный) . . . и до х, у до v.
Такие же обозначения применяются и на зажимах
соответствующих аппаратов для пуска.
Потери и коэфициент полезного действия
(стр. 1365)*
Номинальные мощности, напряжения, а также значения коэфи-
циентов полезного действия и cos cp для асинхронных двигателей
открытого типа согласно общесоюзному стандарту *) (ОСТ 678 и
679) приведены в табл. 15, 16, 17 и 18.
Таблица 15. Электродвигатели асинхронные трехфазные открытые с коротко
замкнутым ротором

Номинальная
мощность эл.
двигателя
kW
ОД
0'25
0,52
1,00
1,75
2,85
45
6,8
л. с.
0,14
0,34
0,7
1,35
2,4
3,9
6,1
9,3
10 1 13,6
14,5
20,5
29
40
55
75
100
19,7
i 28
39,5
54,5
75
102
136
Синхронное число
оборотов в минуту
А*
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
згоо
3000
13000
3000
3000
13000
3000
3000
3000
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1000
1000
1000
1000
ю;о
1000
1С 00
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
750
750
750
750
750
750
750
750
750
750
1
6С0
600
600
600
Номинальное
в
напряжение
вольтах
статорз
При рабочем соединении обмоток
в звезду
Л
220
220
220
220
220
220
220
22С
220
220
220
220
220
220
! 220
220
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
500
500
500
500
500
500
5Л)
500
500
500
500
статора
в треуг
^ L
т
127
127
127
127
127
127
127
I 127
127
127
127
127
127
127
127
220
220
220
220
220
220
к20
220
220
220
220
ольник
380
380
380
38С
380
380
380
380
380
380
380
500
500
500
Электродвигатели с номинальными напряжениями статорной
обмотки, напечатанными в таблице жирным шрифтом подчеркнуты),
являются рекомендованными. Применения электродвигателей с
напряжениями, приведенными в таблице обычным шрифтом,
предлагается избегать.
г) См. „Электротехнические правила и нормы", изд. 4, 1931, ВЭО, стр. 208—214.

Асинхронные машины переменного тока 821
Таблица 16. Электродвигатели асинхронные трехфазные открытые с грех-
фазным ротором и кольцами

Номинальная
мощность эл.
двигателя
. w 1 л. с.
KW шрибл.
1,75
2,85
4,5
6,8
10
14,5
20.5
29'
40
55
75
100
132
175
230
300
2,4
3,9
6,1
9,3
13,6
19,7
28
39,5
54,5
75
102
136
180
239
313
408
Синхронное ч\
ротов в ми
ns
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1000
1000
1000 |
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1СЛО ОбО-
нуту 1
~75(Г
750
750
750
750
750
750
760
750
750
750
750
750
750
600
600
600
600
! 600
| 600
600
! боо
Номинальное напряжение
в вольтах
При раб
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
| 220
220
220
очем соединении
с
в звезду
Л_
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
380
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
гатора
в
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
1
треуг
статора
обмоток
ольник
А
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
220
1220
220
220
380
380
380
380
380
380
380
380
380
500
500
5004
500
500
500
500
Типы, помещенные в таблице выше ступенчатой линии,
исполняются без приспособлений для подъема щеток и для замыкания
обмоток ротора на короткое.
Типы, помещенные в таблице ниже ступенчатой линии,
исполняются с приспособлением для подъема щеток и для замыкания
обмоток ротора на короткое.
Электродвигатели с номинальными напряжениями статорной
обмотки, напечатанными жирным шрифтом, являются
рекомендуемыми; применения двигателей с напряжениями, напечатанными
обыкновенным шрифтом, предлагается избегать.
Максимальный (предельный) крутящий момент
дли двигателей мощностью от 0,1 до 300 kW больше номинального
момента не менее, чем в 2 раза для двигателей с синхронным
числом оборотов 3000 и 1500 об/мин и не менее, чем в 1,8 раза
для двигателей с синхронным числом оборотов 1000, 750 и
600 об/мин.
Номинальный момент электродвигателя приближенно
определяется по формуле:
W __ номинальная мощность в ваттах
"~" ns синхронное число об/мин
(или точнее:
W
М = 0,973 —, где п — число оборотов ротора).

822 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Таблица 17. Значение коэфициента полезного действия и cos 9 Для
асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Номинальная
мощность эл.
двигателя
kW
0,1
0,25
0,52
1
1,75
2,85
Ч
6,8
10
14,5
20,5
29
40
&
75
100
л. с. |
прибл
0,14
0,34
0,7
1,35
2,4
3,9
6,1
9,3
13,6
19,7
28,0
39,5
54,5
75,0
102
136
Коэфициент полезного действия при
номинальной мощности
Синхронное число оборотов в минуту
3000
0,67
0,71
0,76
0,795
0,82
0,84
0,85
0,86
1 0,87
0,88
0,89
0,9
0,905
0,91
0,915
0,92
1500
0,68
0,72
0,77
0,805
0,83
0,845
0,86
0,865
0,87
0,88
0,885
0,895
0,90
0,91
0,915
0,92
1000
0,75
0,79
0,815
| 0,835
0,85
0,855
0,86
0,87
0,88
0,885
0,895
0,905
0,91
0,915
750
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,90
0,905
0,91
600
0,885
0,895
0,90
0,905
cos <p при номинальной
мощности
Синхронное число
оборотов в минуту
3000 | 1500 | 1000 | 750
0,75
0,80
0,84
0,86
0,87
0,88
0,89
0,89
0,89
0,89
0,9
0,9
0,91
0,91
0,91
0,92
0,69
0,74
0,78
0,81
0,84
0,85
0,86
0,87
0,87
0,87
0,88
0,88
0,89
0,9
0,9
0,9
0,73
0,75
0,79
0,8
0,81
0,82
083
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,88
0,79
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
0,86
0,87
0,87
600
0,83
0,84
0,85
0,85
Таблица 18. Значение коэфициента полезного действия и cos V для
асинхронных трехфазных двигателей с контактными кольцами

Номинальная
мощность эл.
двигателя
kW
1,75
2,85
4,5
6,8
10
14,5
20,5
29
40
55
75
100
132
175
230
300
л. с.
прибл
2,4
3,9
6,1
9,3
13,6
19,7
28 i
39,5
54,5
75
102
136
180
239
313
408
Коэфициент полезного действия при
номинальной мощности
3000
0,86
0,89
0,9
0,905
0,91
0,915
0,92
0,925
0,93
0,935
0,935
1500
0,83
0,845
0,855
0,«7
0,88
0,885
0,895
0,9
0,91
0,915
0,92
0,925
0,93
0,935
0,935
1000
0,79
0,81
0,83 |
0,855
0,86
0,87
0,88
0,885
0,895
0,905
0,91
0,915
0,92
0,925
0,93
0,93
750
0,83 1
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,9
0,9Э5
0,91
0,915
0,92
0,925
0,93
600
0,885
0,895
0,90
0,905
0,915
0,92
0,925
0,93
cos 9 при номинальной
мощности
Синхронное число
оборотов в минуту
3000 | 1500
0,89
0,9
0,9
0,91
f,91
0,91
0,92
0,92
0,92
0,93
0,93
0,82
0,84
0,85
0,?6
0,87
0,88
0,88
0,89
0,90
0,90
0,^0
0,91
0,91
0,91
0,91
| 1000 | 750 | 600
0,74
0,77
0,79
0,81
0,83
0,84
0,*5
0,86
0,87
0,88
0,88
0,88
0,89
0,89
0,89
0,89
•
0,77
0,79
0,81
0,83
0,84
0,85
0,86
0,86
0,8/
0,87
0,88
0,88
0,88
0,88
0,83
0,84
0,85
0,85
0,86
0,86
0,87
0,8/

Асинхронные машины переменного тока
823
При исполнении типов электродвигателей, расположенных
в табл. 18 ниже ступенчатой линии, по особому заказу, без
приспособления для подъема щеток и замыкания обмоток ротора на
короткое, указанные в таблице коэфициенты полезного действия
уменьшаются:
для эл. двигателей мощн. от 1,75 до 20,5 kW на 1,5°/о
« » » 29 „ 100 kW „ lo/o
« .i » » „ 132 „ 300 kW „ 0,5о/о.
Табл. 19х) дает величины коэфициента полезного действия,
cos <p, вес ротора в тоннах: Gz и маховой момент GD2 в тм2 для
больших асинхронных двигателей открытой конструкции.
Данные для cos ср приведены для напряжения в 3000 V. При
6000 V cos? несколько меньше и при более низких напряжениях
несколько больше.
Таблица 19.
Число
об/мин.
1500
1000
750
500
зоо
250

Мощность
в kW
COS <р
GD*
cos 9
GD*
cos 9
Gl
GD*
cos <p
Gl
GD*
cos <p
QD*
1 ^
cos <p
ot
1 GD2
Большие асинхронные двигатели открытой конструкции
50
89
0,82
0,5
0,033
87
0,77
0,93
[0,25
70
91
0,87
0,4
0,024
89,5
0,84
0,61
0,045
88,5
0,79
0,98
0,26
88
0,79
1,08
0,32
100
92
0,89
0,43
0,022
91,5
0,87
0,53
0,04
90
0,85
0,74
0,077
89
0,80
1,15
0,34
88
0,79
1,44
0,62
150
92
0,90
0,44
0,017
92
0,89
0,55
0,036
92,5
0,88
0,7
0,07
91
0.85
0,92
0,16
90,5
0,83
1,48
0,64
250
93
0,91
0,53
0,036
93
0,88
0,72
0,063
93
0,88
0,88
0,107
92,5
0,86
1,2
0,39
92
0,86
2,05
0,94
400
93,5
0,91
0,88
0,070
94
0,88
1,08
0,15
94
0,89
1,2
0,33
93
0,88
1,54
0,52
i
500
94
0,91
0,99
0,080
94
0,89
1,25
0,22
94
0,89
1,о8
0,41
93
0,89
1,86
0,92
800
94
0,91
1,35
0,147
94,5
0,90
1,8
0,32
94,5
0,90
2,11
0,57
1000
94,5
0,91
1,7
0,19
95
0,90
2,14
0,6
94,5
0,91
2,38
0,66
1250
94,5
0,91
2,21
0,31
95
0,90
2,5
0,7
95
0,91
3,8
1,52
2000
95
0,91
4,6
1,9
95,5
0,91
6,01
2,55
х) Германские данные

824 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Таблица 20 содержит данные, характеризующие
водонепроницаемые асинхронные двигатели с кольцами фирмы SSW согласно
нормам DIN VDE 2662.
Рабочее напряжение обычно применяется:
220 V при мощностях двигателей от 0,125 до 160 kW, 380 V от 0,33 kW и
выше, 500 V от 3 kW, 3000 V от 30 kW, 50C0 V от 80 kW, 6000 V от 125 kW и выше.
Полный вес Gg и вес ротора Gi [m], маховой момент GD2 [тм2],
Qi количество воздуха для охлаждения [м$/сек], скорость воздуха
для охлаждения в подводящих и отводящих каналах от 4 до 5 м/сек,
Номинальное напряжение: 3000, 5000 и 6000 V (до 400 kW
также 380 и 500 V).
Таблица 20. Нормальные водонепроницаемые двигатели *)
/ 8 -= 1500 об/мин. Герметически закрытые от воды с ротором с контактными
кольцами и пригпособлением для подъема щеток фирмы SSW
" ' ■ " —
Мощность
kW
т,
COS в
°*
<*1
GD»
Qi
с двумя подшипниковыми щитами |
1
200 1 400
93
0,86
2,05
0,52
0,035
0,75
93,5
0,87
3,62
0,96
0,074
1,4
640
94
0,87
5,0
1,27
0,139
2,0
с двумя подшипниками
на стойках
1000
У4,5
0,88
8,15
2,36
1 0,31
2,4
1600
95
0,88
11,3
3,3
0,53
3,2
При работе двигателей с неполной нагрузкой коэфициент
мощности может быть взят по табл. 211), а коэфициент полезного дей*
ствия по табл. 22 *) (см. ниже).
Таблица 21. Коэфициент мощности
Коэфициент мощности
к
0,74
0,72
0,67
0,63
0,60
0,58
0,56
0,54
S
X и
С X
0,87
0,85
0,82
0,80
0,78
0,77
0,74
0,72
а
а
X и
О, со
С X
0,90
0,89
0,87
0,86
0,85
0,84
0,82
0,81
к
X?
ОчСв
С X
0,91
0,90
0,89
0,88
0,87
0,86
0,85
0,84
X
С X
0,91
0,90
0,89
0,88
0,87
0,87
0,86
0,85
<?со
&&
о<вз
С X
0,90
0,89
0,88
0,87
0,86
0,86
0,86
0,85
Коэфициент мощности
X
Лев
С «
0,50
0,49
0,48
0,47
0,46
0,44
0,42
0,40
X
«
«^ со
СХ«в
С X
0,70
0,69
0,68
0,67
0,65
0,63
0,62
0,60
X
-.«
<*со
5 и
СХев
С X
0,80
0,78
0,77
0,76
0,75
0,73
0,72
0,70
X
~*со
СХ,ев
Р Я
0,83
0,82
0,81
0,80
0,79
0,78
0,77
0,76
я
о, ев
0,84
0,83
0,82
0,81
0,80
0,80
0,79
0>78
X
-^•со
О, ев
С S
0,84
0,83
0,82
0,81
0,80
0,80
0,79
0,78
*v Германские данные.

Асинхронные машины переменного тока 825
Таблица 22. Коэфициент полезного действия
Коэфициент полезного действия 1
К
89
88
87
86
85
83
82
80
79
s
Я и
Си*
С S
93
92,5
91,5
91
90
89
88
87
86
Сисе
94,5
93,5
92,5
92
91
90
89
88
87
си сз
95
94
93
92
91
90
89
88
87
к
Cued
95
93,5
92,5
91,5
90
89
88
87
85,5
а&
94,5
92,5
91,5
90
88,5
87
86
85
83
Коэфициент полезного действия
К
Cued
77
76
74,5
73
71,5
70,5
69
67
s
Cued
84,5
88,5
82,5
81,5
80,5
79,5
78,5
77
s
*« си
С Ж
86
85
84
83
82
81
80
79
к
ы
Си ев
С X
86
85
84
83
82
81
80
79
к
си-я
84,5
83,5
82,5
81,5
80
79
78
77
-2
: Cued
с а
82
81
80
79
77
76
75
74
Ь) Конструкция асинхронных машин переменного тока
1. Статор и обмотка статора. Статор (первичный
якорь) собран так же, как и статор синхронной машины, из
изолированных листов железа (фиг. 63) и для лучшего охлаждения
делится воздушными каналами на отдельные пакеты (стр.789).
Корпус из чугунного литья или из литой стали (сварная конструкция).
Обмотка статора1) соответствует вполне обмотке статора
синхронной машины (стр. 791).
Как правило, употребляются полузакрытые пазы, чтобы иметь
возможно небольшой ток намагничивания, от которого в свою
очередь зависит коэфициент м о щност и (coscp). В
двигателях высокого напряжения применяются открытые пазы
для того, чтобы иметь возможность вложить обмотки
асфальтированные (или пропитанные компаундной массой), причем пазы могут
быть закрыты магнитными клиньями (собранными из
отдельных листов железа).
В больших двигателях современной конструкции употребляются
большей частью открытые впадины без магнитных клиньев. Часто
в двигателях высокого напряжения (стр. 790) находят применение
полузакрытые пазы, в которые закладывают провода,
предварительно изогнутые на шаблонах (стр. 791). Для понижения тока
намагничивания необходимо воздушный зазор между статором и
ротором выполнять настолько малым, насколько только это
возможно по соображениям механической конструкции. При небольших
двигателях выполняют зазор меньше 1 мм. В двигателях для
^Arnold, Wechselstromtechnik, 2 Aufl., Ill Band, Berlin, J. Springer. —
R i с h t e r, Ankerwicklungen fur Gleich- und Wechselstrommaschinen, Berlin 1920
J, Springer,

826 Т. III. Отд. 10. Электротехника. Ш. Электр, генераторы и двигатели
тяжелых условий работы (для металлургических заводов, крановой
работы и т. п.) выполняют воздушный зазор несколько большим.
В больших машинах необходимо иметь из-за одностороннего
магнитного притяжения при сработавшихся вкладышах особенно
солидные валы и подшипники (применяются также роликовые
подшипники) и прочные фундаментные плиты. В конструкции
небольших двигателей и двигателей средней мощности
преобладает тип с щитовыми подшипниками. Указанный на фиг. 63
двигатель трехфазного тока фирмы SSW, закрытый, с вентиляцией,
Фиг. 63.
с контактными кольцами и приспособлением для подъема щеток.
Мощность 9 kW, n = 1500 об/мин. Большие двигатели с
подшипниковыми щитами строятся до 800—-1000 kW при 1500 об/мин.
В подшипниковых щитах необходимо иметь отжимные болты.
2. Ротор и роторная облитка. Ротор (вторичный
якорь) выполняется из листов железа, собранных между двумя
нажимными шайбами, подобно якорю машины постоянного тока,
но только с закрытыми или полузакрытыми пазами (см. выше).
Число пазов ротора должно отличаться от числа пазов статора.
Для уменьшения шумообразования в машине вентиляционные
каналы (распорки между отдельными пакетами железа) ротора при
окружных скоростях выше 30—35 м\сек должны быть сдвинуты по
отношению к каналам железа статора. На том же основании
впадины ротора не должны совпадать с впадинами статора, для чего
берут разные числа впадин для статора и ротора. Фазовая
обмотка выполняется или катушечной при небольших машинах, или
стержневой с двумя проводами в пазу при больших машинах,
или даже с одним проводом в пазу при очень больших машинах.
Стержневая обмотка может быть выполнена следующим
образом:
Обходная обмотка с лобовыми соединениями большей
частью в двух плоскостях (одно рядом с другим при одном проводе

Асинхронные машины переменного тока
827
на паз). При п проводах на полюс и фазу обмотка каждой фазы п
раз обходит якорь.
Обмотка постоянного тока с лобовыми соединениями
в двух плоскостях (одно под другим, см. фиг. 7, стр. 762)) подобно
якорям постоянного тока. Для лучшего использования обмотку
выполняют почти исключительно как разрезную в 6 местах (или
кратном 6) обмотку постоянного тока, части которой соединены
таким образом, что в одном пазу токи имеют одинаковое
направление. В двух половинах обмотки наводятся напряжения, одинаковые
по фазе; эти половины соединяются
между собой или последовательно,
или параллельно (фиг. 64).
Концы обмоток обыкновенно
присоединяются к контактным
кольцам, выполненным большей
частью из бронзы. При помощи
контактных колец в цепь ротора можно
вводить сопротивление для пуска
в ход. Для уменьшения
изнашивания и потерь на трение контактные
кольца выполняются большей частью
с приспособлением для
короткого замыкания и подъема
щеток. Это приспособление обеспечивает правильную
последовательность короткого замыкания и подъема (фиг. 63).
Особенно проста конструкция короткозамкнутого ротора с
круглыми или прямоугольными стержнями, замкнутыми накоротко на
обоих концах ротора при помощи бронзовых или медных колец
большого сечения („беличье колесо"). Пределы выполнения см.
выше.
Конструкция двигателей с глубоким пазом и с двойной
роторной обмоткой1) позволяет поднять эти пределы для тихоходных
машин до максимальных мощностей.
3. Использование двигателя и допустимые нагрузки
материала. Меру использования машины дает величина постоянной С
в уравнении N=C (D:\00f I (я: 100) kW,
где D — диаметр якоря [см], | — длина якоря безвоздушных каналов [см],
jV — мощность двигателя [kw].
Величина постоянной С зависит от полюсного деления *. При
полюсном делении х рявном 10, 20, 30, 40, 55 и 70 см С равно
соответственно: 1,6; 2,2; 2,5; 2,7; 2,9; 3,0.
— для небольших двигателей равно от 0,7 до 1,0, т= -к—— полюсному
делению в см. п — число оборотов в минуту, п > 1000 об/мин, — = 1,0 до 1,9 для
больших двигателей.
^Pungau, Rayclt, Drebstrommotoren mit Doppelkiifiganker, вегИп 1931,
I, Springer, '

828 Т. HI- Отд- lu« Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели:
Допустимые удельные нагрузки: плотность тока в
обмотках статора от 3 до 4,5 А/мм2, в обмотках ротора от 3,5 до 5,0 А/мм2.
Линейная нагрузка током якоря 150 до 250 для небольших двигателей и от 250 до 450
для больших машин.
Индукции: в воздушном зазоре максимально от 6000 до 8030, в зубцах
статора и ротора от 19 000 до 23 000, в железе статора от 9000 до 12 000, в железе
ротора от 10 000 до 13 000 гаусс.
с) Способ действия асинхронных машин
1. Э. д. с. в асинхронных машинах. В магнитной цепи
асинхронной машины, представленной на фиг. 65, получается, так же,
как и в цепи трансформатора, магнитный поток, величина которого
определяется из формулы иф — 4,44 fwhfwl Ф • 10~~8 V (пренебрегая
активным сопротивлением). В этой
формуле fwl — коэфициент обмотки (стр. 800),
Цф — напряжение на фазу, wl — число
витков статора на фазу. При потоке,
расположенном в пространстве по синусоиде
(асинхронные двигатели трехфазного тока),
Ф = (2:тс) #w /х, гдеЯ/тах представляет
максимальное значение индукций в
воздухе. При больших насыщениях магнитной
Фиг. 65 цепи получается отклонение от кривой
синусоидального распределения поля и
максимальное значение Bt получается меньшей величины,
чем следовало бы при синусоиде. При неподвижном и
разомкнутом роторе поток Ф (пренебрегая рассеянием) сцеплен с
обмоткой ротора, имеющей w2 витков на фазу. Э. д. с. ротора
при неподвижном роторе (э. д. с. при пуске) равна Еф2 «=
= 4,44/^/^ Ф • ДО-8 V и передаточное число (коэфициент)
трансформации) равно u—fwlwl:fw2w2 = wl:w2. если /м =/да2> что
приблизительно всегда имеет место.
При вращающемся короткозамкнутом роторе Еф2 очень мала
соответственно малой частоте (частота скольжения), с которой
вращающееся поле пересекает обмотку ротора.
2. Ток намагничивания и ток холостого хода. Ток
намагничивания / получается такой величины, что
намагничивающие ампер-витки мог^т создать в магнитной цепи поток,
соответствующий напряжению на зажимах. Расчет лучше всего получается
при 2/з г *)• Т°к холостого хода складывается геометрически
из тока намагничивания (реактивная слагающая тока холостого
хода) и из тока потерь при холостом ходе (потери в железе и на
трение) активной слагающей тока холостого хода. Воздушный
зазор по возможности мал.
*) El. u. Maschinenbau, Wien 1910, S. 857. — Starkstromtechnik, 7 Aufl, I Band,
Berlin 1930, Ernst & Sohn,

Асинхронные машины переменного тока.
829
3. Теоретический ток короткого замыкания. Если при
неподвижном роторе1) обмотка статора приключена к напряжению
сети, то в статоре получается ток, который в состоянии вытеснить
вышеуказанный нормальный поток Ф в цепь потока рассеяния.
Этот ток короткого замыкания /д, если принять во внимание
активное сопротивление, представляет собой действительный
ток короткого замыкания; не принимая же во внимание активного
сопротивления, имеем теоретический ток короткого замыкания Jk
Этот последний, таким образом, как и / , исключительно ток
намагничивания и отстает от напряжения (э.д.с), как и ток
намагничивания, на 90° (фиг. 68).
При расчете Iki нужно подсчитать полную проводимость
рассеяния. Полное рассеяние слагается из рассеяния во впадинах,
головках зубцов и лобовых частях обмотки.
4. Ток при нагрузке. Если двигатель нагружать, то ток,
потребляемый двигателем из сети, будет содержать в себе активную
составляющую,* величина которой зависит от нагрузки.
1 В процессе изменения нагрузки сила тока меняется в
пределах от /0 до Ik, причем соответственным образом меняется и коэфи-
циент мощности. Круговую диаграмму см. на стр. 831 и 832.
5. Коэфициент рассеяния. Магнитный поток в статоре Фх
больше магнитного потока в воздушном зазоре, а именно Фх =
= (1 + *\)' Ф/'t поток в воздушном зазоре Фг больше Ф2 потока
в роторе, Ф1 = (1 + х2) • Ф2. Коэфициенты рассеяния %х и т2
невелики. Величина их зависит от размера воздушного зазора о и от
формы пазов (между собой коэфициенты тх и т2 не всегда равны).
Для общего коэфициента рассеяния
действительно по Behrend'y равенство Ф1 = {\-\- t') Ф2, где т/ = тх ~f- т2 -f- т^.
Пренебрегая малой величиной т^ по сравнению с it -f-12, имеем
•с' = 1Х -f- т2. Примерно величину коэфициента рассеяния можно
определить по уравнению х/£=С(о:х), где С — 10—15. Более
точно коэфициент рассеяния определяется по току
намагничивания / и теоретическому току короткого замыкания А
6. Вращающий момент и скольжение. Если бы ротор
двигателя, имеющего 2р полюсов, вращался синхронно с угловой
скоростью вращающегося поля статора сох = 2п/г; р, то в
роторе не могли бы индуктироваться никакие токи, и не мог бы
возникнуть и вращающий момент. Для получения токов в
роторе необходимо поэтому относительное движение поля по
отношению к ротору (асинхронюмк При небольшом сопротивле*
нии короткозамкнутой обмотки ротора достаточно при полной
нагрузке от 3 до 6% меньшей угловой скорости ротора <о2 = 2тт: 60,
х) Обмотка ротора замкнута накоротко.

830 ^- lil- Отд. 10. Электротехника. Ш. Электр, гейератбры и двигйтелй
Где п — число об/мин; эта разность скоростей называется
скольжением s и часто выражается в процентах, s = 100(a)!—w2) :a>j,
или s = 100 (Д —/2) :/i, где /2 — ря: 60 — частота вращения ротора.
Число оборотов при полной нагрузке таким образом только
немногим отличается от числа оборотов при холостом ходе (шунто-
вой характер, стр. 755).
Вращающий момент двигателя трехфазного тока,
практически действующий на валу его, равен приблизительно Md =
=N:ns, где N — номинальная мощность в ваттах nns — синхронное
число оборотов, т. е. число оборотов вращающегося поля.
Для понимания работы трехфазного двигателя важно знать
точное значение вращающего момента, включая момент трения;
оно равно
Md = 0,973 .#:/*=* 0,973 . Nb: nsi
где « — действительное число оборотов, N§— мощность вра»
щающегося магнитного поля двигателя (см. ниже) в ваттах.
Вращающий момент не зависит от числа фаз т2 в роторе.
Число фаз ротора не обязательно должно быть равно числу фаз
тх статора. Можно при двухфазных двигателях (т1 = 2)
применять в роторе трехфазную обмотку (т2 = 3) и наоборот.
Скольжение s и вращающий момент Md находятся в
известной существенной зависимости друг от друга. Скольжению s
соответствует определенное „число оборотов скольжения" ns — n,
где ns — синхронное число оборотов. Число оборотов скольжения
относится к синхронному числу оборотов, как потери в меди
ротора VCn относятся ко всей переданной ротору мощности, т. е.
мощности вращающегося магнитного поля; итак, s = (ns — п): ns =
= (потери в меди ротора): мощность вращающегося магнитного
поля, или в процентах
^_ 100.3/22#2
S 9,8Ы(п8:30)Ма*
если #2 — сопротивление одной фазы обмотки ротора при
трехфазной обмотке (мощность вращающегося магнитного поля = вся
подводимая к мотору мощность — потери в статоре).
Вращающий момент при скольжении s = 0, или при 0%
равен 0. Величина момента возрастает с увеличением скольжения,
достигает скоро максимальной величины и затем медленно
убывает до величины момента при неподвижном роторе (5 = 1 или
100%) (пусковой момент, фиг. 66).
Из круговой диаграммы (стр. 832) можно вывести, что
Md: Mdm = 2: К*: sm) + (sm: s)] (Фиг- & *) кривая а), где Mdm -
1 Мд нанесено в процентах от Mdm&xt s — кратное от s.

Асгаюфояные машййы переменного тока 831
Максимальный или опрокидывающий предельный момент,
^—скольжение, соответствующее максимальному моменту при коротко-
замкнутой цепи ротора—„скольжение падения", при
превышении которого обороты мотора падают (мотор
останавливается) (Kloss, Archiv fur Elektrotechnik, 1916, S. 59). Пусковой
момент Mda (s = \ или 1С0%) можно определить, если известно
smt Например, если sm = 0,20 или 20%, то Mda можно
определить по кривой а, беря значение момента для отношения
s:sm =5-
Если для пуска (стр. 833) или для регулировки числа
оборотов (стр. 836) включают сопротивление в цепь ротора, то для
определенного момента Md справедливо равенство
s\w • so = (^2 "Т~ R w)" °2»
где s0 — скольжение без сопротивления в цепи ротора, sw —
скольжение при сопротивлении в цепи ротора, R2 — сопротивление
ротора, Rw—включенное пусковое сопротивление. Таким
образом получаются для различных отношений RW:R2 следующие
кривые моментов (фиг. 67) (см. таблицу):
•* 100%
Фиг. 66.
Кривая
а
Ь
с
d
е
#w :#2
0
2
4
9
19
Фиг. 67.
7. Круговая диаграмма. Если известен из расчета, или по
измерению, ток намагничивания / и ток короткого замыкания
Ik или Ik.t то диаграмма Гейланда или упрощенная круговая
диаграмма, согласно фиг. 68, дают возможность наглядно
разобраться в работе двигателя и во взаимоотношении токов.
Круговая диаграмма выводится из диаграммы трансформатора (стр. 867),
если пренебречь активным падением напряжения в статоре (6^ = Ех
и ф = const), причем асинхронный двигатель представляет собой
род трансформатора с вращающейся вторичной обмоткой. Так
же, как и в трансформаторе, токи при нагрузке
уравновешиваются так, что первичные и вторичные ампер-витки AW
дают в резулыате AW намагничивания, необходимые для создания
магнитного потока Ф (стр. 886).
При расчете известные / = a!br =jib и Ik. = ad
откладываются на диаграмме в определенном масштабе токов (1 см~хк).

832 Т. Ш. Отд. 10. Электротехника. Ш. Электр, генераторы и двигатели
Фиг 68.
Таким образом определяется круг по диаметру bd\ Ik — ack
определяется графически по углу ср^, который образует Ik = ack с осью
Y; <pft определяется также по расчету из уравнения cos<p£ =
= rk : У *\ + г\> г*е хк = Еф: hi и rk = г\ + %, ™е %
соответствует приведенному в первичной цепи активному сопротивлению
[(r2/i = r2 (wx: w2)2]; ъ'Ь — ток холостого хода = 10. Еф = Е1 —
фазовая э. д. с.
При измерении 10 измеряется непосредственно, а /
выводится, как реактивная слагающая /0; тоже и / =ack, и coscp^
соответственно arck
определяются при помощи
измерения ваттметром (необходимо
экстраполировать). Таким об- -
разом известен центр кр)та О
и самый круг. Потери в же-
лезе=с'с" необходимо
определить при помощи разделения
потерь * холостого хода (стр.
944).
В обоих* случаях а'с = 1
представляет, в определенном
масштабе токов, номинальный ток с соответствующим ему углом
сдвига фаз; be —12 представляет собой ток ротора при w1:w2 = l.
По масштабу токов определяется масштаб мощности (1 см =
= ЗЕф • х ватт). При этом масштабе: с^к — потерям в меди
ротора при коротком замыкании, pkck = потерям в меди
статора также при коротком замыкании, се" = подводимой мощности
при номинальной нагрузке, с'с1' = потерям в железе, ср —
мощность вращающегося магнитного поля, cl— мощность ротора
(полезная отдаваемая мощность + потери на трение). Масштаб
для крутящих моментов ср определяется из уравнения Md =
=s 973 X (мощность вращающегося магнитного поля: синхронное
число оборотов) ватт. Таким образом получается максимальный
вращающий момент Mdm по фиг. 68 и пусковой вращающий
момент ckpk при короткозамкнутом роторе. Небольшие имевшие
здесь место отступления практически допустимы. Более точная
диаграмма (О с с а н н а) сложнее и только при небольших
двигателях дает более точные результаты.
8. Г^ск асинхронных двигателей. При пуске больших
двигателей необходимо для уменьшения толчка тока при пуске и
для увеличения, пускового момента применять особые
приспособления.
Наиболее существенные способы пуска следующие:

Асинхронные машины переменного ^ока,
833
Двигатель с короткозамкнутым ротором. Включение
двигателя при помощи рубильника в цепи
статора. При этом получается сильный толчок тока и как
следствие значительные колебания напряжения сети при включении,
а также сильный механический толчок двигателя. Поэтому этот
род пуска допустим только для небольших двигателей или для
двигателей, которые пускаются в ход всегда вхолостую. Иногда
двигатели с короткозамкнутым ротором, для того чтобы
уменьшить толчок тока при пуске (не поступаясь простотой
устройства) и чтобы увеличить пусковой момент (см. выше),
выполняются со сравнительно большим сопротивлением R2 вторичной
цепи (цепи ротора). Это увеличение сопротивления ухудшает
коэфициент полезного действия двигателя.
Можно также достичь увеличения сопротивления в короткс-
замкнутых роторах при холостом ходе с помощью
„вытеснения" тока (стр. 834) в массивных медных проводах,
расположенных в узких, глубоких пазах. При пуске на них действует
полная частота тока и поля рассеяния, и таким образом токи
ротора в проводах „вытесняются" наружу в радиальном
направлении, что как бы уменьшает сечение провода. При работе же
на провод действует только небольшая периодичность
скольжения, при которой ток ротора распределяется равномерно по всему
сечению меди.
Пусковые приспособления в цепи статора.
Пусковое сопротивление (чаще всего в одну ступень) включается
в цепь тока неподвижной части — статора (способ этот применяется
редко, так как при нем пусковой крутящий момент мал). Двигатель
пускается с пониженным напряжением и со слабым крутящим
моментом, так как момент уменьшается пропорционально квадрату
напряжения. Подобное же действие достигается пусковыми
трансформаторами, при помощи которых напряжение повышается
ступенями (очень часто применяется для двигателей любой
величины, пускаемых в ход вхолостую или с незначительным
крутящим моментом: например для приведения во вращение
центробежных насосов).
При этом способе двигатели могут быть пущены в работу без
особых проводов управления и переключения издали, например
с центральной станции.
Подобное же действие только при двух ступенях напряжения
можно получить при трехфазном токе переключением статорной
обмотки со „звезды" на „треугольни к". Каждая фаза
получает тогда сперва напряжение U : У%> после же
переключения к ней подводится напряжение U. При этом пусковой момент
в три раза меньше того, который был бы, если бы двигатель
включался непосредственно под полное напряжение сети. При
переключении на „треугольник" двигателей нагруженных,
вследствие спадания числа оборотов, получается сильный толчок
тока, если в момент переключения разрыв тока длится более
Vioo сек.
Зак. 2893,— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
53

334 T- IIJ- ^ТД- ^- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Во избежание этого толчка тока применяются
механические пусковые приспособления: например
центробежная м у ф т а1), пристроенная в ременном шкиве, которая
соединяет вал ротора с ременным шкивом только по достижении
двигателем полного числа оборотов. Такие конструкции
выполняются фирмами SSW2), AEG и др. Интересное решение вопроса
представляет соединение под названием ,,А1Ьо"-муфта3), при
котором включение муфты принудительно связано с моментом
переключения на „треугольник".
Вытеснение тока. В короткозамкнутых обмотках ротора можно добиться
увеличения сопротивления их при пуске 4) (см. стр. 831) при помощи „вытеснения"
тока (стр. 733) в массивных медных проводах, расположенных в узких глубоких
пазах (двигатели с глубоким пазом).
При пуске частота тока в роторе и поля рассеяния максимальны, в силу
чего токи в проводах роторной обмотки оттесняются в радиальном направлении
в верхние слои проводника, обращенные к наружной поверхности ротора, что как
бы уменьшает активное сечение провода.
Когда двигатель идет с нормальной скоростью, то ток в роторе имеет
небольшую частоту (частоту скольжения) и распределяется равномерно по всему
сечению меди провода.
Сходно действуют и двигатели с двойной роторной обмоткой5), т. е.
двигатели, снабженные двумя обмотками на роторе. Ближе к поверхности ротора
располагают пусковую обмотку с большим активным сопротивлением и малым
рассеянием, вторую обмотку, рабочую, с малым активным сопротивлением и
большим рассеянием, помещают под первой. Эксплоатационные свойства таких
двигателей, выполненных SSW, см. табл. 23.
Двигатели с контактными кольцами. Ротор имеет фазовую
обмотку, приключенную к контактным -кольцам. Пусковое
сопротивление включается в цепь ротора. Получается большой
пусковой момент, причем возможно постепенное повышение его
таким образом, что даже при полной нагрузке получается
постепенный разгон двигателя при незначительно увеличивающейся
силе тока. Такое устройство с пусковым сопротивлением
применяется наиболее часто. Число ступеней пускового сопротивления 6)
и величину сопротивления можно определить для двигателя
трехфазного тока графически так же, как для двигателей
постоянного тока с шунтовой характеристикой (стр. 779); /тах — ток,
соответствующий максимальному крутящему моменту Mdm2^ при
включении, /min —ток, соответствующий моменту Md, при
каковом возможно переключение на другую ступень, Ra —
сопротивление ротора на фазу, Rlf /?2 и т. д. — суммарные сопротивления
на фазу. Пусковые реостаты для двигателей до 100 kW нормированы
VDE в отношении числа ступеней и пр. (REA). Число контактов
реостата для двухфазных роторов может быть несколько мень-
l) Elektrizitatswirtschaft 1929, S. 77 и. ИЗ.- ETZ 1927, S. 721 и. 754.
a) ETZ 1924, S. 1C64.
8) Mitt. d. Vereinigung d. E. W. 1925, S. 589.
*) ETZ 1918, S. 483. — El. und Maschinenb., Wien 1926, S. 87.
5) P и n g a u. Raydt, Drehsirommotoren mit Doppejkafiganker, Berlin 1931,
J. Springer.
e) ETZ 1894, стр. 644.

'Асинхронные мшшийы переменного тока 835
Таблица 23. Трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором
Пусков, момент 1 д
Номин. момент J ■
Пуск, ток 1 Д
Номин. ток J х
Коэф. пол. действ.
К-нт мощности
Способ
пуска
Применение
Граница
мощности
Двигатель
с
короткозамкнутым
ротором
2,0-2,8
0,6—0,8
6,0-6,3
2,0-2,1
Лучше, чем у
у двигателей
с контакты,
кольцами
до 70о/о Mdn
перекл. л/А,
выше
переключ, л/А с
центроб.
муфтой или не-
посред.
1
r-7,5 kW
Двигатель с
двойной роторной
обмоткой
2,1-3,0
0,7-1,0
4,0-5,1
1,3-1,7
По нормам
ВЭС
Между двиг. с ко-
роткозамкн.
ротором и двиг.
с кольцами
до 70% Мд
переключ. д/Д выше—
реостат в цепи
статора, реже
непосред.
где необходимо
ограничить
пусковые токи х)
t
от 7,5 kW
до 200 kW
Двигатель
с глубокими
пазами на
роторе
! 1,2-1,5
0,4-0,5
4,0—4,8
1,3-1,6
По нормам
ВЭС
на 0,01—0,02
меньше
Непосредственно,
особенно при
включении на
расстоянии и при
самодействующих
включателях, реже
переключатель
Л/А
В заводских
установках для непо-
средств.
включения, а также
для тяжелых и
частых пусков
От 15 kW до
максимальных
мощностей
шим, чем для трехфазных. Поэтому иногда небольшие двигатели
выполняются с двухфазным ротором.
Для больших двигателей употребляются жидкостные реостаты (с раствором
соды или без него) с изменяющимся уровнем и с неподвижными, соответствующих
размеров, контактами. Этот реостат в период пуска воспринимает большую часть
х) Для непосредственного включения большей частью не подходит из-за
большого ускорения при пуске.
53*

836 т- Ш. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
тратящейся при пуске энергии. При высоковольтных двигателях вместе с тем
Устраиваются защитные сопротивления против перенапряжений в статоре при
отключении в условиях, холостого хода.
Надлежит особенно помнить, что двигатели высокого
напряжения при разомкнутой цепи ротора нельзя
отключать от сети.
Двигатели с пусковым приспособлением в роторе.
Двигатели с самопуском. Ротор имеет фазовую обмотку,
замкнутою через сопротивления, смонтированные на самом роторе.
Эти сопротивления при разгоне ротора закорачиваются при
помощи центробежного включателя *),
Двигатели с вспомогательной обмоткой на роторе.
Вращающаяся часть имеет две самостоятельные обмотки, а именно: одну
обмотку, постоянно замкнут} ю со сравнительно высоким
сопротивлением, и другою обмотку с незначительным сопротивлением,
которая замыкается после пуска двигателя в ход. Замыкание
второй обмотки может выполняться автоматически при помощи
центробежного замыкателя.
Ротор с противосоединением (система Г е р г е с а).
Вспомогательная обмотка включена при пуске противоположно
(навстречу) главной обмотке, при достижении же двигателем
известного числа оборотов переключается последовательно с главной
обмоткой. Двигатели до 10 kW пускаются примерно при 3/4
нагрузки. Толчок тока и колебание напряжения только немногим
превышают таковые при роторе с контактными кольцами. Во
избежание толчка тока необходимо двигатели большой мощности
пускать в ход при уменьшенной нагрузке.
9. Регулирование числа оборотов. Регулирование
скольжения достигается при помощи включения
сопротивления в цепь ротора (стр. 831).
Этот способ регулирования
неизбежно влечет за собой потери.
Величина потерь определяется
соотношением: скольжение s равно
потерям в меди ротора,
деленным на мощность
вращающегося магнитного поля (стр. 830).
Такая регулировка применяется
например при преобразователях
Ильгнера для соединений по
схеме Леонарда (стр. 786).
При регулировке оборотов при
помощи скольжения двигатель теряет характеристику шунтового
двигателя, так как число оборотов значительно зависит от
нагрузки.
Допустимые крутящие моменты и мощности снижаются
соответственно табл. 24.
Можно регулировать число оборотов без потерь при помощи
Таблица 24
Л°/о
Md*\Q
Wo
100
100
100
80
91
73
60
80
48
40
i
62
25
l) BBC-Mitt. 1926, S. 201. J

Асинхронные машины переменного тока
837
каскадных соединений, причем энергия, поглощаемая
при регулировании скольжением в сопротивлениях, механически
используется „второй машиной". Второй машиной может
служить непосредственно соединенный с валом „главного*
двигателя вспомогательный двигатель трехфазного тока, к
обмотке статора какового подводится от контактных колец ток ротора
„главного (первого) двигателя". Возможен также подвод тока
к роторной обмотке второй машины непосредственно от ротора
первичного двигателя без помощи контактных колец. В этом
случае во второй машине обмотки ротора и статора как бы
переставлены одна на место другой. При каскадном включении
число оборотов агрегата соответствует числу оборотов двигателя
с числом полюсов, равным сумме чисел полюсов обеих машин.
Если применять два двигателя с различными числами полюсов,
то возможно получить четыре различные скорости, смотря по
тому, работают ли двигатели в отдельности или же соединены
в каскад.
Второй машиной может быть также одноякорный
преобразователь, дающий ток для двигателя постоянного тока,
непосредственно соединенного с первой машиной (каскадные
схемы К р е м е р а); затем,, второй машиной может быть
непосредственно соединенный коллекторный двигатель
трехфазного токае регулирующим трансформатором или
наконец жестко соединенная компенсированная коллекторная
машина с возбуждением со стороны ротора — схема 2 табл. 25
(стр. 842). Действие такого агрегата зависит от взаимного
расположения (векторов) напряжения коллекторной машины и э. д. с.
скольжения асинхронного двигателя.
Это расположение может быть установлено, например, при
помощи передвижной сцепляющей муфты. Если напряжение
коллекторной машины находится с э. д. с. скольжения асинхронной
машины в фазе, или сдвинуто относительно нее на 180°, то оно
действует как регулятор числа оборотов. Если это напряжение
перпендикулярно к э. д. с. скольжения, то действует как регулятор фазы.
В промежуточных положениях имеются компоненты в обоих
этих направлениях. При совпадании по фазе, число оборотов
увеличивается, при встречном направлении уменьшается. В первом
случае коллекторная машина работает генератором, приводимым
в движение [основной машиной, отдавая ротору этой основной
машины электрическую мощность. Во втором случае коллекторная
машина получает электрическую энергию от ротора основной
машины и идет, как двигатель. При таком способе регулирования
числа оборотов асинхронная машина может иметь число оборотов
также выше синхронного. Вместо механических муфт употребляют
также электромагнитные. Пределы регулировки от 30 до 40%
наибольшего числа оборотов, в зависимости от мощности двигателя.
Другие способы регулирования при помощи многофазных коллекторных
машин см. Starks romtechn. 7 Aufl., Band 1 S. 641 и Dreyfus, Kommutatorkas-
kaden, Berlin 1931, J. Springer.

838 т< Ш- Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
С помощью переключения полюсов возможно менять
число оборотов ступенями без потерь. Число ступеней — 2, 3 и 41).
Если ротор имеет фазовую обмотку, то переключение полюсов
должно быть и в статоре, и в роторе. Поэтому лучше всего
применять короткозамкнутый ротор (беличье колесо), одинаково
работающий при разных числах полюсов. Для переключения полюсов
применяются или две независимые друг от друга обмотки
с различным числом полюсов, или же части обмотки
выполняются так, что переключением получается другое число полюсов.
Двигатели с переключением полюсов имеют при всех оборотах
шунтовые характеристики. Применяются они, между прочим, как
двигатели для электрических железных дорог трехфазного тока.
Питая фазный ротор асинхронного двигателя от той же сети,
что и статор (двигатели двойного питания), можно менять число
оборотов в два раза против синхронного числа оборотов,
зависящего от числа полюсов машины. Питание статора и ротора должно
производиться так, чтобы вращающееся магнитное поле ротора,
вращаясь с такой же скоростью, как и поле статора, было бы
направлено по отношению к последнему встречно. Изменение
направления вращения асинхронных двигателей
достигается переключением двух проводов, подводящих ток, так как
направление вращения вращающегося поля изменяется от перемены
двух фаз,
d) Улучшение коэфициента мощности асинхронных двигателей
Работа нормальных асинхронных двигателей всегда вызывает
в сети сдвиг в силу того, что намагничивание машины
производится от сети же током нормальной частоты.
Коэфициент мощности этих двигателей при полной нагрузке
в редких случаях превышает cos <р = 0,9, при работе же вхолостую
понижается часто до 0,2-0,3 (таблицы 17 по 21, стр. 821 и след.).
Поэтому в некоторых случаях выгоднее применять синхронные
двигатели (работающие при coscp = 1, стр. 817), несмотря на то,
что с применением синхронных двигателей связаны известные
неудобства (необходимость постоянного тока для возбуждения, сложность
пусковых и синхронизирующих приспособлений, малый
перегрузочный (опрокидывающий) момент.
1. Конденсаторы являются неподвижными источниками реактивного
(емкостного) тока2). Они берут из сети опережающий зарядный (емкостный) ток,
т. е. отдают в сеть отстающий (индуктивный) намагничивающий ток. Сравни
с перевозбужденной синхронной машиной. Таблица 12, стр. 810.
Они освобождают таким образом от реактивного тока сеть, но не двигатели,
вернее, не обмотки статора двигателей.
Преимущества: незначительный уход, малые потери, возможность переносных
конструкций. Употребляются при двигателях малой и средней мощности. Сравни
гакже руководящие указания VDE 503 2).
х) Sachsenwerk-Mitt. 1929, стр. 20.
2) ETZ 1931, стр. 83, 584 и 949.

Улучшение юоэфициента мощности асинхронных двигателей 839
2. Возбудители трехфазного тока (компенсаторы сдвига фаз).
В больших асинхронных двигателях сдвиг фаз может быть устранен
при помощи особых возбудителей трехфазного тока
(компенсаторов), включаемых в сеть ротора.
Возбудители трехфазного тока с собственным
возбудителем1). Эти компенсаторы представляют собой ротор
с коллектором, вращающийся или совсем без статора, или же
в статоре без обмотки. К ротору компенсатора подводится
трехфазный ток от колец ротора асинхронного двигателя (с
периодичностью скольжения). Величина поля, возникающего в компенсаторе и
медленно вращающегося со скоростью, соответствующей
периодичности скольжения, зависит от нагрузки двигателя. Скорость этого
поля в пространстве не зависит от числа оборотов ротора
компенсатора с коллектором, приводимого в движение особым небольшим
двигателем. Если двигатель, приводящий в движение ротор
компенсатора, вращается со сверхсинхронной скоростью, то в обмотке
компенсатора индуктируется трехфазная э. д. с. с частотой, равной
частоте скольжения. Эта э.д.с. опережает на 90° ток скольжения и
величина ее зависит как от величины вращающегося поля, т. е., как указано
выше, от нагрузки двигателя, так и от величины сверхсинхронизма, т. е.
от числа оборотов ротора с коллектором. Этому опережающему
напряжению соответствует опережающий ток, намагничивающий
асинхронный двигатель через ротор при частоте скольжения так,
что этим „компенсируется" намагничивание от сети с 50 периодами.
При холостом ходе компенсация сдвига фаз невозможна. При
сильном насыщении „компенсатора" cos cp главного двигателя
имеет значение, равное 1 между !/3 и 5/4 номинальной нагрузки.
Если применить конструкцию, при которой компенсатор сдвига
фаз с самовозбуждением соединен непосредственно с валом
главной машины, то отпадает необходимость в специальном двигателе
и в таком виде все устройство может быть применено и для
двигателей меньших мощностей. Компенсация сдвига фаз в этом
случае зависит от нагрузки двигателя (табл. 25, стр. 842).
Подобное же действие * получается при помощи „вибратора
Каппа"2). В вибраторе Каппа ток скольжения подводится к трем
якорям постоянного тока, колеблющимся поэтому с частотой
скольжения в поле постоянного тока. Таким образом в них
индуктируется э. д. с, опережающая ток на 90°.
Благодаря компенсации сдвига фаз увеличивается и мощность
и максимальный момент главного двигателя.
Компенсаторы сдвига фаз с самовозбуждением
отличаются от компенсаторов с собственным возбуждением
конструктивно лишь тем, что на статоре имеется обмотка, замкнутая
на короткое или непосредственно или через сопротивление.
Компенсация сдвига фаз происходит уже при х/8 номинальной
нагрузки.
' l) ETZ 1912, S. 1079.
2) ETZ, 1913. S. 931.

840 т- П1. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Регулирование компенсации сдвига фаз происходит при помощи
регулятора числа оборотов или регулированием сопротивления
в цепи статора. Применение: прокатные станы, подъемные машины,
преобразователи по схеме Леонарда, асинхронные генераторы и т. п.
Возбудители трехфазного тока с
независимым возбуждением1). Чтобы иметь возможность
компенсировать сдвиг фаз независимо от нагрузки двигателя, применяются
возбудители трехфазного тока с посторонним возбуждением. Эти
возбудители состоят из ротора с коллектором, как указано выше,
соединенного, кроме того, с помощью контактных колец и
трансформатора с сетью. Эти возбудители всегда должны быть жестко
соединены с валом главного двигателя, так как частота их должна
совпадать с частотой скольжения (преобразователь частоты). Если, кроме
того, в статоре трехфазного возбудителя находится обмотка, через
которую протекает ток скольжения, то мы имеем
компенсированный возбудитель трехфазного тока с посторонним возбуждением
фирмы SSW.
Из табл. 25 (стр. 842) можно видеть пределы мощности,
величину пускового и максимального моментов и величину
опережающего тока при различных нагрузках моторов в выполнении
фирмы SSW (реактивный ток, деленный на ток машины = sin <p;
активный ток, деленный на ток машины = cos <p).
3. Компенсированные асинхронные двигатели. Можно
подвести в асинхронном двигателе к ротору ток намагничивания
с помощью коллектора, и тогда машина намагничивается через
ротор при частоте скольжения, т. е. с н е з н а ч и т^е л ь н о й
реактивной мощностью. В этом случае на роторе должна быть4
особая, независимая от рабочей обмотка намагничивания, соеди-*
ненная с коллектором. Небольшое по величине напряжение,
необходимое для этой обмотки, получается от вспомогательной
обмотки статора (двигатель Г е й л а н д а). Это устройство
пригодно для короткозамкнутых двигателей. При двигателях же
большей мощности получаются затруднения с коммутацией. Эти
затруднения с коммутацией можно устранить, если подводить ток
также к ротору (двигатель О сноса). В этом случае
намагничивание происходит с частотой скольжения через статор при
помощи подводимого от коллектора тока намагничивания. Границы
мощности, cos ср и т. д. можно взять по табл. 25.
е) Асинхронные генераторы .
Асинхронный двигатель при синхронном числе оборотов
ротора крутящего момента не развивает. Если же ротор
асинхронного двигателя с помощью внешней силы вращать со
сверхсинхронной скоростью, то машина будет работать асинхронным
генератором.
Отдаваемая мощность зависит от скольжения, в данном случае
Ц ETZ, 1925, S- 142.

Асинхронные генераторы. Однофазные инруюц. двигатели 841
отрицательного (стр, 830). При работе генератором машина должна
получать возбуждение от сети, т. е. работа асинхронного
генератора возможна лишь при параллельной работе его с сетьв) или
с синхронным генератором, дающим необходимый
намагничивающий реактивный ток и число оборотов которого соответствует
частоте сети.
Подобного рода установки могут быть очень просты по
конструкции в тех случаях, когда асинхронный генератор работает
все время при полной нагрузке, синхронный же генератор
покрывает только переменную составляющую нагрузки. Двигатель,
приводящий в движение асинхронный генератор, в этом случае не
нуждается в регуляторе и, есди эта водяная турбина, то не
нуждается и в особом присмотре. Поэтому такие установки очень
хороши для использования небольших водных сил в соединении
с существующей уже силовой станцией. Процесс синхронизации,
необходимый при пуске синхронных генераторов, при
асинхронных генераторах отпадает. Асинхронный генератор просто
включается в сеть и устанавливается число оборотов (скольжение)
соответственно нагрузке. Если ротор асинхронного генератора
выполнен короткозамкнутым, то включение производится при
помощи дроссельных катушек, замыкаемых на короткое после
пуска.
Преимущества: простота машины. По сравнению с синхронными
машинами ударный ток короткого замыкания мал, так как он ограничивается еще
и рассеянием ротора; быстрее затухает, ибо магнитная энергия, в силу
незначительного междужелезного пространства существенно меньше. Длительный ток короткого
замыкания равен нулю. Отсутствие" качаний.
Недостатки: Намагничивание машины от сети, или от специального
возбудителя трехфазного тока.
В качестве генераторов могут быть использованы и компенсированные
асинхронные машины *), не нагружающие сеть реактивными токами.
В соединении с компенсированными асинхронными машинами,
особенно с независимым возбуждением, асинхронные машины
могут быть использованы подобно синхронным и как генераторы
реактивного тока 2) (асинхронные компенсаторы сдвига фаз, стр. 819).
Мощности и числа оборотов асинхронных генераторов реактивной мощности
при 50 пер/сек примерно те же, что и для синхронных (табл. 14, стр. 819).
f) Однофазные индукционные двигатели
Однофазные двигатели не имеют большого практического
значения. Изготовляются мощностью до 50 kW. Конструкция такая
же, как и трехфазных асинхронных двигателей. Переменное поле
статора можно рассматривать, как сумму двух в
противоположные стороны вращающихся полей, каждое из которых
равно половине максимальной величины переменного поля
!) Sachsenwerk Mitt. 1930, стр. 82.
*) ETZ, 1924, S. 1265. — El. u. Maschinenb., Wien 1925, S. 609.

842 т- Ш. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Таблица 25. Компенсированные асинхронные моторы
Асинхрон.
Асинхронный
двигатель с
трехфазным
возбудит.
Асинхронный
двигатель с
трехфазным
возбудит, по-
сторон. возб.
Двигатель
О с н о са
Двигатель
Г е й л а н д а
Схема соединения
cos 9 в
зависимости от
подводимой мощности
kW •
а
*\tft
Щ
j!
—|-т~
е;^И
ЕЁ
\. о
vj О*
Э Hi
4}
Г 1
«s>
^^
J
|
!
l^i-
-^
90 SO 1ZO%
Пределы
выполняемой
мощности
40—1500 kW
Максимальное
напряжение, при
котором
выполняется двигатель
10 000 V
100-10 000 kW
10 000 V
Пусковой момент
200о/с
20СР/о
Максимальный
момент
250о/о
250^/0
7,5-400 kW
500 V
200э/о
250Э/О
1,5—5,5 kW
500 V
150о/о
250^/с
(стр. 805). Каждое вращающееся поле сообщает ротору известный
крутящий момент в направлении вращения поля. Величина этого
момента зависит от числа оборотов ротора, т. е. от скольжения
(фиг. 66, стр. 831). Когда ротор неподвижен, оба крутящие момента
равны и направлены в противоположные стороны. Таким образом
суммарный крутящий момент равен нулю. Поэтому однофазные
двигатели не могут самостоятельно трогаться с места. Если же
двигатель „развернуть" в том или другом направлении внешней
силой, то момент, направленный противоположно
вращению, уменьшается, момент же в направлении вращения
(синхронный) увеличивается. Получается результирующий момент,
ускоряющий вращение ротора.

Коллекторные машины переменного ток® 843
Чтобы иметь возможность самостоятельно пустить в ход однофазный
индукционный двигатель, употребляют „вспомогательную" фазу.
Вспомогательная фаза получается с помощью вспомогательной обмотки статора, сдвинутой
в пространстве в отношении главной обмотки. Эту вспомогательную обмотку
питают током, сдвинутым по фазе от главного тока (при помощи индуктивного
сопротивления или емкости). Таким образом получается вращающееся поле, правда
не совершенное, но достаточное, чтобы привести во вращение ротор хотя бы
с небольшим пусковым моментом.
Трехфазный двигатель, работающий, как однофазный,
развивает примерно 2/з номинальной мощности. Обратно —
трехфазный двигатель, полностью нагруженный, при разрыве какой-
либо фазы (например, если сгорел предохранитель) работает, как
однофазный, но с перегрузкой в 50%. Эта перегрузка может
в короткое время испортить двигатель. Поэтому необходимо
иметь специальные приспособления, которые бы совершенно
выключали двигатель при разрыве одной фазы.
Для этой цели применяют специальные защитные
выключатели, которые снабжены термической проволочкой; эти
выключатели не работают при больших, но кратковременных пусковых
токах, но отключают двигатель при длительных перегрузках.
Е. Коллекторные машины переменного тока
а) Общие данные
Коллекторные машины переменного тока, в
виде однофазных двигателей для электрических железных дорог,
получили большое значение. Это значение обусловлено
возможностью питать их током высокого напряжения и регулировать
число оборотов без потерь. Это последнее свойство дало
возможность применить эти двигатели, как например,
репульсионные двигатели и коллекторные двигатели трехфазного тока, также
в ряде производств: для привода некоторых текстильных машин,
поршневых насосов, печатных машин и подъемников. В
некоторых случаях асинхронный двигатель с выгодой можно заменить
трехфазным коллекторным двигателем, особенно тогда, когда
требуются большие пределы регулировки числа оборотов (без
потерь) или же сериесная характеристика машины, т. е. большой
пусковой момент.
Возможность такой замены зависит как от экономических
соображений, так как коллекторный двигатель трехфазного тока
естественно много дороже, чем асинхронный двигатель, так и
от производственных соображений, так как в эксплоатации
коллекторный двигатель, в виду наличия коллектора, не так надежен,
как асинхронный. Область применения коллекторных трехфазных
двигателей расширяется еще тем, что с помощью некоторых
коллекторных двигателей имеется возможность компенсировать
сдвиг фаз.

g44 T- П1. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Пояснение терминов: переменный и трехфазный ток,
стр. 738 и „Электротехнические правила и нормы", стр. 754.
Однообразное обозначение клемм УЭЕдосихпор
еще не установлено. Зажимы временно обозначаются подобно
соответствующим зажимами однофазных, трехфазных и постоянного тока
машин.
Коэфициент полезного действия *) коллекторных двигателей
переменного тока:
двигатели небольшие около 7С'/0
„ средней мощности (от 15 kW и выше) „ 80о/0
„ большой мощности „ 83о/0
„ очень большой мощности (несколько сот kW) „ 88°/0
Для определения коэфициента полезного действия двигателей
при работе с неполной нагрузкой следует умножить
вышеприведенные числа на коэфициенты табл. 26.
Таблица 26
Нагрузка о/0 . . .
Коэфициент . .
25
0,50
50
0,80
75
0,95
100
1,00
125
0,95
Напряжение. Коллекторные двигатели переменного тока, в
которых приключен к сети только статор, могут быть, так же, как
и асихронные двигатели, приключены к высокому напряжению
(при соответствующей мощности двигателей). Двигатели, в которых
ток подводится к ротору с помощью коллектора, могут быть
выполнены только до напряжения в 500 V.
Таблица 27. Пределы регулировки, пусковой момент и пусковой ток
в процентах номинальной величины
Вид двигателя
Сериесный двигагель одно-
Репульсионный двига-
Комленсированный
репульсионный двигатель . . .
Сериесный двигатель трех-
Шунтовой двигатель трех-
Нормальные
20 - 150о/о
50 - П0о/о
2J - 130о/о
50 — 130о/0
50 — 150о/о
Достижимые
0 — 1500/с
5 — 120о/0
0 - 150о/о
5 — 1300/с
5 — 150о/0
Пусковой
момент J ток
250о/о
250о/о
250о/0
250о/0
250i/o
200о/о
200о/0
20Со/0
200о/0
200о/о
х) М. Schenkel, Die Kommutatormaschinen fur einphasigen und mehrphasigen
Wechselstrom, Berlin 1924, W. de Gruyter & Co.

Коллекторные машины переменного тока 845
Таблица 28. Пуск в ход, регулирование числа оборотов и перемена
направления вращения
Вид двигателя
Сериесный двигатель
однофазного тока
Репульсионный двигатель
с подвижными щетками
Репульсионный *) двига-
гатель с неподвижными
щетками
Компенсированный
репульсионный двигатель
Сериесный двигатель
трехфазного тока
Шунтовой двигатель
трехфазного тока
Шучтовой двигатель с
двойном комплектом
щеток
Пуск в ход и
регулирование с помощью
Трансформаторов со сту^
пенями напряжения в цепи
статора
Передвижения щеток
Пускового сопротивления
в цепи статора
Трансформатора
возбуждения в цепи ротора
Передвижения щеток
Трансформатора со
ступенями напряжения или
переключения обмотки
статора, используемой как
автотрансформатор
Передвижения щеток
Перемена направления
вращения с помощью
Переключения
присоединений возбуждения
Передвижения щеток
Переключения обмотки
статора
Переключения соединений
к трансформатору
возбуждения
Переключения двух
соединений к статору и
передвижения щеток
Переключения двух
соединений к статору
Переключения двух
соединений к статору и
передвижения щеток
Ь) Конструкция коллекторных двигателей переменного тока
Ротор и коллектор коллекторных двигателей
сконструированы так же, как якорь и коллектор машин постоянного тока, только
ротор в большинстве случаев выполняется с полузакрытыми пазами.
Полузакрытые пазы применяются для того, чтобы реактивная
мощность (ток намагничивания) была возможно мала. По этой же
причине коллекторные двигатели, так же, как и асинхронные,
выполняются с возможно малым воздушным зазором.
Обмотки роторов аналогичны обмоткам якорей машин
постоянного тока. Статоры однофазных двигателей собраны
из изолированных листоз железа. В небольших двигателях в
статорах пазы равномерно распределены по окружности; в больших
же двигателях имеются в статоре явно выраженные главные полюса
с компенсационной обмоткой в пазах ц, кроме того,
вспомогательные полюса (фиг. 69, число полюсов 2/7 = 4).
Статоры коллекторных двю агелей трехфазного тока подобны •
*) Выполняется, как репульсионно-асинхронный двигатель для
подъемников: пускается в ход, как репульсионный двигатель с большим крутящим
моментом. После пуска обмотка яксря замыкается накоротко центробежным
выключателем и двигатель работает, как нормальный асинхронный.

§46 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
статорам ансинхронных машин трехфазного тока (фиг. 63 и 65).
Обмотка статора однофазных двигателей в тех случаях,
когда пазы распределены по окружности статора равномерно,
подобна обмотке двигателей трехфазного тока; при явно выраженных
полюсах обмотка статора подобна таковой двигателей постоянного
тока с компенсационной обмоткой. Обмотки
статоров трехфазных коллекторных
двигателей аналогичны обмоткам трехфазных
асинхронных моторов, но снабжаются иногда
добавочными отводами (стр. 862).
Угольные щетки выбираются очень
[тщательно, ибо условия коммутации обычно
более тяжелые, чем в машинах
постоянного тока. Щеткодержатели для
трехфазных коллекторных машин выполняются
часто в виде „специальных
щеткодержателей" (стр. 766) с узкими щетками из-за
недостатка места. По той же причине
иногда удваивается длина коллектора.
Фиг. 69.
Поле
ось.
с) Действие однофазных коллекторных двигателей
1. Сериесный двигатель. Если к якорю машины
постоянного тока подвести переменное напряжение, то током,
протекающим через якорь, создается переменное пояе.
Направление этого поля лежит в направлении осей щеток,
независимо от того, неподвижен ли якорь
или вращается. Благодаря коллектору
картина токов и как следствие
якорное поле остаются
неподвижными в пространстве (рабочая
ось). Предположим, что обмотка
секций якоря и катушек статора
выполнена так, что в двухполюсной
схеме направление тока и направление поля совпадают (фиг. 70),
т. е. что обмотки намагничиваются, как катушки с правым ходом
(фиг. 71Ь).
Поле, находящееся в фазе (по времени) с током якоря У,
но сдвинутое в пространстве на известный угол в
отношении оси щеток — поле Фт, например, возникшее от действия се-
риесной обмотки (поле возбуждения), образует вместе с током
якоря крутящий момент, достигающий максимальной величины, когда
поле якоря и поле возбуждения взаимно перепендикулярны.
Максимальный момент всегда положителен, по величине пропорционален
Фт1» У"2* и пульсирует с числом периодов, равным двойной
периодичности напряжения. Максимальное значение момента в д в а
раза больше средней величины его (фиг: 72). Величину
крутящего момента и число оборотов возможно экономично (без значи-

{Соллекторные машины переменного тюка
847
тельных потерь) регулировать в широких пределах изменением
напряжения с помощью трансформатора. Число оборотов двигателя
увеличивается с уменьшением крутящего момента, т. е. двигатель
обладает характеристикой сериесного
двигателя и особенно приспособлен для а Ъ
целей тяги и для кранов. Поле возбужде-
кЛоле
О О
ЛебооЬо/ь
кати ш tea
1Лпавоо6ор.от.
кащушюг
ния Ф (фиг. 73а) индуктирует в обмотке
возбуждения, поле же якоря Фх — в
обмотке якоря соответственно э. д. с. ЕТ и
Ет , которые так понижают коэфициент
мощности, что это простое
последовательное соединение неприменимо на
практике. Кроме того в обмотке якоря,
благодаря вращению якоря в поле возбуждения
возникает еще одна э. д. с. Эта э. д. с.
Ер находится в фазе с полем
возбуждения Фу. Если пренебречь омическим
сопротивлением и э. д. с. от рассеяния в от- фиг. 71 а и ь.
дельных обмотках, то получим векторную
диаграмму (фиг. 73Ь), приняв во внимание, что Ф
в фазе (по времени) с током.
Напряжения, указанные на диаграмме, могут быть измерены между
точками, обозначенными числами. U означает напряжение на зажимах, Е% — э. д. с.
вращения, Е-р —- трансформаторная э. д. с.
Для уничтожения поля якоря Фх и тем самым э. д. с. Ет
возможно воспользоваться компенсационной обмоткой, соединенной
х и Фу находятся
среди:
Фиг. 73а и Ь.
или последовательно с якорем, как показано на фиг. 74, или
коротко замкнутой подобно фиг. 75. Для уменьшения э. д. с.
поля возбуждения Ет необходимо выбрать поле возбуждения и
число витков возможно малым. Это влечет за собой небольшой
воздушный зазор, как в асинхронных двигателях, и высокую
нагрузку якоря током.
В двигателях постоянного тока реактивная э. д. с. компенси-

g4S T. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Фиг. 74.
Фиг. 75.
так
(по
руется полем дополнительных полюсов (стр. 734); иакже
и в однофазных двигателях возможно использовать
дополнительное поле для уничтожения э. д. с, возникающих в коммутируемых
секциях, коротко замкнутых щетками.
Эти э. д. с. следующие:
1. Трансформаторная э. д. с, возникающая от поля
возбуждения, направленного перпендикулярно к осям щеток. Эта
з. д. с. отстает на 90° от
поля Фу и от тока
двигателя.
2. Р е а к т и в н а я з. д. с.
(э. д. с. коммутации тока),
возникающая от перемены
направления тока в секциях
якоря подобно двигателям
постоянного тока (стр. 764).
Эта э. д. с. совпадает по
фазе с током двигателя,
как оно изменяется по синусоиде пропорционально силе тоьа
времени).
3. Э, д. с. вращения (э. д. с. коммутации) возникает от
вращения проводов коротко замкнутых секций в поле коммутации:
это поле должно быть направлено по оси щеток: э. д. с. вращения
совпадает по фазе с полем коммутации и при простом
последовательном соединении совпадает по фазе с током двигателя.
Геометрическая сумма этих трех э. д. с. не должна
превосходить для безискровой работы 2 V (напряжение искрообразо-
вания). Иными словами, э. д. с.
вращения, если не имеется
сопротивлений между секцией и коллектором,
поглощающих избыток напряжения,
уравновешивая реактивную и
трансформаторную э. д. с, не должна
разниться от них более чем на 2 V. Если
соответствующим выбором размеров
частей двигателя трансформаторная
э. д. с. при всех нагрузках не превышает 2 V, то для получения
э. д. с. вращения достаточно поля, возбуждаемого простой
обмоткой, соединенной последовательно, как на фиг. 76.
Трансформаторная э. д. с. остается при этом не уравновешенной, так как э. д. с.
вращения находится в фазе с током двигателя, трансформаторная
же э. д. с. перпендикулярна к ним; реактивная э. д. с. при этой
схеме полностью уравновешивается (двигатели последовательного
соединения). Если трансформаторная э. д. с. при работе больше
2 V, то необходима компенсация его дополнительным полем,
имеющим слагающую, опережающую на 90° ток двигателя. Такого рода
сдвиг фаз можно получить параллельным включением
сопротивления (фиг. 77).
Фиг. 76.
Фиг. 77.

Коллекторные машины переменного тока
849
Компенсация трансформаторной э. д. с. возможна только при
определенном режиме работы двигателя, если не предполагают
во время работы регулировать вспомогательное поле. Регулировка
вспомогательного поля дает возможность компенсировать
трансформаторную э. д. с. при разных режимах работы, но требует
сложных переключающих приспособлений. Трансформаторная э. д. с.
не может быть компенсирована при неподвижном двигателе. Это
явление весьма существенно и влияет на расчет всех однофазных
двигателей, предназначенных для пуска в ход с нагрузкой, в
особенности же двигателей для электрической тяги. Так как сериесный
двигатель, в особенности двигатель для тяги, должен сохранить
свои свойства — большой вращающий момент при пуске,—го и поле
возбуждения должно иметь определенную величину во избежание
значительного увеличения токов якоря. Величина же поля
возбуждения ограничена трансформаторной э. д. с. в короткозамкнутых
щетками секциях. Трансформаторная э. д. с. для двигателей,
выполняемых без вышеуказанных сопротивлений, для сколько-
нибудь безискрового пуска в ход не должна превосходить 3 до 3,3 V.
В электровозах допускают иногда искрение щеток при пуске, чтобы
иметь дело с большими полями и потому с меньшими величинами
тока, что существенно для распределительного устройства. Но и
в этом случае максимально допускают 5V, и то принимая во
внимание редкий пуск в ход. В общем же и в электровозах не
допускают свыше 3,5 V. Так как трансформаторная э. д. с. прямо
пропорциональна числу периодов и числу витков между двумя
коллекторными пластинами, то в больших двигателях (двигатели
для тяги) выполняют число витков одной сети почти всегда
равным 1 и число периодов берут возможно малым. Для
электрических ж. д. — 162/3 периодов в секунду.
Принимая во внимание число полюсов и число периодов, можно
говорить о синхронном числе оборотов в однофазных
двигателях, но, как вытекает из вышеизложенного, сериесный
двигатель, в противоположность другим двигателям однофазного тока,
ничем не связан с синхронизмом. В общем сериесные двигатели
работают сверхсинхронно, например: моторы с зубчатой передачей
для электрических железных дорог имеют число оборотов в пять
раз больше синхронного. Сверхсинхронная работа выгодна и потому
что при ней двигатели имеют высокий коэфициент мощности,
близкий к единице.
2. Репульсионный двигатель. Можно подвести электрическую
мощность к якорю двигателя не только непосредственно, как
в вышеописанном сериесном двигателе, но также, используя
свойства переменного тока трансформаторным действием от статора,
играющего роль первичной обмотки (фиг. 78). Щетки двигателя
замкнуты тогда накоротко (Томсон).
Крутящий момент двигателя зависит от угла сдвига щеток а.
Если угол а == 90°, то действие трансформации и ток якоря равны 0,
действие поля возбуждения достигает максимальной величины и
крутящий момент равен 0. Если угол а = 0, то трансформаторное
Загс. 2893.— Hiitte, Справочник для инженер ос. т III, 54

§50 T- m. 0тД- 10- Электротехника. III. Электр, генераторы и двигателя
действие и ток якоря достигают максимальной величины, но
действие поля возбуждения равно 0 и момент снова равен 0. Между
этими двумя положениями щеток, примерно при угле а — от 6 до
10°, находится максимальное значение момента. Для номинального
режима работы угол а равен от 14 до 22°, смотря по конструкции
двигателя. В общем поле статора можно разложить на две
составляющие: одну в направлении осей щеток, трансформаторное
поле, другую в направлении, перпендикулярном к первой —п о л е
возбуждения. Репульсионный двигатель пускается в ход и
регулируется сдвигом щеток *). Вследствие этого отпадает
необходимость в аппаратах для пуска в ход и
регулировки. Дальнейшее преимущество
двигателя: статор совершенно не
связан с ротором, поэтому возможно
выполнять статор для высокого
напряжения. Обмотку статора
возможно действительно разделить на две
сдвинутые электрически на 90° обмотки
(фиг. 79 й). (Репульсионный двигатель
ф 7я ф 7Q Атки неона.)
фиг. 78. фиг. 79. Ори неподвижном двигателе
рабочая обмотка статора и короткозамкну-
тый якорь представляют трансформатор, замкнутый накоротко.
Фх равно тогда 0 (предполагая магнитный поток без рассеяния) и
также равно 0 напряжение у зажимов рабочей обмотки. Ток
h ==z h (ПРИ передаточном числе 1 :1) при нормальном напряжении
у зажимов будет недопустимо велик.
При пуске, от действия поля Фх в обмотке якоря наводится
э. д. с. вращения Е# в поле Фу, в фазе (пренебрегая активным
падением напряжения /2/?2!) с трансформаторной э. д. с. Ет .
Соответственно этой э. д. с. вращения образуется поле ФХ9
сдвинутое на 90° по времени и в пространстве к полю Фу. С
возрастанием поля Фх увеличивается напряжение у зажимов рабочей
обмотки и ток уменьшается.
При работе наводятся следующие, соответственно слагающиеся
э. д. с. в секциях, коротко замкнутых щетками, такие же, как и при
работе сериесного двигателя, а именно:
1. Напряжение трансформации Ет от поля Фу.
2. Реактивная трансформаторная э. д. с.
(возбуждаемая от перемены направления тока) коммутации.
3. Э. д. с. вращения Е# от вращения коротко замкнутой
секции якоря в поле Фх.
х) Небольшие двигатели выполняются иногда с неподвижными щетками.
Реверсирование достигается иногда при помощи второй обмотки статора (см. табл. 29,
стр. 853).
а) На этой и следующих фигурах стоят Jlt J% вместо Ix и /а.

Коллекторные машины переменного тока
851
В остальной обмотке якоря, замкнутой накоротко щетками,
наводятся напряжения:
1. Трансформаторная э. д. с. Ет от поля Фх.
2. Э. д. с. вращения Ер от поля Фу.
Трансформаторная э. д. с. Ет и э. д. с. вращения Ер , взаимно
уравновешиваются, пренебрегая активным
жения тока /2. При вращении двигателя
вместе с коротко замкнутой
обмоткой якоря, образует не
короткозамкнуты й
трансформатор, как при
неподвижном двигателе, но
трансформатор в работе
(нагружен н ы й). Как и при
работающем трансформаторе (стр.
866), слагаются первичные AW
(рабочая обмотка), которым
соответствовало бы поле Ф1} и
вторичные AW (обмотки якоря),
которым соответствовало бы
поле Ф2, и дают
результирующие AW, создающие общее
поле Фх. Это поле наводит
падением
рабочая
напря-
обмотка,
Ч
*0.
'О,**.
*h
Фиг. ЬО.
в рабочей обмотке э. д. с,
равную приложенному к обмотке напряжению (фиг. 80). В фазе
с AW рабочей обмотки, так как обе обмотки соединены
последовательно, находятся также AW обмотки возбуждения и следовг-
тельно поле возбуждения Фу. Итак, поля Фх и Фу сдвинуты по
времени на 90° друг от друга. Так как они в пространстве также
сдвинуты на 90°, то они образуют вращающееся поле
в общем случае эллиптическое, гак как поля Фх и Ф неравны
между собой.
Отношение величин обоих полей получается из следующего:
Трансформаторная э. д. с:
Ет = 4,44 fwf(z : 4а) Фх. 1Q-8, где
Э. д. с. в ращен и я:
ER = (рп/а 60) z ( 1: УТ) Фу. Ю""8 V
и также Фх/Фу= pnj 60/.
Обозначим через ns синхронное число оборотов (стр. 758)
и тогда:
/=(/vjs:60); (Фх:Фу) = (я:п.).
54*

852 Т. HI. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Если л = 0 (неподвижный двигатель), тогда (ср. фиг. 81)
фх = 0 (см. выше) подобно коротко замкнутому трансформатору (а).
Если n<^ns (число оборотов двигателя меньше синхронного)
ФХ<^Ф , эллиптическое поле (Ь).
Если n = ns (число оборотов равно синхронному) Фх = ф
круговое поле (с).
Если п > п s (число оборотов мотора больше синхронного)
Фх^> Фу, эллиптическое поле (d).
Если двигатель пустить в ход при постоянном поле
возбуждения Фу, то поперечное поле Фх увеличивается
пропорционально числу оборотов. Поле возбуждения можно иметь
постоянным, если держать постоянным ток двигателя, меняя напряжение
ка зажимах.
Б работе при постоянном напряжении на зажимах при
увеличении крутящего момента необходимо должно увеличиваться
произведение Фу-1<х h возрастает и вместе с ним возрастает также /1?
вследствие этого возрастает и Фу до тех пор, пока произведение
ф • 12 достигнет величины, соответствующей новому крутящему
моменту. С возрастанием Фу увеличивается Ет и уменьшается Ет
при постоянном напряжении на зажимах, и как следствие
уменьшается Фх. Меньшей величине Ет соответствует меньшее
значение Ер , получаемое в более сильном поле Фу и при меньшем
числе оборотов. Таким образом большему моменту соответствует
меньшее число оборотов. Репульсионный двигатель обладает
характеристикой сериесного двигателя.
Отношение величин обоих полей Фх и Фу играет решающее
значение при явлениях, происходящих в секциях, замкнутых н а-
коротко щетками, в которых имеет место коммутация. Если
отвлечься от реактивной э. д. с, которая не компенсируется, то поле
возбуждения Фу наводит в коротко замкнутой секции с w витками,
так же, как и в сериесном двигателе, трансформаторную э. д. с.
ет == 4,44 fw Фу • 10~8 = cns Фу вольт.
Поле Фх наводит в этой же секции э. д. с. вращения:
ер = (2 тс: У 2) (рп: 60) w Фх • Ю-8 = с пфх вольт.
Э. д. с, вращения компенсирует трансформаторную э. д. с. только
при соотношении:
п • п = Ф • Ф .
Отношение же этих полей согласно вышеприведенному выводу
равно:
п:п^Фх:Фг

Однофазные коллекторные двигатели 853
Таблица 29. Однофазные коллекторные двигатели
Однофазный сериес-
ный двигатель
Схема соедине
ний

Характеристические кривые
AM/wp
Репульсионный
двигатель с неподвижн.
щетками
X %
I
«
м
(
wpr
VYxrd^s.
irK^^
f Г^
w *
Sir
v"
0 U
1
cosy
0 %
s\
0%
Пуск в ход и
регулировка
числа оборотов!
1) без сопротивления
2) с помощью пускового
сопротивл. 3) с
помощью трансформатора
с отводами в цепи
статора
* *
■V—
0,4 J
0,6
\°'г
ч
"SI.
^
i
щ
1
!
=^5
Репульсионный
двигатель с
подвижными щетками
1) без сопротивления
2) с помощью
пускового сопротивл. 3) с
помощью
трансформатора с отводами в
цепи статора^
сдвигом щеток
Вращающий
момент при
пуске в ход
2,5 Мд номинального
1,8 M(i номин.при
часовой мощности
1) 3,0—4,0 Mrf номин.
2 и 3) 2,5 Ma номин.
2,5 Мд номин.
Ток при пуске
в ход
1) 2,0—4,0 / номинал.
2 и 3) 2,0 /
номинального
Изменение
направления
вращения
переключением
обмотки возбуждения
Выполняется до]
1 и 2) небольших и
средних мощностей
3) 2200 kW
1) 2,0—4,0 / номинал.
2 и 3) 2,5 /
номинального
2,0 / номинального
переключением
обмотки возбуждения
сдвигом щеток
небольших и средних
мощностей
небольших и
средних мощностей
Номинальное
напряжение
Область приме
нения
1 и 2) до 220 V
2) 350-5С0 V для
двигателей электр. ж. д.
1при небольших
мощностях до 250 V при
сред. мощн. до 500 V
1 и 2) краны, вентиля-1
торы, компрессоры,
насосы, 3) двигатели
для электр. жел. дорог|
Подъемники,
вентиляторы, насосы
при небольших
мощностях до 250 V
при средн. мощн.
до 10С0 V
Краны,
вентиляторы, компрессоры,
насосы,
прядильные машины

854 т- ИХ. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Вследствие этого э. д. с. вращения уравновешивает
трансформаторную э. д. с. только тогда, когда ФХ = Ф и также п = ns, т. е.
лишь при синхронной скорости вращения.
Если двигатель работает при числе оборотов, меньшем
синхронных, то трансформаторную э. д. с. можно регулировать
понижением потока возбуждения Фу. При работе же двигателя с числом
оборотов, большим синхронных, достичь такого результата с э. д. с.
вращения невозможно. Поэтому при работе двигателя с числом
оборотов, большим синхронных, неукомпенсирование напряжения искро-
образования eF=eT —е% очень быстро возрастает.
Репульсионный двигатель на основании вышеизложенного
не может иметь числа оборотов выше синхронных —
значительная невыгода в сравнении с сериесным двигателем. Как
двигатель для электрических ж. д. репульсионный двигатель не может
быть применен, так как при малом числе периодов 162/3, он должен
был бы быть выполнен с малым числом полюсов.
Для больших же чисел периодов репульсионный двигатель,
вследствие чрезвычайно простого пуска в ход,
регулирования числа оборотов и перемены направления
вращения простым передвижением щеток, нашел большое применение
для различных целей. Перемена направления вращения достигается
передвижением щеток в обратном направлении. Невыгоден
в репульсионном двигателе малый коэфициент мощности,
который имеет место даже при работе
с синхронным числом оборотов.
Репульсионный двигатель с двойным
9яко v^A II к\ числом щеток — двигатель Д э р и (испол-
*e*ffMu£„T,\k-№mi няемый фирмой Броун-Бовери) —
гнет*» \ у\ • - ф' имеет те же свойства, что и нормальный
1 <?бозбужденшг репульсионный двигатель (фиг. 82). Так же,
как и нормальный двигатель, двигатель
Фиг. 82. Д э р и может быть выполнен на высокое
напряжение, так как ротор совершенно
независим от статора. Так же, как и нормальный двигатель, двигатель
Дэри можно легко пускать в ход, регулировать число оборотов
и изменять направление его вращения простым передвижением
щеток, но как и нормальный репульсионный двигатель, двигатель
Дэри не может иметь числа оборотов свыше синхронного.
Компенсированный репульсионный двигатель (системы Вин-
т е р-Э й х б е р г) и сериесный репульсионный двигатель (двигатель
двойного питания) имеют в настоящее время только исторический
интерес.
d) Действие коллекторных двигателей трехфазного тока
Коллекторные машины трехфазного тока являются также
возбудителями трехфазного тока (стр. 839). Трехфазные коллекторные
двигатели в известном смысле суть компенсированные
асинхронные двигатели (стр. 840).

Коллекторные двигатели трехфазного ток»
855
1. Трехфазный сериесный двигатель. В статоре
синхронного двигателя (стр. 816) три фазы трехфазного тока создают,
как известно, вращающееся поле. Относительная скорость поля
ротора синхронного двигателя по отношению к полю статора при
работе равна 0.
В якоре постоянного тока одноякорного
преобразователя (стр. 884) трехфазный ток, подводимый к якорю с
помощью контактных колец, создает также вращающееся поле. Это
поле при неподвижном якоре вращается с синхронным числом
оборотов. Если якорь вращается, картина распределения токов
в якоре вращается также. Поэтому в
случае вращения якоря с синхронным" числом
оборотов в противоположную сторону
вращающееся поле неподвижно в
пространстве. Его относительная скорость по
отношению к неподвижному полю возбуждения
равна 0 (при работе).
В якоре трехфазного
коллекторного двигателя типа
постоянного тока, питаемого трехфазным током
с помощью трех групп щеток, отстоящих
друг от друга на 120°, возникает при
неподвижном якоре поле, вращающееся со
скоростью, соответстствующей синхронному числу оборотов. Так
как из-за коллектора картина распределения токов в пространстве
и, как следствие, поле независимы от числа оборотов, то это поле,
вращающееся с синхронной скоростью, остается независимым
от числа оборотов и направления вращения якоря. Направление
вращения поля зависит от последовательности подвода максимума
тока к щеткам. Направление вращения якоря может быть
обратное направлению вращения поля.
В трехфазном коллекторном сериесном двигателе *) подобный
якорь типа постоянного тока вращается в статоре трехфазного тока.
Ток к обмотке якоря подводится через обмотку статора
(последовательное соединение, фиг. 83). Такой двигатель с неподвижными
щетками и дополнительными полюсами находит применение при
небольшом переменном числе периодов в агрегатах для
регулировки 2) (стр. 837): если применить подвижные щетки и обойтись
без дополнительных полюсов, то двигатель применяется для
привода машин, где требуется регулирование числа
оборотов от 0 до 1,3 синхронных оборотов.
Поля статора и ротора вращаются в одну сторону с
синхронным числом оборотов независимо от направления вращения и числа
оборотов якоря. Относительная скорость полей статора и
ротора равна 0. Сдвиг этих полей в пространстве по отношению
друг к другу зависит от положения щеток. Передвигая
^Rudenberg, ETZ, 1910, стр. 1181.
а) Е. u. M., Wien 1924, стр. 109; 1928, стр. 873.

g56 т- 1И. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
щетки, можно просто менять взаимное расположение полей. При
этом возможны два основных случая:
1. Положение короткого замыкания. Щетки в
нулевом положении. Угол а = 0. Ротор и статор включены друг против
друга. Общее поле не может образоваться, так как поля статора и
ротора взаимно уничтожаются. Обе обмотки, если пренебречь
рассеянием, представляют собой в этом случае только активное
сопротивление. Крутящий момент равен 0.
2. Положение холостого хода. Щетки сдвинуты
на 180°. Угол а = 180°. Статор и ротор включены в одном
направлении. Обе обмотки представляют собой дроссельную катушку.
Крутящий момент равен 0.
Крутящий момент, при
положении щеток между двумя
вышеуказанными не равен
нулю и при постоянной
величине тока пропорционален
синусу угла а.
Направление вращения якоря
зависит от направления
фиг-84« фиг. 85. сдвига щ е т о к независимо
от направления вращения
вращающегося поля (возможно вращение якоря и против вращения
поля, см. выше). Практически якорь должен все-таки при большом
числе оборотов вращаться в направлении вращения поля, так как
в противном случае получается очень плохая коммутация и
слишком большие потери в железе. Поэтому при изменении
направления вращения необходимо, кроме сдвига щеток, переключить его
фазы. Коллекторный двигатель трехфазного тока, так же, как и
репульсионный двигатель, можно пускать в ход и регулировать
числа оборотов без потери с помощью сдвига щеток. Схема
двигателя в общем виде представлена на фиг. 84.
Статор соединен в звезду, ротор — в треугольник.
Передаточное число обмоток равно 1:1. При этом соединении число витков
в роторе должно быть в У 3 раз больше, чем в статоре. Кроме того,
коэфициент обмотки в статоре лучше, чем в роторе, так что ротор
должен иметь еще некоторое добавочное число витков для
компенсирования коэфициента обмотки. Если ток ротора IL, то ток
статора Is = ILY3. Сдвиг фаз по времени достигает 30°.
Для большей простоты i) возможно применить упрощенную
схему (фиг. 85) с соединением ротора в звезду и с одинаковым
числом витков, одинаковыми коэфициентами обмотки и при
совпадении по фазе токов статора и ротора. При этой схеме при угле
сдвига а получается пространственная диаграмма ампер-витков,
или при равенстве витков — пространственная диаграмма токов
согласно фиг. 86а.
*) ЕТ2, 1910. S. 1181.

Коллекторные двигатели трехфазного тока
857
Ампер-витки з роторе и статоре создают результирующее
поле Ф согласно фиг. 86Ь (положение в пространстве!). Если
предположить, что ток и поле изменяются по синусоиде, можно
рассматривать фигуры 86а и b как векторные диаграммы (в пространстве).
Так как поле 0 соответствует точке максимального тока (фиг. 87) и
обратно, ток и соответствующее поле находятся под углом в 90°
по отношению друг к другу (в пространстве), то, как следствие,
под таким же углом результирующее поле Ф и ток I . По времени
Is, ID I и Ф совпадают по фазе! Ф8 и Фь — фиктивные поля.
Из этих диаграмм поля и ампер-витков можно вывести
направление вращения якоря. На фиг. 86 щетки сдвинуты по отношению
Фиг. 86а и Ь. Фиг. 8". Фиг. 88.
к статору налево. Из положения токов и полей следует, что должно
быть вращение в левую сторону (правило левой руки!). В фиг. 88
щетки сдвинуты по отношению к статору направо. Из положения
токов и полей следует, что вращение должно быть в правую
сторону (правило левой руки!). Итак независимо от направления
вращения поля направление вращения якоря зависит от
направления сдвига щеток.
Если угол а = 0, то общее поле Ф также равно 0, так как ток
/ = 0 — положение короткого замыкания.
Если угол а = 180°, то общему полю соответствует ток /^ = 2 /,
приведенный к виткам статора, и мы имеем положение
холостого хода.
Вращающееся с синхронным числом оборотов общее поле Ф
наводит при сдвиге щеток на угол а в обеих обмотках э. д. с,
сдвинутые по отношению друг к другу во времени на угол 180 — а.
Этот сдвиг происходит от того, что, независимо от числа оборотов
якоря, сдвиг щеток на угол а сдвигает трехфазную обмотку якоря
на угол 180 — а по отношению к обмогке статора. Обе э. д. с. — э. д. с.
якоря EL и э. д. с. статора Es в сумме (если пренебречь
активным и реактивным падением напряжения в обеих обмотках) —
уравновешивают напряжение на зажимах, т. е. U = EsЛ Е1ч
Эта компенсация происходит при сдвиге напряжений Es и Ец на угол
180 — а между собой.

858 т- И1. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
Отношение этих э. д. с. меняется в зависимости от изменения
относительной скорости магнитного потока Ф по отношению к
ротору, зависящей от числа оборотов ротора, в проводах которого
индуктируется э.д.с. EL.
Если якорь неподвижен, или число оборотов
равно двойному.синхронному, э. д. с, наводимые
полем Ф в роторе и статоре, равны между собой (фиг. 89). При
синхронизме э. д. с. ротсра EL = 0, э. д. с. статора Es = U.
Геометрическое место концов векторов двух э. д. с, сдвинутых
между собой на угол айв сумме дающих напряжение U, есть
окружность, построенная на хорде, равной U, при вписанном угле,
'О JienoSS
полосе
>под6 тюлоЖ
Фиг. 89,
Фиг. 89,
равном а. Таким образом угол, заключенный между з. д. с. якоря и
статора EL и Es, всегда будет а. Так как токи находятся в фазе
(по времени) между собой, а / совпадает с результирующим полем Ф,
то ток / отстает от э.д.с. статора на угол ^з и опережает э. д.с. якоря
EL также на угол i/г а- При неподвижном якоре ток отстает на^ 90°
от напряжения на зажимах (фиг. 89), при синхронном числе
.оборотов отстает на угол 1/2 а; при числе оборотов, равном двойному
синхронному, ток и напряжение на зажимах в фазе, т. е. cos ср = 1.
При числе оборотов от синхронного до двойного синхронного cos ср
изменяется от cos-у до 1. Таким образом двигатель имеет хороший
coscp, так как угол а при работе равен, примерно, 30° (cos 15° =
= 0,966). При числе оборотов, большем двойного синхронного,
трехфазный коллекторный двигатель может отдавать в сеть
намагничивающий ток. Если якорь двигателя вращать внешней силой в
направлении, обратном его вращению, то двигатель работает генератором
независимо от направления вращения вращающегося поля.
Из геометрических соотношений диаграммы напряжений (по вре-

Коллекторные двигатели трехфазного тока
859
мени) (фиг. 89) можно вывести, что вращающий момент, если
пренебречь рассеянием, равен:
Mt
d=C2E2s ctg-y.
Максимальное значение этого момента при
постоянном угле сдвига щеток равно
М* = CJE;
2^5щах
Ctg-
Фиг. 90.
Фиг. 91.
и наступает тогда, когда Es достигает максимума. Из фиг. 89 можно
легко определить для различных режимов работы п: ns
соответствующие отношения моментов:
^ атолл
На фиг. 90 изображены значения кривой крутящих моментов
для нормального сдвига щеток (30°). Как видно, двигатель имеет ясно выраженную
сериесную характеристику. С увеличением вращающего момента до определенного
максимального значения число оборотов двигателя падает. После достижения
максимальной величины вращающий момент уменьшается, но число оборотов
двигателя продолжает понижаться. Двигатель имеет предел устойчивости
(момент опрокидывания), при повышении которого двигатель останавливается
подобно асинхронному двигателю, останавливающемуся, если момент
сопротивления превышает максимальный момент двигателя. Сдвиг щеток при работе зависит
от требуемого режима работы — способности к перегрузке, вращающего момента
при пуске и т. п. Так как при работе с синхронным числом оборотов потери
в железе равны 0, то следует стремиться, по возможности, к этому режиму
работы. Расчет двигателей см. R u d e n b e r g, ETZ 1920, S. 265.
На фиг. 91 изображена схема соединения трехфазного сериесного двигателя
с промежуточным трансформатором и дсойным числом щеток х) (выполняется
1) ETZ 1912, S. 473.

860 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
фирмой Сименс-Шукерт). Один комплект — неподвижные щетки
(изображены на схеме черным), другие—подвижные (на схеме—белым) служат для
регулирования числа оборотов.
Характеристики числа оборотов см. табл. 30, стр. 863. Граница мощности:
около 75 kW на пару полюсов.
2. Трехфазный двигатель с шунтовой характеристикой. Если
соединенный в звезду статор коллекторного трехфазного
двигателя присоединить к сети при неподвижном незамкнутом
роторе, то в статоре образуется вращающееся поле, которое
наводит в неподвижном роторе трехфазную э. д. с. EL. При
отношении числа витков обмотки статора к обмотке ротора, равном 1:1
(передаточное число), э. д. с, EL равна напряжению на зажимах
статора Es. Если вращать ротор в направлении вращения поля, то э.д.с,
наводимая в роторе, уменьшается с увеличением числа оборотов
и при синхронном числе оборотов падает до 0, ибо при этом
относительная скорость вращающегося поля по отношению к ротору
равна нулю. Наводимая в роторе э. д. с. вследствие коллектора
имеет число периодов, равное числу периодов статора.
Этим коллекторный двигатель отличается от асинхронного,
напряжение на кольцах которого имеет число периодов, соответствующее
скольжению двигателя (стр. 828). Если ротор коллекторного
двигателя вращать со сверхсинхронной скоростью, то в якоре
наводится э. д. с, противоположная по знаку, величина которого
при числе оборотов, равном двойному синхронному, снова
делается равной напряжению статора. Объясняется это тем, что
при числе оборотов, равном двойному синхронному,
относительная скорость поля статора по отношению к проводам якоря равна
синхронной скорости, так же, как и при неподвижном роторе. Если
при синхронном числе оборотов двигателя замкнуть
накоротко щетки двигателя и нагрузить двигатель, работающий тогда,
как асинхронный двигатель, то вследствие скольжения, так же, как
и в асинхронном двигателе (стр. 829), образуется большой ток
в проводах якоря, который совместно с вращающим полем создает
крутящий момент. В этом случае двигатель обладает всеми
свойствами асинхронного двигателя. Число оборотов его независимо
от нагрузки близко к синхронному. Чтобы заставить двигатель
вращаться с другим числом оборотов, необходимо к щеткам
якоря приложить особое напряжение. Это напряжение по величине
и фазе, если пренебречь падением напряжения, получающимся
от активного и реактивного сопротивления, должно
уравновешивать э. д. с, наводимую в проводах якоря при числе оборотов,
отличающемся от синхронного. Одна из возможных схем
включения двигателя указана на фиг. 92, где необходимое переменное,
в зависимости от числа оборотов, напряжение подводится при
помощи автотрансформатора с отводами. Для получения числа
оборотов выше синхронного необходимо подвести к ротору
напряжение противоположного знака. Для этой цели обмотки
автотрансформатора продолжены дальше нулевой точки.

(Коллекторные двигатели трехфазного тока
Если э. д. с. с т а т о р a Es = спяФ, где л.
оборотов, э. д. с. ротора EL = c (ns
обмоток, равном 1:1, отсюда
•синхронное число
■п)Ф при передаточном числе
n = n8[l-(EL:Es)].
Число оборотов, так же, как и в шунтовом двигателе
постоянного тока, независимо практически от нагрузки в
широких пределах. Двигатель обладает шунтовой характеристикой.
Регулирование числа оборотов возможно без потерь изменением
подводимого к ротору напряжения EL.
ЪОЩ
Фиг. Р2.
Фиг. 93,
Подобный шунтовой двигатель трехфазного тока применим
всюду, где для привода разного рода машин, например станков,
необходимо установить постоянное число оборотов.
Фирма AEG использует обмотку статора двигателя как
автотрансформатор i), для получения переменного, ступенями
изменяющегося напряжения, подводимого к ротору (см. фиг. 93, где
указано соединение для получения числа оборотов выше
синхронного). Регулировка происходит при помощи контроллера,
соединяющего ротор с точками статора, имеющими различное напряжение
Регулировка имеет от 6 до 12 положений, причем число оборотов
меняется от 1:3 до 1:4. Сдвиг фаз может быть в известных
пределах укомпенсирован тем, что не только величина, но и фаза
подводимого к якорю напряжения может быть подобрана известным
образом. Поле двигателя при таком способе регулирования остается
постоянным. Двигатель может развить тот же крутящий момент
при разных числах оборотов. Мощность двигателя таким
образом возрастает пропорционально числу оборотов. При небольшом
числе оборотов, вследствие плохого охлаждения, мощность
двигателя при длительной работе понижается больше, чем соответственное
число оборотов. При числе оборотов, значительно
превышающем синхронное, ухудшается коммутация, вследствие
чего приходится работать при уменьшенном крутящем моменте.
») ETZ/ 19Ю, S. 749 - El. u. Maschinenb., Wien 1910, S. 958.

862 Т. III. Отд. 10. Электротехника. III. Электр, генераторы и двигатели
В настоящее время AEG для регулирования числа оборотов
* шунтовых коллекторных/двигателей употребляет специальные
„регуляторы числа оборотов", смонтированные на статоре двигателя
(см. фиг. 94).
Этот регулятор скорости связан с ротором при помощи щеток.
Компенсация сдвига фаз возможна в широких пределах.
Регулировка 1:3, т. е. zt 50% синхронного числа оборотов.
Максимальная мощность двигателей 150 — 200 kW. Напряжение на коллекторе
небольшое. Пусковой момент = 2Mdn при пусковом токе 21п.
Изменение направления вращения переключением проводов двух фаз.
I
Фиг. 94. Фиг. 95.
Фирма Сименс-Шукерт строит шунтовой
трехфазный двигатель х), в котором число оборотов может регулироваться
одним сдвигом щеток. В таком двигателе возможна без
потерь регулировка числа оборотов в отношении 1:3. Ток к
двигателю подводится через контактные кольца ротора (см. фиг. 95).
Ротор, кроме контактных колец, имеет коллектор и, таким образом,
подобен якорю одноякорного преобразователя. Подводимый к ротору
трехфазный ток создает в обмотке ротора вращающееся поле,
которое при неподвижном роторе вращается с синхронной
скоростью и наводит в обмотке статора э. д. с, соответствующую этой
скорости. Если вращать ротор в направлении, противоположном
вращению поля, то э. д. с, наводимая в статорной обмотке,
уменьшается и при синхронных оборотах ротора понижается до 0. В этом
случае относительная скорость поля по отношению к статорной
обмотке равна 0. Поле неподвижно в пространстве. Если в данный
момент замкнуть накоротко обмотку статора и нагрузить
двигатель, то двигатель работает как асинхронный (с шунтовой характер
ристикой). Если затем подвести к статору напряжение известной
величины и фазы, то двигатель меняет число оборотов, увеличивая
или уменьшая обороты так, чтобы подведенное напряжение было
компенсировано. Это рапряжение подводится к статору с помощью
двойного комплекта щеток на коллекторе двигателя.
0 ETZ 1914, S. 89.

Коллекторные двигатели трехфазного тока 86S
Таблица 30. Коллекторные двигатели трехфазного тока.
[Трехфазный сериесный
двигатель с двойным
числом щеток
Трехфазный двигатель
с шунтовой
характеристикой
[Трехфазн. двигатель
с шунтовой
характеристикой с двойным
числом щеток
Схема
соединения

Характеристические кривые
Пуск в ход и
регулировка
числа оборотов!
Вращающ. мо
мент припуске!
Ток при пуске
в ход
Изменение
направления
вращения
Выполняется до
6 <& so ка- ш тъ
£&
Z2
1 il—3
1 | nsso
Ty£Zl f—L
Г г, • ' Г/
' Полаз/с u-emofc
1 /*Л 1 1
ч> so /го w%
1)спомощью
трансформатора с отводами для
моторов с неподв. щетк.
2) передвижением
щеток для моторов с под-|
вижными щетками
с помощью
трансформатора с отводами в
цепи якоря или же пе-|
реключ. обмотки cia^
тора, выполняемой, как
автотрансформатор
1 и 2) 2,5 Мд номин.
1 и 2) 2,0 / номинальн
1) переключением
проводов двух фаз
|2) переключ, подводое
[тока к статору и
сдвигом щеток
2,0 М.д номинальн.
2,0 / номинальн.
переключением двух
фаз в цепи статора
1) средних мощностей
2) 500 kW
средних мощностей
100-200 kW
передвижением
щеток
2,5 М.д номин.
1,5 / номинальн.
переключением двух
фаз в цепи статора
и сдвигом щеток
средних мощностей
1С0-2С0 kW
Номинальное
напряжение до
500 V на статоре
150—на роторе
500 V на статоре
500 V на статоре
150—на роторе
Область приме
нения
1) агрегаты для
регулировки
2) подъемники,
прядильные машины,
вентиляторы, насосы,
компрессоры, шахтные
подъемники
Сельскохозяйственные
установки, насосы, вен>|
тиляторы, прядильные
машины, двигатели для
станков, машины
писчебумажного
производства
Двигатели для
станков

864 т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., ггреобр., выпрямители
Короткое замыкание при оборотах, близких к синхронным,
получается от того, что щетки обоих комплектов покрывают одни и те же
коллекторные пластины. Вращая разные щетки в противоположном
направлении, можно получить напряжение необходимой величины
и фазы. Фаза выбирается так, чтобы получить cos cp по
возможности равным 1. Практически ротор выполняется обычно с двумя
обмотками, дабы иметь на коллекторе возможно меньшее
напряжение. Изменение направления вращения двигателя
достигается пересоединением двух фаз. Пусковой момент,
примерно, в два раза больше нормального.
Граница мощности: приблизительно 25 kW на пару полюсов.
IV. Трансформаторы, вращающиеся
преобразователи и выпрямители
Согласно нормам ВЭС приняты следующие определения:
1. Трансформатором называется стационарный электромагнитный аппарат,
в котором электрическая энергия преобразовывается в электрическую же без
посредства движения его частей.
2. Потенциал-регулятором (трансформатором-регулятором напряжения)
называется аппарат, служащий для изменения напряжения в цепи переменного тока.
Такие трансформаторы бывают:
a) Индукционные—с изменением взаимного расположения обмоток.
b) Контактные — с изменением числа витков в одной из систем.
3. Одноякорным преобразователем называется машина, служащая для
преобразования переменного тока в постоянный и обратно в одном якоре.
4. Каскадным преобразователем называется агрегат, служащий для
преобразования переменного тока в постоянный и обратно и представляющий комбинацию
из связанных механически и электрически асинхронного двигателя и машины
постоянного тока.
5. Двигатель-генератором называется агрегат, состоящий из двух или
нескольких механически связанных машины двигателя (или двигателей) постоянного
или переменного тока и генератора (или генераторов) постоянного или
переменного тока — и служащий для преобразования одного рода электрической
энергии в другой.
А. Трансформаторы
а) Общие данные
Объяснение терминов. По своему назначению
трансформаторы подразделяются на следующие виды:
a) Трансформаторы силовых станций — мощные
трансформаторы, повышающие напряжение машин для питания
сети электропередачи высокого напряжения.
b) Трансформаторы для подстанций, ^понижающие
высокое напряжение электропередачи в среднее напряжение для
питания сети среднего напряжения.
c) Распределительные трансформаторы —
трансформаторы небольшой, сравнительно, мощности для понижения
среднего напряжения до величины, требующейся для питания
распределительной сеги.

Тр ансформаторы
865
Трансформаторы специального назначения
(стр. 879).
Классификация трансформаторов по способу их охлаждения
(стр. 87о), по характеру нагрузки (стр. 865), по конструкции
(стр. 872).
Стандартные номинальные мощности:
Для трехфазных
тр-ров
5, 10, 20, 50, 100, 180, 320,
560, 100Э, 180Э, 3200 и 5600 kVA
Испытания: согласно „Правилам и нормам для испытания трансформаторов"
(см. „Электротехнические правила и нормы", 1931 г., стр. 924).
Измерения в трансформаторах см. стр. 944 и 945; потери и коэфициент
полезного действия, стр. 870.
Трехфазные трансформаторы с вторичной обмоткой низкого
напряжения для установки в распределительных сетях:
1) Мощности, выраженные в киловольт-амперах, высокое и
низкое напряжение должны соответствовать следующей таблице.
Мощность
kVA
5
10
20
* 50
100
180
320
560
1000
1800
3200
5600
Таблица 1 (ОСТ 713)
Номинальное напряжение
обмотки высшего напряжения
V
}
}
3 000, 6 000, 10О0О
3 000, 6 0Г0, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
3 000, 6 000, 10 000, 35 000
6 000, 10 000, 35 000
Номинальное напряжение
обмотки низшего напряжения
}
}
133,
133,
133,
133,
133,
133,
230,
400,
3150,
230,
230,
230,
230,
230,
230,
400,
525,
3 300,
400
400
400
400
400,
400,
525,
3 150,
6 300,
525, 3150
525, 3 150, 6 300
3150, 6 30Q, 10 500
6 300, 10500
6 600, 10 500, 11 000
Примечания. 1. Стандарт предвидит возможность различных
соединений первичной и вторичной обмоток трансформатора (A/At Л/Ло
или Д/Ао) в зависимости от величины вторичного напряжения
трансформатора.
при U2 = 133 V
„ „ = 230 V
„ „ = 40J V
= 525 V
„ ., = 3 150 V
Л'Л -И
А'Ло-12
Л'Ло-12
Л/А -И
л/д -п
при иш ■= 3300 V
„ „ = 630J V
„ „ = 6600 V
,, „ —10500 V
„ „ = 11 000 V
Л/Д-1
Л/Д-1
Л/Д-1
Л/Д-1-
2. Данный стандарт имеет в виду трансформаторы с естественным
масляным охлаждением.
2) Стандартные трансформаторы должны иметь на обмотке
высокого напряжения дополнительные зажимы для изменения на-
Зак. 2693.— Hiitte, Справочник для инженеров, т. III.
55

866 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Тра«нюфм йреобр., выпрямители
пряжения в пределах dz L% от среднего напряжения, за каковое
принимаются стандартные напряжения 3000, 6000, 10С0О, 20 000,
35 000 вольт. Нормальной мощностью считается мощность при
нормальном стандартном указанном в таблице напряжении.
Трехфазные трансформаторы для установок на
станциях и подстанциях (по германским нормам): 1) Для
повысительных и понизительных трехфазных трансформаторов,
предназначенных для установок на станциях и подстанциях,
принимаются, как стандартные, следующие мощности: 300, 500, 750, 1000,
1500, 2000, 3000, 5000, 7500, 10000, 150U0 kVA. 2) Как высшее, так
и низшее напряжения между фазными проводами этих
трансформаторов должны входить в пределы напряжений, принятых, как
стандартные, для электропередач, а именно: 3000—3300, 6000—6600,
10000-11000, 20000-22000 (30000—33000), 35000-40000, 60 000—
66000, 105 000-115 000.
Примечание. Коэфициентом трансформации считается отношение
высшего напряжения к низшему ари холостой работе трансформатора. Эти
напряжения трансформатора указываются в помещенной на нем таблице.
Однофазные трансформаторы, предназначаемые для установок
на станциях и подстанциях:
1) Для повысительных и понизительных однофазных
трансформаторов, предназначенных для установок на станциях и
подстанциях, принимаются, как стандартные, следующие мощности: 200,
500, 1000, 2000, 3333, 5000, 6666 и 10000 kVA.
2) Как высшее, так и низшее напряжения однофазных
трансформаторов должны входить в пределы напряжений, принятых как
стандартные для электропередачи трехфазными токами, а именно:
3000 -3300, 6000—6600, 10 000—11 000, 20 000—22 000 (30 000—33 000),
35 000—40 000, 60 000-66 000, 105000—115 000 вольт.
Ь) Способ действия трансформаторов
1. Электродвижущая сила (э. д. с.) трансформатора при
синусоидальной форме кривой магнитного потока, как в первичной, так
и во вторичной цепи, составляет £ = 4,44 fw Фтах#Ю~^ вольт, где
и/ —число витков первичной или вторичной цепи, /—частота,
Фтах — максимальное (амплитудное) значение магнитного потока.
Коэфициентом трансформации называется отношение между
первичным и вторичным напряжением, измеренное при холостом
ходе трансформатора E1:E2 = wl: w2.
Намагничивающим током называется реактивная часть тока
холостог<> хода. Активная слагающая тока холостого хода
расходуется на потери в железе. Намагничивающий ток, или
пропорциональное ему число ампер-витков, создает магн :тодвижущую силу,
обусловливающую создание в магнитной цепи трансформатора
магнитного потока.
Для возможного уменьшения величины яогребнзго намагничи-

Трансформаторы: способ действий
86?
вающего тока железный магнитопровод должен быть, по
возможности, хорошо замкнут.
Инд) кция не должна превосходить определенной величины;
в противном случае нютупает сильное искажение кривой
намагничивающего тока, вследствие чего кривая напряжения искажается
высшими гармониками. При нагрузке трансформатора первичные и
вторичные ампер-витки возрастают и, сиагаясь, дают
результирующее намагничивающее число ампер-витков, необходимое для
получения соответствующего магнитного потока, т. е. Ix4-12=* L. При
полной нагрузке первичный и вторичный ток сдвинуты друг
относительно друга почти на 180°, при нагрузке, близкой к холостому
ходу, относительный сдвиг несколько превышает 90° (фиг. 1).
Рассеянием, или потоком рассеяния, называется магнитный
поток, который под влиянием ампер-витков первичной и вторичной
цепи замыкается через воздух, главным образом в пространстве
между перзичной и вторичной обмоткой. Поток утечки ичдуктирует
э. д. с. р ссеяния, которая отстает на 90° от направления тока,
вызвавшего эту утечку.
2. Векторная диаграмма трансформатора. Векторные
диаграммы вычерчиваются обыкновенно в сильно упрощенной форме
(стр. 737). Все величины приводятся к коэфициенту трансформа-
Фиг. 1а и Ь. Фиг. 2а и Ь.
ции 1:1. Не учитывая внутренних потерь и рассеяния в трансфор
маторе и сдвига фаз во вторичной цепи, мы получаем простейшую
диаграмму (фиг. 1а), а с учетом потерь в железе — диаграмму
фиг. lb. Здесь отложены не ампер-витки, а непосредственно силы
тока. Ег здесь обозначает напряжение у зажимов первичной цепи,
приложенное к трансформатору извне, которое уравновешивается
внутренней индуктированной электродвижущей силой (стр. 738;
Л» h> J».--? первичный, вторичный и намагничивающий токи; /0
55*

868 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
на фиг. lb обозначает ток холостого хода с двумя его слагающими:
активным током Ih (потери в железе) и намагничивающим током 01.
Учитывая далее активное падение напряжения IR в первичной и
вторичной обмотке и сдвиг фаз во вторичной цепи <р2> зависящий
от характера ее нагрузки, получаем векторную диаграмму фиг. 2а;
учитывая далее индуктивное падение напряжения Es вследствие
рассеяния в первичной и вторичной цепи при таком же сдвиге
фаз, мы получим диаграмму фиг. 2Ь.
Первичное напряжение на зажимах Ult приложенное к трансформатору
извне, имеет назначение: создать необходимую для получения вторичного
напряжения у зажимов иш электродвижущую силу £"2 = Ег в первичной цепи и покрыть
активное падение напряжения в этих обмотках. Эти последние напряжения не
совпадают по фазе, а именно: /^ совпадает по фазе с 11% а /2*?8 совпадает по фазе
с /2. Масштабы силы тока и напряжений друг от друга независимы. Дуга,
описанная из точки О радиусом, равным £/2, дает падение напряжения, или так
называемое „изменение напряжения" 8. Из приведенной диаграммы ясно видно, какое
влияние оказывает на „изменение напряжения" 5 наличие потоков магнитного
рассеяние, вызывающих в обеих обмотках появление электродвижущих сил
самоиндукции (см. также следующую главу).
3. Изменение напряжения, напряжение короткого
замыкания. Изменением напряжения трансформатора при данном
коэфициенте мощности называется повышение вторичного
напряжения, наступающее при переходе от номинальной нагрузки
к холостому ходу при условии, что первичное напряжение и число
периодов остаются неизмененными. Оно выражается в процентах
по отношению к номинальному вторичному напряжению. Так как
активные падения напряжения ItRv I2R2, с одной стороны, и
падения напряжения самоиндукции Е8 и Es, с другой стороны, имеют
практически почти одинаковые направления (фиг. 2Ь), то изменение
напряжения может быть определено следующим путем:
алгебраические суммы /i#i + V?2 и Es -\-Es> приведенные ко вторичной
обмотке, будучи сложены геометрически, дают напряжение короткого
замыкания uki которое может быть найдено также опытным путем,
а именно непосредственным измерением напряжения при коротком
замыкании uk. Согласно нормам СГЭ на щитке, наряду с
обозначением мощности трансформатора, должна быть также указана и
величина изменения напряжения. Общее активное падение
напряжения /i/?x + /2/?2» выраженное в % от номинального напряжения
(иг), равняется численно, с достаточной для практических целей
точностью, потере в меди, выраженной в % от номинальной
мощности. При коэфициенте мощности, равном 1, изменение
напряжения практически равно активной потере напряжения, а при
коэфициенте мощности равном 0 — оно равно потере от
самоиндукции. Пользуясь диаграммой Каппа (фиг. 3), можно по
напряжению короткого замыкания OD и активному падению
напряжения CD (по треугольнику короткого замыкания ODC)
определить для любого угла сдвига фаз и любой нагрузки величину
падения напряжения между холостой работой и полной нагрузкой
CD — вычисленное активное падение напряжения. При больших

Трансформаторы: способ действия
поперечных сечениях меди, если можно ожидать добавочных
потерь на токи Фуко, величина CD находится как активная
слагающая тока при измерении мощности тока короткого замыкания.
Оарезок FG, получающийся при пересечении луча, проведенного
под углом ср, с двумя окружностями, описанными из точек О и D
радиусами, равными вторичному на- л д 0 D
пряжению холостого хода, даст из-
менение напряжения при данной
номинальной силе тока и данном угле
сдвига фаз. Для промежуточных
значений центр второй окружности
лежит не в точке D, а занимает
промежуточное положение на линии OD
на расстоянии от точки О,
соответствующем данной силе тока. Фиг. з.
Величину изменения напряжения и0 (5 на фиг. 2Ь)в % °т номинального
напряжения можно найти путем вычисления, зная /?х, /?а, Ду ♦ JE^, Щ и wt.
Приведенное ко вторичному напряжению общее активное сопротивление R =
= #i (Щ ' v>i)2 + #2» соответствующая самоиндукция,^ создаваемая потоком
рассеяния, равняется Es = I2X = Es (щ : tw^-f-^s , где X— соответствующее данной а. д. с.
потока рассеяния реактивное сопротивление.
Изменение напряжения, соответствующее данному току Т2 и данному сдвигу
фаз во вторичной цепи 9» приближенно равняется и^ = I2R cos 9 ~{-I2Xsin 9» или,
точнее, и^— и^ + 1 — V1 — а"\г , где и^" = hR sin 9 — hX cos 9.
При э. д. с. от потока рассеяния Es = I^X =
нять практически и^ = uJ.
4. Ток короткого замыкания. Током короткого замыкания
называется тот ток, который стал бы потреблять трансформатор,
если бы при номинальном напряжении, приложенном к перзичгюй
обмоше, вторичная была бы замкнута на короткое. Ток короткого
замыкания во много раз превышает номинальный ток
трансформатора.
При установившемся режиме:
ток короткого замыкания __
номинальный первичный ток ~~
1
~~ номинальное напряжение короткого замыкания
Пример. При напряжении короткого замыкания = 5°/о, ток короткого замы-
1 100
кания = -=— = -=- =20- кратному номиначьному току,
б'о «'(О
Ударный ток короткого замыкания в наиболее
неблагоприятном случае (при замыкании в момент перехода напряжения через нуль) при
постоянном первичном напряжении в 1,8 V 2^ 2,5 раза больше установившегося
тока короткого замыкания.
5. Параллельная работа трансформаторов. При
параллельной работе трапсформаторов, т. е. если несколько
трансформаторов должны быть включены параллельно как своими первичными,
-У и£ — и^ до 4э/о можно при-

Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
5600
Г
I о
II °°
g
IIю
II °°
Is
II ^
II о
|| ю
I а
II '
II *■
II а
* 1
$=•
•^
a
р-
а"*
р-
a
р-
а*
Р"
ле
р-
а"
р-
а""
р-
1 а*"
р"
а
1 ^
"*
р-
1 <
1 а
1 р*
1

напряжение
kV
LO, LT>
lo" t>T
98,83
98,78
LO^
lo* t*-
*% <°»
OJ СП
ю" со**
98,40
98,37
lo l«^
LO CO*
98,07
98,26
LO. lO^ lo^
Ю lO (C
97,99
97,87
97,77
Ю lO^ lO
ю* lo со*
Ф Ю Tj|_
fcT tT &Г
О Oi О
1Д Ю lOr
lO id (D
N N «3
Ю Ю Ю
j io ю* со*
8 8 5
S (D (D
| О О G5
Ю lO Ю
to" io* со"
Ю О! О
^"V u"t ""С
CO* CO* CO
| о as en
I Ю Ю lO
I LO LO* CO
I ю ср со
I e>^ о сб.
1 со" со lo*
1 C75 О О
1 "5. ""J*
1 LO LO*
1 s s?
1 Ю, LO_
I LO* LO*
95,33
94,8
3- 6
10-20
35
так и своими вторичными обмотками,
необходимо: точное совпадение их
коэфициентов трансформации при
холостом ходе, напряжения короткого
замыкания не должны отличаться
более, чем на it 10%, а в
трансформаторах трехфазного тока, кроме
того, должны совпадать схемы
обмоток и последовательность фаз.
Отношение номинальных мощностей не
должно превосходить отношения 3:1.
Примечание. Для правильного
определения последовательности фаз выведенные
концы проводов, согласно нормам ВЭС, всегда
несут одинаковые обозначения, а именно:
выведенные к нцы проводов высокого
напряжения обозначаются буквами Л, J3, С и
соответственные им концы низкого
напряжения — буквами а, Ь, с; нулевой провод
обозначается знаком 0. Начала обмотки каждой
фазы обозначаются буквами А, 5, С или д,
&, с, а конец — буквами J£, К, Z или л:, >\
z. Обмотки должны наматываться по
направлению часовой стрелки от начала к концу.
Одинаковость схем обмоток и требуемая
последовательность фаз могут быть
проверены перед параллельным включением путем
измерения разности напряжения между
соединяемыми концами, причем это
напряжение должно равняться нулю. При
неправильном соединении концов эта разность
напряжения может оказаться равной (максимально)
двойному номинальному напряжению.
6. Коэфициент полезного
действия. Измерение коэфлциента
полезного действия см. стр. 943.
Коэфициент полезного действия
относится (если на этот счет не имеется
особых указаний) к нормальной
нагрузке и коэфициенту мощности,
равному I.
Коэфициент полезного действия
V) = отданная мощность: (отданная
мощность + s потерь).
Потери слагаются из потерь в
железе Ve, включая потери в
диэлектрике (потери холостого хода и
потерь в меди Vc (потери в обмотке,
включая токи Фуков меди
проводников). Средние величины коэфи-
циента полезного действия приводятся
в табл. 2. Возможны отклонения
=ь(2:10)Р/о.

Трансформаторы: способ действия
871
Коэфициент полезного действия достигает своего максимума
при равенстве потерь в железе и в меди. Если при полной нагрузке
Ve^> Vc> то с уменьшением нагрузки кривая коэфициента полезного
действия r\=f (N2) понижается. Максимум полумается в этом
случае при перегрузке. Если же, как это обыкновенно принято в
современных трансформаторах, при нормальной нагрузке, Ve<CVc, то
v]max получается в тот момент, когда Ve= Vc*
Пример. Трансформатор в 10 kVA при cos <?2 = 1 дает, предположим, в одном
случае при полной нагрузке Vе — 240 W и 1/с = 160 W, а в другом случае
Vе = 80 W и Vc = 320 W, тогда коэфициент полезного действия будет:
от полной нагрузки
При высокой потере в железе V6=2,4o|0, Ус = 1,6°/0.
., низкой „ „ 7^=0,8о/о, Vr£. = 3,2e/o.
л —
При
% | 3U | 2Л
96,15
96,15
95,78
96,65
94,57
96,80
V*
.90,90
96,1£
Vio
81,10
92,34
Во втором случае TQmax получается при половинной нагрузке, когда
Ve = Vc = 80 W.
При построении трансформаторов следует стремиться к
возможному понижению потерь в железе в целях увеличения
средней годовой производительности, т. е. отношения
полезно отданной к полученной работе (в kWh).
В осветительных установках принимают обыкновенно (вследствие
неравномерного расхода тока), что трансформатор средней мощности может отдавать
в течение года в 440 раз больше kVVh, чем его наибольшая мощность, выраженная
в kW. Так как потеря в железе постоянна и не зависит от нагрузки, то для
трансформатора с потерей в железе в 2,4 и 0,8>/о при годовой работе, т. е. в течение
365^24 = 8760 час, средняя годовая потеря составит в одном случае -lJ_.=48p/0 при
в другом случае * " — = 16>/о от полезно отданной мощности. Средний годовой
коэфициент полезного действит, не считая потерь в меди, которые в приведенном
случае трансформатора в 10 kVA составляют от 1,6 до 3,2J/0, выразится:
%одов = -^- = 67,6о|& и i^ = 86,2Vo.
На новых электрических станциях, которые не имеют еще полной
присоединенной мощности, средняя годовая потеря достигает 30\'о и более ')• При расчете
годового расхода топлива потери в железе трансформаторов имеют поэтому
большое значение. В осветительных сетях, в целях уменьшения потерь холостого хода,
выключают поэтому летом часть трансформаторов или устраивают саециальные
переключаемые трансформаторы, которые при большой нагрузке включаются по
схеме треугольник-звезда, а при малых нагрузках по схеме звезда-зигзаг. В обоих
случаях имеется налицо равенство напряжений, принадлежность к одной группе
включения и возможность неравномерной нагрузки фаз при наличии вторичной
нулевой точки. Одновременно этим достигается значительное ослабление
намагничивающего тока.
1) Это относится только к германским станциям.

872 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., ггреобр., выпрямители
с) Конструкция трансформаторов
1. Железный сердечник. В зависимости от конструкции сердечника
различают: 1) трансформаторы с простой магнитной цепью или с нар>жной обмоткой,
так называемые стержневые трансформаторы (фиг. 4) и 2) трансформаторы с
разветвленной магнитной цепью, так называемые трансформаторы броневого типа
(фиг. 5). Сечение сердечников у броневых трансформаторов всегда, а у
стержневых трансформаторов — часто, делается прямоугольным; для возможности
осуществления кольцевых катушек сердечники у трансформаторов последнего типа часто
выполняются с крестообразным сечением (фиг. 6). Ярмо изготовляется также
в большинстве случаев с прямоугольным сечением. Для увеличения теплоотдающей
поверхности железа сердечник и ярмо снабжаются часто каналами для циркуляции
воздуха или масла (фиг. 6). Для ослабления вихревых токов сердечники и ярмо
составляются из листов толщиной 0,3 до 0,5 мм (при 50 пер. в сек.) и 0,8 мм (при
25 до 15 пер.); листы — из мягкого железа или железа специального состава —
изолируются друг от друга лаком или бумагой. Па-
ТрЗХфОЗИ ОдиОфОЗ» кеты листов стягиваются изолированными болтами,
Г flpMd \ 1 1 а в крупных трансформаторах, кроме того,
скрепляются зажимными щитами. Только в малых
трансформаторах с толщиной сердечника не более
10 см могут применяться изолированные со всех
сторон заклепки. Для возможности сборки и
смены катушек неизбежны стыковые
соединения. Стыки бывают перекрытые (листы железа
набираются „вналлестку") и впритык. Послед-
mtfU3K06 НОПрЯЖ- ние имеют преимущество большей простоты
m Высоте напряж сборки и смены катушек; недостаток их за^лю-
.4 чается в бол^е высоком токе намагничивания, что,
фиг* *• впрочем, в крупных трансформаторах
сказывается не особенно сильно. В средних и малых трансформаторах для уменьшения
намагничивающего тока стык изготовляется перекрытым.
2* Обмотки. Различают цилиндрическую (фиг. 6 и 7)
и дисковую обмотку (фиг. 5 и 8). Последняя применяется,
преимущественно, для броневых трансформаторов. Обе обмотки
могут состоять из прямоугольных или круглых катушек — в
зависимости от формы сердечников. Первичные и вторичные обмотки
должны быть достаточно надежно изолированы, причем должно
быть принято в расчет наивысшее, могущее иметь место при работе,
напряжение. Должны быть предусмотрены достаточные промежутки
как между самими катушками, так между последними и железным
сердечником и стенками трансформаторного кожуха. При высоких
напряжениях обмотки разделяются на секции, которые изолируются
цилиндрическими прокладками из прессованного картона или из
другого равноценного изолирующего материала. Начальные витки
и витки близ нулевой точки должны быть особенно тщательно
изолированы для защиты от пробивания в момент включения. Как
в осевом, так и в радиальном направлении катушки должны быть
достаточно прочно защищены механически по отношению к
сердечнику, так как от трансформаторов требуется оо бая надежность
при коротком замыкании в виду того, что при этом возникают
огромные механические усилия, измеряемые уже в
трансформаторах средней величины многими тоннами. В прямоугольных
катушках с особой тщательностью должны быть закреплены длинные
их стороны. Обмотки высокого и низкого н пряжения должны
выполняться одинаковой высоты для уменьшения дополнительных
радиальных усилий, возникающих при коротких замыканиях. Стяж-

Конструкция трансформаторов
873
ные приспособления между отдельными катушками часто
устраиваются переставными, так как при выварке масла и в
результате продолжительной работы катушки получают некоторую усадку.
При устройстве достаточно надежных промежуточных
прокладок или при наличии пружинящих соединений устройство
переставных приспособлений является излишним. Изоляционным
материалом для масляных трансформаторов является прессованный
Фиг. 5.
Фиг. 6.
Фиг. 7.
Фиг, 8.
картон, прессшпан, проваренное в масле буковое дерево,
промасленная бумага; для воздушных (сухих) трансформаторов для той же цели
служит прессшпан, полотняная или бумажная лента, миканит и т. п.
Круглая проволока применяется для сечений проводов до 10 мм2,
для более высоких сечений применяется профильная медь, кабель или медная
лента. Последняя укладывается в виде двойных катушек, так что начало и конец
каждой катушки выведены наружу и легко могут быть включены. Изоляция: при
больших сечениях — бумага или прессшпан в виде прокладок и затем бумажная
обмотка или оплетка.
Для ослабления вихревых токов в меди длинная сторона
прямоугольного сечения медной ленты располагается параллельно линиям
рассеяния, т. е. при дисковой обмотке пс
фиг. 10, а при цилиндрической обмотке по
фиг. 9. В больших трансформаторах при
цилиндрической обмотке можно, в целях
уменьшения величины рассеяния, обмотку
низкого наложения иногда подразделять
так, что одна часть ее располагается с
внутренней, а другая часть с наружной
стороны обмотки высокого напряжения.
Дня устранения искажения кривой напряже- фиг- 9 " ^-
ния (для уничтожения третьей гармоники)
применяются, особенно в крупных трансформаторах, специальные демлферирующие
третичные обмотки, включаемые треугольником.
3. Ответвления („анцапфы") или дополнительные зажимы
предусматриваются для выравнивания падений напряжения в раз-

874 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр'., выпрямители
о а б о
о о о о
ООО
А В
Фиг.
личных точках сети. Ответвления позволяют изменять вторичное
напряжение на it 4 до 5%. Переключение должно производиться
снапужи трансформатора и при выключенном напряжении.
Ответвления устраиваются или у конечных витков, так что можно
отключать то или иное число их, или близ нулевой точки, так что
последняя может быть перенесена на соответственное число витков.
Целесообразно расположение ответвлений в середине обмотки,
защищенной от действия крутых волн перенапряжения.
Переключение производится при помощи переключателя, приводимого
в действие извне (фиг. 12).
При таком выборе выключаемых витков должно
быть предусмотрено такое взаимное расположение
катушек первичной и вторичной обмоток, которое
бы исключало появление аксиальных механических
усилий при коротких замыканиях, вызываемых
разной высотой первичной и вторичной обмоток.
В регулируемых трансформаторах переключение со ступени
на ступень производится под нагрузкой; для последнего
необходимы особые переключающие устройства (стр. 881).
4. Зажимы. Трансформаторные вводы фарфоровые, с гладкой поверхностью
для трансформаторов среднего напряжения должны иметь достаточно прочные
размеры; при очень высоких напряжениях вводные фарфоровые изоляторы
снабжаются ребрами и утолщениями и заливаются маслом (при напряжениях от 15 до
200 kV расстояние от крышки трансформатора до токоотводящего зажима берется
равным 1,6 — 2 см на каждые 1000 V); вводные изоляторы изготовляются также
из специальных изолирующих материалов (пертинакс, турбонит, репелит, карболит
и др.); при более высоких напряжениях — выше 25 000 V — заливаются твердеющей
масдой или маслом. В некоторых случаях, особенно при пользовании
конденсаторными зажимами Нагеля, в которых достигается равномерное распределение
на .ряжения, благодаря станиолевош прокладкам различной
величины, применяются изоляюры из прессованного
картона. Расположение вводов и нормальное обозначение
зажимов по фиг. И.
5. Баки для трансформаторов делаются сварными
с гладкими стенками для небольших трансформаторов и
с волнистыми стенками или с радиаторами в виде труб для
трансформаторов больших мощностей.
Для крупных трансформаторов кожуха их
конструируют так, чтобы была возможность перевозки
трансформаторов в собранном виде, залитых марлом. Змеевики
водяного охлаждения изготовляются из меди или металла
Жульена (сурьмянистого свинца) и помещаются в верхней
части бака трансформатора. В трансфо маторах с
искусственной циркуляцией масла змеевик для охлаждения масла по-
мещается в особом водяном холодильнике.
У каждого трансформаторного бака должны быть
спускные приспособления, расширитель для избытка масла (консерватор), см. стр. 87b,
и сальник для ввода термометра.
Крышка трансформатора изготовляется обычно как одно целое
с корпусом трансформатора для того, чтобы последний можно-было вытаскивать
из масляного бака, нз г роизводя отсоединения проводоч. Для той же цели — подъема
трансформаторного корпуса — крыпка снабжается крановыми ушками.
6. Защитные приспособления. Диференциальная
защита должна тотча: же отключать трансформатор при коротких
замыканиях, замыканиях витков между собой и замыканиях на
землю; употребляется для больших трансформаторов. Реле Б у х-
Фиг. 12.

Конструкция трансформаторов
875
гольца, употребляемое для трансформаторов мощностью выше
50 kVA, дает предупредительный сигнал при замыканиях витков и
прочих неисправностях и повреждениях, связанных с постепенным
образованием паров масла в трансформаторном баке. При коротких
замыканиях внутри трансформаторного бака и других
повреждениях, связанных с внезапным быстрым выделением паров масла,
реле Бухгольца отключает трансформатор тотчас же.
Приборы, предупреждающие об опасности, употребляемые для
небольших трансформаторов, подают предупредительные сигналы,
если температура масла, вследствие перегрузки, достигает
недопустимо больших величин.
7. Охлаждение трансформаторов. Различают следующие системы
охлаждения трансформаторов:
1. Трансформаторы с естественным воздушным
охлаждением — теплоотдача достигается излучением и естественной циркуляцией
воздуха.
2. Трансформаторы с искусственным воздушным
охлаждением. Циркуляция воздуха производится вентилятором или искусствен
ной тягоЗ'.
3. Масляные трансформаторы с естественным
охлаждением. Наполненный маслом кожух охлаждается снаружи лучеиспусканием
и естественной циркуляцией воздуха.
4. Масляные трансформаторы с искусственным
воздушным охлаждением. Кожух охлаждается воздухом, подаваемым
вентилятором, внутри кожуха устанавливается естественная циркуляция масла.
5. Масляные трансформаторы с искусственным
воздушным охлаждением и искусственной циркуляцией
масла.
6. Масляные трансформаторы с внутренним водяным
охлаждением. Вода циркулирует по змеевику, помещенному в верхней части
кожуха, куда поднимается наиболее нагретое масло.
7. Масляные трансформаторы с циркуляцией масла и
наружным водяным охлаждением. Масло охлаждается в
специальном холодильнике, находящемся вне трансформатора.
8. Масляные трансформаторы с циркуляцией масла и
естественным воздушным охлаждением. Масло охлаждается
в наружных холодильниках.
9. Масляные трансформаторы с циркуляцией масла и
искусственным воздушным охлаждением. Масло охлаждается
в наружном холодильнике, причем охлаждающий воздух подается вентилятором
или искусственной тягой. Циркуляция масла принудительная.
Трансформаторы первого и второго типа применяются сравнительно редко.
Первый тип выполняется мощностью до 10 kVA, второй до 20U0 kVA.
Трансформаторы 2, 4, 5 и 9 типов расходуют от 2,5 до 3 мг воздуха в минуту на каждый
киловатт потерь. Расход воздуха указывается на щитке трансформатора.
Наибольшим распространением для средних мощностей пользуются масляные
трансформаторы с естественным воздушным охлаждением. Эти трансформаторы
выполняются до 10 kVA с гладкими стенками кожуха, до 8000 kVA с волнистыми стенками,
до 15 000kVA с трубчатыми стенками и до 20 000 kVA с радиаторами. При больших
мощностях употребляют водяное охлаждение.
Macio улучшает качество изоляции, но для этой цели оно должно быть
совершенно сухое, так как малейшие следы влаги понижают прочность изоляции
на пробой (содержание воды около 0,01о/0 понижает прочность почти на 50>/0).
Время от времени необходима проверка масла на пробой.
По стандарту (ОСТ 600) свежее трансформаторное масло должно иметь
сопротивление на пробой не менее 22 kV.
Согласно „Электротехническим правилам и нормам", утверждение м ВЭС,
пробивное напряжение масла не должно опускаться ниже:
12 kV для трансформаторов на напряжение до 40 kV
17 kV „ „ „ „ выше 40 kV

876 т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
Для гарантии в том, что пробивное напряжение масла не упало ниже
указанных пределов, необходимо производить периодические испытания масла
работающих трансформаторов. Пробы масла забираются из спускных кранов
трансформаторных баков со всеми предосторожностями, исключающими возможность
загрязнения проб или попадания посторонней влаги.
Пробы испытываются в открытых подстанциях для низковольтных (до
40 kV) трансформаторов через 3 месяца, а для высоковольтных (выше 40 kV)
через один Мс;сяц. Если ряд испытаний проб масла даст устойчивые результаты
для электрической прочности масла, то после очередной просушки промежутки
между следующими пробами могут быть увеличены соответственно до 6 и 2
месяцев. Для трансформаторов, находящихся в закрытых помещениях, сроки
испытания устанавливаются соответственно в 6 и 8 месяцев.
Просушка масла производится варкой, фильтрованием через фильтр-пресс
или при помощи центрофуги. В процессе работы следует обращать особое
внимание на герметичность сосудов, так как от соприкосновения горячего масла
с воздухом происходит процесс его „заиливания", ухудшающий теплоотдачу.
В силу этого рекомендуется устройство масляного компенсатора, который в то
же время предупреждает проникновение влаги в трансформаторный бак.
Необходимые качества трансформаторного масла см. стр. 745.
4-й тип охлаждения часто употребляется для мощных трансформаторов —
теплоотдача происходит через стенки трансформатора или через трубки. Границы
мощности: около 12 ЮЗ kVA—-при волнистых стенках бака, около 20 000 kVA -при
стенках, снабженных стрелками, наконец около 30 000kVA при радиаторах.
6-й тип — трансформаторы с внутренним водяным охлаждением—расходуют
приблизительно 0,9 —1,1 л/мин охлаждающей воды при 25° на каждый киловатт
потерь. Количество расходуемой воды должно быть указано на щитке
трансформатора.
Для мощных трансформаторов применяется по преимуществу охлаждение
масла в наружных водяных холодильниках с принудительной циркуляцией масча.
Расход энергии на циркуляционный насос составляет от 0,5 до 1,0 kW на
каждые 1000 kVA мощности трансформатора. Вода должна употребляться чистая.
Два последних типа употребляются также при больших мощностях
трансформаторов.
d) Трансформаторы трехфазного тока
1. Трехфазные или многофазные токи могут быть
преобразованы при помощи группы однофазных трансформаторов
в отдельных цепях с соответственным соединением первичных и
вторичных цепей. Более дешевая и простая конструкция трех-
и многофазных трансформаторов получается при сопряжении
магни!ных цепей, т. е. когда сердечники замыкаются в таком же
порядке, как самые токи.
На фиг. 4 (см. стр. 872) показан трехфазный стержневой
трансформатор с цилиндрической обмоткой и тремя
сердечниками в одной плоскости. В мощных трансформаторах
встречается иногда конструкция с пятью сердечниками в одной
плоскости, из которых три средние несут обмотки. Пятисердечниковые
трансформаторы могут иметь меньшую высоту; этим увеличивается
та предельная мощность отдельных единиц, которая диктуется
условиями железнодорожного транспорта. Современная
конструкция трансформаторов позволяет перевозить единицы, заполненные
маслом, мощностью до 30 0U0 kVA на специальных платформах и
до 100 000 kVA с особыми приспособлениями, при снятых вводных
зажимах. В Америке для электропередач высокого напряжения
отдают предпочтение установкам с однофазными трансформаторами
вследствие независимости отдельных фаз в случае повреждения

Трансформаторы трехфазного тока
877
и вследствие более легкого их обслуживания. Три такие
трансформатора, включенные звездой или треугольником, могут питать
трехфазную сеть, четвертый ~ ^ """ »-~-™ ~. « „
При включении треуголь
трансформатор играет роль резерва.
wekmo/t. диаг/iaMrtbn
д,
Вг
Вл
С,
О,
О,
Высокое 1~ffui^oe
папр.лэкение
v
V
и w
v
u\tr
о
А.
V
Aw
v
V
v
Cjceribi включения
dbicofcoe НызКое
напржжение
U V W
и vw
и vw
ovw
и vw
V
V
t/^w
4
V
V
V
V
и
V
и
V
и vw
ником первичной и вторич:
ной цепи два из этих трех
трансформаторов могут
принять на себя до 58%
нормальной мощности
(соединение открытым
треугольником). Неравномерная
нагрузка фаз первичной цепи!
В случае трехфазных
трансформаторов первичные и
вторичные цепи могут быть
независимо одна от другой
включены звездой,
треугольником или зигзагом.
2. Групповые
соединения обмоток
трансформаторов. Согласно
„Электротехническим правилам и
нормам Союза германских
электриков
общеупотребительные способы соединения
обмоток трехфазных
трансформаторов делятся на че* „
тыре группы, приведенные г
на фиг. 13.
Таблица групповых со- сл
единений обмоток
трансформаторов согласно табл. 3 ~
была по прежним правилам
ВЭС введена в практику
наших заводов и установок,
однако в последние годы из
них по ОСТ в качестве
нормальных устанавливаются;
Y/Y-12, АД —И.
Последние схемы и
группы соединения обмоток
распространяются на
трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы с частотой тока
50 пер,сек. с естественным охлаждением, применяемые для целей
передачи силы и для освещения и предназначенные для
продолжительной работы как в закрытых помещениях, так и на открытом
воздухе при изменениях температуры окружающего воздуха в
пределах + 35° и —35°.
и vw
и vw
о. у
и vw
Фиг. 13. Группы соединений обмоток
трехфазных трансформаторов по СГЭ.

878 Т. III. Отд. 40. Электротехника. IV. Траисф., преобр., выпрямители
Таблица 3. Групповые соединения обмоток трансформаторов
Обозначение групп
соединений
[Угловое
смеще-|
ние
Диагр. векторов
Высокое | Низкое
напряжение
Схемы соединений
Высокое I Низкое
напряжение
0°
180°
Д/А—12
" Г/К—12 норм.
A'Z-12
Д/Д— 6
Y/Y— 6
Д/Z— 6
180°
Д/Г- 5
У/Д-
YIZ— 5
150°
MY—11 норм.
К/Д-11 норм.
F/Z—11 норм.
330°
Примечание 1. Нормальный
порядо* окдонания векторов
должен быть такой: в.кюр
напряжения фазы В отстает на 12СГ, а
вектор напряжения фазы С на 240"
от вектора напряжения фазы А.
Примечание 2. Условные ' бо-
значения групп соединений
обмоток числами 12, 11, указанные
в таблице, основаны на
следующем. Угловое смещение векторов
напряжения — 0°, Зо0° для
различных групп соединений
представляются углами между стрелками
часового циферблата в моменты,
соответствующие 1г и И часам.
Примечание 3. Соединение
обмоток в звэзду обозначается
буквой Y, соединение обмоток в
треугольник — буквой Д. Над
чертой помещается буква,
обозначающая соединение обмоток высшего
напряжения, под чертой—низшего
напряжения.
Примечание 4. Буквенные
обозначения в схемах соединений
указаны в том порядке, в каком
они представляют я наблюдателю,
стоящему перед трансформатором
со стороны соответствующего
напряжения.
Примечание 5. Указанные
в таблицах слемы соедин~ний
обмоток соответствуют такому их
выполнению, при которое, исходя
от зажимов, отмеченных
одинаковыми буквами, получают одно и
то же направление обмоток.
Однофазные трансформаторы
Трехфазные трансформаторы
/! АА с а^Лс
В Ь
8 4 {
Дг ,4
,А, СГ
6
В
,А,
А, 'Ч,
'Ас -<L
Л,
В 6
К У*
А ВС
~ТТс~
А ВС
ABC
ABC
А ВС
ABC
с 6 а ~%
т
с 6 а
I
Ч
1Ш«
~71ПГ
И

Трансформаторы специального назначения 879
3. Трехобмоточные трансформаторы для трех различных
напряжений, для питания от 2-х сетей или для распределения
энергии между 3-мя сетями. Трехобмоточные трансформаторы
употребляются также как регулируемые трансформаторы (см.ниже).
4. Схема включения Скотта. Каждая многофазная система до-
пускяет трансформацию в другую
многофазную. Пример:
преобразование двух фаз на три фазы (схема
Скотта, фиг. 14). Трансформатор
1 дает во вторичной обмотке
напряжение, пропорциональное высоте
прямоугольного треугольника, т. е. fl и
напряжение £/2|/*з:2, причем об- в\ Цг—:) "*" ~г
мотка соединена с средней точкой М ■'пеххраж.
обмотки второго трансформатора,
который дает вторичное напряжение U2. Фиг. и.
е) Трансформаторы специального назначения
1. Трансформаторы для одноякорных преобразователей при
больших мощностях выше 200 kW выполняются со вторичной шести-
фазной обмоткой, в остальных случаях — трехфазная обмотка. Эти
трансформаторы дают в общем повышенное рассеяние, если
регулировка напряжения должна производиться путем перевозбуждения
или недовозбуждения одноякорного преобразователя. Если пуск
в ход одноякорного преобразователя производится асинхронно со
стороны трехфазного тока, -то в настоящее время принято, как
общее правило (см. фиг. 22), положение, что трансформаторы
должны иметь ответвления на А/3 нормального напряжения.
2. Трансформаторы для ртутных выпрямителей в случае
более или менее значительных мощностей также выполняются
с шестифазной или двенадцатифазной вторичной обмоткой
(фиг. 24) и должны быть рассчитаны на мощность, превышающую
на 60—80% мощность выпрямленного постоянного тока, так как
форма кривой силы тока каждой фазы чрезвычайно
неблагоприятна в отношении степени нагружаемости.
Кривые силы тока образуют отрезки синусоидальных линий,
симметричных по отношению к амплитуде, которые на стороне
вторичной цепи трансформатора появляются один раз в течение
периода, а на стороне первичной цепи также один раз в течение
периода в случае одинакового числа фаз и два раза—в случае
половинного числа фаз. Наличие нескольких ступеней
напряжения позволяет питать по выбору или осветительную сеть током
в 470 V, или сеть трамвайную током 600 V. Рекомендуется
предусмотреть, кроме того, вспомогательную степень на 35—40 V
или на 60—80 V для формования выпрямителя перед его пуском.
3. Испытательные трансформаторы—по преимуществу
однофазные масляные трансформаторы, иногда воздушные трансфор-

880 Т. III. Отд. ю. Электротехника. IV. Траисф., лреобр., выпрямители
маторы на одно определенное номинальное напряжение с
заземлением средней точки или одного полюса. Регулировка напряжения
достигается изменением напряжения особого, питающего
первичную цепь трансформатора генератора, а также при помощи
ступенчатого трансформатора или потенциал-регулятора. Регулировка
сопротивлением в первичной цепи искажает кривую
напряжения. Изготовляются испытательные трансформаторы, с
односторонним заземлением, для напряжения до 3 000000 V. При помощи
двух трансформаторов нормального напряжения Е при
одностороннем заземлении можно получить наивысшее напряжение IE. По
схеме включения Ш т а ф е л я несколько трансформаторов могут
быть соединены так, что общее напряжение подразделяется на ря*
Т, J
Фиг. 15. Фиг. 16. Фиг. 17.
ступеней, причем напряжение каждого трансформатора может быть
сравнительно невысоко (Koch & Sterzel)1).
4. Измерительные трансформаторы. Трансформаторы тока и
напряжения (см. стр. 912).
5. Автотрансформаторы —с неподвижными по отношению
друг к другу последовательно включенными обмотками.
Применяются в тех случаях, когда данное напряжение сети должно быть
несколько повышено или понижено, причем различие между
первичным или вторичным напряжением должно быть сравнительно
невелико. В сетях высокого напряжения эта разница не должна
превышать 25%, так как в случае соединения с землей сторона
вторичного напряжения может оказаться чрезмерно нагруженной.
Схемы включения: фиг. 15 для однофазного, фиг. 16—для
трехфазного автотрансформаторов.
6. Дроссельные или реактивные катушки применяются
в целом ряде случаев, а именно: как делители напряжения при
трехпроводном включении машин постоянного тока (стр. 872), для
возможности параллельного включения в сеть трансформаторов
с несоответствующими для параллельной работы
характеристиками, для регулировки напряжения одноякорных
преобразователей (стр. 887), при параллельной работе ртутных выпрямителей
и одноякорных преобразователей, как заземляющие катушки
между нулевой точкой трансформаторов или машин и землей,
для отвода статических зарядов, для компенсации токов утечки
3) ETZ 1923, стр. 1087, Helios 1931, стр. 253.

Трансформаторы с регулированием напряжения 881
в электропередачах (Petersen), а также при последовательном
включении приемников электроэнергии, например ламп (фиг. 17),
которые в то же время должны быть независимы друг от друга,
например если желательно избегать изменений в силе тока при
потухании отдельных ламп (в настоящее время для этой цели
применяются также и другие приспособления, ETZ, 1919, S. 8).
f) Трансформаторы с регулированием напряжения
1. Общие данные. Область применения: 1.
Поддержание постоянства рабочего напряжения при колебаниях нагрузки.
2. Распределение нагрузки. 3. Регулирование напряжения в
широких пределах (при пусковых трансформаторах). 4. Регулирование
напряжения в узких пределах (при одноякорных
преобразователях, выпрямителях, электрических печах). Во всех случаях
возможно управление на расстоянии при помощи электромоторного
привода. Возможно также саморегулирование при применении
соответствующих реле.
2. Регулируемые трансформаторы ^—ступенчатые
трансформаторы, служащие для поддержания постоянства напряжения в
больших разбросанных сетях.
Регулировка напряжения производится или при помощи
регулируемой обмотки самого трансформатора или при помощи
особого дополнительного автотрансформатора (непосредственное
включение), включаемого дополнительно к части обмотки, подлежащей
регулированию.
При очень высоких напряжениях пользуются не
непосредственным включением, сходным с включением потенциал-регуляторов
(фиг. 19). При не непосредственном включении регулируемые
ступени таким образом не лежат непосредственно в цепи
рабочего тока. Включающие приспособления позволяют производить
включения под нагрузкой.
Они состоят из избирателя (той или иной ступени),
работающего не под током, выключателя нагрузки, рассчитанного на
полный рабочий ток, и переключающих дросселей или
переходных сопротивлений для переключения со ступени на ступень.
Дополнительный переключатель, позволяющий включать отдельные
ступени согласованно с основным напряжением и встречно к нему,
дает возможность уменьшить на половину число ступеней.
Предел регулирования: rtlO до 15% при 8—10 ступенях. Выполнимы для
самых высоких напряжений.
3. Трансформаторы с подвижным ярмом2). Броневой
трансформатор с подвижным ярмом. Вторичная обмотка покоится на
неподвижном сердечнике трансформатора. Две встречно
намагничивающие первичные обмотки помещаются на подвижном ярме.
1) ETZ 1919, стр. 8.
«) ETZ 1927, стр. 651.
Зак. 2893,— Htitte, Справочник для инженеров, т. III. 56

£82 Т- П1. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
В зависимости от положения ярма по отношению к сердечнику
э.д.с., индуктируемая во вторичной обмотке, может плавно
изменяться в пределах ±Е2.
Для уменьшения магнитного сопротивления, а следовательно и
намагничивающего тока, вторичная обмотка уложена во впадинах сердечника.
4. Потенциал - регуляторы1). Потенциал-регуляторы
представляют трансформаторы, у которых первичная или вторичная.обмотки
могут быть повернуты одна относительно другой на некоторый
угол. Они применяются для регулировки напряжения и являются по
существу заторможенными асинхронными двигателями, которые
при покоящемся относительном положении статора и ротора играют
роль обыкновенных трансформаторов. Присоединенная параллельно
к сети первичная обмотка, роль которой играет обмотка ротора,
возбуждает во вторичной обмотке, выполненной в виде обмотки
статора и включенной последовательно в цепь, добавочную э.д.с. Es.
Фиг. 18. Фиг. 19.
Величина этой добавочной э. д. с. в однофазных регуляторах
зависит от относительного положения ротора; складываясь с
напряжением у зажимов, она увеличивает или уменьшает это
последнее. Степень регулировки изменяется поворотом ротора по
отношению к статору, благодаря чему большее или меньшее число
вторичных витков сцепляется с первичным полем. Поворот ротора
производится при помощи червячной передачи, приводимой
в действие ручным маховиком или от вспомогательного двигателя.
Однофазные регуляторы получают, кроме того, добавочную,
сдвинутую на 90° по отношению к первичной обмотке, короткозамк-
нутую обмотку, назначение которой компенсировать поперечное
поле, которое при равномерно распределенной железной массе
может резко проявиться и тем значительно понизить коэфициент
мощности. Потенциал-регуляторы для трехфазного тока также
изготовляются в виде асинхронных двигателей. Добавочная э. д. с. Es
здесь не зависит от относительного пбИР&жения роторной обмотки;
изменяется только фаза Es, так что регулировка напряжения
происходит, как показано на фиг. 18. Крутящий момент
уравновешивается действием самотормозящейся червячной передачи или
противодействием двух монтированных вместе поворотных регуляторов.
1 S с h a i t. Der Drehstrom-Induklionsregler. Berlin 1927, J. Springer.

Преобразователи
883
Включение дополнительного трансформатора согласно фиг. 19.
Передаваемая трансформатором во внешнюю цепь мощность (при cos ?=1)
Собственная внутренняя мощность
если пренебречь потерями, падением напряжения и намагничивающим током.
Здесь
Е— нерегулированное напряжение*
Еп— отрегулированное напряжение,
£*!—фазовое напряжение ротора,
£"2—соответств. Е1 статора (равное Es на фиг. 18 и 20)*
/—сила тока до потенциал-регулятора,
/j—сила тока в роторе, компенсирующая силу тока /2 в обмотке статора^
/2—ток статора, определяемый нагрузкой.
Двойной потенциал-регулятор. При двойном
потенциал-регуляторе возможно соответственным включением
уменьшение сдвига фаз между Ua и U1 (фиг. 18).
Трехфазные потенциал-регуляторы применяются для
регулировки напряжения в трехфазных сетях, в качестве регуляторов
напряжения одноякорных преобразователей (стр. 888), для
выпрямителей большой мощности (стр. 896) или для преобразователей
частоты (стр. 840).
В случае одноякорных преобразователей регуляторы
выполняются с воздушным охлаждением. Если число оборотов преобразователя такое
же, какое нужно для нормальной работы вентилятора,
то последний сажается на один вал с
преобразователем, а вал потенциал-регулятора располагается
горизонтальным, совпадающим с валом преобразователя. В про*
тивном случае он снабжается самостоятельным
охлаждающим вентилятором, а при высоких напряжениях
выполняется в виде трансформатора с масляным
охлаждением и с вертикальной осью.
При параллельной работе потенциал- фиг. 20.
регуляторов следует иметь в виду, что простые
регуляторы вызывают поворот вектора напряжения. Поэтому
в связанных в нескольких местах сетях рекомендуется применение двойьых
регуляторов, изменяющих лишь величину напряжения (фиг. 20).
Предохранение от коротких замыканий во внешней сети тр> дно
обеспечивается. Фрикционная муфта в таких случаях освобождает
ротор.
Граница напряжений, для которых могут быть выполнены
потенциал-регуляторы, 10—12 kV. При более высоких напряжениях необходимо
применение отдельного возбудительного и отдельного сериесного трансформаторов,
отделяющих потенциал-регулятор от высокого напряжения,
В. Преобразователи
а) Общие данные
Для преобразования переменного тока в постоянный и обратно
пользуются обыкновенно так называемыми вращающимися
преобразователями (умформерами). Эти последние выполняются: а) в виде
56*

884 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Тр&нсф., ггреобр., Выпрямители
двигатель-генераторов, состоящих в большинстве случаев из
соединенных на общем валу или при помощи муфты двигателя и
генератора; Ь) в виде одноякорных преобразователей с раздельной
переменной и постоянной обмоткой (применяются редко); с) в виде
одноякорного преобразователя с общей обмоткой как для
постоянного, так и для трехфазного тока и, наконец, d) в виде каскадных
преобразователей, состоящих из асинхронного двигателя,
соединенного механически и электрически с обыкновенным одноякорным
преобразователем. В редких случаях речь может итти о
преобразовании трехфазного тока в однофазный для железнодорожных сетей
или о преобразовании числа периодов, например при кольцевании
сетей, работающих с разными числами периодов (60,50,40 и 25 пер/сек)
и имеющих самостоятельные силовые станции. Подобная задача-
преобразования числа периодов—производится при помощи мотор-
генераторных агрегатов в виде синхронно-синхронных
преобразователей или асинхронно-синхронных преобразователей с трехфазной
возбудительной машиной (фазным компенсатором) или с
вспомогательным двигателем со включением по схеме Крем ер a (AEG)
для асинхронного приводного двигателя. Преобразователи,
связывающие отдельные сети, делают возможным обмен энергией между
ними как активной, так и реактивной. Воздействие на
регулирующие органы достигается при помощи соответственных реле (реле
мощности, cos cp, частоты, напряжения).
В железнодорожном деле иногда приходится иметь дело с
преобразованием однофазного тока в трехфазный той же частоты при
помощи трансформатора фаз для того, чтобы иметь возможность
подведенный электровозу однофазный ток преобразовать в трех-
фаз1 ый для питания двигателей.
Сюда относятся: а) синхронно работающий преобразователь К а н д о 1) с
регулировкой напряжения, состоящий из статора, несущего однофазную и трехфазную
обмотки, и роюра, возбуждаемого постоянным током; b) S с h б п'а2) (Крупп) с
промежуточным, возбуждаемым постоянным током ротором с короткозамкнутой
обмоткой, несущей на статоре однофазную, а на роторе трехфазную обмотку
с контактными кольцами, с которых снимается трехфазный ток с частотой
скольжения.
Ь) Одноякорный преобразователь
Одноякорный преобразователь характеризуется
наличием якоря постоянного тока, к которому при помощи
контактных колец подводится одно, двух- или трехфазный ток, а при
помощи коллектора снимается постоянный ток. Нормальная обмотка
постоянного тока соединена с одной стороны с коллектором,
а с другой стороны с 2, 3, 4 или 6 контактными кольцами.
Возбуждение— обычной для машин постоянного тока конструкции —
питается или самостоятельной возбудительной машиной или
создается полученным постоянным током при помощи шунтовой или
*) ETZ 1525, стр. 37.
*} Kruppsche Monatshefte, Dezember 1925.

Одноякорный преобразователь
885
Таблица 4
компаундной обмотки. Для улучшения коммутации одноякорный
умформер снабжается добавочными полюсами. Одноякорный
умформер вращается, как синхронный двигатель. Его число оборотов
определяется числом полюсов и числом периодов питающего тока
л = 60/: р. Нормальное число оборотов при 50 периодах в секунду
приведено в табл. 4.
Число полюсов и наивысшая
допустимая окружная скорость
обусловливают взаимное расстояние угольных
щеток различной полярности, а это,
в свою очередь, определяет
максимальное допустимое напряжение постоянного
тока. Предельное напряжение при 50
периодах в сек. составляет от 1200 до
1500 V (в последнем случае необходима
особая конструкция). Одноякорные
умформеры для 25 периодов могут быть
построены для более высоких
напряжений, так как полюсное деление у них
вдвое больше, чем в случае тока в 50
периодов.
Железнодорожные одноякорные
преобразователи должны иметь специальные предохранительные
приспособления против короткого замыкания. Это достигается
быстродействующими выключателями на стороне постоянного тока, которые
приходят в действие прежде, чем коллекторная пластина из-под щетки
одной полярности успеет перейти под щетку другой полярности,
так что исключается возможность возникновения кругового
искрения. Опасность перебрасывания искры устраняется иногда
устройством разделительных перегородок из изолирующего материала
между щетками1).
Преимущества одноякорных преобразователей: малые размеры, небольшая
занимаемая площадь, небольшая первоначальная стоимость, высокий коэфициент
полезного действия; коэфициент мощности = 1 или улучшение сдвига фаз в
небольших пределах. т
Таблица 5. Соотношения напряжений в одноякорных преобразователях
Мощность
в kW
до 800
600—1200
1000—1600
16СО-2400
2000—3200
3000—5000
5000-6С00
Число
оборотов
в минуту
1500
1000
750
500
375
250
214
Для

соидального поля
Для а =
0,70 | 0,65 I 0,60
Однофазный преобразователь
Трехфазный „
Четырехфазный „
Шестифазный „
0,71
0,61
0,50
0,35
0,71
0,62
0,50
0,35
0,73
0,64
0,52
0,37
0,75
0,66
0,53
0,38
_ х) Н е i n r i с h, Pas Burstenproblem |щ glektromaschinenbau, Munchen ц. В$г>
Jin 19^0.

886 T- HI. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., иреобр., выпрямители
Недостатки: недостаточно широкие пределы регулирования напряжения;
необходимость включения трансформатора; затруднения при обратной работе
(рекуперации).
Между напряжением подводимого переменного тока и отдаваемого постоянного
тока существует строгое соотношение. Для различных величин « = полюсная
дуга: полюсный шаг; соотношения напряжений даны в табл. 5.
При трехфазном токе и синусоидальном поле, например* при напряжении
постоянного тока в 500 V, напряжение между фазами переменного тока составит
£00 V7T: (21^2~)=500 • 0,61=305 V. На практике принимают обыкновенно коэфи-
циент трансформации напряжения равным 0,62 при трехфазном и 0,36—при ше-
стифазном токе. Трансформатор необходим всегда.
Деление напряжения на стороне высокого напряжения для
питания трехпроводной сети достигается или присоединением нулевого
провода к нулевой точке трансформатора в случае, если таковая
доступна, или через посредство трех- или шестифазных
реактивных катушек, присоединяемых к контактным кольцам (фиг. 22).
Мощность и коэфициент полезного действия одноякор-
ного преобразователя зависят от его коэфициента мощности.
Через якорь одновременно протекают переменный ток и
постоянный. Так как один из токов является моторным током, а другой-
генераторным, то нагревание катушек происходит лишь под
влиянием разности обоих токов. Точно так же реакция якоря под
влиянием активной слагающей тока сравнительно невелика, вследствие
чего одноякорные преобразователи могут иметь меньшие размеры,
чем машины постоянного тока той же мощности. Соотношения
между мощностями одноякорного преобразователя и генератора
постоянного тока при одинаковом нагревании даны в табл. 6.
Таблица 6. Отношения между мощностями одноякорного преобразователя и
генератора постоянного тока при одинаковом нагревании
Ч и
л о фаз
I1)
Без потерь; cos <p=l
При потере в 4%; cos 9=1
При потере^ 4">/0 и реактивном токе в 30%
0,85
0,82
0,80
1,34
1,31
1,22
1,64
1,61
1,45
1,96
1,94
1,67
Реактивные слагающие тока не компенсируются постоянным
током и поэтому они обусловливают большую потерю в меди и
большую реакцию якоря. Так как напряжение постоянного тока
должно при разных нагрузках остаться постоянным, то при
ослаблении возбуждения из сети заимствуется отстающий ток, которым
покрывается уменьшение тока возбуждения. При увеличении же
возбуждения из сети заимствуется опережающий ток, который
ослабляет избыток возбуждения. Наиболее благоприятный
коэфициент полезного действия получается, если возбуждение отрегули-
*) Однофазные одиоякорные преобразователи не рекомендуются вследствие
плохого их использования и вследствие некоторой пульсации постоянного тока.

Одноякорный преобразователь 887
ровано на коэфициент мощности = 1. Коэфициенты полезного
действия одноякорных преобразователей (без трансформаторов)
приведены в табл. 7.
Таблица 7. Коэфициенты полезного действия одноякорных преобразователей:
я=1500 оборотов в мин., cos <p=l
Нагрузка
10
86,0—87,0
85,0-86,0
81,0—82,0
20 | 50
87,5-88,0
86,0—87,0
83,5—84,0
90,0—90,5
89,5—90,0
87,5—88,0
100
91,5-92,0
91,0-91,5
88,5—89,0
80,5—81,0
160 1
92,0—93,0
91,5—92,5
89,0-91,0
81,5—82,0
• 200 |250-500kW
93,0-93,5
92,0—93,0
90,0—91,5
82,0-82,5
94,5—95,0
94,0—94,5
92,5—93,0
84,5-85,0
При помощи одноякорных преобразователей можно до
некоторой степени регулировать сдвиг фаз, так как при
перевозбуждении из сети заимствуются опережающие токи, при недовозбужде-
нии в сеть посылаются отстающие токи. Но для того чтобы такое
смещение фаз было возможно при нормальной нагрузке, размеры
машин должны быть более крупные. Без изменения модели
машины возможно изменение сдвига фаз при частичной нагрузке
в пределах, приведенных в табл. 8 допустимых коэфициентов
мощности для одноякорных преобразователей.Экономичность
использования одноякорного преобразователя должна быть проверена
путем сравнения экономии на плате за электрическую энергию и
добавочных расходов на увеличенные потери в преобразователе.
Таблица 8. Допустимые коэфициенты мощности
Нагрузка
Трехфазные преобразователи . . .
Шестифазные „ ...
4/4 | 3/4
1,00
1,00
0,95
0,96
2Д
0,80
0,85
V*
0,52
0,60
Регулировка напряжения. Так как изменение возбуждения
^включенного в сеть одноякорного преобразователя не оказывает
непосредственно никакого влияния на напряжение, а воздействует
лишь на фазу заимствуемого из сети тока, причем напряжение
постоянного тока сохраняет постоянное отношение к напряжению
переменного тока, то для регулировки напряжения преобразователя
необходимо соответственным образом изменять напряжение
переменного тока. Это достигается включением перед преобразователем
реактивной катушки или трансформатора с сильным рассеянием.
При этом напряжение удается регулировать в известных пределах
благодаря тому, что недовозбуждение создает на стороне перемен-
х) Для 20С0 до 4000 kW считают последние значения (для 50Э kW) включая и
трансформатор.

888 т* 1Н» 0тД- lt0- Электротехника. IV. Транеф., преобр»., выпрямители
Фиг. 21а и Ь.
ного тока одноякорного преобразователя отстающий ток, причем
в реактивной катушке возбуждается э. д. с. Us (фиг. 21а), которое
вместе с постоянным напряжением Un дает на кольцах
преобразователя пониженное напряжение Uw. Наоборот, перевозбуждение
создает опережающий ток, индуктирующий в дроссельной катушке
сдвинутую на 90° э. д. с. Us (фиг. 2lb), повышающую напряжение
у зажимов одноякорного преобразователя. Таким образом, в
отношении регулировки напряжения постоянного тока
действие изменения возбуждения поля в случае
преобразователей остается такое же, как и у шун-
товых машин постоянного тока. Более сильное
возбуждение повышает, а более слабое
возбуждение понижает в известных пределах
напряжение на стороне постоянного тока.
Возможно также компаунди рование
одноякорных преобразователей при помощи
последовательной обмотки на индукторных
полюсах, через которую проходит главный постоянный
ток. Если требуется регулировка напряжения
в широких пределах, то со стороны переменного
тока устанавливаются дополнительные
трансформаторы с регулирующими приспособлениями или
потенциал-регуляторы (стр. 882). Добавочные якоря, в которых может
возбуждаться добавочное напряжение переменного тока, в настоящее
время более не применяются, так как они ухудшают условия
коммутации, но зато применяются часто вольтодобавочные машины
на стороне постоянного тока, Особенно при работе на зарядку.
Регулировка напряжения возможна в пределах:
до± 3°/о— при помощи трансформаторов с магнитным рассеянием,
„ ± 7°/о— „ » дроссельных катушек,
„ ± 25J)o— » п потенциал-регуляторов.
Параллельная работа. Одноякорные преобразователи,
предназначенные для параллельной работы, должны иметь одинаковое
падение напряжения или одинаковые характеристики, особенно
в тяжелых условиях работы (например железнодорожная эксплоа-
тация). В случае надобности это может быть достигнуто
принудительным путем при помощи дроссельных катушек. Возможна
параллельная работа с ртутными выпрямителями. При параллельной
работе рекомендуется установка центробежных выключателей,
которые в моменты действия обратного тока, когда машины могут
„понести", выключают ток на стороне постоянного и переменного
тока. В целях предупреждения неравномерной нагрузки щеток
рабочим током каждый умформер снабжается своим
самостоятельным трансформатором.
Качание преобразователей, которое легко может проявиться,
особенно при большом числе полюсов, устраняется при помощи

Одноякорный преобразователь
889
демпферной обмотки, которой снабжаются полюсные башмаки
(ср. стр. 816).
Обратная работа как преобразователя постоянного тока
в переменный применяется в редких случаях и требует
соблюдения ряда условий. При сильно индуктивной нагрузке, вследствие
ослабления возбуждения, благодаря реакции якоря,
преобразователь может „понести". Поэтому необходимо устройство
центробежных выключателей и
вольтодобавочных машин.
Часто устраиваются
специальные
приспособления для
осевого смещения вала в
целях достижения
равномерного износа коллектора и
контактных колец.
Приспособления эти могут быть
механические или
электрические.
Пуск в ход может
быть осуществлен со
стороны постоянного тока, если
имеется аккумуляторная
батарея или другая сеть
постоянного тока, которой
можно пользоваться для
пуска преобразователя.
Включение
производится по достижении
синхронизма. Обязательна
установка синхронизирующих
приспособлений. Пуск в ход
со стороны переменного тока производится при помощи
отцепляемого небольшого асинхронного двигателя, рассчитанного на
большее число оборотов, чем преобразователь, для того, чтобы при
помощи пускового реостата его можно было постепенно
отрегулировать на синхронное число оборотов преобразователя. В последнее
время применяется способ непосредственного пуска со стороны
трехфазного тока при помощи промежуточной ступени напряжения
трансформатора, отрегулированной на 25 до 40% полного
напряжения.
На стороне высокого напряжения трансформатора пусковой
ток достигает, в случае преобразователей от 200 до 1000 kW, 70—
90% нормальной силы тока, но при значительном сдвиге фаз
(cos 9 до 0/2). Благодаря демпферной обмотке на полюсных
башмаках и частичному напряжению, преобразователь достигает
постепенно, как асинхронный двигатель, синхронного числа
оборотов. Полярность устанавливается случайно. Коротким
переключением главного выключателя устанавливают правильную поляр-
Фиг. 22.

890 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
ность. В мощных агрегатах изменяют направление тока в
возбуждении дважды (фиг. 22). Добившись тем или иным путем
правильной электрической полярности, преобразователь включают
через пусковые дроссельные катушки на полное рабочее
напряжение (фиг. 22). Для предупреждения возможности появления
опасных высоких напряжений в обмотке возбуждения, ее
включают при пуске в ход через посредство регулируемого
сопротивления.
с) Каскадные преобразователи1)
Каскадный преобразователь представляет собой асинхронный
трехфазный двигатель, соединенный с обыкновенным одноякорным
преобразователем не только .механически, но и электрически,
т. е. фазовая обмотка ротора (например 12-фазная) двигателя с
/^парами полюсов присоединяется к соответствующим точкам якоря
динамомашины постоянного тока о р2 парах полюсов. При
синхронном ходе весь агрегат вращается со скоростью п = 60 /: (рх -f-
-j-/?2) оборотов в минуту. В большинстве случаев выбирают
p1z=zp2l и таким образом агрегат вращается с половинным
синхронным числом оборотов. Принятые числа оборотов приведены
в табл. 9.
Таблица 9
Мощность в kW I 500—1600 I 1200—2400 I 2000—3000 I 2000—4000
Число оборотов в мин I 750 | 500 | 375 | 300—250
Предельные значения напряжений при 50 пер/сек около 2000--3000 вольт.
Пуск в ход со стороны переменного тока производится, как
у асинхронного двигателя, при помощи пускового реостата,
который соединяется с тремя обмотками ротора, сдвинутыми на 120°,
при помощи колец, по которым скользят 3 щетки. Фазовые обмотки
ротора (12 обмоток в нашем примере) могут замыкаться накоротко
при помощи медного замыкателя, образующего общую для всех
фаз нулевую точку. При открытом замыкателе включают ток в
статор н\ю обмотку двигателя и преобразователь приходит во
вращение. По достижении синхронного числа оборотов ротором, а вместе
с ним и якорем преобразователя, коротко замыкают пусковой рео*
стат и общий для всех 12 фаз замыкатель нулевой точки и
приподнимают щетки. Преобразователь начинает после этого
работать с постоянной синхронной скоростью. Возможно деление
напряжения постоянного тока для питания трехпроводной сети,
причем нулевая точка, соединяющаяся со средним проводом, образуется
опущенными щетками. Регулировка напряжения, как у одноякор*
ных преобразователей. Требующееся реактивное напряжение може?
быть создано сильным рассеянием в трехфазном двигателе. Пре-
^Arnold tind La С о u r, Der Kaskadenumformer,Stuttgart, 1904, F. Enke, —
HMlo, Dtr Kaskadenumformer, ETZ 1910, S. 575,

Каскадные преобразователи. Двигатель-генераторы 891
делы регулировки при отсутствии дроссельных катушек г£10% от
номинального напряжения. Чтобы преобразователь не „понес",
предусматривается центробежный выключатель. Демпферная обмотка
на полюсных башмаках служит как защита против качания одно-
якорного преобразователя.
Преимущества: независимость напряжения трехфазного
тока от напряжения постоянного тока; трехфазный статор может
иметь обмотку, рассчитан-
Таблица 10. Коэфициент полезного дей-
на высокое напряже-
так что в случае на-
ную
ние,
добности можно обходиться
без трансформатора*,
высокий коэфициент полезного
действия (на 2—3% выше,
чем у двигателя -
генератора); имея на стороне
постоянного тока число
периодов равным 25 в секунду,
каскадные преобразователи
могут быть изготовляемы
в отношении постоянного
Коэфициент полезного
ствия
Мощность
kW
250
500
1000
1500
]
V*
90
91,5
92
93
HI агр
%
85
91
91,5
92,5
узка
*и
88
90
91
92
V*
83
84
86
87
более высокое напряжение,
тока на
чем обыкновенные преобразователи.
Недостатки: наличие двух машин; сторона постоянного тока
имеет большие размеры, чем у одноякорных преобразователей;
большая занимаемая площадь; более высокая стоимость.
d) Двигатель-генераторы
Двигатель-генераторы применяются:
1) для преобразования постоянного тока в
постоянны й же трк более высокого напряжения;
2) для преобразования постоянного тока в
переменный однофазный или трехфазный и обратно;
3) для преобразования однофазного или трехфазного тока
в такой же ток с другим числом периодов;
4) для связи сетей, имеющих различное число фаз и периодов.
1. Агрегат состоит из шунтового двигателя и генератора.
Если постоянный ток низкого напряжения преобразуется в такой же
ток высокого напряжения, то вместо специальной динамо можно
применить вольтодобавочную динамо, которая включается
последовательно с располагаемым напряжением. Если же, наоборот, требуется
преобразовать ток высокого напряжения в ток низкого напряжения,
то вместо полного преобразования применяется метод так
называемого встречного соединения; двигатель работает в последовательном
включении с сетью низкого напряжения, а приводимая им в движение
динамо своими зажимами присоединяется к полюсам низкого
напряжения..
2. Шунтовой двигатель постоянного тока соединяется
непосредственно с генератором одно- или трехфазного тока. В обрат-

892 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
Мощность
kW
до 1200
1000—1800
1600-2400
2400—3600
3600—5000
5000—9000
7000-12000
Число
оборотов
в минуту
1500
1000
750
500
375
250
200
ном случае, при условиях спокойной работы, синхронный двигатель
сцепляется с генератором постоянного тока для того, чтобы иметь
возможность улучшить коэфициент мощности сети, благодаря
перевозбуждению синхронного двигателя. При тяжелых условиях работы
приходится прибегать к асинхронному двигателю, причем весь
агрегат снабжается иногда для устранения „толчков" в нагрузке
маховым колесом, которое запасает энергию в моменты слабой
нагрузки и отдает ее в моменты, когда нагрузка бывает высока
(вращающийся аккумулятор Ильгнера). В крупных агрегатах можно
отрегулировывать коэфициент мощности, доводя его до 1, при
помощи возбудительной машины. Упо-
Таблица 11. Числа оборотов требительные числа оборотов даны
в табл. 11.
3. Синхронный двигатель
в качестве первичного двигателя. При
параллельной работе нескольких
агрегатов должны быть предусмотрены
приспособления для поворота статоров.
Находят применение при переходе от
частоты сети в 50 периодов на частоту
в 162/3 периодов в сек. для питания
железнодорожных двигателей.
4. Преобразователи,
связывающие отдельные сети1). В одной
из своих частей такой преобразователь
состоит из асинхронного двигателя, вспомогательная машина
которого дает возможность регулировать отдачу преобразуемой
агрегатом мощности. Эта вспомогательная машина должна производить
экономичную без потерь регулировку числа оборотов
асинхронного двигателя: например одноякорный преобразователь в схеме
Кремера, трехфазный возбудитель, возбуждаемый со стороны
статора или ротора; трехфазный возбудитель работает по схеме
с независимым возбуждением от преобразователя частоты или
соответствующей возбудительной машины, и может быть
непосредственно сцеплен с главным агрегатом. В этом случае, особенно
когда приходится иметь дело с большими мощностями,
преобразователи выполняются в виде машины Шербиуса 2). Преобразователи для
связи отдельных сетей выполнены мощностью до 20 000 kVA.
Преимущества двигателей-генераторов,—полная
независимость напряжений обеих машин; приводный двигатель может иметь
обмотку для высокого напряжения, так что делается излишним
промежуточное включение трансформаторов; регулировка напряжения
возможна в широких пределах (система Леонарда), равно как
возможно улучшение cos <р при пользовании синхронными двигателями.
Недостатки: две машины, большая занимаемая площадь,
высокая стоимость, меньший коэфициент полезного действия, который
]) ETZ 1929, S. 1326.-Archivf. Elektrotechnik, Bd. XIX, S, 335,- E. u. M. 1928, S. 873.
*} E, u, M. 1924, S. 110,

ЁытвряШтелгй
893
при полной нагрузке на 2—3%, а при нагрузке в ty4 — #а 4—6<у0 ниже,
чем коэфициент полезного действия каскадного преобразователя.
С. Выпрямители
а) Ртутные выпрямители
1. Общие данные. Выпрямляющее действие вольтовой дуги
с ртутными парами предполагает наличие: раскаленного катода
(катодное пятно около 3000°), нераскаленного анода (железного или
графитного от 500 до 600°) и высокого вакуума (ок. 0,05—-0,001 мм
рт. ст). Далее, необходим сборный резервуар для
регенерирования оседающего материала катода (ртути). Зажиганием
называется включение вольтовой дуги при пуске в ход выпрямителя.
Наименьшая сила тока —та сила тока, при которой
выпрямитель поддерживается в рабочем состоянии, не потухая. В случае,
если сила тока упадет ниже этой предельной величины,
необходимо вспомогательное возбуждение. Последнее состоит
из вспомогательного анода, который для своего питания требует
чрезвычайно малого напряжения и образует с анодом небольшой
вспомогательный выпрямитель. Обратным зажиганием
называется явление, соответствующее короткому замыканию и
заключающееся в устремлении тока через выпрямитель в
противоположное выпрямленному току направление; оно наступает, если анод
слишком накалится, или если на нем сконденсируются пары ртути.
Напряжение вольтовой дуги практически не зависит от силы тока
и составляет поэтому независящую от нагрузки потерю энергии,
которая отводится в виде тепла. Кривая анодного тока представляет
отрезок синусоиды, симметричный относительно амплитуды,
причем ширина этого отрезка зависит от числа фаз питающего тока.
В зависимости также от этого числа фаз постоянный ток
характеризуется большим или меньшим числом
гармонических волн высшего порядка.
Катод является положительным полюсом,
нулевая точка трансформатора—отрицательным
полюсом для сети постоянного тЮка.
Коэфициентом мощности
называется отношение мощности постоянного тока
в ваттах к мощности переменного тока
в вольт-амперах. Зависит отчасти от сдвига
фаз и отчасти от формы кривой.
2. Включение. Для возможности
использования обеих полуволн переменного тока фиг. 23 а и ь.
необходимо устройство по крайней мере
двух анодов (фиг. 23а). Для того чтобы не дать силе тока опуститься
до нулевого значения, в случае однофазных выпрямителей в провод
постоянного тока включают дроссельную катушку (перекрывающая
дроссельная катушка D на фиг. 23а). В случае же выпрямителей
трехфазного тока (фиг. 23Ь) такие катушки являются не безусловно

394 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IV. Трансф., преобр»., Выпрямители
необходимыми, так как в любой момент в одной из трех фаз
имеется определенная сила тока.
Часто однако применяются катодные или анодные дроссельные
катушки для уменьшения пульсаций (волнистости) постоянного тока.
Трехфазные трансформаторы (стр.879) в виду
толчкообразно чередующейся нагрузки отдельных фаз включается по схеме:
треугольник-звезда, звезда-зигзаг. При больших мощностях: тре-
угольник-шестифазная звезда, звезда-шестифазный зигзаг, звезда-
двойная, звезда с разделяющей ток дроссельной катушкой
(отсасывающая катушка — ВВС) или двенадцатифазная звезда (AEG) *).
Регулирование напряжения в
случае выпрямителей небольшой мощности
осуществляется включением сопротивления на
стороне постоянного тока (не экономично),
при больших мощностях на стороне
переменного тока при помощи ступенчатых
трансформаторов, дополнительных автотрансформаторов
(стр. 880) или потенциал-регуляторов (фиг. 24).
Деление напряжения производится при
помощи делительного агрегата или батареи.
Питание крайних проводов от выпрямителя.
Питание сети двумя последовательно
включенными выпрямителями невозможно.
Параллельная работа выпрямителей
возможна как между собой, так и с сетью, с
посторонними генераторами и преобразовате-
фиг. 24. ЛЯМИ.
Преимущества: малая занимаемая
площадь, малый вес, отсутствие фундамента,
простой уход, никаких специальных приспособлений для
параллельной работы, быстрый пуск в ход, высокий коэфициент
полезного действия, отсутствие шума, отсутствие износа. Особенно
пригодны для установок с управлением на расстоянии и для
автоматического управления.
Максимальное значение достижимой величины постоянного
тока — 20000 А, максимальное напряжение потоянного тока 30 kV.
Напряжение постоянного тока находится в определенном
отношении к напряжению трехфазного переменного тока* при
напряжении на стороне постоянного тока 220 V; на стороне трехфазного
тока приблизительно 380 V (линейное напряжение); 120 V
постоянного тока соответствует 220 V трехфазного.
3. Стеклянные выпрямители. Колба из стекла
применяется при 5 до 400 А постоянного тока. Зажигание
производится наклонением стеклянной колбы до соприкосновения ртути
катода с вспомогательным анодом (фиг. 23). В крупных
выпрямителях наклонение производится электромагнитными приспособле-
J
1) ETZ 1929, S. 303,

Выпрямители
ниями или производится зажигание вспрыскиванием: ртуть
электромагнитно выплескивается на зажигательный анод.
Для малых сил тока, примерно до 20 А, стеклянные баллоны
изготовляются однофазными, для средних сил тока — трехфазными,
а для больших сил тока — шестифазными.
Охлаждение для выпрямителей:
от 5 до 60 А — естественное воздушное,
100 до 25J А — искусственное воздушное при помощи вентилятора,
300 до 500 А — масляное охлаждение.
Перегрузка допустима в 100>|0 в течение 10 секунд,
50>/о » 6J „
25°/0 п Ю минут
Перегрузка, короткое замыкание и обратное зажигание
представляют опасность для впаянных вводов, и потому внн должны
быть защищены плавкими предохранителями.
Падение напряжения в вьпрямителе, включая трансформатор,
7-ЭО/о.
Для параллельной работы требуется установка
дроссельных катушек в целях получения необходимого при нагрузке
падения напряжения, так как напряжение вольтовой дуги, —
приблизительно 15—19 V — не зависит от силы тока. Коэфициент
полезного действия для нагрузок до Vs 0T нормальной величины остается
почти без изменения.
Таблица 12. Коэфициент полезного действия ртутных выпрямителей
Напряжение в V
Коэфициент полезного
действия (включая все
вспомогательные приборы) в%
65
75
115
79
230
87
470
91
Наименьшая сила тока около 5 А. На вспомогательное
возбуждение расходуется от 120 до 200 W. В малых выпрямителях
со стеклянными колбами аноды могут играть одновременно роль
анодов для возбуждения; коэфициент мощности при работе на три
фазы от 0,82 до 0,85; при работе на шесть фаз — 0,93—0,95.
Продолжительность службы малых выпрямителей 15 000 час, больших —
до 12 000 час. Наибольшая длительность работы 30000—40000 час.
Благодаря единообразному и надежному монтажу всех
вспомогательных аппаратов, каковы: трансформаторы, дроссельные
катушки, выключатели, предохранители, измерительные приборы,
конструкция этих ртутных выпрямителей достигла в настоящее время
высокой степени совершенства. Применение: зарядка всякого
рода аккумуляторов, особенно самодействующая для
электротележек и подвижных экипажей в соединении с специальными
зарядными дроссельными катушками и выключателями (система Pohler,
стр. 754), обслуживание проекционных Фонарей, прожекторов, пиаа-

896 Т. III. Отд. 10. Электро1ехника. IV. Трансф., преобр., выпрямители
ние небольших сетей постоянного тока в присоединении к
электропередачам, а также для питания трамвайных сетей.
Выпрямители с аргоном сходны с ртутными выпрямителями. В
качестве катода служит жидкая амальгама калия или натрия. Сосуд наполнен газом
аргоном. Минимальная сила тока от 0,3 до 0,7 А; пригоден как выпрямитель для
небольших мощностей. Строится до 250 А на одну колбу. Напряженке дуги
от 14 до 20 V. Зажигание толчкообразным повышением напряжения от 500 до 700 V
(без наклонения баллона).
Тиратрон (AEG) *) — стеклянный аппарат с парами ртути, снабженный
управляемой сеткой и преобразовывающий постоянный ток в переменный одно-
и трехфазный и обратно,
4. Мощные ртутные
выпрямители 2). Корпус изготовлен из
сваренных железных листов.
Вакуум получается и
поддерживается циркуляционным
масляным насосом в соединении
с ртутным насосом. Расход
энергии 300-450 W. Масляный насос
работает только при первом пуске
в ход. Спустя некоторое время
все остаточные газы удаляются,
так что работать насосу
приходится лишь в особых случаях.
От времени до времени следует
производить проверку степени
вакуума З). Зажигание
производится при помощи
вспомогательного анода, пропущенного через
центральную часть выпрямителя
и погружаемого во время пуска
в ход при помощи
электромагнитного приспособления в
ртутную ванну, или электромагнитным
вспрыскиванием ртути на анод
для зажигания.
Включение по схеме фиг. 24.
Для больших сил тока
выпрямители строятся с 6 анодами (до
1000 А), с 12 (до 6000 А) или
24 (выше 6000 А). Из общего числа анодов по 2 или 4 включаются
параллельно.
Охлаждение — при помощи водяной рубашки. В
большинстве случаев аноды и катоды охлаждаются независимо один
от другого (фиг. 25). Расход воды: приблизительно 1 л/час на
Фиг. 25.
а—вакуумный сосуд, b—ртутный
катод, с—катодная чашка, d—аноды,
е—анодные охладители,
/—зажигательный магнит, g—кольцевой ох 1адитель,
h—зажигательней анод, /—-охлаждение
сосуда, k—охлаждение катода, 1~
охлаждение крышки.
1) ETZ 1931, S. 277, 829.
2) tteltkrafckonferenz, XII Band, Berlin 1930, S. 13, 235, 248, 309. VDl-Verlag.
3) Siemens Z. 1927, S. 829, E1Z 1929, S. 1782.

897
1А нагрузки. Охлаждение охлаждающей воды воздушное или также
водяное.
Высокая устойчивость против толчкообразных
перегрузок, вследствие чего подобные мощные выпрямители пригодны
для обслуживания железнодорожных сетей с тяжелыми условиями
работы.
Чтобы ослабить вредное действие коротких замыканий
и обратных зажиганий, устанавливаются на стороне постоянного
тока быстродействующие выключатели, а на стороне переменного
тока масляные выключатели.
Падение напряжения в выпрямителе, включая главный
трансформатор (но без анодных дроссельных катушек) составляет
от 7 -до 9%.
Для параллельной работы требуется включение
дроссельных анодных катушек. Напряжение вольтовой дуги —
около 22—2*7 V — независимо от силы тока. Коэфициент
полезного действия, включая все вспомогательные аппараты
до Ve нормальной нагрузки практически не зависит почти от
нагрузки (см. табл. 13).
Таблица 13. Коэфициент полезного действия мощных ртутных выпрямителей
Напряжение в V
Коэфициент полезного
действия (включая все
вспомогательные при-
120
81
230
88
470
92
60Э
93
825
94
1200
95
1650
96
Наименьшая сила тока 15 А. Вспомогательное
возбуждение расходует около 1000 W. Коэфициент мощности —
как у выпрямителя со стеклянной колбой.
Уход. Выпрямители почти не требуют особого ухода; нужна
лишь ежедневная проверка вакуума и водяного охлаждения.
Возможны измерения на расстоянии (см. выше).
Применение. Питание больших сетей постоянного тока,
а также железнодорожных сетей, включая магистральные и
пригородные железные дороги, работающие на постоянном токе1).
В настоящее время имеются в эксплоатации единицы на 5000 А
и 1600 V, 2000 А и- 3000 V, а также высоковольтные для отправи-
тельных радиостанций на 15 000 V и 30 А. На фиг. 25 показан
мощный выпрямитель завода Сименс-Шуккерт.
Отдельные типы мощных ртутных выпрямителей различаются по силе тока:
на 1000, 1600, 2500, 4000, 6400, ЮСООи 16 000А.*При эксплоатационных напряжениях
свыше 8(0 V нагрузочная способность выпрямителей постепенно понижается
до примерно 50о/о при напряжении 16J0 V. Применение мощных выпрямителей
для регулирования напряжения и нагрузки, для высоковольтных передач и преоб-
*) ETZ 1928, Н. 24. El. Batmen, S. 205.
Зак. 2893.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III. 57

898 Т. III. Отд. 10. Электротехника. TV. Трансф'., ггреобр., выпрямители
разования частот (ртутные преобразователи с сеточным анодным управлением) —
см. литературу х). '
Преимущества —те же, что у выпрямителей со стеклянными
баллонами. Так как они дают возможность получения постоянного тока высокого
напряжения с высоким коэфициентом полезного действия, то они особенно
пригодны для железнодорожных подстанций.
Ь) Другие виды выпрямителей
Выпрямители с лампами тлеющего разряда8) — используют выпрямляющее
действие известных ламп тлеющего разряда. Применяются для небольших
мощностей. Рабочий ток — до 0,2 А.
Катодный выпрямитель характеризуется накаливаемым электрическим током
(ток накала) катодом и двумя анодными рукавами. Катод по Венельту покрыт
окисью кальция. Только для слабых сил тока. Падение напряжения от 15 до 22 Y.
Рабочий ток от 0,25 до 1 А при напряжении от 3000 до 10 000 V.
Катодные выпрямители с заполнением благородными газами (Akkumu-
latoren Fabrik AG) 8>. Падение напряжения от 15 до 20 V. Для низких напряжений 20 до
250 V; сила тока от 3 до 30 А на колбу. Анодные присоединения и присоединения
для цепи накала в одном цоколе. Для трехфазного тока применяется включение
из трех ламп на общую силу тока до 100 А. Применяются для " автоматической
зарядки батарей 4) с зарядным дросселем и зарядным выключателем (системы
РбЫег'а, стр. 754).
Катодные выпрямители с заполнением благородными
газами б). Ramar AEG заполняют свои выпрямители аргоном. Падение
напряжения от 7 до 11 V; рабочий ток около 6 А.
Оксидные катодные выпрямители с накаленным
катодом и ртутными парами6) (AEG) выполняются также в виде тиратронов (стр.896).
Мощность накала около 1 ватта/1 А эмиссии. Срок службы 6000 час. Выполняются
также в виде мощных выпрямителей для высокого напряжения. Падение напряжения
от 12 до 2J V.
Механические выпрямители. Маятниковый выпрямитель представляет собой
настроенный на данное число колебаний и качающийся синхронно с
выпрямляемым переменным* током контактный замыкатель. Механические выпрямители
применяются преимущественно для лабораторных целей и для рентгеновских
приборов.
Электролитические выпрямители используют выпрямляющее действие
алюминиевых элементов, состоящих из алюминиевого катода и металлического
или угольного анода, погруженных в электролит. Коэфициент полезного их
действия мал, и потому они почти не имеют практического применения.
*К этой же группе относятся танталовые элементы: тантал — свинец в
разбавленной серной кислоте с добавлением сернокислого железа. Коэфициент полезного
действия плохой и потому малое практическое значение.
Коллоидный выпрямитель использует выпрямляющее действие элемента
из коллоидального серебра в серной кислоте в качестве анода и
металлического катода. Плотность тока на металлическом катоде около 1 А/сж9 и выше.
Выпрямленный ток подводится к раствору коллоидального серебра при помощи
угольного электрода. Коэфициент полезного действия значительно выше, чем
у электролитического выпрямителя.
Сухие выпрямители. Медный пластинчатый выпрямитель (SSW, AEG и
др. 7). Использует выпрямляющее действие контакта медь (закись меди) контактный
электрод. Последний в виде свинцовой пластины, нажатой, под давлением на слой
закиси, нанесенный непосредственно на медную пластину. При выпрямителях
с большими плоскостями соприкосновения (SSW) слой закиси наносится
электролитически, химически или механически. Коэфициент полезного действия от 50 до
1) Siemens-Z., 1931, стр. 142. EI. Bahnen, 1932, Marzheft.
«) Helios 1925, стр. 30. — ETZ 1928, стр. 1077 и 1604.
з) Helios 1930, стр. 1.
*) ETZ, 193Э, стр. 1257.
8) ETZ, 1925, стр. 1730.
ч> ETZ, 1931, стр. 829.
') ETZ, 1930, стр. 993.

Электрические измерительные приборы 899
70о/о4 Включение: последовательное, с двойным разветвлением или по схеме
Гретца. Область применения: зарядка радио-, телефонных или сигнальных батарей.
Сила тока 0,5 до 1 А при нормальных пластинах и при больших до 20 А. Путем
параллельного включения пластин величину выпрямляемого тока можно по
желанию значительно увеличить. „Запорное" напряжение 2 или соотв. 4 V на пластину.
Эксплоатационное напряжение можно увеличить до желаемых размеров путем
последовательного включения элементов. Ири больших мощностях включение
в трехфазную сеть. Схема включения аналогичная ртутным выпрямителя»!.
Селеновые выпрямители (Южно-германская аппаратная ф-ка). Использует
контакт группы: металл (селен) металл. На металлическую пластину наплавляется
сеченовый металлический слой и на него путем распыления наносится тонкий
слой металла.
„Запорное" напряжение до 15 V на пластину. Включение, применение и
пр., как у приведенных выше типов. Кроме того, применяется для выпрямления
очень малых величин переменных токов для измерения (стр. 907).
с) Выпрямители очень высоких напряжений
Катодные выпрямители, с накаленным катодом (кенотроны)
применяются для выпрямления (стр. 713) высокого напряжения до
300 000 V для целей испытания и для получения рентгеновских
лучей. Падение напряжения от 500 до 1500 V. Рабочий ток от 0,1
до 0,3 А при напряжении накала от 10 до 25 V.
Механические выпрямители. Вращающиеся выпрямители
с синхронно вращающимся контактным замыкателем, который
дает контакт лишь в течение одного направления тока. Особые
схемы позволяют использовать обе полуволны переменного тока.
Вращающиеся выпрямители применяются для испытательных
целей до самых высоких напряжений и для рентгеновских
трубок.
V. Электрические измерения
А. Электрические измерительные приборы г)
Электрические измерительные приборы служат для измерения
электрических и других величин при научных или технических
исследованиях, например при испытании электрических машин
(точные измерительные приборы) или при контроле работы
электрических станций и" установок (технические измерительные
приборы). Технические измерительные приборы изготовляются
в виде переносных измерительных приборов или в виде
приборов для монтажа на распределительных досках. Последние могут
быть выполнены либо для непосредственного отсчета по
показаниям стрелки, либо в виде самопишущих приборов. В
большинстве случаев приборы бывают цилиндрической формы
с диаметром цоколя приблизительно 200 мм, или профильной
*) Электротехнические правила и нормы ВЭС, изд. ВЭО, 1931. — К е й н ат,
Техника электр. измер. приборов, I том, 3 изд., Берлин 1928, изд. Ольденбург.
П'

900 т- 1П. Отд. 10 Электротехника. V. Электрические измерения
формы, с секторообразным или плоским профилем; последней
для заднего соединения.
В СССР измерительные приборы испытываются и проверяются
согласно нормам, одобренным IX Всесоюзным электротехническим
съездом.
4
Нормы обнимают:
амперметры до 1500 А
вольтметры 10 000 V
ваттметры,
фазометры,
частотомеры,
омметры типа вольтметров
для постоянного тока и для
переменного тока с частотой от 15 до
60 пер/сек
для тех же пределов силы тока и
напряжения, как и для амперметров
и вольтметров
На лицевой стороне каждого прибора должны быть отчетливо обозначены:
1. Марка завода. •
2. Заводской номер прибора.
3. Указание единиц измеряемой величины (при помощи обозначений, принятых
Международной электротехнической комиссией).
4. Условное обозначение класса прибора
5. „ „ рода тока,
6. „ „ системы прибора.
7. „ „ испытательного
напряжения (табл. 1) и
8. Условное обозначение способа установки при
пользовании прибором (см. табл. 1).
Условн. обозначения
табл. 2, стр. 902.
Таблица 1. Испытательное напряжение изоляции прибора
Для приборов, предназначенных на
рабочее напряжение относительно
земли в V
Испытательное напряжение
(действующие величины) в V
0
51
251
501
751
1001
- 50
— 250
- 500
— 750
—1000
—и выше
500
1000
1500
2000
2500
1000 + удвоенное напряжение
между проводами
а) Определения г)
Измерительный механизм — приспособление для
получения и отсчета отклонений указателя. Подвижной орга н—•
стрелка и движущиеся вместе с ней части. При помощи
направляющей силы стрелка указателя возвращается в нулевое
положение по прекращении действия измеряемой величины. И з м е-
') В соответствии с правилами и нормами для измерительных приборов БЭС.

Электрические измерительные приборы
90!
рительный прибор — совокупность измерительного
механизма и вспомогательных частей, монтированных вместе с ним
внутри кожуха для непосредственного отсчета электрической
величины. Шунт — сопротивление, параллельно которому включается
последовательная цепь прибора. Добавочное
сопротивление— сопротивление, включаемое последовательно в цепь
напряжения прибора. Соединительные (калиброванные)
проводники в цени тока и напряжения измерительного
прибора должны иметь точно выверенное сопротивление.
Измеряемая величина-— та физическая величина, для измерения
которой назначен данный прибор. Предел измерения—
область показаний прибора, для которой соблюдены условия
точности показаний прибора. Этот предел обнимает: а) в
приборах с равномерными и одинаково точными делениями — всю
область шкалы, Ь) в приборах с неравномерными делениями —
особо отмеченную часть шкалы.
Длина шкалы — длина пути, проходимая концом стрелки от
начала до конца шкалы, измеряемая в мм. В приборах без
нулевой точки шкала начинается не от нуля, а от большей
величины. Ошибка в показания х—разница между отсчетом
и действительным размером измеряемой величины вследствие
механического несовершенства прибора и неточности градуировки;
выражается в процентах конечной величины данного предела
измерений. Ошибки в показаниях зависят еще от температуры,
частоты тока, напряжения, положения и влияния посторонних
полей.
Величину влияния перечисленных факторов в процентах
конечной величины данного предела измерений можно найти
для разного класса приборов в правилах и нормах,
утвержденных IX ВЭС.
Типы измерительных приборов и их условное обозначение
даны в табл. 2 (см. стр. 902).
Для испытания электрических машин
применяются исключительно точные измерительные приборы.
Точность отсчета достигается зеркальной шкалой и ножеобразной
стрелкой. Опорой для подвижного механизма служат стальные
острия, на анкерных камнях. Трение в опорах должно быть
возможно мало. Влияние температурных колебаний должно быть
доведено до минимума путем соответствующего включения.
Успокоительное приспособление должно обеспечить
возможно апериодическую установку стрелки. Успокоители
бывают либо воздушные, когда стрелка при своем отклонении
приводит в движение крыльчатку внутри воздушной камеры, или
перемещает поршенек внутри изогнутого цилиндра, так что
должно быть вытеснено некоторое количество воздуха, либо
электромагнитные, с успокоением благодаря токам Фуко,
которые возбуждаются в металлическом диске, вращающемся между
полюсами подковообразного магнита, или при перемещении
короткозамкнутой катушки в магнитном поле. Сюда же относится

902 Т. III. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерения
Таблица 2. Условные обозначения для измерительных приборов
Знак
0
яч
!#•
U
\Hify
\^У •
/7vt\
<ё»
у^-гу 1
tl<$&
Ш
1
Система
Магнитоэлектрическая
с противодействующей силой
без противодействующей силы
Электромагнитная
Электродинамическая
J с противодейств. силой
/ без железа
! без противодейств. силы
\ с противодейств. силой
j бгз железа
1 с магн.
j экраном
1 без противодейств. силы
| с противодейств. силой
! ферродинамич.
f без экрана
■ без противодейств. силы
j с противодейств. силой
1 ферродинамич.
j с экраном
j без противодейств. силы
Знак
®
©
3 ^
^50
3^50
i ™
t
Z 60°
Классприбора
l пеовый лабораторный
Г первый КОНТрОЛЬНЫЙ
второй • технический
третий — указатель
Постоянный ток
Переменный ток
Пост, и перем. ток
Трехфазный ток
Частота 50 пер/сек
3-фазный ток 50 пер/сек
Изоляция прибора
испытана напряжением
2000 V
Вертикальная
установка прибора
Наклонная установка
прибора под Z 60°
Горизонтальная
установка прибора

Измерительные приборы для постоянного тока
903
Таблица 2. Условные обозначения для измерительных приборов
(Продолжение)
Знак 1
#
Y
и
Система
Индукционная
Тепловая
•
Термоэлектрическая
Знак
и
т*5
£
Система
Электронная

Электростатическая
Вибрационная
Примеры:
г г -. , ^^ Прибор электромагнитный, II класса, пост, тока для
U/jLlj is: наклонной установки под Z 20°.
. ГП Прибор электродинамический, без железа, И класса,
I с^ пост, и перемен, тока, для горизонт, установки.
рамочное успокоение в измерительных приборах с вращающейся
катушкой. Металлическая рамка, несущая подвижную катушку,
играет роль короткозамкнутой обмотки. Иногда применяются
также жидкостные успокоители.
Ь) Измерительные приборы для постоянного тока
Магнитоэлектрические измерительные приборы с
неподвижным магнитом и подвижной катушкой. Конструкция прибора —
согласно табл. 2 и фиг. 1. Ток подводится к подвижной
катушке при помощи двух спиральных пружин, которые
одновременно сообщают противодействующее усилие подвижному
механизму. Шкала — равномерная. Точность измерения до 0,1%
достигается при ничтожных внутренних потеоях. Наиболее
подходящие точные измерительные приборы для постоянного тока.
По нормам ВЭС для приборов класса Л точность измерений
допускается до ±. 0,2%. Катушка намотана на замкнутую алюми-

904 T- HI. ОтД- 10- Электротехника. V. Электрические измерения
ниевую рамку, которая одновременно играет роль
электромагнитного успокоителя. Точные измерительные приборы строятся
обыкновенно в виде милливольтметров или миллиамперметров
с выверенным сопротивлением, например 10-омный прибор со
шкалой на 150 делений и с потерей напряжения в 45 mV, т. е.
для тока в 4,5 тА при полном отклонении стрелки.
Компенсация температурных колебаний досхигается с
достаточной для практических целей полнотой. Градуировка
производится путем сравнения напряжения с нормальным
элементом по компенсационному методу. Внутренние потери см.
табл. 4, стр. 920.
Магнитоэлектрические измерительные приборы с подвижной
катушкой применяются часто также для установки на
распределительных досках.
^^——nc Увеличение предела измерения
//~~*\\ достигается в случае амперметров при
№
- Фиг. 1
Фиг. 2 а и Ь.
помощи шунтов (фиг. 2а), в случае вольтметров при помощи
добавочного сопротивления (фиг. 2Ь). Эти измерительные
сопротивления состоят обыкновенно из манганиновых шин, лент или
проволок с возможно низким температурным коэфициентом.
Шунты строятся до 30 000 А; добавочные сопротивления — для
любого максимального напряжения. Ваттметры постоянного тока
с подвижной катушкой в виде специальных приборов
изготовляются только для измерений при быстроменяющихся нагрузках
(например при двигателях для прокатных станов). Вообще же
мощность измеряется по силе тока и напряжению.
В качестве гальванометров поиборы с подвижной катушкой1)
изготовляются с нитяным подвесом. Для самых точных измерений
отсчет производится по отклонению зеркальца. Предел измерений
до 0,5 • 10~~10 А, с отклонением по шкале на 1 мм при расстоянии
шкалы от зеркальца в 1 ^.
с) Электромагнитные измерительные приборы для постоянного
и переменного токов
Приборы с неподвижной катушкой и подвижным
сердечником из мягкой) железа. Конструкция прибора по табл. 2 ,
и фиг. 3 и 4. При^прохождении тока через неподвижную катушку
0 В е р н е р, Чувствительный гальванометр, Берлин 1928 г.

Измерительные приборы для пост, и лерем. токов 905
Фиг. 3.
Фиг. 4.
F либо изогнутая пластинка Е из мягкого железа втягивается
внутрь (фиг. 3), либо две пластинки Е намагничиваются так, что
они взаимно отталкиваются (фиг. 4) или притягиваются.
Противодействующей силой обыкновенно является сила тяжести.
Деления шкалы неравномерные. Проявления остаточного магнетизма и
гистерезиса вследствие незначительных размеров железной
пластинки ничтожно малы, так что шкала при постоянном и
переменном тске получается почти
одинаковая. Дешевый измерительный
прибор. Легко переносят
значительные перегрузки, поэтому
применяются преимущественно, как
технические приборы и для установки на
распределительных досках. Для этих
целей# показания их в достаточной
степени независимы от частоты тока
и от температурных колебаний.
Изготовляются в виде амперметров и
вольтметров. Увеличение пределов
измерения амперметров при помощи
соответствующих шунтов невозможно в силу медной обмотки
(в большинстве случаев); успокоение — воздушное при помощи
крыльчатки или поршенька. Внутренние потери см. табл. 4, стр. 920.
Электродинамические измерительные приборы.
Конструкция по табл. 2 и фиг. 5. Ток подводится к подвижной
катушке В при помощи двух спиральных пружин, которые
одновременно сообщают
противодействующее
усилие подвижному
механизму. Кроме
подвижной катушки В} имеется
неподвижная катушка F.
В амперметрах для
слабых токов (до 1 А)
катушки соединяются
последовательно. При
более сильных токах
подвижная катушка В
включается параллельно к
неподвижной катушке Fy
вместе с добавочным
сопротивлением для компенсации температурных колебаний.
В вольтметрах обе катушки соединяются последовательно
друг с другом и с добавочным сопротивлением. В ваттметрах
через неподвижную катушку проходит рабочий ток, а к
подвижной— подводится напряжение. В вольтметрах и
амперметрах деления шкалы неравномерны, в ваттметрах деления
шкалы — равномерные. Градуировка производится постоянным
током. Увеличение пределов измерения достигается включением
Фиг. 5.
Фиг. 6.

906 т- I*1* 0гД- i0- Электротехника. V. Электрические измерешш
добавочных сопротивлений к катушке напряжения и путем изме*
нения числа катушечных секций, включенных в цепь рабочего
тока, или включением трансформаторов тока и напряжений.
Электродинамические измерительные приборы без железа
применяются преимущественно как прецизионные приборы для
измерения переменного тока. Следует обращать внимание на влияние
посторонних полей и смежных находящихся под током
проводников. От числа периодов показания электродинамических приборов
почти не зависят (до 100 периодов в сек.). Компенсация
температурных колебаний для практических целей — совершенная.
Измерительные приборы с замкнутым железным магнитопроводом
Фиг. 7. Фиг. 8.
применяются, как монтажные, как самопишущие приборы и как
приборы для распределительных досок. Роль магнитопровода играет
собранный из листов железный корпус Е (фиг. 6). Имеют более
значительный крутящий момент по сравнению с приборами без .
железа. Успокоительное приспособление в большинстве случаев—
в виде крыльчатки или поршенька.
Тепловые измерительные приборы. Конструкция приборов
по табл. 2 и фиг. 7. Нагреваемая протекающим током нить
представляет тонкую платино-иридиевую проволоку И,
оттягиваемую небольшой пластинчатой пружиной F (фиг. 7).
Удлинение нагреваемой проходящим током проволоки передается
указательной стрелке, благодаря действию пружинки F, оттягивающей
влево конец проволоки, обхватывающей ось стрелки. - Нулевое
положение стрелки зависит от температуры, вследствие чего перед
началом измерения должна быть проверена установка на нуль.
Деления шкалы неравномерные. Градуировка постоянным током.
Успокоение магнитное. Увеличение пределов измерения при
помощи добавочных сопротивлений и шунтов. Соединительные
провода к шунтам должны быть расположены друг с другом
непосредственно рядом во избежание вредного действия
посторонних переменных полей. Показания не зависят от числа
периодов. Применяются поэтому в технике токов высокой частоты для
измерения напряжений и силы токов. В случае токов высокой
частоты увеличение пределов измерений при помощи шунтов

Измерительные приборы для переменного тока
невозможно. Поэтому для токов большой силы обязательны
специальные приборы с нагреваемой лентой и многожильными
соединительными проводами, или специальные высокочастотные
трансформаторы тока. Внутренние потери см. табл. 4, стр. 920.
Термоэлектрические измерительные приборы. Представляют
собой магнитоэлектрический тип прибора с постоянным магнитом
и подвижной катушкой в соединении с термоэлементом, спай
которого вводится в цепь, через которую проходит измеряемый
ток. Эти приборы выполняются в виде гальванометров,
амперметров и вольтметров. Внутренние потери прибора равны, примерно,
Vs таковых для тепловых приборов. Преимущественное
применение — для средних и высоких частот.
Электростатические. измерительные приборы. Конструкция
приборов по табл. 2. Для точных измерений применяется
простой х) и квадратный электрометр; последний применяется также
для измерения напряжений и мощности в технике высоких
напряжений. Для технических измерений токов высокого напряжения
сложат многокамерные вольтметры 2), изготовляемые для
непосредственного измерения до 20 kV в виде точных и технических
измерительных приборов.
Увеличение пределов измерения производится при
переменном токе путем включения добавочных конденсаторов. Для низких
напряжений до 150 V применяются приборы с подвижной частью
в виде тонкой трубочки R (фиг. 8), подвешенной на нити и
притягиваемой специальной формы пластинками S. Шкала почти
равномерная. Применение трансформатора дает возможность
пользоваться шкалой до 0,15 V.
Показания электростатических приборов могут быть искажены под влиянием
посторонних электрических полей, если не приняты меры к их устранению путем
заземления металлического кожуха. При измерениях с помощью квадрантного
электрометра все соединительные провода должны быть также защищены от
посторонних влияний.' В качестве добавочного конденсатора для статического вольтметра
можно пользоваться в электрических установках конденсаторным зажимом любого
аппарата.
Многокамерные вольтметры обладают собственной емкостью. В приборах без
добавочного конденсатора:
при пределах измерения до 400 V собственная емкость =
= от 75 до 100 см
„ „ „ свыше 400 V „ = „ 50 до 60 „ \ от нулевого до ко-
„ высоких напряжениях „ = „ 15 до 30 „ J нечных положений
При применении добавочного конденсатора емкость соответственно понижается.
d) Измерительные приборы для переменного тока
Индукционные измерительные приборы. Конструкция
приборов согласно табл. 2 и фиг. 9 и 10 имеет исключительно
неподвижные катушки Fb и F2. Применяются преимущественно
как ваттметры и фазометры, реже — в качестве ампер- и вольтмет-
») Helios, 1920, стр. 429.
*) Изготовляют фирмы Гартман-Браун и Сименс-Гальске,

908 T- HI. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерения
ров. Подвижной орган состоит из диска 5 или барабана Г,
которые приводят в действие стрелку или счетный механизм.
В случае конструкции по фиг. 9 силовые линии, возбужденные в железном
сердечнике, током, протекающим через неподвижную катушку Flt пересекают
алюминиевый диск 5 и отчасти короткозамкнутую катушку F2, находящуюся между
полюсами магнита, в которой по общим законам возбуждается магнитное поле,
сдвинутое по фазе по отношению к главному полю. Благодаря взаимодействию
этих полей, сдвинутых одно относительно* другого в пространстве и во времени,
цолучается результирующее вращающееся поле, которое увлекает диск S. Коротко
замкнутая катушка F2 может быть заменена металлической пластинкой перед
вспомогательным полюсом. В ваттметрах и фазометрах на место короткозамкнутой
Фиг. 9. Фиг. 10. Фиг. 11.
обмотки устраивается другая неподвижная катушка со своим самостоятельным
железным сердечником. В случае равенства фаз тока и напряжения в обеих
катушках необходимо искусственно создать сдвиг их на 90° путем соответствующего
включения (фиг. 11). В случае конструкции по фиг. 10 оба поля пересекают
вращающийся барабан Т. Здесь также необходимо создать сдвиг фаз магнитных полей
в 90° (путем включения дроссельных катушек и сопротивлений) для получения
вращающегося поля, назначение которого „увлечь" в своем движении барабан Т.
Успокоитель магнитный. Внутренние потери см. табл. 4, стр. 920.
Приборы вентильного типа. Представляют собой
магнитоэлектрический прибор с постоянным магнитом и подвижной
катушкой в соединении с выпрямителем и 4 электрическими
вентилями. Выполняются в виде гальванометров,
миллиамперметров и вольтметров. Шкала равномерная.
Недостатки: зависимость от частоты, температуры и формы
кривой; поэтому не может быть применен для точных измерений
без учета этих факторов. Значительно чувствительнее приборов
с термопарами.
Фирма Вестой дает для своих приборов этого типа след. зависимость от
частоты: показания при 35 000 пер/сек получаются на Va°/o ниже на каждые
10»Л) пер/сек.
Вибрационные измерительные приборы. Конструкция
приборов согласно табл. 2 (стр. 902). Вибрационный гальванометр
применяется в качестве „нулевого" прибора при измерениях с
переменным током по методу мостиков, а приборы выполняются в виде

Измерительные приборы для переменного тока 909
стрелочных гальванометров (Schering *), Agnew 2) и в виде
рамочных гальванометров (Zoglich 3)).
Частотомеры и счетчики числа оборотов
большею частью изготовляются в виде вибрационных приборов. Ряд
стальных язычков, настроенных на различное число естествен-
■ ных (собственных) колебаний, располагается перед катушкой
с током, частоту которого требуется измерить. Колебания
магнитного поля вызывают наибольший резонанс в тех язычках,
естественное число колебаний которых соответствует числу перемен
направления тока. В присоединении к генераторам переменного
тока приборы эти могут быть градуированы в качестве счетчиков
числа оборотов. Соответственным образом построенные приборы
могут быть приведены в колебательное движение чисто
механическим путем, благодаря сотрясениям, имеющим место в магните,
и в таком виде также служить в качестве измерителей числа
оборотов.
Для контроля числа оборотов на расстоянии служит небольшой генератор
переменного тока, монтированный на валу основной машины и играющий роль
передатчика, а приемник устраивается в виде язычкового частотомера,
градуированного по числу оборотов. Для машин с очень большим числом оборотов
приборы этого типа непригодны. В качестве передатчика в таком случае может
служить небольшая динамо постоянного тока со стальными магнитами, а также
униполярная машина, в качестве же указателя числа оборотов--прибор с постоянным
магнитом и вращающейся катушкой, градуированный на число оборотов.
е) Специальные измерительные приборы для переменного тока
Фазометры применяются в электрических установках для
непосредственного отсчета угла сдвига фаз между током и
напряжением (coscf) (вместо вычисления такового на основании
мощности, напряжения и силы тока). Построенный по типу
электродинамических приборов фазометр состоит из неподвижной катушки
для главного тока и двух подвижных катушек, насаженных на
ось под прямым углом и включенных в цепь напряжения; в случае»
однофазного тока последовательно с одной из катушек включается
добавочное индуктивное сопротивление, сильно смещающее фазу
катушки относительно другой. В случае трехфазного тока катушка
для главного тока включается в одну фазу, а обе подвижные
катушки напряжения через добавочные сопротивления к другим
фазам. В последнем случае искусственного смещения фаз при
помощи добавочного индуктивного сопротивления не требуется.
Система подвижных катушек со скрепленной с ними указательной
стрелкой под влиянием двух противоположно направленных
вращающих моментов смещается около оси, пока эти последние
взаимно не уравновесят друг друга. Шкала градуируется на
значение коэфициента мощности — cos ср.
!) Z. f. Instrumentenkunde, 1918, стр. 1 и 1919, стр. 140.
*) Keinath, Техника измерительных приборов (Берлин 1923, изд. Ольденбург).
з) Archiv f. Elektrotechnik, T. 3, 1915 г., стр. 369.

§10 Т. III. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерения
Приборы для измерения реактивной мощности применяются
в электрических установках для непосредственных измерений
величины реактивной мощности и для надзора за ней. Эти
приборы получаются из приборов для измерения активной мощности
п>тем пересоединения катушек тока и напряжения таким образом,
чтобы, пои совпадении фаз тока и напряжения в цепи, вращающий
момент на оси подвижной части равнялся нулю. Это достигается
в измерительных приборах типа Феррарис путем отключения
добавочного соединения, ^дающего сдвиг поля на 90°; в приборах
электродинамических — путем добавления такого 90° соединения.
Приборы для включения генераторов переменного тока на
параллельную работу служат для определения момента
установившегося равенства напряжений числа периодов и фаз (синхро-
Фиг. 12. Фиг. 13. Фиг. 14а. Фиг. 14Ь.
низма). Двойной вольтметр показывает равенство
напряжений. Прибор имеет два измерительных механизма и две стрелки —
для напряжений шин и генератора, с переключателем для всех
имеющихся в данной установке генераторов. Двойной
частотомер показывает равенство числа периодов; включается как двойной
вольтметр; имеет два ряда колеблющихся язычков, или один ряд,
находящийся под действием двух возбуждающих колебания
катушек. Синхроноскоп показывает, вращается ли приключаемый
на параллельную работу генератор быстрее или медленнее уже
работающего; стрелка вращается при этом либо в одном, либо
в другом направлении (Сименс и Гальске), либо отклоняется в ту
или ин> ю сторону (AEG) *). Указатель нулевой разницы
напряжений - (синхронизирующий вольтметр) показывает
равенство фаз; это соединение соответствует включению „на
затухание". Применяющиеся для цели синхронизации фазовые лампы
включаются либо на затухание (фиг. 12), либо на наибольшую
яркость (фиг. 13), т. е. параллельное включение генератора должно
последовать либо в момент потухания лампы, либо в момент ее
l) AEG-Mitt. 1926, стр. 461.

Измерительные приборы дли переменного тока 911
наиболее яркого вспыхивания. Одинаковая последовательность
фаз при трехфазных генераторах определяется по схеме
включения фиг. 14а (стр. 910).
Применяя вторую схему соединения ламп по фиг. 14Ь мы получим
последовательное, поочередное зажигание ламп. Будучи расположены по кругу, лампы
производят впечатление вращающегося огня. По направлению этого вращения
можно судить, идет ли присоединяемая к шинам машина слишком быстро или
медленно. Включение машины производится в момент, когда вращение огня прекращается.
Осциллограф применяется для получения изображения
процесса изменения во времени величин переменного тока; прибор
имеет одну или несколько „петель" („шлейфов"), расположенных
в межд>полюсном пространстве сильного электромагнита или
постоянного магнита. К петле из тонкой проволоки прикреплено
маленькое зеркальце, на которое падают лучи от дуговой лампы.
Отраженные пучки лучей собираются при помощи линзы в одну
точку, которая фиксируется на поверхности синхронно
вращающегося барабана, на который навернута светочувствительная
фотографическая бумага. Измеряемый ток пропускается через петлю,
которая вместе с зеркальцем поворачивается на некоторый угол
в такт с колебаниями силы тока, и таким образом на
фотографической бумаге запечатлевается диаграмма изменений во времени
измеряемой величины.
Катодный осциллограф *) применяется для изображения очень
быстрых (порядка скорости света) изменяющихся электрических
величин (например, бегущей волны напряжений, электрических
пробоев и т. д.).
В пустотной трубке вызывается отклонение катодного пучка
электронов помощью магнитного или электрического полей;
последние делают зависимыми от измеряемых электрических величин.
Соответствующую этому явлению кривую отклонений катодного
луча записывают на фотографическую пластинку или кинопленку.
Клидонограф 2) — прибор для регистрации перенапряжений
в электрических установках. Они отмечаются фотографическим
путем в виде фигур Лихтенберга непосредственно на
движущейся шгенке. Величина зафотографированных фигур дает
возможность сделать заключение о -величине перенапряжения; форма
картины разряда — о характере перенапряжения.
Регистратор повреждений — прибор для записи падений
напряжения в электрической цепи при коротких замыканиях и других
повреждениях. Представляет собой самопишущий вольтметр,
который ведет запись на медленно вращающемся закопченном цилиндре
или диске.
Постоянство напряжения регистрируется прямой линией или
в виде круга; внезапные падения напряжения дают
соответствующие кривые, по которым можно судить о времени и величине
падения напряжения. ?
x)Rogovski, Arehiv f. Elektrotechn., 1927.
2) Siemen s-Z., 19^7, стр, 547.

912 Т. III. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерепия
МлШМ
Q
Фиг. 15а.
-VW"—
Фиг. 15Ь.
f) Измерительные трансформаторы *)
Измерительные трансформаторы служат для увеличения
пределов измерения измерительных приборов переменного тока, для
отделения измерительной цепи низкого напряжения от цепи
высокого напряжения и в электрических установках — для присоединения
счетчиков и реле. Они применяются в этих случаях для токов свыше
200 А и для напряжений свыше 600 V.
По конструкции измерительные трансформаторы бывают или
обычного открытого типа или в виде опорных и проходных
изоляторов. Изоляция между 'обмотками —
воздушная (сухая), масляная или в виде
компаундной массы. Форма железного
ярма — кольцевая, стержневая или
броневая. Различают трансформаторы тока
и трансформаторы напряжения.
Первичные их обмотки включаются по
правилам амперметра или вольтметра, самые
же прибсры включаются во вторичную
обмотку (фиг. 15а и 15Ь).
Трансформаторы тока обыкновенно рассчитываются
на силу тока во вторичной цепи в 5 А,
а трансформаторы напряжения — на 100 V. В зависимости от
пределов точности они разделяются, как и измерительные приборы,
на классы, причем точные измерительные трансформаторы для
приборов должны быть проверяемы согласно соответствующим
нормам. Потери в трансформаторах тока от 20 до 40 W, в
трансформаторах напряжения от 20 до 50 W.
При испытаниях электрических машин, а также для присоединения счетчиков,
которые служат для расчета за выработанную электрическую энергию, должны
применяться трансформаторы первого класса. Коэфициент трансформации в этих
трансформаторах для практических целей можно считать постоянным. Расхождение
фаз первичной и вторичной измеряемой величины в большинстве случаев не
превосходит 10 мин., так что даже при измерениях, которые зависят от cos <p, каковы
например измерения мощности, фазы и т. п., величиной сдвига самих
измерительных трансформаторов можно пренебречь. К измерительным трансформаторам
присоединяются разные приборы, например к трансформаторам напряжения —
вольтметры, частотомеры, катушки напряжения ваттметров; к трансформаторам тока —
амперметры, катушки главного тока ваттметров и др.
Номинальное сопротивление для трансформатора тока в 2 представляет собой
то результирующее кажущееся сопротивление, на которое может быть замкнута
вторичная обмотка без вреда для данного класса прибора; предельное
сопротивление трансформатора — то сопротивление, при котором ошибки в показаниях
величины тока составляют 10°,0 о г номинального тока. Номинальная мощность в VA
указывает, как велик может быть общий расход энергии др всех присоединенных
приборах соответственно требованиям, предъявляемым к измерительным приборам
данного класса. Предельная мощность — мощность, которая получается
при крайних допусках нагрева. Пределы перегрузки током, тепловые и
динамические пределы тока и предельные значения допустимых ошибок даются в
германских нормах VDE 378.
Коэфициент трансформации точных измерительных
трансформаторов часто может "быть изменяем в отношении 1:2:4 путем
х) Goldstein, Измерительные трансформаторы, Берлин 1928 (изд. Springer).

Измерительные трансформаторы. Счетчики 913
переключения катушечных групп в первичной цепи при посредстве
барабанных или штепсельных переключателей. Трансформаторы для
очень высокой силы тока получают иногда разъемное ярмо, так
что они могут быть одеты своим железным сердечником на токо-
проводяшую шину. В последнее время для сил тока от ЗСО А до
максимальной встречающейся на практике величины пользуются
так называемыми однопроводниковыми (стержневыми)
трансформаторами, которые обладают большими преимуществами при коротких
замыканиях и применяются, например, в виде проходных
трансформаторов, заменяя проходной изолятор. Первичная обмотка состоит
при этом из одного прямого проводника (у трансформаторов
проходного типа — из одного проходного болта), вторичная же обмотка
монтирована непосредственно на кольцевом железном сердечнике.
Переносный „петлевой" трансформатор состоит из кожуха с
цилиндрическим отверстием по середине, которое служит в то же время окном
железного сердечника. Роль первичной обмотки играет кабель,
который подводит измеряемый ток и который продевается через отверстие
(окно) сердечника трансформатора. В зависимости от пределов
измерений кабель может быть свернут в один (для 1500 А) или несколько
витков (например для 200 А 6 раз). Кроме того прибор снабжается
несколькими прочно монтированными катушками на 15, 50 и 150 А,
так что подобный трансформатор тока может служить для пределов
измерения от 15 до 15С0 А.
Трансформатор с поперечным отверстием (типа
Koch & Sterzel) представляет собой особую форму проходного
трансформатора тска броневого типа. Первичная обмотка помещается
внутри особого проходного изолятора; вторичная же обмотка и
железный сердечник в поперечном канале (отверстии) изолятора.
Трансформатор каскадного типа (Koch & Sterzel)
выполняется в виде трансформатора тока и трансформатора
напряжения. Отдельные трансформаторы в этом случае соединяются
в ряд каскадно и монтируются вместе на опорном изоляторе.
Применяются для очень высоких напряжений (порядка 60 — 250 kV).
Дают значительную экономию в отношении изоляции аппаратуры
и в месте для установки.
g) Счетчики
Счетчики *) служат для измерения выработанной, отданной или
израсходованной электрической энергии. Для расчета между
потребителем и поставщиками электрической энергии допускаются лишь
счетчики тех типов, которые после испытания Глазной палатой мер
и'весов, ныне Всесоюзным институтом метрологии и стандартов
(ВИМС), признаны пригодными для указанной цели.
При установке на место применения счетчик должен
удовлетворять следующим требованиям.
а) Без нагрузки (при прохождении тока только в шунтовой
х) Krukowski, Основы электр. счетчйхоз, Берлин 1930 (изд. Springer).
Зак. 2693.— Hiitte. Справочник для инженеров, т. III. 58

914 Т. III. Отд. 10. Электротехника. -V. Электрические измерений
обмотке), счетчик не должен изменять своих показаний даже при
повышении напряжения на 10% сверх нормального.
b) Погрешность счетчика между 100% и 10% полной нагрузки,
для которой назначен счетчик, не должна быть больше zt 3%;
в счетчиках, предназначенных для нагрузки менее 300 W, при 10%
полной нагрузки, допустимая погрешность увеличивается до ±5%.
c) Счетчик должен начать итти без остановки при нагрузке,
составляющей не более 1% полной нагрузки для счетчиков свыше
300 W и 2% для счетчиков на 300 W и ниже.
d) На переменном токе при сдвиге фазы тока относительно фазы
напряжения, не превышающем 60% (соответственно cos cp = 0,5)
погрешность счетчика не должна превышать zt 4% для всех нагрузок,
не ниже 10% полной мощности счетчика.
При испытании счетчиков пригодными к применению для расчета
с потребителями электрической энергии признаются те типы,
которые кроме того отвечают следующим требованиям.
a) Погрешность счетчика для одной и той же нагрузки (в
пределах 100% и 10% полной нагрузки) не должна колебаться более,
чем на zt 2%.
b) При изменении напряжения на zt 10% от указанного на
счетчике погрешность не должна изменяться более, чем на zt 2%.
c) Температурный коэфициент счетчика в пределах от0до-{-40оС
не должен превышать zt 0,2%.
d) Погрешность счегчика от короткого замыкания,
произведенного в цепи счетчика через нормальные предохранители,
соответствующие наибольшему току, для которого назначен счетчик, не
должна превышать zt 3%.
Мощность устанавливаемого счетчика должна быть выбрана
в соответствии с максимальной единовременной нагрузкой.
Установка счетчиков не должна производиться в помещениях
сырых или подверженных ненормальным колебаниям температуры.
Счетчики в цепях высокого напряжения с трансформаторами
тока и напряжения должны быть установлены так, чтобы снятие
показаний могло быть произведено без опасности от
соприкосновения к проводам высокого напряжения. Счетчики должны быть
предохранены от перегрузки предохранителями, установленными на
месте ответвления линии потребления от магистрали.
Счетчики дают электрическую работу Elt при постоянном токе,
или El cos 9 >t при переменном токе, в ваттчасах (Wh) или киловатт-
часах (kWh),n*e Е — напряжение у места потребления, /— сила тока,
ср — угол сдвига фаз и t<— время. Если Е можно принять
постоянным, то достаточно производить измерение количества
электричества It в ампер-часах (счетчики ампер-часов). Если можно
принять постоянной мощность El или El «cos 9, то достаточно
производить измерение только времени t (счетчики времени).
В счетчиках постоянного тока катушка главного тока может
быть шунтирована, а последовательно с катушкой напряжения (при
напряжениях свыше 600 V) может включаться добавочное
сопротивление.

Очегчикй
915
Счетчики переменного тока могут быть присоединяемы к сетям
высокого напряжения через посредство трансформаторов тока и
напряжения, рассчитанных во вторичной цепи на ток 5 А и
напряжение 100(110) V. Счетчики переменного тока до 100 А и до 600 V
включаются по большей части непосредственно.
По способу действия счетчики разделяются на следующие типы:
Электролитические счетчики. При прохождении тока в / ампер
в течение времени t через электролит на электродах отлагаются
определенные количества вещества, пропорциональные
произведению //; таким образом, обратно, по количеству выделившегося
вещества можно определить количество израсходованных ампер-часов.
Основанные на этом принципе приборы являются поэтому
счетчиками ампер-часов для постоянного тока.
В счетчиках Штиа (Stia von Schott und Gen., Iena) в замкнутом стеклянном
цилиндре производится разложение электролитного раствора йодистой ртути и
йодистого калия, причем на катоде в виде иридиевой пластинки происходит
выделение ртути, которая стекает в градуированную трубку. В качестве анода служит
кольцеобразный желобок, наполненный ртутью, находящейся в соединении с
небольшим запасным резервуаром для ртути. По наполнении ртутью градуированный
цилиндр опрокидывается, и выделившаяся ртуть выливается в желобок, а затем
в резервуарчик для ртути. Счетчики Штиа присоединяются через шунт к сети,
причем для компенсации температурного коэфициента элемента в цепь счетчика
включается добавочное сопротивление.
Водородный счетчик выпущен заводом Сименс-Шуккерт.
Электролитом служит разведенная фосфорная кислота, анодом—платиновая пластина,
катодом — золотая сетка. Разложение происходит в замкнутом стеклянном сосуде,
причем водород поступает в измерительный цилиндр.
Маятниковые счетчики. В современных условиях применяются
редко. Строятся как счетчики ампер-часов для постоянного тока и
как счетчики ватт-часов для постоянного, однофазного и трехфазного
тока. Два отрегулированных на тождественные периоды колебаний
маятника качаются рядом и действуют на часовой механизм таким
образом, что последний приходит в движение лишь при нарушении
равенства периодов колебания маятников. Нарушение синхронизма
в колебаниях маятников достигается в счетчиках ампер-часов
воздействием на один из маятников неподвижной катушки, через
которую протекает измеряемый ток. Число оборотов часового механизма
с большой точностью можно принять пропорциональным силе тока.
В счетчиках ватт-часов оба маятника снабжены катушками, через
которые проходит ток напряжения. На эти последние воздействуют
две неподвижные катушки, через которые проходит главный ток,
причем направление тока в них таково, что одна катушка ускоряет,
а другая замедляет колебания маятника. Число оборотов зубчатой
передачи пропорционально произведению EL Механизм для качания
маятника заводится через определенные промежутки времени
специальным электромагнитом. Счетчик ватт-часов пригоден для
постоянного, однофазного и трехфазного тока. При трехфазном токе
прибор включается по методу двух ваттметров (см. стр. 922).
Моторные счетчики. Электродинамические
счетчики (применяются преимущественно для постоянного тока).
Присоединенная при помощи коллектора и щеток к измеряемому напря-
58"

916 Т. III. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерения
жению якорная обмотка (без железного сердечника) вращается в поле
двух неподвижных катушек, через которые пропускается измеряемый
главный ток. На валу якоря монтирован алюминиевый диск,
вращающийся между полюсами постоянного магнита; возбужденные
в диске токи Фуко создают во взаимодействии с полем магнитов
тормозящий момент. Общий, сообщенный якорю крутящий момент
пропорционален произведению EI, т. е. мощности тока. Якорь
приводит в действие счетный механизм, который своим числом
оборотов учитывает отданную энергию. Прибор является таким образом
счетчиком ватт-часов. Обращать внимание на возможность
влияния посторонних полей.
К электродинамическим счетчикам постоянного тока принадлежит также тип
реверсивного или колебательного счегчика (AEG). Подвижная часть представляет
собой колеблющуюся туда и обратно катушку. Ток дается в эту катушку через
переключающее реле, благодаря которому направление колебания меняется в конце
каждого отклонения. Каждое второе переключение отсчитывается. Счетный
механизм при больших токах и переключающее реле могут быть установлены, на
значительном расстоянии от счетчика. Выполняются эти приборы до 10 000 А.
Магнит о-м оторные счетчики (только для постоянного
тока). Якорь без железного сердечника вращается в поле двух
постоянных магнитов. Якорь через коллектор присоединяется
к шунту, через который проходит главный ток, и в свою очередь
приводит в движение часовой механизм. Действующий на якорь
крутящий момент пропорционален измеряемой силе тока.
Тормозящий момент получается, как и у динамометрических счетчиков,
возбужденными в алюминиевом диске токами Фуко. Прибор является
таким образом счетчиком ампе р-ч асов. Следует также
обращать внимание на действие посторонних полей.
Индукционные счетчики {счетчики однофазного
переменного тока). На алюминиевый диск или барабан действуют, кроме
постоянного магнита, служащего успокоителем, два электромагнита,
из которых один своей обмоткой из большего числа тонких витков
присоединен к измеряемому напряжению, а другой с его толстой
обмоткой из небольшого числа виткоз — к главному току. В случае
совпадения фазы тока и напряжения между обеими катушками
создается искусственно сдвиг фаз в 99° для того, чтобы
действующий на диск или барабан крутящий момент был пропорционален
£7«cos<p и для того, чтобы связанный с валом диска счетный
механизм учитывал электрическую работу. Прибор является
таким образом счетчиком ватт-часов.
Счетчики трехфазного тока. На общем валу сидят
два алюминиевые диска или багабана, из которых каждый, как и
в предыдущем случае, ^находится под действием двух
электромагнитов. Магниты одного диска находятся под действием катушки тока,
включенной в одну фазу, и катушки напряжения, включенной между
первой и второй фазой; магниты же второго диска находятся под
действием катушки тока, включенной в 3-ю фазу и катушки
напряжения между 2 и 3-й фазой (включение по способу двух
ваттметров). В некоторых счетчиках обе магнитные системы действуют на

Методы электрических измерений
917
один и тот же диск. Тормозящий момент в обоих случаях создается
постоянными магнитами, действующими на алюминиевый диск или
барабан. Число оборотов, отсчитываемое счетным механизмом,
пропорционально произведению El »cos yY 3, т.е. прибор является
счетчиком ватт-часов. Преимущества всех
индукционных счетчиков — наличие исключительно неподвижных катушек.
Наиболее распространенный тип счетчиков для переменного тока —
индукционные счетчики, поэтому они только здесь и рассмотрены.
По способу применения расчета за энергию различают
следующие типы счетчиков: счетчики двойного и тройного тарифов,
счетчики для учета максимальных нагрузок и пиков тока, счетчики
с указанием скидки, счетчики с указанием платы, счетчики-автоматы
и др.
В. Методы электрических измерений
При производстве электрических измерений необходимо иметь в виду, что
точность показании приборов с мягким железом, а также приборов
электродинамических с вращающимися катушками, может быть искажена влиянием посторонних
магнитных полей и токов, протекающих в проводах, если они расположены в
непосредственной близости от прибора.
Приборы эти следует поэтому устанавливать ка расстоянии не менее 1 м от
проводов сильного тока и на расстоянии друг от друга не менее 40—50 см.
Протирка стеклянных окошек приборов может вызвать статический заряд, который
также может исказить правильность показаний прибора. Влажным дыханием можно
этот заряд уничтожить. Нормальное тречие острия в подпятничке ослабляется
легким постукиванием по прибору. Перед употреблением прибор устанавливать на 0.
При точных измерениях пользоваться только последними
2/з шкалы. Обращать внимание, чтобы отсчет производился без „параллакса"
а) Измерение силы тока и напряжения
Для увеличения пределов измерения пользуются при постоянном
токе шунтами для амперметров и добавочными сопротивлениями для
вольтметров (см. сгр. 904). При измерениях переменного тока для
той же цели служат трансформаторы тока и напряжения.
Трансформаторы тока рассчитываются обыкновенно на силу
тока во вторичной цепи в 5А. Трансформаторы обычно
изготовляются для нескольких пределов измерений, которые вводятся путем
переключателей в первичной цепи. Трансформаторы тока должны
быть всегда соединены с прибором или короткозамкнуты. При
измерениях на машинах или в установках высокого
напряжения корпус прибора должен быть заземлен медным
проводом сечением не менее 16 мм2. Трансформаторы
напряжения рассчитываются обыкновенно на напряжение во вторичной
цепи в 1С0 V. Никогда они не должны быть коротко замкнуты.
Корпус и вторичную обмотку следует заземлять. Самый
трансформатор напряжения должен быть защищен предохранителями.
При точных измерениях принимать в расчет собственные
потери как в приборах, так и в трансформаторах. Проверять
нагрузку трансформаторов приборами, так как коэфициент

918 Т. III. Отд. 10. Электротехника. V. Электрические измерения
трансформации в известной степени зависит от нагрузки. Величины
внутренних потерь в измерительных приборах даны в табл. 4
(см. стр. 920). Градуировка всех измерительных приборов, за
исключением приборов индукционного типа, производится
постоянным током.
Для высокого напряжения часто применяют статические
вольтметры; для увеличения пределов измерения таких вольт-
метров при переменном токе пользуются добавочными конденсе
торами.
Таблица 3, Искровое напряжение в kV между двумя шарами
Расстояние
между
шарами
см
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
20
25
30-
4=0
ао
*
28,8
38,6
44,0
47,9
50,7
2
31,2
52,8
64,5
71,8
77,3
81,8
85,5
'
'
Диаметр ш а о о в
________
5
32,2
59,3
80,7
97,7
111
122
131
139
145
150
.
'
10
32,1
60,0
85,4
108
128
146
162
176
187
200
209
219
227
234
241
247
252
15
———_
31,8
60,0
86,2
ПО
133
154
174
191
207
222
236
249
260
271
282
291
300
в см
25
31,8
60,5
87,3
113,5
138
162
185
205
227
247
266
283
3Q0
316
331
398
451
492
555
50
58
ПО
-
167
215
272
324
368
411
483
552
641
775
872
5
4,6
8,1
11,4
14,5
17,5
20,5
23,5
26,3
29,3
32,2
>»
* »
^ а-
S *
СУ *
1 §
2 cl
a-
Напряжение постоянного тока в kV. Дчя эффективного значения напряжения
переменного тока делить на V2 (синусоидального). Давление 76Э мм рт. ст.,
1емпература 20°,
Измерения очень высоких напряжений производятся
при помощи искровых шаровых разрядников,
отмечающих амплитуду напряжения. Принимать во внимание форму
кривой напряжения! Для ограничения тока после пробивания
включаются соответствующие силитные сопротивления.
При точных измерениях расстояние между шарами должно быть
меньше их диаметра. При малой продолжительности действия
напряжения искровой промежуток освещают ультрафиолетовыми
лучами (дуговая лампа, радий). Величины напряжений искры

Измерение мощности
919
при пробивании между шаровыми разрядниками приведены в табл. 3.
Другие способы измерений для высоких и очень высоких
напряжений см. Helios, 1931, стр. 117.
Ь) Измерение мощности
Мощность постоянного тока N = UI.
Мощность переменного т о к а N = £//• cos ср.
Измерение мощности переменного тока производится
ваттметром, включаемым по схеме фиг. 16. Одновременным
измерением кроме того силы тока и напряжения (произведение равно
кажущейся мощности) можно определить коэфициент
мощности cos 9 = UI • cos <p: U1, где ср — угол ^^^
сдвига фаз между током и напряжением. При £л
измерениях мощности трехфазного тока, в случае ч~*>-
равномерной нагрузки фаз и синусоидальной
формы кривой напряжения, коэфициент
■ мощности может быть определен
непосредственно по углам отклонения стрелок ваттметров
их по способу двух ваттметров на
или по формуле
Ц
Фиг. 16.
при включении
основании диаграммы фиг. 17
?К'+9-
«1
При включении ваттметра обращать внимание, чтобы между ка-
, го тушками тока и напряжения не
было слишком большой
разности напряжений, так как это мо-
'0,8 жет вызвать повреждение
прибора. Поэтому один конец
катушки напряжения и катушки
*0'6 силы тока присоединяется
непосредственно к одному
зажиму прибора (фиг. 16). При
переключениях на другие
пределы измерений под током
коротко замыкать катушку
главного тока! При измерениях
малых мощностей, в
зависимости от порядка включения
катушки напряжения,
необходимо учесть либо расход тока
в катушке напряжения, либо
падение напряжения в
катушке силы тока, равно как
потерю энергии в остальных
присоединенных приборах. Обра-
схемы включения. Мощность
-4>*
-0.6
-0£
*-о,г
о
ас,
\
1
$
о.
2
а
*
а
S
а
/
/
а
f
f
к.
г
о
о,*
+о,г
Коэфицмощн
Abb. 17
Фиг. 17.
отношение углов отклонений стрелок
ваттметра при включении по способу двух
ваттметров.
щать внимание на правильность
трехфазного тока
Nd= y3£//-cos<p Nd =*гиф1созъ

Таблица 4. Потери в измерительных приборах при полной нагрузке
Измеряемая
величина
Тип прибора
Внутренние потери
при полной нагрузке
Способ
увеличения пределов
измерений
Возможность
внешних
вредных влияний
через
Примечание
Постоянный ток
Напряжение
(вольтметры)
Сила тока
(амперметры)
Энергия (счетчики)
Магнитоэлектрические
(с подвижной
катушкой)
Электродинамические
Электромагнитн ые
(с мягким железом)
Тепловые
Электростатические
Магнитоэлектрич.
(с подвижной
катушкой)
Электродинам ические
Электр омагнитные
Тепловые

Электродинамические -
150 mV
60 mV
45 mV
150 mA
30 mA
4,5 mA
См. перемен, ток
120 V
120 V
См. выше
80 mA
150 mA
♦ 0
См. перемен, ток
100 А
5 А
220 V
60 А
5 А
10 mV
0,2 V
15 mA
0,12 V
2,4 V
Добавочное
сопротивление
То же
Ньвозможно
Шунт
Добавочное
сопротивление
Шунт
Магнитные поля.
Сильные токи
То же
Колебания
температуры
Электрические
поля
См. выше
Темпер, колеб»
Магнитное поле
Для пост, тока
применяются
редко
Для точных
измерен, не прим.
См. выше

Магнито-моторные
Электролитические
до 10 А
св. 20 А
20 mA
0,1 mA
1,4 V
0,7 V
0,8 V
0,5 V
Переменный ток 50 пер/сек

Электродинамические
Электромагнитные
Индукционные
Тепловые
Электростатические

Электродинамические
Электромагнитные
Индукционные
Тепловые
Электродинамические
Индукционные
Вибрационные !
! 120 V
| 15 V
до 600 V
100 V
юо V
2,5 А
до 200 А
5 А
5 А
5 А
5 А
100 V
39 V
5 А
до 50 А
100 V
5 А
100 V
220 V
100 V
60 mA
500 mA
до 30 mA
90 mA
150 А
0
3 V
до 0,3 V
1,3 V
0,3 V
3 V
0,2 V
30 mA
и0 mA
0,26 V
до ОД V
20 mA
0,2 V
до 0,4 V
20 mA
до 40 mA
10 mA
до 20 mA
20 mA
Добавочное
сопротивл. и
трансформат,
напряжения
То же
„
Добав. конденсатор
Трансформат.
тока
То же
„
Трансф. тока
и шунт
Обмотки
напряжения, как у
вольтметров; токовые
обмотки, как
у амперметров
Трансф. тока
Трансф.
напряжения
[ Магнитные поля
и сильные токи
То же
Теплое, колеб.
Электрические
поля
Магнитное поле
и сильн. токи
То же
»
Колеб. темпер.
Магнитные поля
и сильные токи
*) ф — уго^л сдвига фаз между током и напряжением в катушках измерит, прибора.

922 Т. III. Отд. 10, Электротехника. V. Электрические измерения
где £/^—фазовое напряжение, U — межфазовое (сопряженное)
напряжение, /—передаваемая сила тока.
Измерение мощности трехфазного-тока
1. Измерение при равномерной нагрузке фаз идоступной
нулевой точке:
Измерение одним ваттметром, причем катушка напряжения присоединяется
к фазовому напряжению.
Измеряется величина N—Uф I cos 9— мощность одной фазы.
Общая мощность Л^ = 3 N=3 L/ф I cos (p.
2. Измерение мощности при равномерной нагрузке фаз и не
доступной нулевой точке или при включении треугольником:
Образованна искусственной нулевой точки при помощи трех равных
включенных звездой сопротивлений, к одному из которых присоединяется катушка
напряжений ваттметра (фиг. 18).
Измеряется N = Цф I cos у.
Общая мощность N^ = 3 V'ф I cos 9.
3. Измерение мощности при неравномерной нагрузке фаз и
доступной нулевой точке:
Измерение при помощи трех ваттметров. Три катушки напряжения
присоединяются к фазовым напряжениям.
Измеряется Na = £ N — Ъф 1 cos щ. Л"№>
4. Измерение мощности при неравномерной нагрузке фаз и недоступной ну»
левой точке.
Измерение при помощи трех ваттметров. Три катушки напряжения включены
звездой. При измерениях мощности холостого хода у синхронных дви-
Фиг. 18. Фиг. 19.
гателей и трансформаторов устройство искусственной нулевой точки
неприменимо.
5. Измерение мощности в самом общем случае, независимо от того, будет ли
нагрузка равномерная или неравномерная.
Измерение при помощи двух ваттметров. Самый распространенный метод.
Две катушки тока включены в два главные провода, а катушки напряжения—
между этими проводами и третьим главным проводом (фиг. 19).
Измеряются Ni и JV*. Следует обращать внимание на знаки!
Общая мощность N^ яв N\ + N2.
При помощи специального вольтметрового переключателя (например S & Н)
измерение можно выполнить и с одним ваттметром, отсчитывая отдельно
сперва Ni и затем jV9.
с) Измерение сопротивлений
Измеряются U и /. Сопротивление Я = U: /.
Применимо для измерения всяких сопротивлений. Ток для
измерения и продолжительность измерения должны быть возможно
малы, чтобы измеряющий ток не вызвал заметного повышения

Намерения сопротивлений, температуры и дистанционные 923
температуры. Принять в расчет внутренние потери энергии в
приборах (табл. 4, стр. 920).
Малые сопротивле'ния измеряются двойным
мостиком Т о м с о н а. При измерении по нулевому методу требуется
гальванометр. Включения и производство измерений по
специальным схемам,
d) Измерение температуры
В неподвижных обмотках, возбуждаемых постоянным током,
повышение температуры измеряется по возрастанию
сопротивления (стр. 928).
Обозначив сопротивление проводника при 0° через R0) при
температуре t° чрез Rt, будем иметь Rt = R0(l + а0* гДе а —
температурный коэфициент. Последний зависит от материала
проводника и начальной температуры. Если начальная температура
0°, то для меди а, = 1:235; если же начальная температура ^°, то
для окончательной температуры (*°) имеем at =1:(235 + *1) и
Rt = Rt [1 -|_аД£ —1{)}, откуда и определяется окончательная
температура t.
Легче определяется для меди приращение температуры но
формуле:
Rt — Rt
t-tx= ' '4235+ Ц.
нк
При применении вместо меди алюминия на место коэфициента
235 следует брать 245.Что касается электрических
измерений температуры с помощью термоэлементов и термометров
с сопротивлениями, то об этом смотри т. I, стр. 862.
e) Дистанционные измерения
Дистанционные измерения (измерения на расстоянии)
электрических и неэлектрических величин (например температур, давлений
уровня воды и пр.) на небольших расстояниях часто применяются
лишь в пределах одного здания. Однако необходимость
централизованного управления системой, имеющей весьма
разветвленную сеть и совместную работу нескольких центральных станций,
принуждает к дистанционной передаче измеряемых величин на
расстояния, часто превышающие 100 км. В связи с необходимостью
применения для передачи на расстояние измеряемых величин при
помощи вспомогательного тока или частоты, встает вопрос о
преобразовании измеряемой величины прежде всего в постоянный
ток1) или в импульсы тока; первый может передаваться по
проводам, вторые при высокой частоте — без проводов. Импульсы тока
l) Siemens Z. 1929, стр. 157 и 225.

924 т. III. Отд. 10, Электротехника. VI. Испытание электр. машин
могут учитываться или по числу их, или по частоте*) или по времени
действия2).
ВВС и AEG пользуются для передачи измеряемых величин на
небольшие расстояния кроме того компенсационным методом 3).
f) Электрические измерения неэлектрических величин
Наряду с возможностью электрической передачи на расстояние
измеряемых неэлектрических величин, иногда и само измерение
этих величин производится электрическим способом. Некоторые
случаи подобных измерений уже упоминались выше: 1. Измерение
числа оборотов (стр. 909). 2. Измерение температур (стр. 923).
3. Электрическое исследование дымовых газов. Установление
содержания С02. 4. Электрическое испытание воды. Определение
электрической проводимости. Требуется вспомогательный источник
переменного тока.
VI. Испытание электрических машин
А. Нормы для испытания электрических машин
Испытания электрических машин и трансформаторов
производятся по нормам и правилам электротехнических съездов 4). Во время
работы машины не должны выходить из пределов установленных
допусков в отношении: повышения температуры, диэлектрической
прочности, механической прочности и прочности при коротком
замыкании, коэфициента полезного действия при нормальней нагрузке,
изменения напряжения и перегрузки (ЭПН-М §§ 9—19; ЭПН-Т
§5-18;ЭПН-ТД §§ 1-5»).
а) Повышение температуры
Нормы предусматривают следующие виды номинальных
режимов работы электрической машины.
а) Продолжительная работа, при которой рабочий
период настолько велик, что температура достигает своего
установившегося состояния.
Р) Кратковременная работа, при которой рабочий
период настолько короток, что температура машины не достигает
установившегося состояния, период же покоя длится настолько
долго, что температура может снова понизиться приблизительно
до температуры окружающей среды.
1) Е. u. M. 1928, стр. 1060.
2) Helios, 1931, стр. 216.
3) Е. u. M. 1929, стр. 793, AEG-Mitt. 1920, стр. 185 и 412.
4) В СССР действительны нормы, утвержденные IX Электротехническим
съездом, а также правила и нормы, одобренные ЦЭСом после IX съезда.
б) Для удобства ссылок в дальнейшем введены след. сокращения: ЭПН-М —
Электротехн. прав, и нормы для испытания эл. машин, ЭПН-Т — Ю же для
трансформаторов, ЭПН-ТД — то же для тяговых двигателей.

Таблица 1. Предельные нормы нагрева электрических машин
№
1
2
3
4
J
! Класс изоляции
К л а с с 0
(Непропитанные и
непогруженные в масло волок-
, нистые материалы)
Класс А
(Пропитанные или
погруженные в масло
волокнистые материалы)
Класс В
(Препараты из слюды,
асбеста и пр.
минеральных материалов со
связующими их веществами)
Класс С
(Слюда без связывающих
материалов, фарфор, стекло, j
кварц и др.)
Наименование частей
машины или род обмотки
Все обмотки на вращающихся
и неподвижных частях машин
за исключением п. 5, 6, 7
1 Те же обмотки
Те же обмотки
Те же обмотки

Наибольшие
наблюдаемые

температуры в °С

Наибольшие
превышения

температуры в °С
80 45
95 60
115 | 80
Ограничены таким
нагревом, при котором
температура соседних
частей, а также
превышение температуры
не превосходит
допускаемых для этих
частей пределов
Метод измерения
J
Метод сопротивления
f с проверкой по
методу термометра

Таблица 1. Предельные нормы нагрева электрических машин
(Продолжение)
дь
5
6
7
8
9
10
'И
12
Клчсс изоляции
Классы 0 А В
Без изоляции
Все классы
Наименование частей
машины или род обмогки
Изолированные постоянно
замкнутые накоротко обмотки
Постоянно замкнутые
накоротко обмотки
Однорядные обмотки
возбуждения с голой неизолированной
поверхностью
Железо, не соприкасающееся
с обмотками
Железо с уложенными в нем
обмотками
Коллектор и контактные
кольца
Подшипники
Все другие части

Наибольшие
наблюдаемые

температуры в °С

Наибольшие
превышения

температуры в °С
На 5° выше чем
в пп. 1, 2, 3
Как и в. п. 4
На 5° выше, чем
в пп. 1, 2, 3
Как в п. 4
Как в пп. 1, 2, 3, 4
95
80
Как
60
45
1 п. 4
Метод» измерения
Метод термометра
Как в пп. 1—4
.
Метод термометра
Примечание 1. Наибольшие превышения температуры частей машин даны для стандартной аемпературы
охлаждающей среды: 35° С для воздуха и 25° С для воды.
Примечание 2. В случае измерения температур методом заложенного детектора нормы наибольших наблюдаемых
температур и наибольших превышений температуры увеличиваются на 5°С сверх норм, установленных для метода
сопротивления по пп. 1, 2, 3, 4 и 7.
Примечание 3. Для однорядных обмойок возбуждения турбоальтернаторов при изоляции класса В допускается
увеличение указанных; в п. 3 температур на 5° С.

Нормы для испытания электр. машин 927
Таблица 2. Предельные нормы нагрева трансформаторов.
Класс изолирующего
материала или название части
трансформ, мотора
Наибольшая
наблюдаемая
температура
в °С
Наибольшее
превышение
температуры
в °С
Метод
измерения
I
Класс 0
Класс А:
а)' обмотки,
непогруженные в масло
Ь) обмотки,
погруженные в масло
КлассВ •
КлассС
Постоянно
замкнутые накоротко
обмотки:
a) изолированные . . . ,
b) неизолированные . . .
Железный
сердечник:
а) соприкасающийся с
обмотками . . . , .
Ь) не соприкасающийся
с обмотками и не
погруженный в масло .
•с) погруженный в масло
Масло
$0
105
115
45
60
70
80
Ограничены таким нагревом,
при котором температура
соседних изолированных
частей, а также превышение
температуры не превосходит
допускаемого для них
предела
Как в пп. 1,2,3
как в п. 4
Как в пп. 1,2,3
95
ПО
95
60
75
60
По методу

сопротивления
По методу

термометра

928 т. III. Отд. 10. Электро?ехника. VI. Испытание электр*. маотпн
7) Повторно-кратковременная работ аг при которой
длящиеся несколько минут периоды работы регулярно чередуются
с периодами остановки, причем общая продолжительность одного
рабочего периода с } четом остановки не должна превосходить 10 мин.
Продолжительность испытания на нагревание (ЭПН-М § К)
Измерение повышения температ\ры в машинах и трансформаторах
должно быть производимо при нормальной их мощности сообразно
с упомянутыми выше различиями в характере работ, а именно:
1) В машинам, предназначенных для повторно-кратковременной
работы, испытание продолжается до тех пор, пока не установится
конечная температура.
2) В машинах для кратковременной работы — после
непрерывного действия машин в течение обозначенного на щитке условного
рабочего времени.
3) У машин, предназначенных для продолжительной работы—
по истечении промежутка времени, достаточного для достижения
конечной температуры.
Измерение температуры производится одним или несколькими
из следующих методов: а) методом сопротивления — по величине
возрастания сопротивления обмоток (температурный коэфициент
может быть принят равным 0,004), Ь) методом термометра, с)
методом температурных детекторов, которые заранее закладываются
в обмотки и части машины, температуру которых желают измерять.
Ь) Перегрузка (ЭПН-М § 25-26; ЭПН-Т § 26; ЭПН-ТД § 6)
Машины и трансформаторы должны выдерживать перегрузку
в следующих пределах:
1. Генераторы и преобразователи (см. табл. 1, 2 и 3).
Машины, предназначенные для продолжительной работы, должны
выдерживать в нагретом состоянии кратковременные перегрузки,
соответствующие 50% номинального тока в течение 2 мин. без
повреждения и остаточных деформаций.
Испытание на перегрузку должно производиться при
номинальном возбуждении.
Синхронные машины, кроме того, должны выдерживать
испытание прочности конструкции на мгновенный ток короткого
замыкания при холостом ходе, номинальной частоте и 100%
номинального напряжения.
2. Двигатели. Все двигатели при нормальном напряжении
на зажимах, а двигатели переменного тока, кроме того, при
номинальной частоте должны развивать перегрузочный момент не менее
1,6 номинального момента для машин с продолжительной нагрузкой*
и не менее двойного номинального момента для машин
с повторнс-кратковременной нагрузкой. Длительность испытания
двигателя на перегрузочный момент ограничивается 2 мин.
3. Трансформаторы. Трансформатор должен выдерживать,
в нормальных условиях эксплоатации, без повреждений и
остаточных деформаций внезапные короткие замыкания.

Нормы для испытания электр. маший 929
Таблица 3. Превышение температуры тяговых электродвигателей
Мощность
Длительная
мощность
Часовая
мощность
Часть
двигателя
Обмотки
якоря и
электромагнитов
Коллектор
Обмотки
якоря и
электромагнитов
Коллектор
Изоляция
! Материалы
класса А
Материалы
класса В
Класс А и В
Материалы
класса А
Материалы
класса В
Класс А и В
Метод измерения
По сопротивлению
По термометру
По сопротивлению
По термометру
По термометру
По сопротивлению
По термометру
По сопротивлению
По термометру
Г^. термометру
Наибольшее
превышение
температуры
85° С
65° С
105° С
85° С
85° С
100° С
75° С
120° С
95° С
90° С
с) Повышение скорости (ЭПН-М § 27)
Все машины, кроме сериесных двигателей и генераторов для
гидравлических турбин, должны выдерживать повышение скорости
вращения на 20% выше номинальной без вредных деформаций.
Генераторы для гидравлических турбин должны выдерживать
повышение скорости вращения на 80% выше номинальной без
остаточных деформаций.
Сериесные двигатели постоянного и переменного токов должны
выдерживать повышение числа оборотов на 20% сверх
наибольшего, указанного на щитке машины, но не менее 50% сверх
номинального.
Продолжительность испытания машины на повышение скорости
вращения устанавливается в 2 мин.
d) Коммутация (ЭПН-М § 28)
1. Коллекторные машины должны работать без искрения при
любой нагрузке от холостого хода до* номинальной.
Зак. 2893,— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
59

930 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание эЛектр. машин
В машинах постоянного тока, не имеющих добавочн. полюсов, щетки должны
оставаться в неизменном положении при нагрузках от 25°/0 номинальной до
номинальной; в машинах с добавочными полюсами — от холостого хода до
номинальной.
Коммутация практически считается безискровой в том случае, когда
коллектор и щетки остаются в исправном состоянии, вполне пригодном для
дальнейшей работы.
2. При испытании на перегрузку коллекторные машины должны
работать таким образом, чтобы не возникло на коллекторе
кругового огня, причем коллектор и щетки должны остаться в исправном
состоянии, вполне пригодном для дальнейшей работы.
3. При испытании на коммутацию одноякорного и каскадного
преобразователей и коллекторных двигателей переменного тока
приложенное напряжение должно быть практически
синусоидальным.
е) Изоляция (ЭПН-М §§ 20-24; ЭПН-Т §§ 19 — 25; ЭПН-ТД § 8)
Машины и трансформаторы должны быть в состоянии
выдерживать испытание на пробивание изоляции в течение 1 мин. при
пробном напряжении, превышающем нормальное на величину,
указанную в табл. 4.
Приведенные величины напряжения при испытании относятся
лишь к испытаниям переменным током, причем имеются в виду
эффективные напряжения.
При испытании постоянным током величина напряжения должна
равняться 1,4 вышеозначенной.
Частота испытательного напряжения должна быть равна
номинальной частоте машины или 50 пер/сек. Стандартная форма
кривой испытательного напряжения практически должна быть
синусоидальная.
Испытание должно начинаться при напряжении меньше */з
испытательного напряжения. Напряжение затем должно
повышаться постепенно до испытательного напряжения. При увеличении
напряжения на 25% сверх номинального не должны появляться
скользящие разряды (перекрытия). Результаты испытания изоляции
считаются удовлетворительными, если во время испытания не
происходит ни пробивания, ни скользящих разрядов и если путем
измерения потерь в соответствующих обмотках будет установлено,
что испытательное напряжение не повредило изоляции.
Машины и трансформаторы должны выдерживать повышенное
на 30% рабочее напряжение в течение 3 мин. Испытание машин
на повышение напряжения может сопровождаться повышением
числа оборотов до 15%, при этом, однако, не должно допускать
перегрузки.
Это испытание имеет целью проверить лишь прочность
изоляции и должно производиться при такой начальной
температуре, чтобы повышение температуры не превзошло допускаемого
предела.

Нормы для испытания электр. машин
931
Таблица 4. Значения испытательного напряжения для
электрических машин и трансформаторов
Наименование машины и ее части
Стандартное испытательное
напряжение
А. Машины
Машины мощностью меньше 1 kW
Машины мощностью от 1 kW до
3 kW включительно
Машины мощностью выше 3 kW
Обмотки возбуждения синхронных
генераторов при напряжении
возбуждения не выше 750 V
Обмотки возбуждения синхронных
двигателей и одноякорных
преобразователей.
a) Для асинхронного пуска при
замкнутой „накоротко"
обмотке возбуждения. Обмотка
возбуждения считается замкнутой
.,накоротко", если внешнее
сопротивление не превосходит
10-кратной величины
сопротивления самой обмотки.
b) Для асинхронного пуска с
разомкнутой, но
секционированной обмоткой.
c) Для асинхронного пуска с
разомкнутой не
секционированной обмоткой
Возбудитель синхронных машин
Вторичные обмотки (ротора)
индукционных двигателей, замкнутые
постоянно накоротко
Вторичные обмотки индукционных
двигателей, не замкнутые постоянно
накоротко
Двойное номинальное напряжение
+ 500 V
Двойное номинальное напряжение
+ 1000 V
номнн. напряжение
Двойное
+ 1000 V
Минимальное напряжение 2000 V.
10-кратное номинальное
напряжение возбуждения.
Минимум 2000 V
Максимум 3500 V
Для турбоальтернаторов— двойное
номинальное напряжение
возбудителя -f 1000 V
10-кратное номинальное
напряжение возбуждения.
Минимум 2000 V
Максимум 3500 V
5000 V
5000 V, если номин. напряжение
возбуждения меньше 275 V
8000 V, если номин. напряжение
возбуждения равно или больше 275 V
Двойное номинальное
напряжение + 1000 V
Не испытываются
Двойное напряжение на кольцах
-|- 1000 V. Напряжение на кольцах
определяется при нормальном
первичном напряжении и неподвижном
роторе

932 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. машин
Таблица 4. Значения испытательного напряжения для электри
• ческих машин и трансформаторов
(Продолжение)
№jV
1
2
3
Наименование машины и ее части
В. Трансформаторы
Трансформаторы, кроме
поименованных в пп. 2 и 3
Распределительные
трансформаторы с первичным напряжением выше
х 550 V, вторичные обмотки которых
непосредственно присоединены к
распределительным сетям (т. е.
вторичное напряжение меньше 550 V)
Пусковые автотрансформаторы и
реактивные катушки
Стандартное испытательное
напряжение
Двойное номинальное
напряжение + 1С00 V
Первичные обмотки: двойное
номинальное напряжение + 100Э V, но
не менее 10 000 V (по соображениям
безопасности для жизни).
Вторичные обмотки: двойное
номинальное напряжение +1000 V
Двойное номинальное напряжение
машины или аппарата,
обслуживаемых автотрансформатором или
катушкой -f-1000 V
Примечание. Для трансформаторов тока испытательное напряжение
определяется по номинальному напряжению цепи, в которую включается обмотка.
[) Коэфициект полезного действия (ЭПН-М §§ 2а — 40; ЭПН-Т
§§ 27-28; ЭПН-ДТ§ 9)
Коэфициент полезного действия, или отдача, представляет
собою отношение мощности, отдаваемой машиной, к мощности, ей
сообщаемой. К. п. д. может быть найден путем непосредственного
измерения обеих этих величин или же косвенно путем измерения
величины потери энергии.
__ отдаваемая мощность ___
1 ~~ подводимая мощность ~~"
отдаваемая мощность
"~~ отдаваемая мощность + сумма потерь
__ подводимая мощность — сумма потерь
~~ подводимая мощность
Величина к. п. д. должна соответствовать величине,
оговоренной при заказе машины. В случае стандартных машин величина
коэфициеата полезного действия должна соответствовать величине,
указанной в стандарте. При указании к. п. д. должен быть назван
также метод, по которому он был найден.
При отсутствии в технических условиях особых оговорок, под к. п. д. пони*
мается к. п. д., определенный косвенным методом.

Измерения тгри испытании электр. мантия 933
При определении к. п. д. машины к потерям машины необходимо относить
следующие потери во вспомогательных аппаратах и приборах:
a) потери в регулировочных сопротивлениях, реактивных катушках,
вспомогательных трансформаторах и т. п., необходимых для обычной работы машины;
b) потери в возбудителе, если последний соединен непосредственно с машиной;
c) потери в добавочных машинах, относящихся к одниякорному
преобразователю, если они составляют неотъемлемую часть преобразователя;
d) вентиляционные потери в машинах с самовенталяцией.
g) Изменение напряжения (ЭПН-М §§ 41 и 43; ЭПН-Т §§ 29—30)
Под изменением напряжения эл. генератора понимается то
изменение напряжения, которое наступит, если при нормальном
напряжении у зажимов, не изменяя числа оборотов и силы тока
возбуждения, выключить ток в якоре, указанный на щитке машины,
как номинальный.
Для машин переменного тока, предназначенных тольто для неиндуктивной
нагрузки, достаточно указать изменение напряжения в них лишь для этого случая.
Для машин, предназначенных для индуктивной нагрузки, необходимо еще указат>
изменение напряжения при индуктивной нагрузке, коэфициент мощности которой
cos <p = 0,8.
Изменение напряжения характеризуется относительным
повышением напряжения, выраженным в % от номинального
напряжения. Под повышением напряжения понимается отношение
ft/ 100[V0-KHOJ
где V0 — напряжение холостого хода.
При переходе от номинального режима к холостому ходу:
a) число оборотов в минуту должно оставаться равным номи*
нальному;
b) щетки у генераторов постоянного тока должны оставаться
в положении, соответствующем номинальному режиму работы;
c) при самовозбуждении остается неизменным сопротивление
цепи возбуждения, а при независимом возбуждении — ток
возбуждения;
d) подведенное напряжение переменного тока к
преобразователю и частота должны оставаться равными номинальным.
В. Измерения при испытании электрических машин
При испытании электрических машин производятся:
1. Механические измерения, каковы: определение
числа оборотов при помощи тахометров, механические измерения
мощности' при помощи тормозных динамометров, нагрузочных
динамомашин, тормозных устройств и при помощи индикаторов
(редко).
2, Измерение температур при помощи термометров,

934 т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. мапгин
термоэлементов, при помощи электрических термометров,
основанных на измерении сопротивлений (детекторов).
3. Электрические измерения.
К приведенным выше извлечениям из норм для испытания
электрических машин нужно добавить следующие замечания;
Повышение температуры (к п. а). При монтаже приборов
обращать внимание на установку соответствующих по величине
предохранителей и рубильников.
Необходимо установить номинальную мощность машины и
в процессе испытания измерять и проверять также другие данные
ее заводского щитка; для машин постоянного тока это будут: число
оборотов, напряжение и сила тока; для машин переменного тока,
кроме того, — число периодов и коэфициент мощности (coscp).
При испытании двигателей мощность измеряется либо
механическим, либо электрическим торможением. В последнем случае,
когда это представляется возможным, энергию следует возвращать
в сеть.
В случае трехфазных асинхронньгх двигателей, последние для
работы на сеть должны получать сверхсинхронное число
оборотов. При испытании больших машин обратная работа на сеть
возможна только в редких случаях, для чего необходимым условием
является совпадение напряжений и числа периодов. При испытании
генераторов мощность поглощается электрически, т. е. в
сопротивлениях, которые должны иметь размеры, соответствующие
количеству выделяемой теплоты. При малых
мощностях ограничиваются ламповыми
реостатами, при больших же мощностях
преимущественно водяными реостатами,
Так как проводимость воды возрастает с
повышением температуры (фиг. 1), то необходимо
предусмотреть возможность регулировки
электродов, а также притока и отвода воды. При
постоянном токе обращать внимание на
возможность образования гремучего газа! При
малых напряжениях проводимость воды
искусственно повышают добавлением соды и др. солей.
При напряжениях около 500 V можно в
большинстве случаев ограничиваться чистой водой без
добавления солей. При напряжениях же выше
200Э V применяется исключительно чистая вода.
Проводимость воды может колебаться в
широких пределах (фиг. 1), поэтому даже в
испытанных установках необходимо от времени до вре-
» мени производить проверку в отношении
проводимости имеющейся воды.
Для отвода выделившейся теплоты пользуются и следующими средствами:
1. Испарением воды. Расход на 1000 kW около 0,4 л/сек при
плотности тока от 0,06 до 0,11 А/см2. Расстояние между этектродами регулируется
в зависимости от проводимости вскипающей воды; разницу между нагретой и
холодной водой следует выравнивать. '
2. Проточной водой. Количество воды, необходимой для отвода
1000 kW согласно табл. 5 по Рихтеру.
Допустимая плотность тока от 0,5 до 0,1 А/см2 для температур от 20° до 90°.
Рабочая температура не должна превышать 70°; при последней температуре
плотность тока не должна превышать 0,11 А/см3. Проводимость воды согласно фиг. 1,
Цоовг
7enne/iam?//ia
Фиг.

Измерения гири испытании электр. машин
935
Расстояние между электродами при высоком напряжении от б до 10 см на каждые
1000 V при проводимости в указанных пределах.
В гидротурбинных установках можно применить железные
листы (от 0,5 до 1,0 мм толщиною), скреп ценные между собою деревянными
колодками, погрузив их в отводящие воду каналы, имеющиеся на таких установках.
Плотность тока около 0,1—0,2 к/см2, так что
например для отвода 500 kW при 3 000 V
трехфазного тока достаточны 3 пластины размером
30X30 см, укрепленные колод.сами на расстоянии
от 10 до 15 см друг от друга.
По достижении уст. ановив-
шейся температуры, в случае
крупных машин, не позже, чем через
10 час, измеряется достигнутая
температура. За температуру окружающей
среды принимают среднюю величину,
полученную путем отсчета показаний
термометра через равные промежутки
времени в течение последней четверти
продолжительности опыта, причем
температура отсчитывается на средине высоты
машины на расстоянии 1 м от нее. При измерении температур
термометром рекомендуется определять не только конечную
температуру, но также дать ход изменения температуры (кривые
повышения температур), по которому можно точнее определить момент
достижения установившейся температуры, как показано на фиг. 2.
ение
атуры
3 а
Повы
темпе
воды
10° С
20° С
30'С
Таблица 5
воды
*<
8 8
8 5.
а, ^*
24,0
12,0
8,0
il
Э л
§£з
50° С
80° С
95° С
воды
"f ^
X ^
3.ч
4,8
3,0
2,5
Температуру
более, чем на 2°.
считают установившейся, если в течение часа она не меняется
Чем лучше охлаждается машина, тем быстрее достигается ее
установившаяся температура. Машины
средней мощности достигают установившейся
температуры в течение от 3 до 6 час. Если
для измерения температуры (например якоря
машины постоянного тока) требуется
произвести остановку машины, то это следует
производить на возможно короткий момент
и измерение производить возможно быстрее,
так как охлаждение происходит особенно
интенсивно в течение первых минут. В
случае возможности следует вычертить кривую
охлаждения и путем экстраполирования
определить температуру в момент выключения.
При измерениях термометром отыскивают
в течение испытания место наивысшей
температуры.
Для улучшения отдачи тепла
термометру ртутный шарик покрывают
оловянной фольгой и сверху прикрывают сухими
концами или чем-либо другим подобным. Следует помнить, что в ртутных
термометрах показ шия могут быть искажены, благодаря действию токов Фуко,
возбуждаемых в ртути. В победнее время все большее применение для измерения температур
при испытании маслин и трансформаторов получают термоэлементы и термометры,
основанные на изменении сопротивления проводников при нагревании. В машинах
переменного тока свыше 5000 kVA или имеющих более 1 м длину железа, согласно
германским нормам REM, должны быть заложены в статор не менее 6 электрических
термометров.
Перегрузка. Требуются лишь простые измерения силы тока.
Измерение крутящего момента производится или непосредственно
Фиг. 2.
~2%генл

936 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. машин
или, в случае асинхронных двигателей, путем снятия круговой
диаграммы.
Коммутация. Не требуется специальных измерений,
Изоляция. Измерение сопротивления изоляции
обмотки. Требуется лишь простое измерение напряжения,
Регулировка напряжения должна быть возможно более плавная.
Повышение напряжения — быстрое. При пробивании поддерживать ток
в допустимых пределах при помощи соответствующих добавочных
сопротивлений. Предохранительное заземление.
2. Испытание на крутой фронт волны напряжения*).
Щг
ж я?
Фиг. 3.
Фиг. 4.
Фиг. 5.
Испытание прочности изоляции витков в машинах и
трансформаторах свыше рабочего напряжения и, в особенности, первых
витков на стойкость крутому фронту волн напряжения,
появляющихся во время нормальной работы, см. стр. 737, производится
следующим образом. Испытуемая машина М или трансформатор Т
возбуждаются при нормальной частоте ка 1,3 рабочего напряжения и,
через шаровые разрядники с массивными медными шарами
диаметром 50 мм, отстоящими друг от друга на расстоянии,,
пробиваемом при 1,1 Е (стр. 918), включаются двумя или всеми
фазами на кабель или на конденсаторы, соединенные звездой
(фиг. 3 и 4). Для железнодорожных трансформаторов с одним
заземленным полюсом расстояние между шарами устанавливается
на пробой при 2,2 Е. Испытание производится переменным током
50 пер/сек. Продолжительность испытания 10 сек. Емкость при
нерабочее напряжение
2,5 до 6 kV
» 15 „
выше 6 до 20 „
до 35 „
„ 60 „
Емкость в каждой фазе
ми ним. '0,05 i*F
0,02 „
0,02 „
0,01 „
„ 0,05 „
Включение генераторов и двигателей согласно фиг. 3;
испытание трансформаторов по схеме фиг. 4, для двигателей трам-
х) Союзными нормами не предусмотрено.

Измерения «при испытании электр. машин 937
вайного типа по фиг. 5. Q — питающий генератор;
GMT—испытуемый генератор, двигатель и трансформатор; F — искровой
промежуток; С— емкость; G\ —- заземление.
Расстояние между шарами согласно табл. 3 (стр. 918).
Скорость задувания искрового промежутка 3 м/сек. Промежуточные
соединения возможно короткие. Зажигание искрового промежутка
либо путем временного сближении шаров, либо шунтированием
воздушного зазора.
3. Испытание витков. Изоляция витков испытывается
у машин при холостом ходе посредством увеличения подводимого
или вырабатываемого напряжения до 1,3
номинального напряжения. Испытание
производится в течение 3 мин. Частота и число
оборотов могут быть соответственно
увеличены. Для трансформаторов испытание
производится в течение
5 мин. при холостом ходе
напряжением, равным
двойному рабочему
напряжению при
соответственно увеличенной
частоте. Для мощностей
свыше 1000 kVA
применяется, по возможности,
такое же испытательное
напряжение и во всяком Лбигатель Генератор.
случае не менее 1,3
рабочего напряжения в те- фиг- 6-
чение 5 мин. Для
железнодорожных трансформаторов испытание производится при
двойном рабочем напряжении с соответственно увеличенной
частотой в течение 5 мин. (по германским нормам).
Коэфициент полезного действия. 1. Метод
непосредственного электрического измерения мощностей,
Измеряется как сообщаемая, так и отдаваемая мощность, например
у двигателей-генераторов постоянного тока.
Измерение мощности производится электрическими
измерительными приборами путем измерения соответствующих
напряжений и сил тока (фиг. 6).
^-ГиТтТкГ } подводимой мощности.
^-силГокГ } отдаваемой мощности.
/? — регулятор поля, А — пусковой реостат.
Коэфициент полезного действия tq = (£"2/2): (Я/iK
Одноякорный преобразователь (фиг. 7). Измерение мощности
на стороне постоянного тока по напряжению и силе тока, на
стороне трехфазного тока, ввиду равномерной нагрузки фаз при
Фиг. 7.

938 т III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. машин
помощи одного ваттметра (наблюдать за правильным
присоединением токовой и вольтметровой катушек ваттметра!).
Измерение силы тока при помощи трансформатора тока —
в случае переменного тока и при помощи шунта—в случае
постоянного тока. Коэфициент полезного действия yj = Я . I :3N.
2. Метод торможения. Измерение механической
отдаваемой мощности посредством тормоза при одновременном
измерении подводимой электрической мощности электрическими
измерительными приборами.
Этот метод применяется главным образом для небольших
двигателей, а также генераторов, могущих действовать в качестве
двигателей. Необходимо при этом позаботиться, чтобы магнитные
и механические условия, число оборотов и мощность мало
отличались во время испытания от соответствующих величин при
пользовании машиной в качестве генератора.
Системы торможения: Механический метод торможения
см. т. I; торможение по принципу токов Фуко см. ETZ, 1900,
стр. 265; Grau ETZ—1902, стр. 467; Richter, ETZ—1901, стр. 194.
ПенделЬ-машины Langer u. Finzi, см. Z. d.V. d. I. 1914 г., стр. 41;
водяной тормоз конструкции Фруде (Froude) см. Arnold, машины
постоянного тока, т. I.
Последние типы пригодны для самых тяжелых нагрузок. См.
также „Водяные тормоза системы AEG" (AEG-Mitt. 1926, стр. 281).
3. Метод нагрузки или метод тарированной
(градуированной) машины. Измерение механической
мощности при помощи тарированной машины и одновременное
измерение электрической мощности электрическими измерительными
приборами.
Этот метод применяется, если имеется генератор или двигатель
соответствующей мощности, коэфициент полезного действия кото-
рого при различных нагрузках в точности известен
(градуированная машина); такой генератор или двигатель может быть применен
в качестве тормоза или приводящего в действие двигателя.
Схема соединений по фиг. 6. Потери или коэфициент полезного
действия вспомогательной машины должны быть известны.
Кривые коэфициента полезного действия являются градуиро-
вочными кривыми для этой машины и даются для определенного
напряжения и определенного числа оборотов.
Соединение машин непосредственное.
Коэфициент полезного действия r\=Eg- Ig: (Em • 1т • ч\т).
В случае машин с независимым возбуждением (напр.
синхронные машины) следует принять в расчет потери на возбуждение Ve .
Коэфициент полезного-действия yj = Еg* Ig : (Ет • 1т» ^)т + ^) •
Методы косвенного определения к. п. д. Измерение
суммарных потерь в машине. 1. Метод возвратной работы.
Две машины равной мощности одинакового типа и для
одного и того же рода тока соединяются между собой механи-

Измерения при испытании электр. машин
939
чески и электрически таким образом, чтобы одна служила
генератором, а другая—двигателем. Система эта приводится в действие
от постороннего источника тока таким образом, что подводится и
измеряется количество энергии, необходимое для покрытия потерь.
Работа обеих машин регулируется так, чтобы средняя величина
между мощностью, сообщаемой двигателю, и мощностью,
отдаваемой генератором, приближалась, по возможности, к нормальной
мощности каждой отдельной машины. Мощность, необходимая
для покрытия потерь, может быть сообщаема как механическим
путем, так и электрическим путем. Если при производстве
измерения необходимо прибегнуть к ременной передаче, то следует
соответственным образом принять во внимание возникающие при этом
потери. Измеренная сумма потерь после соответствующего
распределения ее на обе машины (обычно потери обеих машин
принимаются равными) и служит для вычисления к. п. д.
Метод этот применяется чаще всего для машин постоянного
тока. Для асинхронных и синхронных машин этот метод редко
применяется. Для трансформаторов
этот метод применим, если берутся
для измерения трансформаторы,
тождественные по мощности,
напряжению и частоте.
Машины постоянного
тока. Соединение
непосредственное или ременной передачей/ Пуск
в ход при помощи пускового реостата
(фиг. 8). При выключенном рубильнике Дбигалгелъ^
обе машины возбуждаются до
одинакового напряжения. Включаются
рубильники.
Нагрузка дается увеличением возбуждения генератора.
Предположение: коэфициенты полезного действия обеих машин одинаковы
\ — "1/w Мощность, идущая на возбуждение генератора,
механически покрывается двигателем и входит в общую мощность потерь
в машинах, покрываемую из сети = EIV.
у] отданная мощность: сообщенная мощность EI:(1 -\- Iv) Ег\т,
откуда
am&/t
Фиг. 8.
V
= /:(/+/„); 4g=*rlm ==]//:(/+/„).
В случае применения для соединения машин ременной
передачи следует принять в расчет ее коэфициент полезного действия:
■'%
= у7:(/+ lv)rlk.
Измерение практически легко выполнимо, но теоретически
не вполне точно, так как ток в якоре больше у двигателя, а
возбуждение сильнее у генератора,

940 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание эяектр. машин
2. По количеству тепла, отводимого охлаждающей средой.
В закрытых вентилируемых машинах* общие потери могут быть
учтены, как сумма: а) потерь на тепло, отдаваемое охлаждающей
среде, р) потерь на тепло, отдаваемое внешней поверхности машины,
и y) потерь на трение в подшипниках.
Потери Рх на тепло, отдаваемое охлаждающей среде,
вычисляются по формуле:
т' — т'
* о г _ т '
1х 'о
где
Р0 — потери, отдаваемые машиной охлаждающей среде при холостом ходе;
Т0 и Т^ — температуры охлаждающей среды при входе и выходе из машины
при холостом ходе;
Т0' и 7^ — то же при номинальном режиме.
3. Метод перевозбуждения (для синхронных машин). Общие
потери определяются по измерению затраченной мощности при
холостом ходе машины как двигателя. Напряжение на зажимах
поддерживается постоянным; ток в якоре подгоняется к нормальному
при помощи перевозбуждения или недовозбуждения машины.
Вычитая из полусуммы подводимых к машине при опыте •
перевозбуждения и недовозбуждения мощностей соответствующие потери
холостого хода, получаем сумму джоулевых и добавочных потерь
при номинальном токе.
Измерение отдельных потерь в машине. Различают
следующие потери в электрических машинах:
1. Потери холостого хода, а) Потери в железе, р) Потери на
трение в подшипниках, на трение в воздухе и на трение щеток.
2. Джоулевы потери и добавочные потери, y) Джоулевы потери
во всех обмотках. А) Переходные потери на контактах от щеток
к коллектору и на контактах от щеток к кольцам, е) Добавочные
потери (потери в железе, вызванные искажением магнитного потока
при нагрузке; потери на токи Фуко в меди от той же причины;
коммутационные потери и др.).
Для определения отдельных потерь в машине [потерь холостого
хода, нагрузочных (джоулевых в якоре), возбуждения] применяются
следующие методы:
1. Определение потерь холостого хода
методом двигателя. (Метод холостого хода.) Метод состоит в пуске
машины холостым ходом в качестве двигателя, причем измеряется
энергия, расходуемая на приведение в действие машины при
нормальном числе оборотов и нормальном напряжении поля. Потери,
обусловливаемые сопротивлением воздуха, трением подшипников
и щеток, гистерезисом и токами Фуко, предполагаются
неизменяющимися и при нагрузке машины. Подводимая к машине,
работающей двигателем вхолостую, мощность за вычетом потерь
на возбуждение и джоулевых потерь в якоре или статоре дает

Измерения тари испытании электр. машин 941
потери холостого хода. Если желательно .определить отдельно
потери на трение, то они измеряются как мощность, подводимая
от тарированного двигателя к невозбужденной машине при
номинальном числе оборотов.
Если желательно отделить потери в железе при холостом ходе,
от потерь на трение, то они измеряются как разность подводимых
к машине от тарированного двигателя мощностей при нормально
возбужденной и невозбужденной машине, при нормальном числе
оборотов.
a) Двигатели постоянного тока. Определяется
расход энергии при холостом ходе N после установившейся
температуры подшипников Бри нормальном числе оборотов и при
нормальном магнитном потоке, т. е. нормальном возбуждении. Щетки
устанавливаются по нейтральной линии. Напряжение на зажимах,
вследствие омического падения напряжения в якоре при нагрузке,
должно быть уменьшено на соответствующую величину так, чтобы
при холостом ходе в двигателе индуктировалась э. д. с, равная
Е = U пом.—/ ном. R, где R—омическое сопротивление цепи якоря.
Измеряется сила тока и напряжение.
_р ( Ре — потери в железе,
0 ~~ * е ' т 1 Pf — „ на трение,
ЛГ0 — мощность холостого хода.
Из общей мощности холостого хода надо вычесть джоулевы
потери и потери на возбуждение, после чего получим мощность
потерь холостого хода.
Потери в меди подсчитывают по измеренному и
пересчитанному на 75° сопротивлению якоря, принимая во внимание ток
возбуждения Рса = 1а2 • га; Рсе — 1еЕ (потери на возбуждение).
Сумма:
Рса -j- Pce -j- Pz представляет собой потери нагрузочные (в
основном джоулевы потери в якоре). Здесь Ра— потери в
контактах щеток; Pz — добавочные потери (ЭПН-М § 40),
Коэфициент полезного действия
__ отданная мощность
71 "~ отданная мощность + Ре + Рг + Рса + Рсе + Рй + Р~'
Потери в щетках измеряются независимо от силы тока по
среднему переходному напряжению (зависящему от сорта угля)
в 2 V для двух щеток, таким образом Ра = 21а.
b) Генераторы постоянного тока. Измерение
производится, как в вышеописанном случае, а), но в виду некоторого
падения напряжения при нагрузке возбуждение при испытании
должно*' быть увеличено настолько, чтобы при холосюм ходе
индуктировалась э. д. с, равная Е= U ном. -f- / ном. Ра.

942 т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание элоктр. лгашин
Джоулевы потери в якоре и потери в щетках будут иметь
несколько иной вид, чем в двигателях постоянного тока:
Ра =('«+4)2-
В остальном, — как у двигателей постоянного тока.
c) Синхронные машины. Измерение потерь холостого
хода Ре -\- Рг выполняется таким же путем при установившемся
ходе машины в качестве синхронного двигателя, как в п. а).
Мощность измеряется однако ваттметром, причем сила тока в якоре
устанавливается на минимальную величину для возможного
уменьшения сдвига фаз между напряжением и током.
Потери в меди определяются как указано выше. Принять во
внимание потери на возбуждение, а также потери в контакте щеток.
Нагрузочные потери (Рса -{-Pz) определяются либо методом
короткого замыкания, либо методом перевозбуждения (ЭПН-М
§ 39).
Коэфициент полезного действия
отданная энергия
4 ~~ отданная энергия + Ре + Рг + Рса + Рсе + Рй + Р%
d) Асинхронные двигатели. Измерение производят
таким же путем, как в п. а) при нормальном числе периодов,
учитывая при этом омическое падение напряжения в статоре. Потери
в меди статора находятся путем подсчета на основании
измеренного и пересчитанного на 75° сопротивления тех же фаз. В случае
двигателей с контактными кольцами таким же путем подсчиты-
ваются потери в меди ротора. В случае короткозамкнутых
двигателей потери в роторе определяются путем измерения скольжения.
Потери в роторе равняются переданной ему мощности,
помноженной на скольжение, выраженное в процентах.
Этот метод измерения потерь в работе можно применять и
к двигателям с кольцами. Переданная ротору мощность равна
сообщенной статору мощности минус потери в железе и меди статора
(см. стр. 830).
Нагрузочные потери = Рс + Р + Pz + Рй.
В случае асинхронных двигателей с кольцами частота скольжения
может быть определена с помощью гальванометра с нулем
посредине, присоединенного к короткозамкнутым щеткам; в случае
двигателя с короткозамкнутым ротором может быть применен
стробоскопический метод с помощью например укрепленного на валу
двигателя креста, освещаемого лампой тлеющего разряда и
имеющего число зубцов, соответствующее числу полюсов двигателя.

Измерения при испытании электр. машин
943
Для определения скольжения при полной нагрузке необходимо
испытание под нагрузкой.
РСз =WS.(*:100); Nn=N-{PCi +Pe);
к. п. д.
_N-(PCi+Pe + Pc^+Pr + Pu+Pz)
ч~" ^ ,
где Рс —потери в меди статора, Рс —потери в меди ротора, Ре —потери в железе
статора, Рг —потери на трение, Рц —переходные потери на щетках (у двигателей
с кольцами без приспособления для подъема щеток), Pz —дополнительные потери,
N—сообщенная двигателю мощность, N% —передаваемая через воздушный зазор
мощность, s—скольжение в %•
Для разделения потерь в железе от потерь на трение можно
пользоваться описанным ниже (пункт 6) методом разделения потерь,
методом вспомогательного двигателя (пункт 4) или методом выбега
(пункт 7).
4. Определение потерь холостого хода методом генератора
(с помощью вспомогательного тарированного двигателя).
Включение по схеме фиг. 6. В случае коллекторных машин возможно
отдельное измерение потерь на трение щеток. После достижения
установившегося хода производятся следующие измерения:
a) Вспомогательный двигатель работает один, отсоединенный
от испытуемой машины: измеряется подводимая мощность Nv
b) Вспомогательный двигатель сцепляется с испытуемой
машиной, последняя работает без возбуждения: измеряется мощность N2-
c) Сцепленная испытуемая машина возбуждается.
Величина возбуждения соответствует различным напряжениям Е
испытуемой машины; измеряется N&
Изменением величины потерь в меди якоря двигателя
вследствие возрастания нагрузки, в случае большого вспомогательного
двигателя, можно пренебречь.
Потери на трение Рг = N2 — Nu
„ в железе Ре = N3 — N2.
Величины эти наносятся на диаграмме, как функции напряжения.
Потери в меди определяются таким же путем, как и при методе
холостого хода. При независимом возбуждении принять во
внимание потери на это возбуждение.
Для вспомогательных двигателей малой мощности необходимо
принимать во внимание изменение коэфициента полезного действия
в соответствии с изменением нагрузки. Кривая этого изменения
коэфициента полезного действия должна быть заранее дана. В
качестве вспомогательного двигателя можно пользоваться также
первичным двигателем для генератора (например паровой машиной).
Разница в расходе энергии определяется по индикаторной диаграмме.

9 И т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. машин
3. Определение джоулевых потерь. Джоулевы
потери в различных обмотках вычисляются по омическому сопро-
тиьлению обмоток, приведенному к 75° С.
4. Потери в щетках. Переходные потери принимаются
для щеток на коллекторе в соответствии с падениями напряжения
в переходном слое: в 2 V для угольных и графитовых щеток и
в 0,6 V для металлоугольных; для щеток на кольцах—в 1 V для
угольных и графитовых и в 0,3 V для металлоугольных на кольцо.
5. Добавочные потери. Добавочные потери в машинах
различных классов могут приниматься на основании следующих
цифр, указанных в % от номинальной мощности.
1. Машины пост, тока с доб. полюсами и без них .... 1%
2. Асинхронные машины • . у2%
3. Одноякорные преобразователи у8%
4. Каскадные преобразователи 1%
6. Совместное измерение джоулевых потерь
и добавочных потерь — метэд короткого
замыкания. Машина с короткозамкнутыми обмотками статора
приводится во вращение вспомогательным тарированным двигателем при
нормальной для нее скорости вращения. Возбуждение машины
регулируется на такую величину, чтобы ток короткого замыкания
был равен номинальному. Подводимая к машине от тарированного
двигателя мощность за вычетом потерь на трение представляет
потери короткого замыкания, которые и принимаются за с^мму
джоулевых и добавочных потерь.
7. Испытание трансформаторов при помощи
опытов холостого хода и короткого замыкания.
Испытание трансформаторов на холостой ход при нормальном
напряжении и номинальной частоте дает не-
ь зависимую от нагрузки сумму
диэлектрических потерь и потерь в железе (включая
джоулевы потери холостого хода), так называемые
потери холостого хода трансформатора (фиг. 9а).
Подводимая мощность равна потерям
холостого хода Ne = Ре>
Испытание на короткое
замыкание при номинальной силе тока дает
джоулевы потери при нормальной нагрузке
или потери в обмотке (фиг. 9Ь). Подводимая
мощность равна джоулевым потерям при
номинальной мощности: Nk = Pk.
Для получения при этом методе
испытания небольших сил тока и больших
напряжений измерение мощности целесообразно производить в цепи
высокого напряжения. Регулировка напряжения должна производиться
осторожно, так как приходится работать с очень низким
напряжением короткого замыкания. При малых мощностях принимать во
внимание потерю энергии в измерительных приборах. Если одно-
№
%/0
п а
Фиг. 9 а и Ь.

&
1
1 ]
1
i* ■
Измерения ягри испытания эйевдк машиа 945
временно требуется измерять напряжение короткого замыкания, то
на стороне низкого напряжения ток короткого замыкания
устанавливается без амперметра, причем сила тока регулируется по
стороне высокого напряжения. Если нормальная мощность
трансформатора будет N kW, то коэфициент полезного действия
ri~N:[N+(Pe+Pk)].
Измерение мощности производится в случае трехфазных
трансформаторов по методу двух ваттметров.
В — напряжение, /—сила тока, N— мощность.
8. Графический метод разделения потерь.
Определяются потери холостого хода при нормальном числе
оборотов и при постепенно понижающемся
напряжении, причем эти потери наносятся в виде
графика для каждого значения напряжения Е
(или лучше для каждого значения Я2).
Пересечение кривой с ординатой отсекает
отрезок равный потерям на трение, не зависящим
от напряжения машины (фиг. 10). Этот же
метод применим для разделения потерь при
асинхронном двигателе.
9. Метод выбега (самотормо-
ж е н и я). Вращающаяся с числом оборотов п * 10,
в секунду электрическая машина, имеющая
момент инерции / и угловую скорость о> = 2пп: 60, обладает запасом
живой силы, равным Л=1/2со2/. Если после установившегося хода
отключить машину, то число оборотов начнет уменьшаться,
вследствие постепенного израсходования запаса живой силы на
преодоление внутренних потерь. Этот расход равен
хг dA r da ( 2ти \2 dn' „ dn
dn
где г—постоянная величина для данной машины, п • -гг —
поднормаль соответствующей кривой самоторможения, п =/(/)» которая
легко находится графически. Так как измерение J затруднительно, то
с определяется по формуле c = N:(n-—) путем электрического
измерения мощности ЛГ(для данного режима работы) и графического
определения поднормали кривой замедления (выбега) для того же
рабочего состояния. Вычертив ряд кривых замедления и построив
соответствующие поднормали, находим соответствующие потери
xr dn * . . "«
мощности N=c-n- ~7т для каждого числа оборотов, а именно:
а) потери на трение по-кривой выбега при холостом ходе й
невозбужденных электромагнитах;
Зак. 2i8&3.— Hiitte, Справочник для инженеров, Я. ГЛ. 60

946 т. III. Отд. 10. Электротехника. VI. Испытание электр. мантий
b) потери в железе + потери на трение по кривой выбега при
холостом ходе и возбужденных электромагнитах при разной
величине возбуждения (для машин постоянного тока и синхронных);
c) потери при нагрузке-f-потери на трение из кривой выбега
при коротком замьясании с возбуждением, соответствующим
рабочему току (в синхронных машинах).
Так например кривые I и II на фиг. И изображают полученные
путем опыта кривые выбега для невозбужденного и нормально
возбужденного двигателя постоянного тока мощностью 50 kW,
dn
1000 об/мин; кривые V и II" представляют собою кривые л-^р
.110 120 100 SO
Л2Г
во юо iZQCeft
Фиг. 11.
построенные графически на основании кривых выбега. Кроме того,
измерена мощность, подведенная к якорю постоянного тока при
нормальном возбуждении и при числе оборотов несколько выше
или ниже нормального рабочего числа оборотов (при соответственно
уменьшенном напряжении якоря); она составляет 3660 W при
1100 об/мин. и 2860 W при 900 об/мин. Отсюда
определяется постоянная с машины: с~М%Ап~т+) для рабочего числа
оборотов; ее величина в среднем получается равной 22. В этом
случае кривые п — в другом масштабе образуют кривые потерь,
причем одно деление этого масштаба составляет 22 W. Для
нормального числа оборотов равного 1000 об/мин. получается
например величина чистых потерь на трение (при невозбужденной
машине) из кривой I'—2100 W; при нормальном возбуждении
из кривой IV потери равны 3300 W; следовательно потери в железе
при нормальном числе оборотов = 1200 W. Измеряя потребляемую
мощность и строя кривые выбега для различных состояний работы
(например для различных возбуждений), могут быть определены
потери для всех этих состояний работы. Нанося на график, как
функцию числа оборотов или периодов, значение потерь в железе,

Производство электроэнергии
947
мы получим в точке 0 пер/сек. отдельно величину потерь на
гистерезис.
Для быстроходных двигателей, требующих продолжительного
времени выбега до остановки, часто для графического построения
поднормали бывает достаточно определения направления линии
тангенса; при этом эта последняя определяется путем нанесения
на график двух величин, измеренных через определенные
промежутки времени. В турбогенераторах, разъединить которые часто
невозможно, потребная мощность определяется для генератора,
так же, как и для синхронного двигателя, электрическим способом,
для номинального напряжения, номинальной частоты и cos <р == 1,
в то время как паровая турбина вращается при вакууме. При том
же вакууме и при том же напряжении на зажимах, уменьшенном
на величину падения напряжения при измерении потребной
мощности, производится испытание продолжительности выбега машины
(на график наносятся в данном случае только две точки) и
постоянная с вычисляется, как выше. Теперь, для выделения каждой
отдельной величины потерь могут быть построены на основании опыта
дальнейшие кривые или отрезки кривых выбега. Для получения
величины потерь на трение турбинных лопаток опыт выбега
повторяют для различных степеней вакуума, так что получается
возможность экстраполяции на 100% вакуума. Для определения потерь
нагрузки при номинальном токе кривая выбега генератора строится
при коротком замыкании с возбуждением, соответствующим
номинальному току.
VII. Производство электрической энергии
А. Выбор системы тока1)
1. Общие положения. Выбор системы тока зависит главным
образом от величины района потребления электрической энергии,
перспектив расширения этого района, связи с электрическими
сетями близлежащих районов и необходимости передавать
электрическую энергию на далекие расстояния. В силу этих соображений
особенно подходящим для целей передачи энергии оказывается
переменный ток, благодаря более дешевым условиям
преобразования напряжения с помощью неподвижных без вращающихся
частей трансформаторов; для промышленных целей и бытовых
нужд в европейской практике применяется переменный ток с
частотой 50 пер/сек, для магистральных железных дорог применяют
иногда и переменный ток пониженной частоты 15,
162/3 и 25 пер/сек»
Область применения постоянного тока ограничивается лишь
некоторыми специальными условиями, где переменный ток или
*) Schonber g-0 1 u n k, Landeselektrizkatswerke, Miinchen щ Berlin 1926,
Oldenbourg — Шенберг-Гдунк, Районные электрические станции.
60*

948 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
Неприменим или экономически невыгоден (городские железные*
дороги, в некоторых странах также магистральные железные
дороги, электролитические производства и т. п.). Как правило сети
постоянного тока питаются через преобразователи или
выпрямители от станций переменного тока; число специальных станций
постоянного тока относительно ограничено.
2. Постоянный ток. Большим преимуществом станций
постоянного тока является возможность аккумулирования энергии при
сравнительно удовлетвортельном коэфициенте полезного действия
отдачи, а именно от 90 до 95% по емкости в ампер-часах (Ah)
и от 70 до 75% по энергии в ватт-часах (Wh); об аккумулятор*
ных батареях см. стр. 747 и след.
В установках с сильно колеблющейся нагрузкой (чисто
осветительная нагрузка, железные дорогие применение аккумуляторных
батарей дает возможность обеспечить равномерность нагрузки
генераторов.
Величина напряжения генератора, а вместе с тем напряжения
линии передачи постоянного тока ограничены; кроме того
величина этого напряжения зависит от рабочего напряжения
потребителей, ввиду невозможности при постоянном токе легкого
преобразования одного напряжения в другое, так как до сих пор этим
целям мог удовлетворить лишь дорогой двигатель-генератор.
В силу этих обстоятельств постоянный ток не получил широкого
распространения для целей централизованного электроснабжения
больших районов и для объединенных линий передачи.
Постоянный ток часто также применяется в установках, где
требуется широкая регулировка числа оборотов двигателей, как
например, на бумажных фабриках, в типографиях, для шахтных
подъемников, для прокатных станов и т. д. Сети постоянного тока,
там, где они требуются специальными условиями работы (железные
дороги, электролитические процессы и др.), в настоящее время
обычно питаются через преобразователи от сетей переменного тока.
Развитию постоянного тока особенно благоприятствовало усовершенствование
стационарных установок с ртутными выпрямителями (например установки
городских и пригородных жел. дор.).
Обычно применяются следующие напряжения у приемников энергии для
осветительных целей и для небольших силовых установок:
Двухпроводные сети . . « . . . 110—220 V
Трехпроводные „ 2X^0=220 V
2X220=440 V
Для больших силовых установок и для железныхдоро Г;
Б50— 750 V
1500 V
и 3000 V
Нормальное напряжение для генераторов и двигателей см. стр. 757, табл« 1.
3. Системы переменного тока, а) Однофазный ток.
Преимущества: простота и сравнительная дешевизна передачи
энергии на расстояние, так как требуется для этого только два
провода, а при использовании земли в качестве обратного провода

Выбор системы трва
949
необходим всего один провод. Однофазный ток применяется в
первую очередь для электрификации магистральных железных дорог
(главным образом в Германии и на некоторых дорогах в США);
далее он применяется в качестве ответвлений от сетей
трехфазного тока, для питания отдельных небольших по мощности
потребителей, каковыми являются дома и небольшие предприятия.
Недостатки: сравнительная дороговизна установок с машинами
однофазного тока, так как и генераторы и двигатели однофазного тока
на х/з слабее по мощности по сравнению с подобными же
машинами трехфазного тока одинаковой величины.
Индукционные двигатели требуют специальных искусственных
схем для пуска.
Частота и напряжение, применяющиеся при однофазном токе, те же, что и
при трехфазном токе (см. ниже). Наиболее употребительной частотой для целей
электрификации железных дорог до сих пор была частота 162/8 пер/сек в Европе
и 25 tiep/сек в США. За последнее время в ряде европейских стран ведутся
опыты по применению и для железных дорог стандартной промышленной частоты
60 пер/сек.
Ь) Трехфазный ток. Представляет собой симметричную
многофазную систему передачи энергии при наименьшем числе
проводов (3) и поэтому дает наиболее простою и дешевую
из многофазных систем. Последняя ступень токораспределения
(рабочего напряжения) часто осуществляется четырьмя проводами,
из которых 3 — главные („внешние") провода и 1- нулевой,
служащий в качестве обратного провода для всех главных проводов;
при этой системе осветительная нагрузка включав!ся между
крайними проводами и нулевым (например 220 V), силовая — между
крайними (У"3-220 = 380 V).
Преимущеава системы трехфазного тока особенно сказываются
в электрических приводах: индукционные (асинхронные) двигатели
трехфазного тока развивают очень значительный пусковой момент
и имеют почти постоянное число оборотов в минуту. Напряжение
ротора независимо от напряжения сети, последнее обстоятельство
дает во шожность применить для двигателей непосредственно
высокие нанряжения (примерно до 10 000 V для больших двигателей)
без опасности для обслуживания, благодаря чему удешевляется
питающая сеть для двигателей больших мощностей. Двигатели
малой передней мощности выполняются обычно с коротко-
замкнутым ротором и с пусковым переключателем со звезды
на треугольник. Индукционные двигатели дешевы и крайне
нетребовательны в отношении ухода и места расположения. Коротко-
замкнутые двигатели безопасны в пожарном отношении, поэтому
нашли себе широкое распространение в помещениях со
взрывчатыми газами, с воспламеняющейся пылью, в ткацком производстве
и т. д. Преобразование трехфазного тока при помощи
выпрямителей дает постоянный ток с незначительной пульсацией (при
применении б и 12-фазных схем питания выпрямителей), благодаря
чему удается избежать дополнительных потерь в цепях
постоянного тока, а также влияния на провода связи.

950 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
Трехфазный ток высокого напряжения служит для
распределения энергии по целому району, а также для передачи
значительных количеств энергии на большие расстояния, выходящие
из пределов района.
Частота (/). в Европе принята частота 50 пер/сек (= 100 перем. тока в сек.),
хотя в отдельных случаях выполняются установки с более низкой частотой (пере-
дача энергии для тихоходных двигателей). В осветительных установках однако,
но причине мерцания света в ламлочках, не следует итти ниже частоты / =
35 пер/сек. В CCGF стандартной частотой для всех районных электрических
станций является /=50 пер/сек.
Нормальные напряжения. Нормальные эксплоатационные напряжения, при»
пятые в СССР, см. табл. 1,
Таблица 1, Нормальные напряжения в электрических установках сильного
тока. Общесоюзный стандарт (ОСТ 569)
Номинальные эксплоатационные
X
3
ОЯ№
н
о
12
24
110
220
440
—
—
—
—
__
напряжения
Трехфазный
ток 50 пер/сек
к*
^х с?
^ а о.
—
120 V
220 „
330 „
500 „
3kV
6 „
10 „
35 „
110 „
220 „
о
я s.
w a <u я
£► со я ю>
_
—
—
—
220
—
—
—
—
—
о
н
1
•8-
о
а
§>
12
—
—
—
—
—
—
—
—
—
~
М •**,',!■! , Till, LAL\r<rmV" 'ДВДВН——»—— « т<, ■ _»
Нормальное напряжение на зажимах
Генераторов
2
s
се
О
—
115
230
460
—
—
—
—
"~~
Трехфазный
ток 50 пер/сек
между
внешними
проводами
_
—
230 V
400 „
525 „
3,15 kV
6,3 „
10,5 „
—
—
Трансформаторов
Трехфазный ток 50 пер/сек
между BieuiH. пров-лами
Для
обмоток
высшего
напряжения
3 kV
6 .
ю „
35 „
| по „
220 „
Для обмоток
низшего
напряжения
133 V
230 .
400 „
525 я
3,15 kV
6,3 „
10,5 „
36,75 „
115,5 „
«
Примечание 1. Под номинальным эксплоатацяонным напряжением
разумеется среднее рабочее напряжение на зажимах приемника электрического тока.
Примечание 2. Приемниками электрического тока считаются, кроме
электрических ламп, электродвигателей и т. д., также первичные обмотки
трансформатора.
Примечание 3. Номинальные эксплоатационные напряжения, набранные
жирным шрифтом, являются предпочтительными как для новых установок, так и
для значительных расширений существующих установок.
Примечание 4. Номинальные эксплоатационные напряжения для
электрических железных дорог будут установлены дополнительно.
Примечание 5. Номинальные эксплоатационные напряжения до 100 V
будут установлены дополнительно. Напряжения 12 V и 24 V, принадлежащие
к шкале напряжений до 100 V, включены в таблицу, как напряжения,
рекомендуемые в сильноточных установках при повышенных требованиях безопасности.
Примечание 6. Отклонения в экспдоатации от напряжений, указанных
в таблице, не должны превышать 5о/„.

Производство электрической энергии постоянного тока 951
В Германии и Италии приняты следующие напряжения: 220, 380, 6000,
10 000, 15 000, 30 000, 60 000, 100 000, 200 000 V.
Во Франции: 115—200, 230-400, 1000, 32С0, 5500, 10 000, 15 000, 22 000, 30 000,
45 000, 60 000, 75 000, 90 000, ПО 0Г0, 150 000, 220 000, 300 000 V.
В Испании: ПО, 150, 220, 1000, 3000, 5Г00, 6000, 10 Г00, 12 000, 16 000, 18 000,
25 000, 30 000, 35 000, 53 000, 66 000, 95 000, ПО 000, ld5 000, 150 000 V.
Опасность для жизни. Безопасными для человека можно считать
напряжения лишь до 42 V. Поэтому до 1угкаемая величина напряжения для
переносных ламп, ручных дрелей и т. п., особенно при работах в узких сырых поме»
щения , с хо ошо токопроводящими частями (например в котлах, в деповских
смотровых ямах и пр.) ограничена правилами безопасности и допускается у нас
в СССР в пределах до 24 V для постоянного тока и до 12 V для переменного тока*
В. Производство электрической энергии постоянного тока
На
чения:
а) Схема включения источников тока х)
нижеследующих фиг. 1—5 введены следующие обозиа
А — выключатель,
МаА — ма симзльный выключатель,
MiA — минимальный выключатель,
MaRa — максимальный и обратного тока
выключатель,
U — переключ: тель,
55 ~ гащч»ный выключатель,
S — п^едо ранитель,
St ~ шгепсеньный контакт,
Str — амперметр,
X Str — ампеьмет > с отклонением
стрелки в обг стороны,
Sp — вольтметр,
Le — ваттметр,
Spt — делитель напряжения,
LZS —- одино шый элементный кол
м^татор,
DZS — двойной элементный
коммутатор,
Ant — пусковой реостат,
R.7 — регулирующее
сопротивление,
MR — реостат в цеп* магнитов,
NR — шунтовой релстат.
1. Двухпроводная система. Схема соединения двух
параллельно работающих шунтов ых генераторов
(фиг. 1). Шунтовую обмотку генераторов рекомендуется
присоединить одним концом непосредственно к сборным шинам, этим
достигается более быстрое возбуждение подлежащей включению машины
и исключается возможность перемены полярности. (Для
возбуждения достаточно замкнуть при этом выключатель на одном проводе,
по фиг. 1 на левом.)
Таким образом, вместо одного двухполюсного выключателя необходимы два
однополюсных, один из которых (по фиг. 1 правый) может быть разомкнут только
после того, как выключена цепь возбуждения. Такая последовательность
необходима потому, что в противном случае электромагниты могут быть повреждены
возникающими в обмотках экстратоками. Обмотка возбуждения динамомашин,
во избежание пробоя, должна присоединяться к сборным шинам таким образом,
чтобы даже при выпадении соответствующего автоматического выключателя цепь
возбуждения оставалась не прерванной.
*) К и з е р, Передача электрической энергии (пер. с нем.), изд. ГТИ.
Коз а.к, Схемы включений электрических установок постоянного и
переменного токов (пер. с нем.), Гостехиздат, М. 1927.
Тейхмюллер, Схемы соединений в электрических установках сильного
тока (пер. с нем.), ГТИ.

952 т. Ш. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство «лектровн»ртии
Схема соединения двух параллельно
работающих генераторов смешанного возбуждения
(компаунд) (фиг. 2). В этом случае необходима установка особого
уравнительного провода, сопротивление которого должно быть
меньше, чем суммарное сопротивление последовательных обмоток
работающих машин.
Уравнительный провод необходим также при параллельной
работе генераторов с последовательным соединением.
Фиг. 1. Фиг, 2.
В случае применения аккумуляторной батареи схема соединений зависит
в первую очередь от того, как будет производиться зчрядка батареи. Зарядка
может производиться:
1. Путем повышения напряжения главной машины.
2. Применением дополнительной машины при регулировании главной машины
на напряжение в сети.
3. Путем подразделения аккумуляторной батареи на отдельные группы при
неизменяющемся напряжении главной машины.
Зарядка батареи повышением напряжения главной машины.
Применение одиночного элементного коммутатора не дает возможности питать места
потребления во время зарядки, равным, образом в этот период нельзя
пользоваться батареей как времен шм резервом. Тем не менее эта схема соединений,
благодаря своей простоте и незначительному числу включаемых элементов
одиночного коммутатора рекомендуется для небольших установок, когда допустимы
перерывы в подаче тока батареи. Применение двойного элементного коммутатора
(фиг. 3) дает возможность питания мегг потреб тения тока от генератора также
во время заряда, так как допускает регулировку как со стороны сети, так и со
стороны зарядной машины. Если сила разрядного тока равна силе тока динамома-
шины, батарея представляет полный временный резерв для последней. Если сила
разрядного тока батареи меньше, то схему соединений рекомендуется несколько
изменить; в этом случае добавляется вспомогательный провод, позволяющий при
повреждении машины производить питание от батареи лишь того количества
потребителей, которое соответствует допустимому разрядному току батареи (на
фиг. 3 помечен пунктиром).
Зарядка аккумуляторной батареи при посредстве дополнительной воль-
тодобавочной машины (фиг. 4). Этот способ применяется или при
невозможности изменения напряжения главной машины, так как от нее питаются и другие
потребители, или если пределы регулировки напряжения главной машины
ограничены* В этом ел уча* возможно применение как простых одинарных, так и

Производство электрической энергии постоянного тока 953
двойных элементных коммутаторов. Но более дорогое устройство с двойным
коммутатором может оправдать свое применение только в том случае, если
аккумуляторная батарея должна служить каждый момент (не исключая и момента зарядки)
в качестве резерва для главной машины.
Зарядка аккумуляторной батареи при помощи подразделения ее на
отдельные группы. При заиядке приводится вводить в цепь добавочные
сопротивления. Начальная стоимость устройства по этой схеме ниже, чем при
установке дополнительной вольтодобавоччои машины, но эксплоатация обводится
дороже, вследствие потерь в добавочных сопротивлениях во время зарядки *).
Примечание к фиг. 3 и 4. Минимальн >ie автоматы Mi А должны при пуске
в ход удержиьаться рукою в замкнутом состоянии, или иметь запор, при помощи
которого установленный от руки выключатель уде, живается закрытым до тех
пор, пока через него ье проходит ток, после чего запор должен быть открыт.
При ооратном токе, или намного ране-,
при падении сил^1 тока ниже
определенной величины, выключатель работает как
обыкновенный минимальный (нулевой)
выключггель. Это приспособление
необходимо при возбуждении о i постороннего
источника, чтобо1 можно было сначала
включить левый выключатель (см. фиг. 4)
и этим достичь возбуждения. Правый
выключатель (см. фиг. 4) не должен быть
минимальным, так как при
автоматическом его выпадении возбуждение сразу
бы прервалось, если ши ты не на годятся
под напряжением другого источника.
Если вместо возбуждения от
постороннего источника приме ено
собственное возбужд-ние, упомянутое
приспособление при )MiA может отпасть (фиг. 3);
по схема фиг. 4 возможно также
собственное возбуждение, для чего перед
возбуждением должен быть замкнут правый
выключатель.
Соди/готельнал шина длх
прмЛсп.юч?пиАрезервного n/iofcefa
MA
Фиг. 3.
2. Трехпроводная система.
Уравнительный ток,
появляющийся вследствие
неравномерности нагрузки обеих половин сети,
имеет возможность через нулевой провод направляться к станции.
Применение батареи в трехпроводных установках дает
возможность в случае н^ужды работать без каких-либо уравнивающих
приспособлений при условии присоединения нулевого провода
к середине батареи; при этом динамомашины с напряжением,
соответствующим внешним проводам, соединяются только с этими
последними. Однако в целях улучшения условий работы
аккумуляторной батареи необходимо вырзвнивать средние Harpj3KH обеих
половин сети. Правильная эксплоатация сети находится при этом
в зависимости от батареи.
Для того, чтобы избежать частых переключений, усложняющих
в значительной мере эксплоатацию в трехпроводной системе, даже
при наличии батареи, применяют уравнивающие приспособления,
которые позволяют работать и без батареи.
х) Зарядка батареи тремя группами по схеме Микка см. Кизер, Передача
электрической энергии и AEO-Mitt. 1928 г., № 1 и № 2.

У54 т. III. Отд. Ю. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
Уравнивающие приспособления, при работе без батареи
безусловно необходимые, могут выполняться в трех вариантах:
1. Две последовательно соединенные между
собою динамомашины, между которыми ответвляется нуле-
Фиг. 5.
вой провод (Г о п к и н с о н). Обе машины обыкновенно приводятся
в движение одним первичным двигателем.
2. Динамомашина с напряжением, соответствующим
крайним проводам в соединении с уравнивающей машиной (Е. Том-
сон, фиг. 5).
3. Трехпроводные машины, у которых помимо
напряжения крайних проводов может быть получено непосредственно

Производство электрической энергии постоянного тока 955
напряжение средней точки при помощи специального
уравнительного приспособления (делитель Доливо-Добровольского) (фиг. 6),
Во всех трех выше приведенных схелих установки могут
эксплоатироваться независимо от наличия в них аккумуляторной
батареи.
В установках по схеме Гопкинсона требуется один или два выравнивающих
комплекта машин. Остальные машины нормально рассчитываются на полное
основное напряжение сети и приключаются, как при двухпроводной слеме,
непосредственно к крайним П[.о одам или шинам. В установках по схеме Томсона (фиг. 4)
применяется уравнительный агрегат, состоящий из одной вольтодобавоччой
машины (2) и двух манг*н-уравнителей напряжения (<?). С помощью переключателя
(U) вольтодобавочн^ю машину можно включить на подзарядку одной из половин
аккумуляторной батареи (а такая подзарядка неизбежна, ввиду неравномерности
нагрузки двух половин сети и
следовательно неравномерного рязр 'да двух
половин бата ей): поставке
переключатель U в Средне^ положение,
мы тем самым осуществляем аоследо-
ватетьное соединение вэльт^добавоч-
ной машины с основным генератором,
что дает нам возможность
подзаряжать, сразу всю аккумуляторную
батарею. В последнем случае
рубильники, стоящие в линии, соединяющей
элементные коммутаторы с нулевым
проводом, должны быть выключены.
Выравнивание напряжения в сети
осуществляется при отключенной
батарее вспомогательными
уравнительными машинами, причем пусковой
реостат {Ап!) должен быть коротко
замкнут; действие машин-уравнителей
состоит в том, что они выравнивают
нагрузку двух половин сети, а именно:
машина, налодящаяся в менее нагру~
женной половине сети, идет
двигателем, а находящаяся с най на одном
валу другая машина, включенная во втопую половину сети, в данный момент более
нагруженную, играет роль генератора, берущего на себя часть нагрузки этой
половины сети, передавая таким образом излишнюю часть нагрузки на первую
половину. В этих же целях обмотки возбуждения машин перекрещены, т. е. у машины,
включенной в первую половину сети, ее обмотка возбуждения включена во вторую
половину сети и наоборот.
По схеме Доливо-Добровольского применяется специальный делитель
напряжения в виде дроссельной катушки. Средина этой катушки соединяется с
нулевым проводом, а крайние зажимы соединяются со щетками от колец генератора;
к кольцам подводится напряжение от двух диаметрально расположенных точек
обмотки якоря генератора. При зарядке аккумуляторной батареи по этим схемам
необходимо увеличивать напряжение основного генератора или же применять
вольтодобавочные машины.
Фиг. 6.
Ь) Параллельная работа машин постоянного тока
Когда машины постоянного тока должны быть включены
параллельно друг другу или батарее аккумуляторов, необходимо
предварительно уравнять их напряжения как по величине, так и по
направлению. Если скоростные характеристики машин (зависимость
числа оборотов от нагрузки) и кривые возбуждения (зависимость
напряжения машины от тока возбуждения) одинаковы, то колеба-

956 т. III. Отд. Ю. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
ние нагрузки будет распределяться между параллельно
работающими машинами равномерно. Распределение нагрузки между
машинами производится п^тем изменения индуктированной
электродвижущей силы, при помощи усиления возбуждения, либо путем
увеличения числа оборотов первичного двигателя. В случае
необходимости выключить один генератор, прежде всего с него
снимают по возможности всю нагрузку, чтобы избежать толчков тока
при выключении.
С. Производство электрической энергии переменного
тока
а) Схемы электрических соединений г)
1. Установки с непосредственным питанием
распределительных сетей и района. Когда силовая стандия лежит в
непосредственной близости района потребления (станции промышленного
типа и для электроснабжения городов), в этих случаях обычно
Фиг. 7.
Л—амперметр, W— ваттметр,/— частотомер,
V—вольтметр, NV— нулевой вольтметр.
применяется непосредственное питание сетей с шин станции,
причем напряжение- последних в зависимости от мощности может
х) Вальтьен, Распределительные устройства станций трехфазного тока. —
Клингенберг, Электрические станции. — К и з е р, Электрические линии
передач. — К о з а к. Схемы включения электр. установок пост, и перем. токов. ГТЬ
1927. - Тейхмюллер, Схемы соединений в установках сильного тока.

Проивводсяйэ электрической энергии переменного тока 95?
достигать 20000 V. Генераторы работают через масляные
выключатели и разъединители на общие собирательные шины, от которых
ответвляются в соответствующем количестве фидеры также через
разъединители и масляники.
Обычная схема соединений для этого случая представлена на фиг. 7.
Работающие параллельно на общие шины генераторы имеют каждый свой
возбудитель; регулятор напряжения один и устанавливается на одном из генераторов;
для поддержания желательного напряжения на собирательных шинах достаточно
автоматического регулирования напряжения лишь одной машины (стр. 806 и дальше).
В отличие от машин постоянного тока регулировка напряжения параллельно
работающих машин определяет распределение между машинами не активной мощности,
а лишь реактивной, поэтому в этих установках нормально применяется
подрегулирование напряжения от руки. Аппаратура защиты на приведенной схеме опущена.
2. Установки с трансформированием энергии (для снабжения
отдельных районов). При очень больших передаваемых мощностях
и при отдаленности районов потребления от силовых станций
нормального напряжения генераторов для передачи энергии бывает
недостаточно; в этих случаях напряжение перед отдачей в линию
передачи повышается при помощи
трансформаторов до необходимой величины. Генераторы . *
в этом случае чаще всего объединяются с coot- j j
ветствующими им по мощности трансформато- ( {
рами в отдельные связанные единицы, которые
-i—золишь на высоковольтной стороне работают иарал- | j f V b
лельно на общие собирательные шины. • { j ф ф
3. Смешанные установки. Если силовая ( ( { { {
станция служит для одновременного снабжения 1Х { хт х I Ь
энергией как близлежащих, так и удаленных i i i
районов, то применяется схема соединений по / / Ь
фиг. 8. Здесь имеются две ступени напряжения, 0 ф Э
каждая из которых имеет свои собственные
собирательные шины, связанные между собой транс- фиг- 8«
форматорами с соответствующим условиям ко-
эфициентом трансформации: нижняя ступень напряжения, более
низкая, служит для снабжения энергией близлежащих районов,
верхняя ступень — для питания отдаленных районов и для
соединения с другими силовыми станциями через общие линии передачи.
Ь) Распределительные устройства *)
(Примеры выполненных устройств смотри ниже: стр. 983).
1. Общие данные. При проектировании распределительных
устройств надо предусмотреть простое и удобное расположение
аппаратуры и проводников, доступность соединений отдельных
частей, возможность легкой и безопасной замены отдельных
аппаратов и изоляторов и надежность укрепления токоведущих частей
!) См. „Правила безопасности и правила устройства для электротехнических
сооружений сильного тока высокого и низкого напряжений", одобр. IX
Всесоюзным электротехн. съездом и ЦЭС,

958 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
для избежания случайных касаний их вследствие сотрясений и
взаимодействия проходящих токов.
Распределительные устройства, которые требуют обслуживания
с задней стороны, должны иметь проходы сзади щита: при низком
напряжении не менее 1000 мм\ при высоком напряжении, до
6000 V включительно, это расстояние должно быть не менее
1500 мм; при более высоком напряжении расстояние это
увеличивается на двойной искровый промежуток, соответствующий этому
напряжению.
Если с обеих сторон на доступной высоте имеются голые,
незащищенные, находящиеся под напряжением части, то
горизонтальное расстояние между ними должно быть не менее 2000 -мм. По
меньшей мере через каждые 20 м длины прохода должен
быть предусмотрен выход. При выборе и расчете деталей
оборудования для распределительного устройства следует- обращать
особое внимание на возможность появления значительных
механических и электрических напряжений в установке вследствие
коротких замыканий *).
2. Проводники тока. Материал и размеры 2).
Голые проводники (шины и соединения4- применяются в распределительных
устройствах: а) круглая медь диаметром приблизительно до 20 мм; Ь) для
больших: сечений — плоские медные шины, одинарные или сочлененные из нескольких
(параллельных) шин; с) медные, а иногда и латунные, трубы; последние при
умеренном сечении имеют больший диаметр, благодаря чему уменьшается прогиб
шин при значительных расстояниях между опорными изоляторами: Kl-оме того,
при высоких напряжениях (свыше 50 kV) при трубчатых шинах значительно
уменьшаются потери на корону.
Размеры, сечение, вес и допускаемые длительные нагрузки для всех трех
родов перечисленных выше шин приведены в табл. 1, 2 и 3; в основу расчета
положено превышение температуры шин над окружающей средой 30° С. Для
составных шин по табл. 2 принимаются следующие расстояния:
Промежутки между полосами составной шины размера толщины отдельной
полосы; расстояние между шинами > 400 мм.
Допускаемая нагрузка в латунной трубе равняется половине допускаемой
нагрузки трубы из краской меди при тех же размерах.
Таблица 2. Допускаемые нагрузки медных круглых шин
Диаметр
мм
6
8
10
12
16
20
Сечение
мм*
28,3
50,3
78,5
113,1
201,1
314,2
Вес
нг(м
0,25
0,45
0,71
1*02
1,81
2,82
Доп. сила тока
А
90
125
245
290
400
530
>) Biermanns, Cberstr6me in Hochspannungsanlagen, S. 267, Berlin 1926.
Springer. Рюденберг, Токи короткого замыкания в практике эксплоатацки
крупных электрич ;ски)Г станций (пер. с нем.) 19о1, изд. ГНТИ.
») W а 1 г | е n, Schalanlagen fur Drehstromkrafiwerke, Berlin 1929, Springer.

Йроизводство электрической эстёдогии .переменного тока
Таблица 3. Допускаемые нагрузки медных плоских шин
Отдельн. полоса
размеры
мм
4X40
8X40
6X50
8X50
8X60
10X60
10X80
ЮХЮО
вес
кг
1,44
2,88
2,70
3,60
4,32
5,40
7,20
, 9,00
Одинар. шины
сеч.
мм9
160
320
| 300
400
480
600
8J0
1000
доп. сила 1
тока
А
420
585
610
715
850
960
1245
1535
Тройные шины
сечен.
мм2
480
960
900
1200
1440
1800
2400
3000
доп. сила
тока
А
1110
1560
1620
1900
2220
2540
3300
4000
Пятерные шины
сечен.
мм2
800
1 1600
1500
2000
2400
3000
4000
5000
доп. сила
тока
А
1740
2490
2580
3060
3660
4045
5200
6300
Таблица 4. Допускаемые нагрузки трубчатых шин
Диаметр
мм
20/18
20/16
30/26
40/36
35/d3/25i)
54/52/451)
72/70/621)
Сечение
мм2
59,7
113,1
175,9
238,8
117/364
167/533
223/829
Доп. сила
тока
А
230
300
420
570
420
600
750
Наиб, расстояние между
опорн. изолятор.
мм
3000
3000
4000
5000
4500
6500
8000
Изолированные проводники и кабели. Если в главной
цепи тока требуются соединения значительной длины, то ради
экономии места и из-за больших возможностей приспособиться
к требованиям самого помещения распределительного устройства,
следует предпочесть соединениям голыми проводами (шинами)
соединения кабельные.
Почти исключительное применение кабели получили в
соединениях между генераторами и самим распределительным
устройством, а также в основных цепях установок собственных нужд. И з-
мерительные цепи и цепи управления выполняются
главным образом многожильными кабелями с изоляцией жил из
вулканизированной резины. Ограничение числа жил в одном кабеле
до 10 уменьшает относительное влияние и объем повреждений при
авариях в таком кабеле и увеличивает возможность наблюдения за
состоянием проводки. В целях предохранения кабеля от
механических повреждений применяется бронированный кабель, или находкт
1) Отмеченные шины представляют собой газовую трубу с оболочкой из
красной меди в 1 мм толщиной.

960 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
применение другие меры защиты кабеля, например укладка кабеля
в трубах, бетонированных каналах и пр.
Нормы нагрузки кабелей и изолированных проводов см. „Электротехнические
правила и нормы", одобр. ЦЭС („Нормы для изолированных проводов -сильного
тока" и „Нормы для освинцовалных силовых кабелей").
Прокладка голых проводников. Наибольшим расстоянием
между точками опор для обыкновенных голых шин надо считать
от 1,5 до 2 м. В случае, если по конструкции распределительного
устройства требуется большее
расстояние между опорами,
применяются трубчатые шины,
допускаемые для них расстояния между
опор см. табл. 4.
При параллельной прокладке
проводников, особенно
собирательных шин, следует учитывать
механические усилия,
возникающие при коротких
замыканиях в цепи. Диаграмма фиг. 9
дает величину этих усилий в
килограммах на каждый метр длины
проводника (шины) в зависимо*»
сти от расстояния между двумя
Расстояние *re*c<t<, прободали 8 с* ПрОВОДНИКЭМИ, При СИЛе ТОКЭ В
5 10 000 А на каждый провод.
иг* ' Величина действующих
усилий между проводниками прямо
пропорциональна квадрату протекающей в них силы тока.
Применяя длинные шинй, следует учесть также возможность
удлинения шин вследствие их нагревания;
принимаемые здесь меры предусматривают или ограничение
допускаемых нагрузок на шину, или применение эластичных вставок по
длине шины или, наконец, такие устройства опор, чтобы была
возможность некоторого скольжения шины в месте закрепления.
Следует далее иметь в виду опасность перегрева железных деталей
в конструкции распределительного устройства, если они
расположены вблизи шин; поэтому в случае, если нельзя увеличить
расстояние между этими железными деталями и токонесущими частыми
устройства, следует проводники тока располагать таким обгазом,
чтобы магнитные поля, создаваемые ими, взаимно
компенсировались.
Минимальные расстояния между голым проводником (шиной),
а также связанными с ним электрически метачлтескими частями с одной стороны,
и другими проводниками, стенами, частями здания и собственными защитными
ограждениями и покрытиями, с другой стороны, для установок внутри зданий
следует принимать по табл. 5 (см. „Эл. пр. и нормы для эл.-телн. сооружений
сильного тока").
При проектировке здания и помещений для распределительного устройства
надо иметь в виду возможность некоторых отступлений от проекта во время
постройки, поэтому при расчете следует приведенные в табл. 5 расстояния^ увели-
J
«1
5
%
•* s
S
*
ю
2П
rwl' 11111И 111 I I I 11 I 11
М ш^ шТ
лгл т

Производство электрической энергии переменного тока 961
Рабочее напряжение
V
до 750
750 „ 3 300
3 300 „ 6 600
6 600 „ И 000
11000 „ 22 000
22 000 „ 38 000
при 110 000
Наименьшее
расстояние
см
5
7,5
10
12
18
24
72
чить примерно на 20°/о- Если проводники тока или шины могут подвергаться
механическим напряжениям, возникающим благодаря коротким замыканиям, то
следует приведенные расстояния увеличить еще на несколько процентов; величину
изгибающих усилий при коротком замыкании следует брать из диаграммы фиг. 9.
Укладки голых проводников
с наружной стороны здания еле- Таблица 5
дует избегать.
Изолированные
проводники в отношении их
расположения по отношению друг
к другу, их защиты и пр.
следует рассматривать как голые
проводники и руководствоваться
так же, как и в отношении голых
проводов, принятыми в СССР
„Правилами и нормами1'; надо
заметить однако, что применение
изолированных проводов и
кабелей для собственно
распределительных устройств весьма
ограничено.
Все детали распределительного устройства, находящиеся под высоким
напряжением как голые, так и покрытые изоляционными материалами, должны быть так
сконструированы и расположены, или в отношении их должны быть приняты
такие меры защиты, чтобы было исключено всякое случайное с ними
соприкосновение.
Для прокладки кабеля в больших силовых установках рекомендуется
применять специальные кабельные каналы: последние по возможности должны быть
проветриваемы для лучшего охлаждения проложенных кабелей; по отношению
к остальным частям установки кабельные каналы должны быть так расположены и
закрыты, чтобы в случае горения кабеля остальные части установки не пострадали
и не закоптились.
В закрытых изолированных помещениях электрических распределительных
устройств требуется применение защиты лишь от случайных прикосновений
к находящимся под напряжением частям. В качестве таких вспомогательных средств
против случайных прикосновений могут служить разделительные стены между
отдельными фазами распределительного устройства, защитные решетки, прочные
и надлежаще укрепленные перила, автоматические выключающие или
блокирующие приспособления и т. п.
3. Собирательные (сборные) шины. Аварии, случающиеся на
собирательных шинах, влекут по большей часш полное
прекращение подачи электрической энергии от данной силовой установки.
Поэтому следует обратить особое внимание на правильный выбор
размеров шин и их взаимное расположение и в частности на
выбор расстояний между шинами (принимая во внимание
возможности их нагрева, значительные механические напряжения во время
коротких замыканий и возможность перенапряжения и перекрытий
между шинами). Собирательные шины с главным выключателем
тока связываются непосредственно, без промежуточных включений
между ними дополнительных или вспомогательных аппаратов, вроде
трансформаторов тока, индукционных катушек, защитных
сопротивлений и т. п. Главные выключатели (масляники) представляют собой
последнее средство защиты собирательных шин от аварий,
случающихся в сети или в какой-либо части электрического распредели»"
тельного устройства; поэтому надо обратить внимание на
правильный выбор главного выключателя тока с достаточным запасом по
выключаемой им мощности и исходить из наиболее неблагоприятных
возможных случаев выключения мощности короткого замыкания.
Зак. 2893.-— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
61

962 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергия
Наиболее благоприятное распределение рабочего тока в
собирательных шинах получается при чередующемся присоединении
к шинам генераторов и отходящих фидеров (фиг. 10).
Чтобы при работе на собирательные шины нескольких
генераторов уменьшить токи короткого замыкания и ограничить участие
отдельных генераторов в этом коротком замыкании через общие
собирательные шины, в больших установках применяют систему
секционирования шин на несколько (2—3) отдельных участков,
связанных между собою специальными ограничителями тока в виде
реакторов. Секционированная система шин рассчитывается таким
образом, чтобы на каждую секцию шин приходилась нагрузка,
соответствующая мощности работающих на данную секцию
генераторов, и чтобы через реактор проходил только разностный ток
н?г hit
хш mi
III И i
кхк ill
т 'i'tJt Ч т Y V
0 6 0 © © 0 0
Фиг. 10. Фиг. 11.
между двумя секциями из-за возможной неравномерности нагрузок;
благодаря этому размеры его могут быть подобраны с относительно
высоким реактивным сопротивлением и на небольшую мощность
(фиг. 10).
Выбор одинарной или двойной системы шин
производится в зависимости от характера и величины данной
электрической установки.
При малых и средних мощностях и в случаях, когда допускается
по роду эксплоатации возможность кратковременных выключений
потребителей для чистки и исправлений распределительного
устройства, рекомендуется применять одинарную систему
собирательных шин; преимущества этой системы: большая наглядность и
простота схемы соединений и низкая установочная стоимость.
Двойная система шин применяется при питании больших разветвленных сетей
и при снабжении электроэнергией отдаленных районов. Присоединение отдельных
фидеров к собирательным шинам делается через отдельные разъединители (к
каждой системе шин), что дает возможность переключать любой фидер с одной системы
шин на другую без перерыва тока.
Если в распределительном устройстве имеется большое число ответвлений
(фидеров) малой мощности, последние для удешевления всего устройства
целесообразно объединить в группы и присоединять к собирательным шинам через
общий выключатель большой мощности (см. фиг. 11).
Выключатели, стоящие в отдельных ответвлениях, в этом случае выбираются

Производство электрической энергий переменного тока
только по возможным в эксплоатации перегрузочным токам, с тем, что в случае
коротких замыканий выключение производится главным выключа1елем,
поставленным на всю данную группу ответвлений.
4. Масляные выключатели. Преследуют двоякую задачу:
производить нормальное включение и выключение ненагруженных и
нагруженных электрических цепей (при номинальной мощности) и
защищать электрическую станцию против перегрузки током
работающих генераторов путем автоматического выключения
(максимально при выключающей разрывной мощности масляника).
Номинальная (рабочая) потребная мощность масляного
выключателя определяется пиковой нагрузкой (номинальной
нагрузкой) отключаемой
электрической цепи. Разрывная
мощность масляника —
высотой возможного в наименее
благоприятных условиях тока
'короткого замыкания.
Очевидно, максимальный ток
короткого замыкания
увеличивается вместе с возрастанием
мощности установки (эл.
станции). Если при таком
увеличении разрывная мощность
основных выключателей будет
превзойдена, то величина
максимального тока короткого замьь
кания установки может быть
снижена путем включения
дроссельных катушек (реакторов)
или же придется отказаться от
возможности автоматического
выключения.
Верхними предельными
разрывными (трехфазными) мощностями в современных германских
конструкциях масляников являются следующие:
Номинальное напряжение: kV 3 6 15 45 100 200
Трехфазная разрывная мощность: MVA J) 100 300 400 600 1000 1500
Конструкция. Масляные выключатели являются наиболее часто
применяющейся формой мощных выключателей переменного тока.
В масляных выключателях места разрыва тока лежат в масле.
Заделанные в крышке масляного бака проходные изоляторы нес^т на своих
концах, лежащих под уровнем масла, выключающие контакты (фиг. 12 и 12а).
Выключающая шина с встречными контактами укреплена на изолированной
траверзе, которая перемещается вертикально между направляющими стержнями
при помощи системы рычагов от руки или, у больших выключателей, при
посредстве механического привода (включающего электромагнита, мото.ра, аккумулятора;.
г) MVA (мегавольтампер) = ЮбУА.
Фиг. 12. Фиг. 12а.
а — проходная втулка из прессованной
бумаги с фарфоровой обоймой,
Ь—трансформатор тока, с—гасительная камера,
d — стержневой контакт, е — тюльпано-
образный (кольцевой) контакт, /— на-
правлйющие стержни, g — приводной
валик, h — искровой промежуток.
61*

964 т Ш. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
Автома1Ическое выключение при включении на короткое или при наступлении
короткого замыкания при включенном положении масляного выключателя
производится или непосредственно от трансформатора тока или через реле.
Кроме выключения от перегрузки применяются еще:
выключение при обратной мощности, которое
происходит при изменении в направлении течения мощности, в ы-
ключение при понижении напряжения, которое
производится при снижении напряжения в сети или в установке на
определенную величину и при всех внутренних повреждениях в
машинах и трансформаторах.
При величине выключенных мощностей до 250 MVA употребляются простые
открытые (ножевые или колодочные) контакты, при более значительных мощностях
применяется последовательное включение мест разрыва или заключение контактов
в гасительные камеры большой механической прочности (выдерживающие
большое давление) (фиг. 12а). До 45 kV и 500 MVA большею частью применяется
конструкция с одним баком (при трехфазном токе один общий масляный бак для
трех фаз); свыше этих величин более употребительным является применение
отдельных выключатечей для каждой фазы (три масляных бака при трехфазном токе)
с общим приводом.
Современное развитие техники построения выключателей мощности
направлено на создание выключателей без применения масла, в особенности для
внутренних установок, в целях уменьшения опасностей пожара: выключатели с сжатым
газом х), расширительные выключатели *).
Испытание масляных выключателей на пробой. Согласно
временным правилам для испытания масляных выключателей,
одобренным IX Всесоюзным электротехнич. съездом, напряжение для
испытания масляных выключателей должно быть следующее: а) для
напряжения ниже 500 V испытательное напряжение должно быть
равно 2000 V; Ь) для напряжения 500 V и выше испытательное
напряжение должно быть равно рабочему напряжению, умноженному
на 2,25 плюс 2000 V. Продолжительность испытания Гмин., частота
тока при испытании должна быть равна 50 периодам
(синусоидальная форма кривой!).
Установка масляных выключателей во внутренних
помещениях. При установке должен быть предвиден отвод получающихся
при выключениях газов и паров; под масляниками целесообразно
предусматривать маслособирающие углубления или каналы. Для
масляников больших мощностей необходимо выхлопные трубы и
маслоотводящие каналы или трубы располагать так, чтобы выходя*
щие газы или масло не попадали в другие помещения
распределительного устройства и чтобы не могли повредить случайно проходящим.
При мощности короткого замыкания свыше 150 MVA двери из
помещений для масляников, расположенных в подвале или в первом
этаже, не должны направляться непосредственно в проходы или
на площадки, доступные для общего движения. Применение для
тушения дуги выключения вместо масла других незоспламеняю-
щихся средств (например сжатого воздуха, пара) силыю упрощает
конструкцию здания в силу отпадания многих требований предохра-
l) ETZ 1929, S. 1073 и 1114.
*) ETZ 1930, S. 499,

Производство электрической энергии переменного тока 965
нительного характера. В силу новизны последних (безмасляных)
конструкций выключателей для них еще нормы не установлены.
5. Разъединители (треншальтеры). Служат для включения
и выключения без тока, т. е. в тех случаях, когда выключаемый
ток по сравнению с номинальным (полным рабочим) током очень
мал или когда включаются или выключаются параллельные цепи
с малым напряжением между размыкаемыми контактами; в то же
время токоведущие части могут находиться под полным рабочим
напряжением. По конструкции разъединители выполняются большею
частью в виде воздушных выключателей: простой рычажный
выключатель (фиг. 13) с двумя опорным! изоляторами; поворачивающийся
Заземление
8&люченхг
Фиг. 13.
Фиг. 14.
треншальтер с третьим поворачивающимся около оси опорным
изолятором в середине, на котором укрепляется нож (60 до 100 kV).
При напряжениях выше ICO kV применяются также ползунковые
треншальтеры, у которою средний опорный изолятор с
подвижным контактом может передвигаться между крайними опорными
изоляторами (фиг. 14).
При управлении на расстоянии целесообразен общий привод
для разъединителей всех фаз для получения практически
одновременного включения или выключения всех полюсов.
Конструкция и установка должны быть таковы, чтобы исключалась
возможность самостоятельного замыкания или открытия ножей разъединителей (особенно
под действием токов короткого замыкания), по этой же причине подводящие
проводники не должны образовывать петли со включенными ножами разъединителей.
Далее необходимо заботиться о том, чтобы дуга, могущая образоваться вследствие
неправильного обслуживания (например выключения под током) возможно мало
могла повредить обслуживающему персоналу и, с другой стороны, чтобы ду1а не
перекрыла шины.
6. Защитные дроссельные катушки (реакторы). Служат для
ограничения токов короткого замькания. Представляют собой
индуктивное сопротивление без железа. Их необходимо
устанавливать так, чтобы под действием магнитного поля ударного тока

966 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
короткого замыкания в них не могли быть втянуты железные
предметы и не могли устроить короткого замыкания между витками.
Кроме того, надлежит избегать близости с железными конструкциями
в виду опасности их нагревания.
7. Измерительные трансформаторы х). Трансформаторы тока,
а также присоединенные к ним реле и вспомогательные аппараты
должны быть также надежны и устойчивы в отношении термического
и электродинамического действия тока короткого замыкания, как и
масляные (или иные) выключатели
соответствующей цепи. Там, где это
выполнено (например при
достаточной первичной силе тока, умеренной
нагрузке), следует предпочитать
воздушные трансформаторы тока
(фиг. 15 — трансформаторы на
проходных изоляторах) в целях уменьшения
опасности пожара. У измерительных
трансформаторов необходимо хорошо
заземлять корпус или металлические
крепления (присоединения при
помощи соединительных винтов при
минимальном диаметре последних
8 мм).
Измерительные
трансформаторы напряжения
употребляются двух основных типов:
электромагнитные (собственно
трансформаторы) и электростатические
(конденсаторы). Присоединение к
собирательным шинам устраивается через предохранители лишь при
ограничении мощности короткого замыкания путем включения
добавочных сопротивлений;в противном случае следует присоединять
после масляного выключателя. При высоких напряжениях и малой
присоединяемой нагрузке применяются в качестве измерительных
трансформаторов напряжения конденсаторы.
8. Измерительные приборы (стр. 899 и след.). Служат для указания
рабочего состояния установки или отдельной ее части. Они должны
иметь свои не выключаемые измерительные провода. В эти
измерительные цепи не должны, за исключением реле, включаться
никакие другие устройства и потребители.
9. Сигнальные устройства2), акустические и оптические,
служат для указания на ненормальное состояние установки и ее
работы, например на недопустимое нагревание трансформаторов,
генераторов, машинных подшипников, остановку циркуляции
охлаждающей воды, самовыключение выключателей и закрытие запорного
клапана турбины, снижение уровня воды в котле ниже предельной
*) См. стр. 912.
•) AEG-Mitt. 1930, Н. 2 и 6.

Машинная часть электростанция
967
нормы и др. Те сигнальные приспособления, отказ в работе
которых может иметь следствием повреждение обслуживающего
персонала или установки, должны в случае невозможности применения
других предупредительных мер быть так устроены, чтобы при
неисправности в их собственной цепи или их источника тока, они
давали сигнал „опасность" или указывали на собственное
повреждение.
10. Щит (или пульт) управления. Со щита (пульта) управления
производится централизованное наблюдение и управление работой
силовой установки (станции) и в частности регулирование
напряжения, частоты, пуск в ход машин, распределение нагрузки между
машинами и станциями и т. д. и, кроме того, отсюда же происходит
наблюдение и управление отдачей энергии со станции. Контроль
и управление производятся при помощи телефонной и
сигнализационной связи (телефоны, регистрирующие приборы, действующие
на расстоянии, командные аппараты), а также с помощью
измерительных приборов и приборов управления, которые бывают
смонтированы на щитах или пультах с необходимой наглядностью и таким
образом, чтобы их можно было наблюдать и обслуживать с одного
места.
В малых установках помещение щита управления большею частью
пространственно бывает связано (объединено) с машинным помещением. Для больших
электростанций рекомендуется вынесение щита управления из общего машинного зала и
установка его в отдельном изолированном помещении, благодаря чему
повышается внимание и уверенность обслуживающего персонала, особенно во время
аварий.
с) Машинная часть электрической станции
1. .Главные генераторы. Типы: на силовых
электрических станциях почти исключительно применяются синхронные
генераторы (стр. 800 и далее) с возбуждением постоянного тока.
Преимущества: удобное регулирование напряжения,
автоматическое приспособление к колебаниям в потреблении реактивного тока.
Асинхронные генераторы. Находят очень
ограниченное применение при средних и небольших мощностях; большею
частью применяются на малых отдаленно расположенных
гидроэлектрических станциях без постоянного надзора, с пуском и
управлением на расстоянии.
Преимущества: простое параллельное включение, малая
чувствительность к толчкам в нагрузке и коротким замыканиям в сети. Недостатки:
отсутствие самостоятельного возбуждения, получение намагничивающего тока из
сети и отсюда неспособность доставлять в сеть намагничивающий ток.
Самовозбуждение асинхронных генераторов было бы возможно при параллельном
присоединении к их зажимам конденсаторов, но до последнего времени такой способ
возбуждения генераторов в 01лу высокой стоимости конденсаторов не мог
экономически конкурировать с возбуждением постоянным током.
Возбуждение от постоянного тока *). Централизованное
возбуждение от общего источника постоянного
l) T и т ц е, Электрические устройства собственных нужд больших электр.
станций. Перев. с нем. ГНТИ.

968 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
тока не употребительно: требует 100% резерва постоянного тока
и регулирования напряжения в главной цепи тока возбуждения
генераторов при больших силах тока и потому дорого в установке;
кроме того с эксплоатационной стороны имеет тот недостаток, что
повреждение в цепи возбуждения нарушает работу всей станции.
Индивидуальное возбуждение. В больших
установках отдельный возбудитель для каждого генератора. В этом случае
возможна плавная регулировка напряжения через посредство
регулирования поля в цепи возбуждения возбудителя при помощи
небольшого реостата. В главной цепи возбуждения в этом случае
устанавливается дешевый регулятор простой конструкции с
небольшим числом ступеней (грубое регулирование). Вследствие большой
надежности в работе возбудителей большей частью при
индивидуальном возбуждении отказываются от установки резерва для
возбуждения.
Обычно возбудитель соединяют непосредственно с главным генератором, что
делает более короткими и надежными электрические соединения между возбудителем
и генератором при более простой схеме. При быстроходных генераторах (паровые
турбины) непосредственный привод от вала главного генератора получается
большею частью более дешевым, при тихоходных машинах (гидрогенераторы, дизель-
генераторы) чаще более дешевым оказывается привод через зубчатую передачу.
2. Генераторы реактивной мощности. Значение
реактивного тока.
Процесс прохождения реактивного тока соответствует колебаниям электрических
масс между пограничными состояниями потенциальной (электростатической) и
кинетической (электромагнитной) форм энергии, происходящим в такт с частотой сети.
Потребление реактивного (отстающего) тока соответствует
изменению электромагнитного состояния.
Генерирование реактивного (отстающего) тока
соответствует изменению электростатического состояния.
Каждое потребление реактивного тока требует наличия
одинаковой мощности установки для генерирования этого реактивного
тока. Процессы прохождения реактивного и активного токов
представляют собой два самостоятельных рабочих процесса, из которых
каждый требует для своего прохождения наличия соответствующей
(мощности данной составляющей тока) части общего пути для
прохождения тока. Отсюда получаются следующие отрицательные
стороны потребления реактивного (отстающего) тока: увеличение
стоимости сооружения для производства и передачи реактивной
мощности; ухудшение условий работы сети в отношении
напряжения устойчивости; пониженное использование проводов.
Таблица 6. Реактивная мощность на 1 kW активной мощности в зависимости
от коэфициента мощности (cos <p)
Коэфициент мощности: 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4
Реактивная мощность: 0 0,48 0,75 1,02 1,33 1,74 2,30 реактивных kVA.
При ко»фициенте мощности 0,7 электр. генератор в равной мере бывает
загружен активной и реактивной мощностями. Главная часть потребления
реактивного (отстающего) тока падает на индукционные (асинхронные) двигатели (ср.
табл. 15 до 20, стр. 820 и дальше).

Производство электрической энергии переменного тока
Типы генераторов реактивной мощности. Неподвижные
конденсаторы.
Реактивная мощность: N/= 2nfCU^«10-3 [реакт. kVA].
Здесь /—число периодов в сек.-,
С—емкость конденсатора [F],
U—напряжение на зажимах [V].
Преимущества: удобная установка, отсутствие обслуживания, малые потери
(ниже 1°/о реактивной мощности), возможность подразделения на мелкие единицы
с малым добавочным увеличением стоимости.
Регулирование мощности при параллельном
включении (при постоянном напряжении на зажимах)
производится путем приключения и отключения отдельных элементов
конденсаторов; регулирование мощности при
последовательном включении (напряжение на зажимах
пропорционально силе тока): реактивная мощность изменяется
автоматически пропорционально квадрату силы тока.
Технический прогресс в изготовлении конденсаторов, связанный главным
образом с увеличением надежности и удешевлением их, за последнее время
значительно увеличил употребление их в установках. Германские нормы для
конденсаторов см. VDE — Vorschriften fur Kondensatoren — ETZ 1931, S. 584.
Вращающиеся генераторы реактивного тока.
Представляют собой машины с собственным возбуждением (в цепи
ротора), которое может быть увеличено свыше величины,
необходимой для собственного возбуждения генератора (для работы его
при cos 9 = 1). Такие генераторы могут по типу принадлежать:
к синхронным машинам с возбуждением постоянным током, к
асинхронным машинам с возбуждением трехфазным током (частоты
скольжения), к компенсированным коллекторным двигателям
трехфазного тока, к асинхронным двигателям с возбудителем
трехфазного дока.
Реактивный ток наиболее экономно создается при одновременном
генерировании активного тока (синхронные генераторы) или при
одновременной отдаче механической мощности (синхронные
двигатели с механическим использованием их вращающего момента).
Увеличение стоимости таких машин для получения реактивного
тока ограничивается расходами на усиление возбуждения
(магнитного поля) и обмотки.
Обычно синхронные машины так подбираются по мощности, что они сверх
своей полной активной мощности еще могут производить от 50 до 10Ф/0 реактивной
мощности соответственно значению cos о при полной нагрузке от 0,9 до 0,7.
Часто также в качестве генераторов реактивной мощности используются
старые генераторы, первичные двигатели которых в силу их неэкономичности
остановлены и в этом случае отсоединяются от генераторов.
Чистые генераторы реактивной мощности (синхронные и
асинхронные) построены до мощностей в 30000 kVA с хорошим коэфи-
циентом полезного действия (98%) и быстрым (ударным)
возбуждением (полное возбуждение примерно в 1 сек.). Для приведения во
вращение таких генераторов не требуется никаких приводных дви
гателей, так как необходимая для их вращения энергии генерато-

970 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
рами забирается непосредственно из сети (машины работают как
перевозбужденные синхронные или асинхронные двигатели).
Преимущества. Простое и плавное регулирование с помощью изменения
возбуждения; возможность при недовозбуждении использовать для потребления
реактивной (отстающей) мощности, что важно при слабо нагруженных
высоковольтных линиях передачи с большой собственной емкостью.
Распределение. В целях наибольшего использования проводов
желательно реактивный (отстающий) ток генерировать по
возможности вблизи мест его потребления. Употребительными являются
три способа производства и снабжения электрических установок
реактивным током.
Индивидуальное снабжение. Применяются
отдельные генераторы реактивного тока для каждого отдельного
потребителя; в качестве таких генераторов находят в этом случае
применение компенсированные двигатели (коллекторные или с
параллельным включением конденсаторов) и синхронные двигатели. Такое
снабжение реактивным током экономично в эксплоатации, но дорого
по первоначальной стоимости.
Г р у п по вое снабжение. Общее производство
реактивного тока для небольших участков сети (как общее правило в
близлежащем районе около преобразовательной подстанции). При
отказе от регулирования и при большом коэфициенте использования
(длительности пользования) статические конденсаторы оказываются
экономически более выгодными, чем вращающиеся генераторы
реактивного тока.
Централизованное снабжение. Централизованное
производство реактивного тока для больших участков сетей в
соединении с высоковольтными линиями передачи. В этом случае
главной целью является регулирование напряжения в зависимости
от нагрузки путем компенсации потерь от реактивного тока в
линии передачи. Так как для этой цели требуется возможность
регулирования в широких пределах и большая мощность, то здесь
предпочтительными оказываются вращающиеся генераторы
реактивного тока.
3. Совместная работа генераторов переменного тока (стр.808)1).
Параллельное включение. Параллельное включение
синхронных машин без толчка требует: равенства напряжения,
частоты и фазы.
Параллельное включение от руки. В этом случае
регулирование и установление правильного момента для
включения зависят от опытности дежурного у щита.
Полуавтоматическое включение: регулирование
происходит от руки, в то же время однако действует
принудительное блокирование (запор) привода главного выключателя до тех пор,
пока указанные выше условия для правильного параллельного
включения не будут выполнены; благодаря этому избегаются
неправильные включения. При вполне автоматическом
*) Bull. Schw. El.-Ver., 1930, S. 485.-ETZ, 1929, S. 970 u. 993.

Производство электрической энергии переменного тока 971
параллельном включении достаточен простой пуск в ход
первичного двигателя; такой способ включения особенно выгоден,
если требуется быстрое приключение машины к сети (мгновенный
резерв).
Распределение активной нагрузки. Величина
отдачи генератором активной мощности регулируется
исключительно действием на регулятор скорости первичного двигателя (стр. 809).
Находят применение два способа автоматического распределения
нагрузки:
Путем регулирования числа оборотов (частоты).
Изменяющаяся отдача мощности при неизменном числе оборотов; характеристики
изменения нагрузки генераторов в зависимости от
изменения числа оборотов представляются кривыми
а и Ь фиг. 16. Обычный центробежный регулятор
скорости слабо зависит от изменения нагрузки,
в силу чего для поддержания точно постоянного
числа оборотов (частоты) при изменении нагрузки
требуется при нагрузке перестановка пружины
регулятора.
При параллельной работе нескольких машин
активная нагрузка N распределяется между
параллельно работающими машинами в соответствии
с Hi скоростными характеристикам1! (Л^ и N2 на
фиг. 16). Таким образом автоматическое равномерное
распределение нагрузок при изменяющейся общей
нагрузке сети предполагает одинаковые скоростные 1fi
характеристики машин. Путем изменения числа обо- Фиг. 1о.
ротов холостого хода машины (/0 на фиг. 16) можно
по желанию установить долю участия в общей нагрузке данного генератора. Этот
способ регулирования распределения нагрузки является наиболее употребительном.
Путем регулирования нагрузки. Устанавливается постоянная
или меняющаяся по определенному закону (плану) отдача мощности генератором
при любом числе оборотов, чго достигается тем, что активная нагрузка генератора
воздействует соответствующим образом непосредственно на впускной вентиль
первичного двигателя. Развиваемая генератором мощность не зависит от колебаний
нагрузки сети. В силу последнего такой способ регулирования является
подходящим для машин, несущих основную нагрузку станции.
Регулирование напряжения. Напряжение
синхронных генераторов регулируется изменением возбуждения
постоянного тока (стр. 806). Обычным является автоматическое регулирование
на постоянное напряжение при помощи особых регуляторов
(медленно действующих, ускоренно действующих и быстро
действующих), с установкой на желаемую вешчину постоянного напряжения
от руки (стр. 806). Регуляторы напряжения часто бывают связаны
с „гашением поля" (автоматическое включение сопротивлений
в цепь возбуждения в случае недопустимого возрастания тока
генератора), при помощи которого регулирование напряжения при
коротком замыкании выключается и ток короткого замыкания
снижается.
Распределение реактивной нагрузки. Отдельно
(не параллельно с другими) работающие синхронные генераторы
не нуждаются ни в какой регулировке для приспособления их от
дачи реактивной мощности к потреблению реактивной мощности
со стороны сети. При параллельной работе нескольких генераторов
реактивная нагрузка распределяется между генераторами в соответ-

"72 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
ствии с их характеристиками (возбуждением, рассеянием).
Автоматическое равномерное распределение реактивной нагрузки
предполагает одинаковые скоростные характеристики регуляторов
скорости (см. выше) и одинаковые характеристики генераторов.
Путем изменения возбуждения можно по желанию изменить долю
участия в отдаче реактивного тока каждого отдельного генератора.
Регулирование распределения реактивной нагрузки большею частью
производится от руки; однако автоматическое регулирование на постоянную или
меняющуюся по определенному закону величину коэфициента мощности или
определенную отдачу реактивной мощности легко было бы устроить в св5зи и при помощи
регулятора напряжения.
4. Меры защиты электрических машин (генераторов,
преобразователей и двигателей *). Требования, предъявляемые к
электрическим машинам в отношении их способности к перегрузке,
повышению числа оборотов, механической и электрической прочности (в
отношении тока и напряжения) будут выполнены, если машина
построена в соответствии с правилами и нормами для испытания
электрических машин ВЭС. В эксплоатации приходится считаться
с дополнительными возможностями повреждения машин и
опасностями для окружающего оборудования и обслуживающего
персонала со стороны сети: например вследствие чрезмерного повышения
напряжения в слабонагруженной сети большой емкости,
вследствие перегрузки обратным током при ошибочном включении,
благодаря отказу в работе защитных приспособлений, когда
повреждение случается в витках обмотки, близких к нулевой точке
генератора и т. п.
Токи короткого замыкания машин (двух родов) (стр. 803).
a) Ударный ток короткого зам ы кан и я при
внезапном коротком замыкании в линии.
Максимальное значение — E/Zs ,
Е — э. д. с. (или соотв. протизоэ.д.с. в случае
двигателя) перед наступлением короткого замыкания,
Zs — кажущееся сопротивление цепи тока (генератор
плюс кабель до места короткого замыкания).
Для генераторов согласно „Правилам и нормам для испытания эл. машин" ВЭС
амплитуда ударного тока короткого замыкания при замыкании на зажимах
генератора не должна превосходить 15-кратного значения амплитуды номинального
тока (или соотв. 21-кратного значения эффективной величины номинального тока);
ударный ток короткого замыкания достигает своей максимальной величины
примерно в течение Уюо сек.
b) Установившийся (или длительный) ток
короткого замыкания устанавливается после снижения ударной
величины тока короткого замыкания (в течение примерно 3 сек.
при трехполюсном коротком замыкании и в течение примерно
двойного времени при двухполюсном коротком замыкании) и
продолжает существовать в месте короткого замыкания длительно
вплоть до выключения тока автоматическим выключателем.
') Relaisbuch, Berlin 1930, Vereinigung der Elektrizitatswerke. — Riidenberg,
Relais und Schutzschaltungen in el. Krafiwerken und Nttzen, Berlin 1929, Springer.

Производство электрической энергии переменного токэ 973
Снижение ударной величины тока короткого замыкания
обусловливается увеличением размагничизающего действия статорных
ампер-витков (реакции якоря). В то время как в создании
результирующего ударного тока короткого замыкания участвуют все
машины, установившийся ток короткого замыкания поддерживается
исключительно синхронными машинами.
Табл. 7 показывает соотношение между длительным током ко
роткого зшыкания и номинальным током при коротком замыкании
на зажимах для нормальных генераторов: а) при возбуждении,
соответствующем холостому ходу, и Ь) при возбуждении,
соответствующем номинальному току и cos 9 = 0,8.
Таблица 7
Короткое замыкание

Турбогенераторы
Генераторы
с выступающими
полюсами
3-иолюсное
2-полюсное
1-полюсное
0,7
0,8
2,5
3,75
6,25
Токи короткого замыкания, получающиеся в другие частях установка, весьма
различны и подлежат для каждого случая особому расчету в зависимости от
положения и способа включения сети, числа и величины приключенных к сети
машин; см. Герм, нормы и правила: „Метод расчета токов короткого замыкания
и мощности выключателей". ETZ 1930, S. 194, 238, 269, 926 и 999.
Защитные устройства против перегрузки током.
Защитные реакторы — индуктивные сопротивления без железа —
употребляются для ограничения тока короткого замыкания; они ставятся
или между выключателем и собирательной шиной дяя защиты
отдельного ответвления или в собирательных шинах между
местом присоединения генераторов (см. фиг. 10) для ограничения
тока короткого замыкания всей установки.
Защитные реакторы должны выдерживать ударный ток короткого замыкания,
180-У!
максимальное значение которого равно — кратной величины и не более
75-кратйо* величины эффективного значения номинального тока. Ди — напряжение
на зажимах реактора при номинальной нагрузке в процентах от эксплоатацион-
ного напряжения.
Автоматический выключатель с различными типами
защиты. При машинных единицах до 1000 kVA: здесь
достаточно максимальное выключение (при перегрузке) с
зависимой или независимой от тока установкой времени (ср. фиг. 17а);
при машинных единицах свыше 1000 kVA: кроме максимального
(при перегрузке) выключения предусматривается еще защита про-

974 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
Фиг. 17.
тив внутренних повреждений в машине, например защиту от
обратной мощности (фиг. 17Ь) в качестве защиты вообще
против неисправностей в генераторе; выключение при заземлении
(реле заземления), действующее при замыкании на корпус; дифе-
ренциальная защита (фиг. 17с), выключающая при замыкании
между фазами и при замыкании на землю (в случае нейтрали
заземленной непосредственно или через сопротивление); выключение
при замыкании между
витками, действующее при
замыкании между витками
одной фазы.
Гашение поля у синхронных
генераторов служит для
ограничения величины установившегося
тока короткого замыкания. При
возрастании силы тока свыше
допустимой величины автоматически
включается в цепь возбуждения
сопротивление, благодаря чему
сильно уменьшается как ток
возбуждения, так и главный ток
в якоре генератора.
Защита против пожара ;)«
Средства, которые рекомендуются
в целях ограничения распространения огня, получающегося при неисправности
в машинах или при неправильном управлении машинами, следующие: запирающиеся
клапаны в каналах, подводящих воздух, обратное охлаждение воздуха (по
Германским руководящим указаниям рекомендуется при единицах свыше 10 000 kVA),
введение углекислоты в циркуляционные каналы для охлаждающего воздуха.
5. Защитные меры в отношении трансформаторов2).
Требования, предъявляемые к трансформаторам в отношении их
максимальной нагрузки и перегрузки и в отношении механической и
электрической прочности (в отношении действий тока и
напряжения) будут выполнены, если построенные трансформаторы
удовлетворяют .Правилам и нормам.для испытания трансформаторов ВЭС".
Для избежания возможности добавочных- повреждений
трансформаторов необходимо обращать внимание на окружающую трансформатор
обстановку, на обслуживание и на обратное действие сети; опасные
воздействия на трансформатор могут быть, например, при
параллельном включении нескольких трансформаторов с разными схемами
соединений обмоток, при неравенстве напряжений короткого
замыкания, при совместной работе трансформаторов с слишком
резко отличными номинальными мощностями и т. п.
Защитные приспособления против перегрузки током. Защитные
реакторы: см. отд. с 4; автоматические выключатели с выключением для
защиты против перегрузки током на сторонах высокого и низкого напряжений,
а также для защиты против внутренних повреждений; диференциальная защита,
защита Бухгольца, причем при последней выключение производится под действием
газов, образующихся в трансформаторе при неисправности. При защите против
х) См. Германские руководящие указания по борьбе с пожарами в
электрических установках VDE.
2) См. указ. выше Relaisbuch — Rudenberg, Relais und Schutzschaltungen in
elektrischen Kraftwerken und Netzen, Berlin 1929, Springer.

Установки для собственных нуйсд
975
внутренних повреждений можно в постоянно включенных станциях
отказаться от максимального выключения. Сигнальные приспособления
рекомендуются для указания рабочего состояния охлаждающего устройства, в случае если
трансформатор охлаждается искусственно, а также для подачи тревожного сигнала
при превышении допускаемого предела нагревания трансформатора, (сигнальный
звонок).
Защита против пожара. При установке внутри здания рекомендуется
изоляция помещения трансформаторов, устойчивая в отношении огня и
непропуска чада, от остальных помещений; в больших установках применяется также
в качестве защитного средства для тушения пожаров углекислота, которой в
случае необходимости заполняются трансформаторные камеры полностью. Под
трансформаторами устраиваются маслоуловительные углубления и каналы в полу,
которые с целью тушения пожара (горящее масло) заполняются крупнозернистым
гравием или т. п. Спуск масла рекомендуется по возможности устраивать так,
чтобы им можно было управлять без опасности для обслуживающего персонала
даже при горящем трансформаторе.
d) Установки для собственных нужд1)
1. Общие данные. Повышение экономического коэфициента
полезного действия силовых станций требует большой механизации и
Таблица 8. Устройства собственных нужд, разбитые по их значению
Класс 1
Угольные мельницы (для
получения угольной пыли)
при индивидуальном пыле-
приготовлении
Подвод нефти при
нефтяном отоплении.
Насосы питательные
для котлов, циркуляционной
воды охлажде шя и для
конденсата
Воздушное
охлаждение гелератора, приводы
задвижек, аварийное
освещение, система управления
приводами, телефонная и
сигнализационная связь
Класс 2
Приготовление
охлаждающей и питательной воды
Дымососы, подача
воздуха в топки под давлением,
привод топочной решетки
Насосы для подачи
свежей воды, приготовленной
воды и для подачи воды в
котел при достаточном
запасе в резервных баках
Охлаждение
трансформаторов
Общее освещение
Класс 3
Подача угля.
Централизованное
пылеприготовление
с бункерами для
угольной пыли
Золоудаление,
краны,
компрессоры, отопление и
вентиляция,
зарядный агрегаг
Приводы в
мастерской
х) Т и т ц е, Электрические устройства для собственных нужд больших
силовых станций. Перев. с нем. ГНТИ.

976 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
упрощения устройств собственных нужд. Чтобы одновременно
избежать уменьшения эксплотационной надежности, необходимо с
величайшей внимательностью отнестись к проектированию и устройству
установок для собственных нужд.
Элементы оборудования собственных нужд могут быть по их значению для
бесперебойной работы главной силовой установки разбиты н& три класса:
Класс 1. Кратковременноз выпадение нарушает работу главной установки.
Класс 2. Кратковременное выпадение из работы допустимо.
Класс 3. Длительное (многочасовое) выпадение из работы допустимо.
Принадлежность к различным классам дает указание на выбор той или
другой категории предохранительных мероприятий (резерв, выбор проводки,
управление, защита против неисправностей).
2. Потребление мощности при полной нагрузке
(пиковой нагрузке) в % от номинальной мощности главных
генераторов:
Гидравлические и дизельные силовые станции от 1 до 2°/0
Паровые силовые станции с угольными топками от 3 „6
„ „ „ на пылевидном топливе „ 4 „8
Низшие цифры относятся к большим станциям.
Потре#ление мощности при ненагруженном генераторе
составляет около 60% от потребления при пиковой нагрузке генератора.
Приключенная (установленная) мощность на 20 до 30% больше
потребляемой мощности при пиковой нагрузке; из нее падает при
паровых станциях:
около бО^/о на установки класса 1
„ 2Jf>/0 „ „ „ 2
» ЗОо/о „ „ „ 3
3. Система тока. Так как установки собственных нужд
больших станций по объему токоснабжения соответствуют небольшим
и средним городам, то при выборе системы тока для них имеют
значение все те соображения, которые высказаны в отношении
токоснабжения последних (малых и средних городов). (См. п. А, стр. 947).
Постоянный ток применяется для приводных и сигнальных
устройств, для аварийного освещения и приводов задвижек
(установки класса 1); для остальных устройств собственных нужд
экономически выгоден только в малых до средних установок. В
последнем случае применяется трехпроводная система: 2 X 220 V,
для освещения 220 V и для силовой нагрузки 440 V.
Преимущества. Дешевое, происходящее в широких пределах и без
потерь регулирование числа оборотов двигателей. В силу этого частично
применяется и на больших силовых станциях в местах, где требуются широкие пределы
регулирования (котельная).
Трехфазный ток в настоящее время большей частью
предпочитается. Везде, где возможно, рекомендуются
электрические двигатели с короткозамкнутым ротором (до 1000 kW);
двигатели с контактными кольцами и регулирование сопротивления
применяются для приводов с малыми пределами регулирования;

Производство электрической энертии переменного тока 977
коллекторные двигатели трехфазного тока и (при больших
мощностях) индукционные двигатели с каскадными схемами
управления находят применение в случаях, когда требуется регулирование
числа оборотов в широких пределах.
Напряжение. Низкое напряжение: четырехпроводная система = 220/380 V,
высокое напряжение: нормально около 3 kV, но по возможности употребляется
генераторное напряжение, поскольку оно не превосходит 10 kV.
Большие двигатели приключаются непосредственно к высокому напряжению:
при 3 kV примерно начиная с 20 kW мощности, при 6 kV примерно с 60 kW
мощности, при 10 kV примерно со 100 kW мощности (в Германии).
4. Снабжение энергией. Самостоятельный привод
от „домашних" генераторов (генераторов собственных
нужд). Снабжение энергией собственных нужд, класса 1, должно
быть устроено так, чтобы оно не нарушалось при неисправностях
в главных силовых установках (короткие замыкания, выпадение
главных машин); часто поэтому для питания собственных нужд
устанавливаются два (и более) отдельных генератора собственных
нужд — домашние генераторы — с самостоятельными паровыми или
соотв. водяными турбинами, из которых каждый рассчитывается на
полную мощность собственных нужд (100% резерв).
В паровых силовых установках с особыми турбогенераторами для
подогревания питательной воды последние часто используются как генераторы
собственных нужд.
Резервная (аварийная) работа сдомашнимигенерато-
р а м и. Д^евле и экономичнее иметь длительное (нормальное) снабжение током
от главных собирательных или через „домашние" трансформаторы и только
аварийное электроснабжение от домашних генераторов; при такой схеме
достаточно одного мощного агрегата, который нормально стоит, но в случае
необходимости может быть пущен в ход в течение нескольких минут; в этом
случае следует выбирать простейшую конструкцию, так как экономичность такого
резервного генератора здесь не имеет особого значения; размеры оборудования
должны определяться потреблением мощности устройств собственных нужд
класса 1.
Установки без домашних генераторов. Новые тенденции
в постройке силовых станций характеризуются отказом от домашних генераторов
и устройством двойного привода наиболее важных машин (класс 1) собственных
нужд: с одной стороны, от эл. двигателя и, с другой стороны, от вспомогательной
паровой турбины. Нормально работает эл. двигатель; при прекращении подачи
тока при помощи peie автоматически открывается впуск пара в турбину и
движение механизма переходит на нее. Остальные менее важные элементы
оборудования собственных нужд (класс 2 и 3) приключаются к главной сети.
. Аварийное освещение, приводы выключателей и т. п. питаются
от постоянного тока (от аккумуляторной батареи и зарядного
агрегата).
5. Устройство сети. Сеть постоянного тока собственных
нужд класса 1 (управление, аварийное освещение и т. п.). Свой
отдельный распределительный щит и центральное питание сети
при двойной или кольцевой главной проводке. Необходим
особенно тщательный монтаж.
Главная сеть собственных нужд для
небольших силовых станций (до примерно 5000 kW). Чистое
низковольтное токораспределение достаточно. Главный
распределительный щит с двойным подводом тока. От этого щита производится
Зак. 2S93,— Hlitte, Справочник для инженеров, *. III. 62

978 т. III. Отд. 10. Электротехника. VII. Производство электроэнергии
л
Фиг. 18.
питание главных двигателей и распределительной сети для
освещения. Для силовых станций большей мощности: см.
фиг. 18, смешанная система с двумя ступенями напряжения;
каждая ступень с отдельной системой собирательных шин, b и с, и
с отдельным щитом управления. Связь между шинами собственных
нужд и шинами генератора через трансформаторы.
Верхняя ступень (ступень вы-
Ч-ч t сокого напряжения) — Ь: подвод
ч£^**1 ^v1*^v"*" ' *^ тока а от домашнего генератора
или от главных собирательных шин
станции (стр. 961). Отсюда ток
передается на низшую ступень с (при
помощи по меньшей мере двух
трансформаторов) и к главным
двигателям М. (Для каждого
двигателя отдельный фидер.)
Низшая ступень (низкого
напряжения) с питает
вспомогательные распределительные щиты
d с ответвлениями для мелких
потребителей силы и света. На
ъ4ЬЛ> больших силовых станциях иногда
требуется дальнейшее
подразделение распределительной сети.
Вспомогательные
распределительные устройства d (местное
распределение с разным числом и
характером ответвлений) должны
устраиваться не в зависимости от плотности потребления энергии, а главным
образом в зависимости от органического подразделения элементов
оборудования силовой станции (котельная, машинный зал, распределительное устройство
и т. д.); такое подразделение и устройство обеспечивают наглядность и облегчают
обслуживание, особенно при авариях на станции.
На больших силовых станциях, кроме того, следует рекомендовать: двойную
подводку тока к двигателям класса 1 (двойной или кольцевой кабель) и разбивку
распределения по отдельным единицам оборудования силовой станции
(отдельные панели для каждой отдельной машинной или котельной единицы).
6. Реакторы. Характерным для сети собственных нужд
является большая разветвленность на многочисленные цепи
и ответвления малой и минимальной мощности и
присоединение ее к источнику тока большой мощности
короткого замыкания через короткие проводки очень малого
сопротивления. По экономическим соображениям, а также по
соображениям места не представляется возможным защищать
ответвления при помощи выключающих устройств (масляных
выключателей, предохранителей) соответствующей мощности, которые
хотя бы приближенно соответствовали получающимся нагрузкам
от короткого'замыкания. В силу этого приходится включать перед
обычными выключающими устройствами (выключателями и
предохранителями малой мощности) защитные реакторы (стр. 962),
которые так распределяются в сети, чтобы в случае короткого
замыкания ни в одном месте не была превзойдена допустимая для
выключателя разрывная мощность.
Обычно мощность дроссельной катушки (Рг) выражают в %
от номинальной мощности (N в kVA) защищаемого ответвления.

Выключающие устройства 979
На фиг. 18 обозначают.
Ns — выключаемая мощность в kVA защищаемого выКдючатечя (или
предохранителя),
N\f 2 , ч . п ~~ номинальная мощность в kVA между двумя последовательно
включенными групповыми шинами (а — Ь, Ь — с и т. д.),
LUit 2 . . . п"~ процентное напряжение короткого замыкания между двумя после-*
довательными группами шин, т. е. напряжение начальной шины при
номинальном токе и при коротком замыкании конечной шины в о/0
от нормального напряжения.
__ A#! ДИо &ип
отсюда можно написать приближенно:
Pr = АфОО/*,-2г1|2_я] (1)
7. Выключающие устройства. Плавкие
предохранители: установку их рекомендуется ограничить по возможности
ответвлениями для освещения.
Таблица 9. Выключатели ограниченной разрывной мощности (герм, типа)
Тип выключателя
Группа по выкл. мощн. I *) . .
Группа по выкл. мощн. Л1) .
Группа по выкл. мощн. III *) .
Спец. выключатели 2) . . . . |
СпеЦ. выключатели 2) ....
Напряжение
До 500 V
„ 500 V
„ 500 V
6 kV
10 kV
Номинальный
ток
А
До 25
„ 200
25
25
. i ■ i i i ■ в
Допустимый
разрывной ток
А
500
1500
5000
400
300
Малые автоматические выключатели
(установочные и автоматические выключатели): строятся с выдержкой времени
и автоматическим максимальным выключением. Применяются для
защиты распределительных цепей до 25 А номинального тока;
часто употребляются вместо предохранителей. Допустимый
разрывной ток 500 А при напряжении 220 и 380 V переменного тока3).
Максимальные автоматические выключатели: для трансформаторов
и двигателей см. табл. 9.
Для больших разрывных мощностей см. стр. 963.
Способ установки. Пространство для установки
распределительного устройства в месте потребления большею частью
бывает ограничено и недостаточно для необученного персонала
(см. герм, нормы VES2). В силу этого рекомендуется применять:
1) Герм, нормы RES § 71.
2) Герм, нормы REH § 64.
3) См. германские „Руководящие указания для установочных автоматических
выключателей, ETZ, 1929, S. 405, 731 и 1135.
62*

980 Т. III. Отд. io. Электротехника. VII. Я/роьзводство электроэнергии
для высокого напряжения закрытую конструкцию (вы-
ключательный ящик — фиг. 19, или выключательную тележку —
фиг. 20); для низкого напряжения применяются закрытые
бронированные конструкции (ящики) (фиг. 21).
.-£ пап/то&екыл .
~* ** Гр.ансфО/гмате/1
8. Типы выключающих
устройств автоматических
выключателей. Для
домашних трансформаторов при-
П/1исогдинепиа\\ /■
чгптодлщиХ
.ДверЬ
Фиг. 19.
Фиг. 20.
меняются: реле Бухгольца (выключение под действием
развивающихся газов) и максимальное выключение с зависимой (от тока)
установкой времени.
Для двигателей собственных нужд класса 1: максимальное реле
и реле напряжения (выключает при понижении напряжения) с уста-
Фиг. 21.
а — главный выключатель, питат. кабель, Ь —
отходящий распределительный кабель, с — выключательный
ящик для отдельных двигателей, d—
распределительное устройство для освещения.
новкой реле времени на большую выдержку, в силу чего реле
нечувствительно в отношении быстрого включения и кратковремен-

Распределение электрической энергии
931
но го снижения напряжения. Для двигателей собственных нужд
класса 2 и 3: зависимое максимальное реле и реле напряжения
с малой выдержкой времени, благодаря чему при коротких
замыканиях сеть собственных нужд разгружается, что выгодно для
установок класса 1 и возможность выпадения двигателей этого
класса до некоторой степени уменьшается.
VIII, Распределение электрической энергии
А. Устройство сетей1)
1. Элементы сетей. „Питательные п у нк ты" — такие
места в электрической распределительной сети, в которых
подведенная электрическая энергия, без всякого изменения или после
трансформирования или преобразования, распределяется между
определенным количеством отходящих ответвлений (фидеров).
Такими местами могут быть например распределительные
устройства силовых станций, трансформаторные подстанции и пункты
распределения тока в самой сети.
В зависимости от того, в каком направлении гечет в проводке энергия по
отношению к питательному пункту, различают „питательные провода", или
„фидеры", и „распределительные провода".
Участки сети, которые работают под одним и тем же напряжением,
образуют ступень напряжения; в том случае, если сеть, вследствие
многократной трансформации энергии, распадается на части, относящиеся к разным
ступеням напряжения, то порядковый номер ступеням напряжения дают в
направлении от силовой станции (считают: 1, 2, 3, и т. д. ступеней напряжения).
2. Резерв. Важные питательные пункты обеспечиваются по
крайней мере двумя питательными фидерами, сечения которых
должны быть выбраны так, чтобы при выпадении из строя одного
провода, даже более мощного, передача электрической энергии
не была бы ограничена.
Если против перегрузок проводов применена в системе токо-
распределения ь селективная" защита (стр. 1030) (а это в настоящее
время делается как правило во всех установках), при которой
происходит выключение на участке между двумя питательными
пунктами только поврежденного провода, то следует определять
величину резерва по выпадению самого мощного участка питательной
сети.
Еще более повышенная надежность в системе энергоснабжения получается,
когда каждый питательный пункт обеспечивается подачей энергии не только при
помощи нескольких фидеров, но одновременно также и от двух или нескольких
источников электрической энергии (электрических станций); в этом случае
получается так называемое „многократное питание"^
l) Herzog-Feldmann, Die Berechnung elektrischer Leitungsnetze in
Theorie und Praxis, Berlin 1927, Springer. — К у s e r, Elektrische Kraftiibertragung,
II Bd, Berlin 1923, Springer.—P юденберг, Реле и схемы защиты электрических
станций и сетей. М. 1931, ГНТИ. Schonber g-0 I u n k, T andeselektrjzitatswerke,
jviunchen u. Berlin 1926, Oldenbourg.

982 т. III. Отд. 10,. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергия
3. Классификация сетей, а) Радиальная форма сети или
разомкнутая сеть (фиг. 1а).
Электрические подстанции размещаются при этой системе на
концах питательных линий, идущих наподобие радиусов от основных
питательных пунктов. Эта форма сети представляет собой очень
простую и удобную в эксплоатации систему, которая находит себе
преимущественное применение в районах с малым числом
потребителей при большой протяженности сети (сельскохозяйственные
области) и для передачи энергии на большие расстояния.
Питательный пункт на каждом ответвлении сети
должен находиться . по возможности
в центре тяжести потребления энергии
(для этого сумма произведений из длины
распределительных проводов на
передаваемую каждым из них мощность
должна быть по возможности
наименьшей). Ток в этом случае течет только
•^центг^лехт^стании в одном направлении* к месту потребле-
атателбнб1е пункты ния ^ подстанциям); ПОЭТОМУ ЗДвСЬ Про-
Фиг. 1 а и ь. сто решается вопрос о селективном
отключении, а именно при помощи
обыкновенного перегрузочного (максимального) реле с независимой
от тока ступенчатой установкой выдержки времени в зависимости
от расстояния реле от питательного пункта.
Невыгодным является то, что падение напряжения увеличивается к концу
питательной линии, что часто влечет за собою необходимость дополнительных
мероприятий: увеличенных расходов меди, применения трансформаторов с
регулировкой напряжения под нагрузкой компенсирующих устройств для реактив.той
мощности и пр.
Ь) Кольцевая форма сети, или „замкнутая сеть4*. При
этой системе сети, подстанции присоединяются к проводам,
идущим кольцеобразно от питательных пунктов, благодаря чему
создается двухстороннее питание сети. В то время как при
разомкнутой сети необходимый резерв в питании может быть достигнут
лишь с помощью двойной питающей линии, в замкнутых сетях
бывает достаточно одинарной линии; благодаря этому получаются
сравнительно низкие расходы по оборудованию, особенно в тех
случаях, когда несколько таких питательных колец сцепляются между
собой; получающаяся в последнем случае сеть (см. фиг. lb) сосгоит
из нескольких сцепленных между собой петель.
При растущей густоте потребления в отдельных районах разомкнутые
участки сети обычно превращают в кольцевые или замкнутые, добавляя для этого
поперечные линии, связывающие разомкнутые концы лучей; благодаря этим
относительно небольшим затратам повышается мощность всей сети и улучшается
значительно регулирование напряжения. Коэфициент использования сети при
этих условиях улучшается, особенно при образовании более узких замкнутых
контуров (колец); однако одновременно получаются затруднения в селективном
выключении, так ка<с направление и величина токов на концах поврежденного
участка зависят от относительной мощности и распределения энергии во всем
дччнои контуре сети. Применение диференциальной защиты и др. см. стр. 1030.

Устройство сетей. Электрические подстанции
с) Сети многократного питания. В этой системе сетей
каждый питательный пункт получает питание от двух или
нескольких независимых токораспределительных пунктов, благодаря
чему получается полный резерв как в проводке, так и в мощности.
Эту систему сетей надо особенно рекомендовать при снабжении
крупных промышленных центров, с пиковой нагрузкой, доходящей до
100000 kW и выше. Резерв мощности рассчитывается таким образом,
чтобы, при выпадении из строя даже самых крупных
распределительных пунктов, в сети не получилось ограничения в снабжении
энергией. Многократная система питания при авариях,
захватывающих значительные участки сети, облегчает возможность
выключения из сети поврежденных участков и перенесения нагрузки на
исправные питательные фидеры и провода. Однако, так как
повышенные мощности коротких замыканий вредно отзываются на
участках, имеющих многократное питание, то применяются
некоторые меры защиты, как например вставляют „в рассечку"
(последовательно) соединительных линий максимальные автоматические
выключатели или ограничители тока (реакторы). Одним из
примеров систематического проведения системы множественного
питания сети является значительная часть Берлина1).
В. Электрические подстанции 2)
1. Типы распределительных устройств для рабочих
напряжений свыше 500 V (относительно установок с рабочим
напряжением 500 V и ниже, см. Пр. и Н., утвержд. IX Всесоюзным съездом).
а) Закрытые: распределительное устройство—закрыто со всех
сторон и не имеет легко доступных отверстий; это препятствует
проникновению внутрь распределительного устройства посторонних
тел, устраняет случайное касание к частям устройства, находящимся-
под напряжением, а также предохраняет обслуживающий персонал
от ожогов вольтовой дуги и расплавленным металлом. Этим не
создается достаточно полной защиты против пыли и сырости
воздуха.
Этот тип распределительного устройства применяется на таких подстанциях,
где нельзя рассчитывать на достаточно квалифицированный обслуживающий
персонал, а также в тех случаях, когда подстанция устраивается на предприятии
другого характера, чем производство электрической энергии. Это устройство
применяется для сравнительно небольших распределительных станций с
незначительными мощностями короткого замыкания (не более 1Г0 MW) и для напряжений
не свыше 12 kV.
Примеры выполненных устройств: фиг. 19 стр. 980 дает тип закрытого
распределительного устройства „ящичной формы" (Schaltkastenform); фиг. 20,
стр. 980 — „тележечной формы" (Schaltwagenform): аппаратура размещена в осо-
*) R u h 1 е, Die Verteilung elektr. Energie in Absatzgebieten grofier Kon-
sumdichte mit besonderer Beriicksichtigimg von Gross-Berlin, Sonderh. zur H. V. d.
Vereinig. d. Elektriztiatswerke 1926, S. 26, а также E. u. M. 1931, S. 625.
*) Примеры выполненных устройств взяты из книги: КлингенбвргГ.,
Построение районных электростанций, т. II, Москва 1930, ГНТИ. — W a 11 j e r.
Schaltsnlagen fur Brehstromkraftwerke, Berlin.

984 т III. Отд. 10. Электротехника. VIII. ■Расгаределенке электроэнергии
бых выдвижных шкафах, которые при вдвижении на место автоматически с по-
мощью ножевидных контактов подключаются к собирательным шинам и
подводящим проводам.
Ъ) Бронированные: этот тип -распределительного устройства
отличается тем, что все токоведущие части устройства
заключены в специальную металлическую броню; аппаратура тоже
применяется бронированного типа. Места соединений отдельных
частей, а равно все проходы имеют специальное уплотнение
(см. фиг. 2), благодаря чему
исключается проникновение в камеру
влаги и пыли, а также
конденсация влаги на частях устройства
Я/Ум^Ш^ЯШ^,
Фиг. 2,
а — механизм для выкатывания
масляника, Ъ — место для
штепсельных контактов,
с—собирательные шины, d—трансформатор тока,
е—масляный выключатель,
/—кабельная концевая муфта.
^SSSSKS^S
Фиг. 2 а и Ь.
/—собирательные шины,
2—разъединитель, 5—масляный
выключатель, 4—привод к масляному
выключателю, 5—трансформатор
тока, 6—трансформатор
напряжения.
внутри камеры. Размещение распределительного устройства в таких
камерах дает полную защиту против случайного касания к токове-
цущим частям и против ожогов вольтовой дугой и брызгами
металла.
Этот тип распределительного устройства применяется на
подстанциях в местах потребления энергии; особое преимущество
такой конструкции распределительного устройства выявляется при
ограниченных возможностях в отношении места (в больших
городах) при напряжениях до 30 kV и мощностях короткого замыкания
до 400 MW. F
с) Открытые: этот 'тип распределительных устройств не
предусматривает никаких защитных покрытий и поэтому здесь
полная доступность ко всем частям устройства, находящимся под
напряжением. Такие распределительные устройства допускаются
только в помещениях, специально выделенных для
электротехнических установок. Тип открытой конструкции применим для самых
высоких напряжений и больших мощностей короткого замыкания,

Трансформаторные подстанции
985
особенно в виде установок на открытом воздухе — воздушных
подстанций.
Примеры распределительных устройств открытого типа даны на фиг. 2,
фиг. 2а Дает вид устройства с одинарной системой собирательных шин,
фиг. 2Ь — с двойной.
Вся аппаратура, относящаяся к одному
коммутируемому полю (фазе), располагается
вместе в отдельной камере с огнестойкими
перегородками. Масляный выключатель
выделяется от остальной аппаратуры и
собирательных шин в отдельную камеру, чтобы
избежать опасности от взрыва.
Фиг. 3.
/ —- подходящая линия
высокого напряжения, 2—
отходящие провода низкого
напряжения, 3— земля.
Фиг. 4.
2. Трансформаторные подстан
ции. а) Закрытые подстанции.
В этих подстанциях вся
аппаратура и провода защищены против
влияния метеорологических условий
тем, что размещены в закрытых со
всех сторон помещениях.
Основные типы трансформаторных
подстанций:
а) Трансформаторные
подстанции в сетях малой
мощности.
Типичный пример такой подстанции представлен на фиг. 3. Трансформатор
(7) через масляный выключатель (6), трансформатор тока (5) и разъединители (4)
присоединен к питающей воздушной линии высокого напряжения; кроме того,
здесь же находятся трансформатор напряжения {8) и аппараты для защиты от
перенапряжений (У).
В подстанциях очень малой мощности можно отказаться от установки
масляного выключателя; вместо него выключение трансформатора можно производить
с помощью одних разъединителей после того, как предварительно выключена
нагрузка со стороны низкого напряжения.
Здание, изображенное на фиг. 3, представляет по своей конструкции простой
железный каркас, со вставленными в этот каркас определенной величины плитами
из искусственного камня, образующими стены здания. Требуемые основные
размеры помещения подстанции, типа, представленного на фиг. 3, даны в следующей
таблице (см. таблицу на стр. 986).
В) Трансформаторные подстанции большой мощности
с распределительным устройством на высокое и повышенное (среднее)
напряжения. Конструкция здания 2-этажная. Примерное устройство показано на фиг. 4,
где изображена подстанция с двойной системой шин, с воздушным или
кабельным вводом"; соединения между масляным выключателем и трансформатором (на

986 т. IIТ. Отд. 10 Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
LS'l.1" -' "!ЛД."— ■И"1.!',■■■, 'LS-
Верхний предел
напряжения
kV
До 20
„ 20
., 30
„ 30
„ 30
Трансформаторы
Число
1
2
1
1 2
1
Мощность
< VA
100
100
250
160
320
Основные размеры
площади пола
м
Ь6 X 1,6
2 Х2
2 Х2
2,5 X 2,5
2,5 X 2,5
высоком напряжении) осуществляются голым проводом (шинами), на стороне
среднего (повышенного) напряжения кабелем. Ради удобства масляный
выключатель применяется выкатываемый иа катках и ставится в закрытых камерах
отдельно от остального устройства, в целях предохранения последнего от взрывов
масляника. Разъединители обслуживаются или из помещения собирательных шин,
или с помощью приводов из коридоров для обслуживания масляных
выключателей, откуда можно видеть положение контактов разъединителей. Под
трансформаторами и масляными выключателями делаются ямы для стока масла;
последние соединяются отводящими трубами с маслособирательным баком. При
применении самоохлаждения трансформаторные камеры должны иметь хороший
обмен воздуха, который достигается тем, что воздух подводится через
специальные каналы внизу, под трансформатором, и естественной тягой отводится через
выведенные наверх, над крышей, вытяжные отверстия. Размеры такой подстанции
двухэтажной конструкции (фиг. 4) для разных напряжений даны в
нижеследующей таблице:
Размер
в м 1
1
а
b
с
d
е
f
ё
Сторона высшего напряжения
45 kV
8
5
4,5
5
4,5
з
4,5
60 kV
8,4
5,5
4,5
5,5
4,5
3,3
1 5
80 kV
9
5,5
4,5
6
4,5
4,4
6,6
100 kV
9,8
6
5
6,5
5
5,5
8,3
Размер
в м
|
<*i
*i
°1
—
/i
Сторона низшего
напряжения
10 kV
6
3,5
3
._.
—
1,5
~
20 kV
6,8
3,5
3,2
—
—
1,8
~
30 kV
7
3,5
3,5
—
—
2
Примечание. Не помеченные на чертеже (фиг. 4) размеры означают:
/ и Л — ширину ячейки масляного выключателя,
8~~ g— « » / трансформатора.
Y) 3 а л ь н ы и тип. Примером такой - подстанции может служить
изображенная на фиг. 5 подстанция с двойной системой собирательных шин.
Отличительные особенности такого типа подстанции: между масляным выключателем и
собирательными шинами нет никакого промежуточного перекрытия, за
исключением единственного мостика на некоторой высоте для обслуживания
разъединителей. Благодаря этому получается значительное удобство для наблюдения и
возможность избежать целого ряда проходных изоляторов, необходимых при других
типах подстанций. Безопасность в отношении взрывов и пожаров
распределительного устройства осуществляется посредством подвешивания масляного
выключателя в особой взрывной камере, имеющей свободное отверстие наружу. При
последней конструкции в помещение распределительного устройства выходит
только хорошо и плотно закрепленная крышка масляного выключателя, Разборкт

Трансформаторные подстанции
987
Размер
в м
а
b
с
d
е
f
Напряжение
45 kV
10
6
4
3
7
4,5
60 kV
10,5
6,5
4,2
3
7
4,5
80 kV
11
7
4,5
3,5
7
5
100 kV
12
8
5
4
7,3
о
масляного выключателя производится с помощью специальной тележки т?
подъемного приспособления.
Зальный тип распределительного устройства представляет собой переход от
многоэтажных распределительных устройств к подстанциям на открытом воздухе
(„открытым"). Этот тип подстанций может быть применен для самых мощных
подстанций. Необходимые размеры помещения, согласно чертежу на фиг. 5,
приведены в следующей таблице:
Ь) Подстанции на
открытом воздухе
(открытые подстанции) *). В этом
типе подстанций
трансформаторы, масляные
выключатели, разъединители,
собирательные шины и
измерительные
трансформаторы выносятся под
открытое небо, причем
аппаратура применяется
специального типа, стойкого по
отношению к погоде.
Увеличенная стоимость такой
аппаратуры окупается экономией на самой постройке, так как
применяются очень простые конструкции каркасных сооружений и
низкие фундаменты. Снижение стоимости открытой подстанции но
сравнению с закрытой выявляется тем значительнее, чем выше
применяемое напряжение. По причине больших расстояний между
проводами, применяемых
на открытых подстанциях
и преимущественно
невысокого типа последних,
для них требуется
соответственно большая
площадь. Особое
преимущество этих подстанций,
кроме понижения
стоимости сооружения по
сравнению с закрытыми
(для больших
напряжений и мощностей это
понижение стоимости
достигает 30%), —
уменьшение опасности от
взрывов и пожаров и распространения огня. Преимущественное
применение открытые подстанции имеют вне городских селений
при напряжениях свыше 30 kV. Если низкое напряжение на
подстанции меньше 30 kV, то обычно выносится в виде открытой части
лишь сторона высокого напряжения, а сторона низкого
напряжения устраивается в закрытой части подстанции.
Фиг. 5.
1) ALG-Mitt. 1930. И. 10,

988 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергия
Подстанции среднего типа (Mittel — Hochbau). Самой
распространенной и, как правило, самой дешевой конструкцией открытой подстанции является
тип средний. Пример такой подстанции с двойной системой шин представлен
на фиг. 6 и 6а: разъединители / с механическим приводом 2 расположены на
консолях на высоте примерно 2,2 м и благодаря этому не мешают проходу; сило-
„д^Дшг
Фиг. 6.
9 3 *
'^UXf'
\-Jt~d
вые трансформаторы 5, трансформаторы тока 3 и масляные выключатели 4
установлены на фундаментах таким образом, что верхний край фундамента
подходит как раз по высоте и ширине к железнодорожной
платформе, подкатываемой по имеющемуся рельсовому
пути; с другой стороны, высота фундамента вполне
достаточна, чтобы предохранить высоковольтную
аппаратуру и проводку к ней от случайных касаний к частям
ее, находящимся под напряжением.
Приблизительные размеры для открытых
подстанций 3-фазного тока можно взять из следующей таблицы,
размеры которой отвечают фиг. 6:
YSSl YSS2
Фиг. 6 a. (SS
—собирательные шины).
Размер
в м
а
Ь
с
d*)
d'
е**
Напряжение
30 kV
5
10
3
12
23
4
60 kV
7
13
6
17,8
32
6
110 kV
9
20
9
26,5
49
8
150 kV
11,5
27
14
39
68
11
220 kV
15
38
24
55
100
15,5
*) d — общая ширина установки при однорядном расположении; в этом случае
трансформаторные и распределительные секции устройства стоят в одном
ряду друг за другом»
**) е — ширина одной распределительной секции.
3. Преобразовательные подстанции, а) Виды
преобразования электрической энергии: а) преобразование частоты тока
для соединения двух сетей, работающих при разном числе
периодов; Р) преобразование многофазного тока в однофазный
[главным образом для снабжения энергией электрифицированных
магистральных железных дорог см. т. Ш (нем. изд.), отдел

Преобразовательные подстанции
989
„Электрификация жел. дорог"); y) преобразование переменного тока
в постоянный (главным образом для городских пригородных и в
некоторых странах для магистральных железных дорог, а также
для целей промышленности); А) преобразование напряжения
постоянного тока (для электролитических целей).
b) Подстанции с вращающимися преобразователями.
Относительно пуска, схемы соединений и эксплоатационных
данных одноякорных преобразователей, каскадных
преобразователей и двигатель-генераторов см. в настоящем отделе стр. 884
и дальше. Подстанции с вращающимися преобразователями
одинаковы в электрической части с силовыми электрическими
станциями, оборудованными машинами такой же мощности; поэтому
выполнение установки таких подстанций следует вести по основным
указаниям, данным в VII главе этого отдела.
c) Подстанции с неподвижными преобразователями.
Неподвижные преобразователи применяются для преобразования
частоты и числа фаз, для преобразования переменного
тока в постоянный, а также и
для обратного преобразования
постоянного тока в
переменный; последний тип
преобразователей выполняется в виде
пустотных приборов с
управлением сеткой и строится пока
только для незначительных
мощностей, хотя патентные
заявки имеются и на приборы
больших мощностей.
Развитие этого типа
преобразователей имеет очень большое
значение для электрификации железных
дорог; для регулировки числа
оборотов бесколлекторных двигателей
переменного тока, без обычных при
других способах потерь; для
передачи энергии на большие расстояния
постоянным током высокого
напряжения (постоянный ток на другом
.конце линии передачи, перед
распределительной сетью, при помощи
подобного же преобразователя может быть обратно превращен в трехфазный
переменный ток).
В большинстве же случаев применяются нока простые „выпрямители" для
преобразования однофазного или многофазного тока в постоянный.
Стеклянный выпрямитель 1). Схема распределительного устройства дана на
стр. 894. Применяются эти выпрямители для преобразования малых и средних
мощностей. Допускаемая сила тока на стеклянный выпрямитель до 600 А, рабочее
напряжение до 10 kV, мощность до 600 kW.
Выпрямители большой мощности2). (Металлические выпрямители).
Допускаемый рабочий ток через выпрямитель в выполненных установках до 6000 А,
рабочее напряжение до 30 kV, мощность до 6000 kW. Пример. Фиг. 7 дает кон-
а — выпрямитель, b — щит управления,
с—распределительное устройство
постоянного тока (800 V), е — трансформатор,
/—собирательные шины трехфазного тока
30 kV, g—масляный выключатель;
требуемая длина помещения на один
выключатель—6 м.
*) AEG-Mitt. 1929, Н. 3.
*) AEG - Mitt. 1929. Н. 3; 1930. Н. 1, 3.

990 т III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
струкцию подстанции с металлическими выпрямителями по 1200 kW номинальной
мощности, при напряжении постоянного тока в 800 V; преобразование в
постоянный ток происходит из трехфазного SO kV при помощи специального переходного
трансформатора; следует отметить особо компактное расположение в данной кон -
струкции трансформатора, выпрямителя и распределительного устройства
постоянного тока, что значительно сокращает длину соединительных проводов между ними.
С. Провода (сети и линии передачи)
а) Общие соображения при определении сечения проводов
При определении поперечного сечения проводника необходимо
руководствоваться каждый раз местными условиями; для этого
принимаются в расчет экономические соображения,
допускаемая потеря напряжения, допускаемое нагре-.
вание и условия предполагаемого расширения
сети.
1. По расчету на экономичность сечение проводника
определяется при том условии, чтобы сумма расходов на оплату
процентов и погашение стоимости сооружения плюс Стоимость
годовой потери энергии в проводнике была, по возможности, мала
(экономическое сечение).
К стоимости электрического тока следует относить не только
расходы центральной станции на материал, рабочую силу,
погашение сети и т. п., но принимать во внимание и то обстоятельство,
что с увеличением потерь производительность центральной
станции должна быть больше. Для временных установок процент
погашения принимается соответственно больше.
Расчет производится таким образом, что для различных селений
(обыкновенно принимают лишь те сечения, которые установлены нормами электротехник
ческих съездов) определяются все ежегодные расходы, вызываемые передачей
электрической энергии, и результаты составляются в форме таблицы или кривой.
При этом обыкновенно выясняется, что между отдельными сечениями разница
в расходах получается весьма незначительная и что условиям экономичности
удовлетворяют в достаточной мере два или три сечения.
Вышеприведенный расчет на экономичность имеет значение лишь тогда,
когда стоимость энергии, средняя нагрузка проводника и ежегодный эксплоата-
ционный период, принимаемый для определения погашения, более или менее
известны наперед, что в большинстве случаев места не имеет. Во многих случаях
расчет на экономичные размеры не производится, ибо данные для расчета весьма
неточны. Расчет проводника производится тогда по условию, чтобы потеря
энергии оставалась в тесных пределах, причем необходимо принимать в расчет
возможность дальнейшего расширения сети.
2. По расчету на допускаемую потерю напряжения сечение
провода определяется таким образом, чтобы даже при наибольшей
ожидаемой силе тока в местах потребления еще имело место
требуемое напряжение.
Выравнивание падения напряжения в отдельных питательных
пунктах, а равно и регулирование напряжения на центральной
станции соответственно среднему падению напряжения в
питательных проводах достигается соединением питательных пунктов между
собой.

Провода (сети и линий передачи)
991
В сетях, имеющих большое протяжение, часто не
представляется возможным соединять уравнительными проводами
питательные пункты высокого напряжения. Несмотря на это, часто возможно
избежать отдельного регулирования в питательных пунктах, так как,
как правило, падение напряжения в проводах высокого напряжения
крайне незначительно.
В некоторых случаях отдельным питательным проводам для
уменьшения первоначальных расходов придается сечение с расчетом
на большую потерю напряжения, и тогда они снабжаются
уравнительными приборами для выравнивания падения
напряжения.
Такими приборами служат:
Для установок постоянного тока. Регулирующие
сопротивления, действуют от руки, или автоматически. Реле
напряжения снабжено добавочной обмоткой главного тока,
в зависимости от которого устанавливается то или иное
напряжение.
Аккумуляторы с применением одной или нескольких
разрядных рукояток, к которым присоединены питательные провода и
при помощи которых эти провода могут питаться напряжением,
отличным от напряжения на центральной станции.
Дополнительные машины с последовательным
возбуждением от самого питательного провода, которыми при надлежащем
расчете (при возбуждении в последовательной обмотке от главного
тока и в шунтовой от тока двигателя, приводящего в движение
дополнительную машину) может быть достигнуто автоматическое
регулирование.
Для установок переменного или трехфазного тока.
Регулирующие сопротивления и дроссельные
катушки для проводов второстепенного значения.
Дополнительные или авто-трансформаторы (со
многими вторичными зажимами), которые при умеренном вторичном
напряжении включаются приборами, подобными элементным
переключателям аккумуляторных батарей; вследствие этого между от*
дельными ступенями нет перерыва и ступени не могут иметь корот-
кого замыкания. Указанными элементными переключателями,
приводимыми в действие моторчиком, можно также при помощи реле
на определенное напряжение достичь автоматического
регулирования (стр. 882).
Трансформаторы с подвижной обмоткой (нотен-
циал-регуляюры), предназначенные для более высоких напряжений,
выполняются в форме индукционного двигателя с закрепленным
якорем, который переставляется в зависимости от требующегося
дополнительного напряжения, складывающегося последовательно
с основным.
Регулирование может производиться также автоматически
(стр. 882).
Если питательные провода в начале и в конце их присоединены
к сети, необходимы приспособления, которые позволили бы при

992 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергий
повреждении в питательном проводе выключить одновременно оба
его конца, для чего необходимо известное количество добавочных
соединений1).
3. Допускаемое нагревание проводника обусловливает для
каждого сечения определенную наивысшую допускаемую еще
в нем силу тока; пределы нагревания зависят однако еще от
продолжительности нагрузки, рода предохранительных аппаратов,
изоляции и способа прокладки проводника. „Правила и нормы
для электротехнических установок", утвержденные IX Всесоюзным
электротехническим съездом (изд. ВЭО, 1931 г.), дают допустимые
силы токов для различных случаев.
В зависимости от рода установки и типа сети расчет ее
проводится, базируясь на том или ином из указанных соображений.
При чисто силовых установках неизменяемость напряжения
в местах потребления энергии в расчет не принимается; сечение
провода прежде всего определяется в зависимости от экономических
соображений, если имеющиеся для этого данные важны; в
противном случае расчет производится на потерю напряжения
(энергии) и затем проверяется на допускаемое нагревание; в общем
допускается потеря до 10%, однако принимаются в расчет местные
условия.
Для двигателей трехфазного тока необходимо принять во
внимание условия пуска двигателя в ход, так как вращающий момент
уменьшается пропорционально квадрату напряжения. Для шунто-
вых моторов постоянного тока допустимо ± 10%, причем мощности
и число оборотов меняются в тех же пределах.
При смешанных установках или установках исключительно
осветительных обыкновенно делается различие между
питательными и распределительными проводами. Первые
проводят ток в отдельные питательные пункты сети, от которых радиально
расходятся распределительные провода в различные места
расходования тока; последние провода снова, по возможности, соединяются
в сомкнутые сети. Необходимо соблюдать условие, чтобы вторичное
напряжение колебалось лишь в тесных пределах, определяемых
в зависимости от рода включаемых в сеть приборов.
Распределительные провода почти исключительно следует рассчитывать на
возможно одинаковое напряжение в местах расходования тока при
наименее выгодной нагрузке. Сечение же питательных проводов
всегда определяется по условию постоянства напряжения. В
последних проводах могут быть допущены большие потери
напряжения, ибо соответственным изменением первичного напряжения
эти потери могут быть в известных пределах уравниваемы (см.
стр. 990, п. 2).
Для питательных проводов имеет также значение и
экономическое сечение, но сечение это в большинстве случаев
выходит по расчету настолько малым, что при различном и силь-
El. Betrieb. 1914, S. 49*

Определение сечений проводов
993
ном колебании нагрузок в отдельных питательных пунктах
получаются недопустимые разницы в напряжениях. Только в тех
случаях, когда напряжение в отдельных питательных пунктах
регулируется при помощи особых регулирующих приспособлений
(стр. 991), для питательных проводов можно выбирать
экономическое сечение, проверив его на допускаемое нагревание.
В осветительных установках сечения
распределительных проводов определяются с таким расчетом, чтобы разница
между наибольшим и наименьшим напряжением у ламп была не
более 2 до 3%; для зал, улиц, площадей допускается даже до 5%,
однако это не рекомендуется. Ири установке исключительно aj го-
вых ламп допускаются большие потери, ибо часть необходимого
успокоительного сопротивления может быть осуществлена
сопротивлением проводов: в питательных проводах может быть
допущена потеря напряжения до 10% (см. также ниже).
Средние значения допускаемых при расчете проводов падений напряжения
Питательные провода 3—6\а
Распределительные сети, нахруженные
лампами с угольной нитью 1э,'о
Распределительные сети, нагруженные
лампами с металлической нитью 1,5о/0
Распределительные сети, нагруженные
двигателями 2—5\о
Провода внутри здания 0,5—1°/о
Ь) Определение сечений проводов *)
1. Обозначения расчетных величин
Ua — напряжение в начале отдельного проводника по отношению
к среднему проводнику (фазовое напряжение в многофазных
системах) [V],
Ue — то же в конце проводника [V],
\\а — напряжение в начале между крайними или внешними проводами.
(Главное или линейное напряжение в многофазных системах) [V],
це — то же в конце [V],
Na — подведенная мощность (в начале) к отдельному проводнику [WJ.
Ne — отданная мощность (в конце) отдельным проводником [WJ,
Ша — подведенная мощность (в начале) ко всей цепи тока [WJ,
Ше — отданная мощность (в конце) всей цепью тока [W],
Z — длина всей лиьия [км],
W— передаваемая отдельным проводником мощность= Nel.lO~Q [MW км],
w — удельная передаваемая мощность проводником, равная полной производи-
. *.„ \ WW км Л
тельности, отнесенной к 1 kV напряжения в начале линии [—g^—J,
/—сила тока [А],
х) Н е г z о g-F е 1 d m a n n. Die Berechnung elektrischer Leitungsneize, Berlin
1930, Springer. — К и з е р, Передача электрической энергии, Изд. Кубуч 192$.—
К а п п е р Ф., Электропередача. Сооружение воздушных линий, ГТИ 1927.
Зак. 2Ш.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III. £#

994 T, III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
Д17 —падение напряжения в отдельном проводнике [V],
ДЛГ — потери в отдельном проводнике [W],
е — отношение напряжений UelUa
т) — коэфициент полезного действия,
R — активное сопротивление проводника [2],
*?/ — реактивное сопротивление проводника [2],
Q -*- сопротивление пути утечки между отдельным проводником и
средним (или нулевым) [2],
К— проводимость пути утечки (обратная величина от Q) [S],
ХЯ.ммЦ
р_ удельное сопротивление материала проводника I 1,
х __ удельная проводимость пути утечки [S/km],
L — самоиндукция отдельного проводника в рабочей схеме [Н/км],
С — емкость того же проводника [Т/км],
/—число периодов тока в секунду при переменном токе [пер/сек],
q — поперечное сечение проводника [лш2],
z — число участков (одинаковой длины) при участковой системе,
компенсирования длинной линии передачи,
8 — угол устойчивости, т. е. угол сдвига векторов напряжения в
начале и конце провода.
Ol 2....л~~ Угол устойчивости для отдельных участков, когда z > 1.
\
2. Расчет линий постоянного тока.
IjfCt а) Разомкнутые линии, т. е. такие ли-
,0~~J} -• jt ° 1 А нии, когда ток подводится только с од-
с\ *о*о Т TY' ной стороны.
и<*г j ah hx& а) Трехп рово д ная линия пе-
^р—I—i^ji—1 pj.j. p e д а ч и. Схема этой линии дана на фиг. 8,
где 1 и 2 обозначают крайние или главные
ф"г- 8- провода, 0— средний или нулевой провод.
Ход расчета трехпроводной линии передачи:
/0 = 1Х — 12 10 = 0 при симметричном
распределении нагрузки •.'.... (1)
PX = R2 = l?/q /?о = ¥Яо • • • • (2)
\la=Uai+Uat *е = ^+ Ve% (3)
для А > /2 Д6\ = Uai- Uei=IxRx + IvlRt ьи*=иа2- Uet=I%R%-IoR0 . . (4)
Ч^Ша.-^уи^ *, = (^-AW^fla (5)
*а = Nax + Nai Ше = Ne[+ Ne^ (6)
для /1>/.Art1 = JVei-//*1 = /1»/?1 + W0 LN% = Na%-Ne% = ltRt. .... (7)
для /x < /2 = IX*RX = /22/?2 -j- /„»/?„ . (8)
% = Wai ~ WJtN^ ^^(^-А^/ЛГ^ (9)
AN = AiN^ + ДЛГ, TQ = (^a — AW*tf <10)
Как показывает практика, несимметрия в двух половинах сети
при трехпроводной линии, т.е. величине 2(/х — 4V(A + 4)» не
должна превосходить 15%. Поэтому для среднего (нулевого)
провода следует брать уменьшенное сечение, а именно
для распределительных линий около. . • #о = V2#>

Линии постоянного тока: расчет
995
•1 "а
\l/e
TV 1
р) Двухпроводная линия передачи. Схема линии
дана на фиг. 9.
Схему двухпроводной линии передачи можно рассматривать как полученную
из схемы трехпроводной линии передачи, выбросив из последней средний провод.
В таком случае Д=/2=:Л /0 = 0> Ua = Ua , Ue = Ue , а следовательно
данные выше уравнения для трехпроводноА линии о г (1) до (10) примут вид:
%=2^ П*=2Ув (11)
LU~Ua — Ue = //? AU = 2At/=2//? ... (12)
^a = 2Na ^e=2Ne (13)
W=Na — Ne =PR A$l = 2W = 2Pfi (14)
z = (Ua-W)/Ua ■ч=,{Ма-Ш)!Ыа = г (i5)
В случае, если по длине линии имеется несколько
ответвлений тока, выведенные выше уравнения необходимо будет
применить последова-.
тельно к каждому участку
между ответвлениями , /л к
тока, начиная либо с
1-го участка, либо с
последнего, в зависимости
от того, что положено в ' 7я~
основу расчета: Ua или фиг 9# фиг> 10#
Ь) ЗамкнутьГе линии, каковыми являются линии с
двухсторонним питанием, например, кольцевые линии.
а) Линия с двумя питательными пунктами
одинакового напряжения. При таком предположении, в случае
только одной сосредоточенной нагрузки, для напряжения и тока
получим следующие соотношения (фиг. 10).
/а и /д — силы токов, приходящихся на питательные пункты а и £), от общего
тока нагрузки / [А];
Д£/ — падение напряжения на участке между питательным пунктом а и местом
нагрузки [V];
г — сопротивление этого участка (Q)
/« = /(/?-г)//?, /р = -//■//? (16)
А£7 = /вг = -/р(Я_г) (17)
При наличии нескольких сосредоточенных нагрузок следует
найти по формулам (16) и (17) части нагрузочных токов,
приходящиеся на каждый питательный пункт а и (3, и проделать этот расчет
отдельно для каждой нагрузки, вне зависимости от остальных
нагрузок; после этого все токи, приходящиеся на каждый
питательный пункт, просуммировать, сообразуясь с направлением
тока (метод наложения нагрузок).

996 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэноргии
Если
то можно считать согласно фиг. 11:
Распределение токов:
/i-2==/-m-/i
/2_з = /-^-(/1 + /2)
.(18)
.(19)
7(*-l)z = 7 - т
1а= — т
■(/! + /,+ .../,-,)
(20)
Распределение напряжения:
*£/«_> =- (7-т)Г1
A^a-2 = (/-«)r,-^(',i-''1)
A£/a_3 = (/-m)r3-/1(r3-r1)-/2(r3-r2)
Al/^ = (1-т)гг- lx {rz_rj - /2 (r^-rjj) ... - /<г_1 (r2 ~rz.^
«R = 0.
. (21)
Графический метод (фиг. 11). Расчет ведется по
аналогии с диаграммой усилий Кремона (см. т. I, стр. 267 и ел.). У нас
нагрузки будут изображаться векторами сил
тока: 1г, /2..., а расстояния между ними
сопротивлениями: гь r2 — rv... Построив на
основании эюго диаграмму усилий, находим,
что ординаты между вершинами углов и
замыкающей стороной веревочного многоуголь-
нчка изображают потери напряжения. Для
полюсного расстояния выбирают единицу или
другое круглое число. Если для расстояний
гХ'Г2... — приняты простые масштабы длины,
то потери в прямом и обратном проводе как
для постоянного, так и для переменного тока
будут вдвое больше.
Предположим, например, что: 1 А = 0,5 мм, 1 Q = 100 мм,
полюсное расстояние равняется 50 мм\ тогда масштаб для ординат
веревочного многоугольника, так как 0,5 • 10б/50 = 1 мм = 1 V,
будет равен для прямого и обратного провода при постоянном и
переменном токе 2 V на 1 мм и при трехфазном токе — масштаб
междуфазового напряжения —1,73 V на 1 мм. Линия, проееденная
в диаграмме усилий параллельно замыкающей стороне веревочного
•многоугольника, даст величины /а и /о, т. е. те силы токов,
которые проходят через питательные пункты аир.
р) Линия с одинаковым напряжением на
питательных пунктах с равномерно распределенной
Фиг,

Линии постоянного тока: расчет
997
нагрузкой. В случае, если от данной линии имеется целый
ряд ответвлений с одинаковой нагрузкой, расположенных при
этом на равном расстоянии друг от друга, и если сечение
проводов линии по всей длине одинаково, — имеем следующие
соотношения для токов:
4 = 'э = 72-/
и следующую величину наибольшего падения напряжения по
середине линии:
Шк = У8ГЯ (22)
Это уравнение целесообразно класть в основу проектирования также
городских распределительных сетей, для которых число, расположен е и мощность
ответвлений неопределенны.
Уравнения (16) — (22) могут применяться для расчета также кольцевых
линий, что ясно из того положения, что мы можем оба питательных пункта а
и р (фиг. И) совместить в один в силу равенства их
напряжений (см. фиг. 12, питат. пункт).
7) Линии с питательными пунктами
различного напряжения. В случае
неравенства напряжения на двух питательных пунктах
замкнутой линии аир (фиг. 11) между ними
должен течь уравнительный ток величиной (£/а — Uo) R,
который налагается на основной ток линии; из
такого представления получаются и уравнения для
данной линии, на основе уравнений (20) и 21):
Дополнительный ток:
Фи1. 12.
*</ = (^о-^а)/Я.
Распределение токов.
Распределение
/'
напряжений
Д£/'а-
*£/'«-
Д^а-
Atf'«-
V
1-2
'Э
-1 =
-2 =
-г —
-8 =
= 'а
= '1-
= /р
ALTa
^.
W«
u*-
Л-id
-2 + ld
+ *d
-l + ldrl
-2 + ldr2
-zJridrz
-Ua
(23)
(24)
(23)
J
Разветвленные сети. В случае, если кольцевая замкнутая
распределительная сеть обслуживается несколькими питательными
пунктами, а эти последние в свою очередь снабжаются током от общего
распределительного пункта К (см. фиг. 12), то при расчете такой
сети следует итти по следующему пути:

998 Т. III. Отд. 10. Электротехника. "VIII Распределение электроэнергии
1. Делается первое предположение: все три питательных пункта имеют
одинаковое напряжение, и на основе формулы (20) определяется распределение
точов, приходящихся на каждый питательный пункт: /9>/р и /«.
2. Делается второе предположение: вся сеть получает питание поочередно
лишь от одного питательного пункта: а, 8 или у и лишь той частью общего
тока нагрузки, которая приходится на данный питательный пункт, и
которая определена по п. 1, т. е. /7, /о и /,,; для каждого из этих случаев
определяется токораспределение по всей сети.
3. Наложение друг на друга трех картин токораспределения, которые
получены на основе п. 2, дает действительные токи, приходящиеся на каждый
питательный пункт, и поэтому действительные напряжения на данных
питательных пунктах.
4. Определение окончательных значений токов и напряжений всей
распределительной сети делается по уравнениям (23) — (25).
с) Устойчивость напряжения в линиях постоянного тока.
Высший предел мощности, который может быть передан по
данной линии:
Neh^U-U^R;%h = ^kU^JR;
при этом
:'% = V2-
Кривая на фиг. 13 показывает
зависимость отданной мощности Ne и коэ-
фициента полезного действия h от под- oj\
веденной мощности Na для а
\o,i
Ua = l и R = 1.
Передача работает устойчиво по всей
кривой мощности, в том случае, если
сопротивление нагруЗКИ ИЛИ ПОСТОЯННО, Фиг. lb.
или повышается с падением напряжения.
Устойчивость перестает быть надежной в незаштрикованной
части кривой мощности, если только сопротивление нагрузки при
падении напряжения также понижается.
Последнее возможно, например, при нагрузке линии двигателями или
лампами с металлической нитью; при переходе черезг границу устойчивости (например,
благодаря короткому замыканию в распределительной сети) напряжение на конце
линии внезапно падает до нуля; это положение продолжается также и после
устранения короткого замыкания в сети; для восстановления нормального положения
требуется по большей части полное отключение потребителей и затем снова их
постеленное включение.
3. Расчет линий переменного тока *). а) Основные
положения. В отличие от постоянного тока, при переменном токе
линия служит для одновременной передачи двух рабочих
процессов, а именно: передачи активной и реактивной энергии тока.
Взаимная зависимость между напряжением, силой тока,
сопротивлением и передаваемой мощностью для об,еих форм энергии остаются
1 Литература та же, что и для постоянного тока (см. выше).

Линии переменного тока: расчет
<)99
одинаковыми для данной сети или линии. Поэтому положения,
принятые в основу расчета передачи постоянного тока, можно считать
неизменными и для переменного тока, если только отделить
упомянутые два рабочих процесса друг от друга и вести расчет для
каждого в отдельности. Определенные таким образом соответствующие
величины для активной и реактивной составляющих передаваемой
энергии, по правилам „наложения", совмещаются; что касается
мгновенных значений этих величин, то они просто арифметически
суммируются.
Действующие (эффективные) значения соответствующих
величин активной и реактивной мощности по времени смещены друг
по отношению к другу на одну четверть периода, и поэтому они
должны складываться геометрически. Полученное таким образом
действующее значение суммарной величины носит название
„кажущейся" величины. При передаче энергии часть активной энергии
всегда теряется в линии; что же касается реактивной энергии, то
при передаче она может как теряться, так и производиться вновь;
поэтому при реактивных процессах тока имеет очень большое
значение определение знака.
Так же, как это принято при передаче активной мощности, считают создание
новой реактивной мощности величиной отрицательной, потребление реактивной
мощности — положительной.
Источниками
возбуждения (создания)
реактивных токов
являются: участки в цепи тока с
емкостными свойствами, емкость
самих линий, конденсаторы,
перевозбужденные синхронные
машины. Как места потребления
реактивных токов, являются:
участки в цепи тока с
индуктивными свойствами; индуктивность
самих линий, реактивные
(дроссельные) катушки, трансформато- Фиг. 14.
ры, недовозбужденные синхронные
машины, асинхронные машины.
Ь) Ход расчета производится по „приведенной" схеме,
данной на фиг. 14. Обозначения см. стр. 993.
Для отметки кажущихся значений величин введен ниже значок (индекс) s,
для реактивных значений — индекс / или —у, в зависимости от того, принадте-
жит ли отмечаемая величина к потребляющей или к производящей части цепи
реактивного тока (см. табл. на стр. 1000).
Вместо точного расчета (телеграфные уравнения) *) линии с
равномерно распределенными токами утечки (емкостные токи и токи
через изоляторы) применяется приближенный метод, по
которому весь ток утечки принимается сконцентрированным по
половине вначале и конце линии передачи.
Отклонения от действительных значений при таком допущении для линий
длиною до 2С0 км составляют не более 0,55,0 и являются таким образом совер-
l) R о е 8 s I e r, FernleKung von Wechselstromen Berlin_1905, J. Springer.

10СО т III. Отд. 10. Элсктротсхпика. VIIT. Распределение электроэнергии
Цепь активного
тока
Цель реактивного
тока
Цепь кажущегося
тока
Исходные величину
:Xl
Ne =- Nse cos <te
Конец линии:
ANe = y2-U*seK
NB = Ne + ANs
Линия:
Начало линии:
r^Ng/Na
cos <?a = ^V^sa
/?y = 2n/ZJ
K_j = 2nfCl
NJe = Nse sin ^
Промежуточные расчеты
AXj9 = -i;t.U*FeK_
Nfc =
rj* = X/e + ANJe
Wj}=h^i
Nj*=Njt + LNjX
Wia=-
u*U\aK4
Результаты
N
*ja-
-N/e+Wj
sln<? a= Nfa!Nsa
*s* = Ns%IUse
Ws}^ISBRs .
Ws« = 42-U*saKs
AN s = (ANZ + ANj S)V2|
trsa = *Ъ«
шенно незначительными. Эти пределы погрешности не будут превзойдены также
и при более длинных линиях передачи, если разбить всю линию по длине на
отдельное равные участки, примерно до 200 км длиной, и вести расчет в отдельности
для каждого такого участка, руководствуясь вышеприведенным методом; при этом,
начав вести расчет с последнего участка и исходя из известных для конца линии
данных, постепенно переходят с расчетом от участка к участку, принимая в
качестве исходных величин конечные величины, полученные для предыдущего участка
линии.
Уравнения, данные выше, остаются неизменными для любой
симметрично нагруженной линии передачи переменного тока
однофазной и многофазной системы; уравнения выведены для
отдельного проводника и для его напряжения по отношению к
нулевой точке звезды (или средней точке в линиях однофазных).

Линии переменного тока: расчет 1001
В качестве исходных данных при расчете служат
данные проводников и необходимый расход тока на конце линии
передачи; результаты расчета должны охватить: ток, напряжение,
коэфициент мощности и величину подводимой мощности в начале
линии, затем потери напряжения и мощности по длине линии
передачи. Пересчет на междуфазовое напряжение (линейное) и на
полную мощность всей многолинейной линии цепи тока производится
путем умножения полученных ранее величин для отдельного
проводника на коэфициенты, данные в табл. 1; эти коэфициенты
действительны для активных, реактивных и кажущихся величин
цепи тока.
Таблица 1. Переводные множители
Система линии передачи
Однофазный переменный
х)
2
3
*е
У1ие
*а
V1ua
ди
2ДС/
VWlu
%
2Ne
3Ne
%
ДЯ
2bN
гш
Графический метод. В прямоугольной системе
координаты откладывают по оси абсцисс, соблюдая правила знаков,
в принятом масштабе отрезки, соответствующие активным
значениям величин цепи тока, по оси ординат —
реактивным; тогда замыкающая сторона этих
двух отрезков будет изображать как по
величине, так и по направлению, кажущиеся
(полные) значения этих же величин.
Диаграмма напряжений (фиг. 15).
Допустим, мы имеем в начале линии передачи
некоторые напряжения (Jsa и коэфициент
мощности cos?a, причем токами утечки
(емкостными и через изоляцию) пренебрегаем;
диаграмма построенных напряжений указывает
на возможность регулирования напряжения
(е = Use/Usa), изменением коэфициента
мощности нагрузки cos<ps, например посредством
уменьшения потребляемой реактивной мощности на конце линии
передачи.
При генерировании на конце линии реактивной мощности, т. е. при
отрицательном значении коэфициента мощности cos <ре, можно достичь того, что
несмотря на падение напряжения в линии напряжение в начале и конце линии
передачи будут {.авны друг другу. Подобную картину дает треугольник напряжений,
изображенный на фиг. 15 пунктиром.
Фиг. 15.
1) Число проводов в цепи тока линии передачи.

1002 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIIL Распределение электроэнергии
Диаграмма мощностей (фиг. 16) построена для
одинаковых соотношений с диаграммой напряжений, данной на фиг. 15,
но приняты во внимание токи нагрузки. Разница между фазовыми
углами сра и уа представляет меру улучшения коэфициента
мощности в начале линии передачи,
UN
благодаря емкости самой линии.
Если величину реактивной мощности на
конце линии Nje (фиг. 16) регулировать
таким образом, чтобы она была как раз равна,
но обратно направлена реактивной мощности,
Линил!
\3&£
ЛинилП
SOS
Фиг. 16.
Фиг. 16а.
возбуждающейся в самой линии передачи ДЛГд то коэфициент мощности в
начале линии cos <fa = 1.
Оба вышеуказанные случая, основанные на регулировании реактивной
мощности цепи: 1) выравнивание напряжения в начале и в конце линии и 2)
приведение коэфициента мощности в начале линии передачи k = 1, с успехом
применяются при эксплоатации длинных линий передачи, по причине их благоприятного
влияния на коэфициент устойчивости передачи.
с) Постоянные для расчета линии *). Основные данные
о наиболее употребительных материалах для линий,
приводимые в „Правилах и нормах", утв. IX Всес. эл. съездом, см.
в табл. 2.
Таблица 2. Нормы для основных материалов для линий передач
■ , IJF.II III , ■!■ , "II \ , . '
2. Коэфициент линейного ра~-
4. Временное сопротивление
5. Проводимость при 15 С° . .
Медь
твердо-
тянутая
8,95
17-10—6
13 000
40
57
Алюминий
твердо-
тянутый
2,7—2,75
23-Ю-6
7000
20
1 34,5
Железо
7,8
12-10—6
19С00
44
7,2
Сталь
7,95
12,5-10—6
20 С0Э—21 000
70-120
i 6,25-5,7
l) AEG.-Mitt. 1927, Н. 11; 1928, Н. 6,-К и з е р, Расчет электрических линий
передачи, Кубуч 1928,

Линии переменного тока: расчет
1003
Примечание. Согласно приказу ВСНХ 1929 г. за № 597, при
подсчетах надлежит руководствоваться данными, отличающимися от тех, которые
указаны в вышеприведенной табл. 2, а именно данными табл. 2а. Германские
данные см. табл. b на стр. 1012.
Таблица 2а. Нормы для материала проводов по приказу ВСНХ
1929 г., № 597
1. Уд. плотность при 20°С . .
2. Коэфициент линейного
расширения
3. Козфициент упругого
удлинения
4. Сопротивление на разрыв
в кг/м%
5. Омическое сопротивление
при 20°С в QmaP/km . . . .
6. Температурный коэфициент
на 1°С, при 20°С
8,89
16-Ю-6
185-10 ~6
38
17,84
0,00393

Алюминий
2,7
22,8.10—6
97-10—6
17,5
29
0,004
Сгаль
7,85
11,5.1С-6
45.10—6
100
не норм.
Наиболее употребительные сечения проводов для воздушных линий передачи
(по DIN—VDE 8201/2) см. в табл. 3.
Провод

(номинальное
сечение)
ммг
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
Таблица 3. Сечения проводов для
Си
Я
мм%
10
15,9
24,2
34
49
66
93
117
| 147
182
243
1 299
А1 |
d
мм
4,1
5,1
6-3
7,5
9,0
10,5
12,5
14,0
15,8
17,5
20,3
22,5
Си 1
/?
Q/km
20° С
| 1,78
1,12
0,74
0,53
0,36
0,27
0,19
0,15
0,12
0,098
0,0/4
0,С6С
Вес
кг/км
92
145
221
313
453
603
854
1074
1350
1668
2220
1745
А1
Я
2/км
20°С
1,80
1Д8
0,84
!0,58
0,43
0,31
0,24
0,19
0,16
0,12
0,0)3
Вес
кг/км
44
68
96
138
183
260
325
413
508
678
838
воздушных
Q
общ.
мм*
—
73,3
105,1
143,5
193,7
244,9
309,3
382,9
491,7
q\\
#с*
St
—
5,74
5,91
5,78
5,88
5,78
5,87
5,75
6,10
. ЛИНИЙ
St —
d
мм
—
11,3
13,5
15,8
18,3
20,6
23,1
25,7
29,1
k\ l)
R
Q/km
20°C
—
0,46
0,32
0,23
0,17
0,14
0,11
0,087
0,068
Bee
k^'km
—
262
373
512
6S7
873
1100
1367
Г 40
l) Стале-алюминиевые провода обозначаются по сечению меди, имеющему
одинаковую проводимость со стале-алюминиевым проводом. При этом в расчет
проводимости стале-алюминие.зого провода принимается только его алюминиевая
оболочка.
При расчете линии берегся около 3«/0 запаса расходуемого материала (на
провес и обрезки).

1С04 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
Самоиндукция L и емкость Q для отдельного проводника
и фазного напряжения U в условиях эксплоатационной схемы
соединений определяются из следующих уравнений:
Типы линий
передачи
Воздушные
линии
Двухпровод-
н ы
е—однофазного тока
Трехпровод-
н ы
е—трехфазного тока
Кабель

Одножильный для
однофазного и
трехфазного тока

Двухжильный
концентрический
для
однофазного тока

Двухжильный
скрученный для
трехфазного
тока
Трехжиль-
н ы й
скрученный для
трехфазного
тока
Трехжиль-
н ы й как пре-
дыд/щий, но с
метагкизиро
ванными жилами
LbH/tCM
Н^Н-ю-
То же
[(21п(т)+0-5]-1°-4*)
Г / d. l d 2
d 1
а
Xlai.
. 10-4
[ai.($)+w].10r-«
To же
To и
<e 1
С в \к?/км
' 0,0555
In (2 a/d)
To же
0,0555
*' in (Did)
0Д1
£* \xL[dild)
0,0555
C , Г 2а Z)2 —a2l
0,11
\Aa? [(1 3"D/2)2-tf]3l
Lrf2 " (^TD/2)e-a« J
0,0555
£' In (Did)
1(45)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
*) Это выражение действительно только в том случае, если свинцовая
оболочка не служит в качестве провода. В противном случае, е~ли предаолагать
обычнэ применяемые кабельные расстояния, величина самоиндукции будет на
5—-10°, о ниже.

Линии (Переменного тока: расчет?
1005
Обозначения:
а —расстояние между проводами (между осями) [мм];
d — диаметр провода (в концентрических кабелях—внутреннего провода) [мм];
D — внутренний диаметр свинцовой оболочка, а также в кабелях с
металлизированными жилами — внутренний диаметр металлизирующего жилу
слоя [мм],
d. — внутренний диаметр крайнего проводника (металлической жилы) в
концентрических кабелях [мм],
d — наружный диаметр того же проводника (жилы) [мм],
е — диэлектрическая постоянная для кабеля (равная от 2 до 4).*"
В воздушных линиях передачи трехфазного тока (см. фиг. 16а,
стр. 10С2) расстояния проводов друг от друга (а
обычно бывают различны
(несимметричное расположение),
и для восстановления
симметрии линии передачи
применяется перекрещивание
проводов (транспозиция). В этом
случае расстояние между
проводами для вышеприведенных
выражений надо принимать:
1-2' "2-3' "l-З
s число $аземлл*\цьиг m/toccoS
0дчяа/гпал линил передачи
а = л/а
л а -а
2 1—3 2—3
(51)
ft
1 \
>
У
/
и
^
г^-
^
г-=
—
~z\
s*2
я*
Кабели с секторообразными | £
проводниками (жилами) имеют £
приблизительно на 10% боль- ^
шую величину емкости, по
сравнению с кабелями с
круглыми жилами.
Ь) Ток замыкания на
землю проводов трехфазной
линии передачи *). Для
трехфазных сетей с незаземленной нейтралью, в случае заземления
одной из фаз, сила тока на месте повреждения 1е достигает
нижеуказанной величины [которая в случае применения катушки Пе-
терсена (Petersen) должна быть последней скомпенсирована]:
SOO 1QOOCJ4
Среднее /гассталиие мел/tdy n/toSodarru с?
Фиг. 17.
Ie = 3U'2nfCe [A]
(52)
С^ —емкость одного проводника относительно земли [F]. Величина этой
емкости лля одинарной и двойной линии передачи (при расположении проводов
как треугольном, так и „в елочку") при средней высоте подвеса проводника h =
—15 ж, с заземляющим тросом (одним или двумя) и без него дана на фиг. 17.
Необходимо внести следующие поправки для С :
l)£TZ 1916, стр. 493 и 512; 1917, стр. 553; 1919, стр. 5 и 17 -AEG-Mitt. 1931,
Н. 6.-Р elersen, Forschung und Technik, S. 215 и. 226, Berlin 1930, Springer.

10С6 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергия
г* на 10">,'о—увеличение, вследствие воздействия мачт и приключенных
к линии распределительных устройств, трансформаторов
и т. д.
на 5—10°/о — увеличение для одинарных линий при h = 10 м
„ 8—15°/о — п Для двойных линий при h = 10 м
„ 3— 7°/о—уменьшение для одинарных линий при h =20 м
, 5—11°/о— » * двойных „ „ h = 20 м
е) Потери в воздушных линиях передачи на корону х).
Явление короны начинается при напряжении, характерном для
каждой линии передачи, называемом „критическим
напряжением". Сопротивление короке (пути утечки) можно считать
приблизительно постоянным.
Обозначения;
U—критическое напряжение фазовое [V],
Д1/= U—U.— избыток напряжения [V],
к к
С, — эксплоатационная емкость \?(км\%
о
R •— коронное сопротивление [Q/km],
AN, — потери на корону в отдельном проводнике \W/km].
к
Для провода, расположенного в местности, находящейся на
высоте до 1000 м над уровнем моря, и для нормальных условий
погоды имеют место следующие приближенные равенства, близкие
к действительности.
bNk = LU£'\IRkWlKM\ (53)
17л = 60.10е -d/Cb [VJ (54)
# =0,З.Ю6 VTajT. l\f[Q/KM] (55)
Числовой пример:
U = 63 6С0 V, d = 10,5 мм (70 мм*), а = 2500 мм, /=50 пер/сек.
Согласно данным выше формулам (45 и ел.) имеем:
С = °£555 f 10_6 =9#10_9 [F/KM]
Ъ 1п(2«25а0/10,5)
U = 50Л0~6 • 10,5/(9-10—9)=58300 [V],
LUk = 5300 [V],
# = 0,3 • 106 V2-2500/10,5 1/50=130 000 [Я/км],
bNk=- 53002/130 000 = 216 [W/кл],
что составляет
0,65 kW потерь на корону на 1 хм линии трехфазного тока.
^Herzogu, Feldmann, Die Berechnung elektrischer Leitungsnetze, 1927.—
Siemens-Z. 1926, S. 203.

Провода: выбор напряжения для линии передачи
Иней заметно снижает величину критического напряжения
(иногда на 40%); заземление одной из фаз при трехфазном токе
понижает величину критического напряжения в здоровых
проводах также процентов на 30, поэтому при заземлениях наблюдается
сильное увеличение потерь на корону.
4. Выбор напряжения для линии передачи. Величина
напряжения, наиболее выгодного для линии передачи, зависит в числе
прочего, от себестоимости электрической энергии, от раскинутости
сети, от числа присоединений потребителей, пик нагрузки, коэфи-
циента использования, а также соотношения между активной и
реактивной мощностями у потребителей и на питательных пунктах.
В капиталистических странах во всех этих направлениях
заранее могут строиться лишь ориентировочные и чрезвычайно
ненадежные предположения, которые не дают возможности
предусмотреть развитие отдельных районов, и поэтому подобного рода
расчеты имеют очень ограниченное практическое значение, за
исключением расчетов линий передачи энергии на большие
расстояния. В условиях планового хозяйства СССР возможно заранее
начертить довольно точную и четкую картину развития, как
отдельных районов, так и связи их друг с другом, поэтому
установление и оденка вышеуказанных моментов должны иметь
большое практическое значение.
а) Общие направляющие указания для выбора
напряжения. Следует руководствоваться напряжениями,
рекомендуемыми „Электротехническими правилами и нормами ВЭС", а
также напряжениями, уже примененными в соседних районах
для облегчения в дальнейшем объединения нескольких сетей в
общую сеть. По величине и типу районы обслуживания (в условиях
полного развития и экономической выгодности передачи энергии
при данной величине напряжения) и по величине применяемых
ступеней напряжения сети делятся на три главные вида:
a) местные сети, т. е. такие сети, которые обслуживают
отдельные центры;
р) районные сети, т. е. такие сети, которые связывают
между собой сети отдельных промышленных центров одного
района;
7) линии передачи на большие расстояния, это—
линии, сооружаемые для передачи больших количеств энергии на
дальние расстояния.
b) Сети местного и районного значения. В табл. 4 и 5
приводятся данные для подразделения напряжений по
ступеням для нормальных среднеевропейских условий. В основу
этих данных положены следующие предпосылки; средние сечения
проводов, распределенная токоотдача вдоль всей линии,
допускаемые изменения напряжения для каждой ступени, при изменении
режима работы линии от холостого до полной нагрузки, от 3
до 5% Для сетей местного значения и около 10% Для районных:
далее, среднее число жителей для промышленных центров равно
2500/агл*2 и для района— 100/км2. Увеличение густоты населения

1008 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергий
повышает нагрузку, приходящуюся на каждый питательный пункт,
и лишь в незначительной степени — количество последних.
Соответственно этим предпосылкам и следует рассматривать верхние
и нижние данные табл. 4 и 5.
Таблица 4. Сети местного значения
* 1
Ступени
напряжении
Падение
напряжения на каждую
ступень до . . .
Экономич. радиус
действия м . . .
Район обслужив.
одним питательн.
пунктом км2 . .
Нагрузка на 1
питательн. пункт kW
2 X 220 V пост, тока
220,380 V трехфазн.
тока
Воздушн.л.
3,5»/0
275
0,3
25-200
Кабель
3,5о/0
275
0,3
25-200
6 kV
трехфазн. ток
Воздушн.л.
б»/о
2500
25
500—8000
Кабел
5°/о
2500
25
1000 —8000
30 kV
трехфазн.
ток
Кабель
5°/о
14 000
785
10 000—120 000
Таблица 5. Сети районного значения
Ступени
напряжений
Падение
напряжения на каждую
Экономич. радиус
действия км . .
Район
обслуживания одним пит.
пунктом км2 . .
Нагрузка отдельн.
пит. пункта MW
30 kV
трехфазный ток
Воздушн. л. Кабель
Що
28
3150
*
2-15
Що
32
4100
3-20
60 kV
трехфазный ток
Воздушн. л. Кабель
lOo/o
46
8500
6-30
Юэ/о
53
11200
10-40
с) Линии передачи на большие расстояния *). Наиболее
благоприятный вид эксплоатации линии
передачи. Передача энергии на большие расстояния напряже-
;) ETZ 1929, стр. 970.-Peters en, Forschung und Technik, Berlin 1930, J.
Springer.—ETZ 19^7, стр.497, 1691.—Fe 1 d m i n n, Die Berechnung elekirischer Lei-
tungsne^ze in Theorie und Praxis, Berlin 1927, J. Springer.

Провода: выбор напряжения для линии передача
1009
нием 100 kV и выше совершается почти исключительно
трехфазными воздушными линиями. Работа линии в наиболее
благоприятных условиях в отношении коэфициента использования,
устойчивости и напряжения происходит тогда, когдч реактивная
мощность на месте потребления и реактивные потери самой линии
передачи при всех нагрузках компенсируются полностью таким
образом, чтобы коэфициент мощности в начале и конце линии
равнялся бы единице: cos <ре = cos сря = 1 (см. выше 3d).
При линиях передачи очень большой длины и большой
мощности на некоторых, приблизительно равных, расстояниях друг
от друга устраиваются подстанции опережающей реактивной мощ"
ности.
Мощность таких установок и степень регулировки
рассчитываются таким образом, чтобы каждая подстанция полностью
компенсировала на принадлежащем ей участке реактивную мощность
или коэфициент мощности до указанной выше степени, т. е. чтобы
coscpe = cos<prt = 1.
Таким образом для компенсирования реактивной мощности
линия передачи разбивается на z последовательных участков.
Основные уравнения для передачи энергии на большие
расстояния с компенсированной реактивной мощностью. Эти
уравнения покоятся на следующих предположениях: ос) coscpj
каждого участка равен 1, Р) емкость предполагается
сконцентрированной на конце соответственного участка, f) углы
устойчивости ($г) всех z участков равны друг другу.
Уравнения выведены, подобно всем предыдущим, по отношен
иию к одному отдельному проводнику; перелет величин
напряжения и мощности на всю цепь тока производится по табл. 1 этого
отдела. Обозначения см. стр. 993.
Передаваемая мощность
W=N t== U * w [MW ки\ (56;
е а
w = N '1'=^ф .zt?1z [MW лгж/kV2] (57)
*J
Коэфициент полезного действия
\Rjt ffte»i )
Отношение напряжений
(S —,
U
U
s = г- =ЧО +tg2 84) (59)
Сечение провода
/ 1 — *)
Зак. 2S93.-- Htitte, Справочник для инженеров, т. III. ($4

1010 т. Ш. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределен! ie электроэнергия
Пределы для передачи энергии на большие
расстояния. При полной компенсации реактивной мощности:
cos сре = cos <ра = 1> наивысшая передаваемая мощность
(производительность) трехфазной линии передачи (W) выражается подобно
линии постоянного тока (см. стр. 998) следующей формулой:
причем -% = V*'» однако, вследствие возникновения при этом
режиме дополнительных реактивных потерь и замедлении во
времени при необходимой регулировке, устойчивость передачи
страдает в более сильной степени. Поэтому рекомендуется для длинных
линий передачи, даже при наличии быстрорегулирующих
компенсирующих устройств, придерживаться следующих величин для
передачи:
*)>0,8; tg^<0,4.
Фиг. 18.
г\ ^ — к. п. д. при наивысшей нагрузке
Wfr—производительность в MW км на один
провод при 1 kV напряжения в начале линии
(фазовое напряжение)
El
je напряжение в конце линии
",~" Ua напряжение в начале линии
при максимальной нагрузке (при холостой
работе е=1).
В обычно
применяемых пределах для
напряжения и для обычных
размеров проводников
индуктивное
сопротивление длинной линии
передачи меняется очень
незначительно, оно
составляет для /= 50 пер/сек
примерно Rj = 0,4 Q.
В соответствии с
этим уравнения (56) и
(57) дают необходимые
и достаточные данные для
определения: или по
известному напряжению
Ua — наивысшей
допустимой
производительности линии W, или по
заданной
производительности линии W —
наинизшего допустимого
напряжения в линии
передачи.
Согласно уравнению (57),
при заданных t] и^
производительная возможность линии
передачи растет почти в
прямолинейной зависимости от
числа компенсационных
участков линии (г) и, таким
образом, от общего числа подстан-

Провода: выбор оечевия проводников 1011
ций для компенсирования реактивной мощности, установленных вдоль линии
передачи. Однако увеличение z ограничено по эксллоатационно-техническим основаниям,
так как мощность установок для компенсирования реактивной мощности растет
почти пропорционально производительности линии (W) и, таким образом,
величине z; кроме того, растущая с увеличением z разница в напряжения» в начале
и конце линии передачи е (см. уравнение 59) затрудняет управление всей
установкой. Наивысшее число компенсационные участков (z) для линии передачи общей
длиною до 1O0U км обычно не превосходит 4.
На фиг. 18 дана зависимость основных величин воздушной линии передачи
на большие расстояния (w, q е) от z и т) для крайнего случая угла
устойчивости tg $!= 0,4. Экономически наивыгоднейшей величиной коэфициента полезного
действия (см. п. 5Ь) является, как правило зеличиш между 0.85 и 0,9. На
основании вышеизложенных соображений, зная необходимую производительность линии
передачи, можно определить наивыгоднейшие пределы для напряжений в начале
и конце линии передачи, сечение проводов и необходимое число компенсационных
уч гков.
Числовой пример. Линия передачи трехфазного тока.
Даны: Ne = 100 MW/1 провод, / = 500 км, т\ я 0,9.
Надо найти: Ua, Ue и q для разного числа компенсационных участков
линии (г).
Согласно данным фиг. 18, имеем:
z = 1 q = 162 мм* е = 0,97 w = 0,81 MW/км
z — 2 0 = 330 „ в = 1,04 10 = 1,80 „
z = 3 0 = 500 „ е = 1,12 w = 2,80
Подставляя полученные величины w в уравнение (56) и зная требуемую
производительность линии W— 100»50J=50 00J MW/км, имеем:
для *= 1 Ua = 248 kV ua = 430 kV
„ z = 2 Ua = 167 „ . иа = ^89 „
„ 2Г = 3 £/а = 134 „ % = 232 „
Вариант z=l приводит к необходимости применения необычно высокого
рабочего напряжения в линии передачи, а, следовательно, в связи с ним дорогого
распределительного устройства, трансформаторов, изоляторов и больших
диаметров проводов и шин (для избежания чрезмерного коронирования), которые трудно
изготовить для требуемых по расчету малых сечений.
Вариант z = 3, по сравнению с вариантом z = 2, требует излишних затрат
на медь, не давая значительного снижения напряжения (вместо 289 kV — 232 kV)
и в то же время значительно увеличивая колебания напряжения (12'ю вместо 4*/0).
Подразделение линии на два компенсационных участка (вар. z = 2), т. е.
устройство одной промежуточной компенсирующей подстанции дает, таким
образом, наиболее благоприятные технические и экономические условия эксплоатации
линии.
5. Выбор сечения проводников, а) Нагревание проводов
током *).
Основные уравнения:
Обозначения:
*—продолжительность действия нагрузки [сек.],
ДГ— повышение температуры рС],
Тх — абсолютная температура перед началом нагрузки [°К = °С + 273],
g0=\/p0— удельная проводимость материала проводника при 0° [км/Q мм2] (табл. 6),
1) Нагревание проводников в случаях коротких замыканий. См. Biermanns,
Uberstrome im Hochspannungsanlagen, Berlin 1926, Spinger. — г»юденберг, Токи
короткого замыкания в практике эксплоатации крупных электрических станций,
ГНТИ 1926. -~ Bull. SEV 1927, Н. 4.
64*

1012 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергия
'"с — удельная теплоемкость материала проводника [W сек/кг 1° С],
а — коэфициент тепловой отдачи, равный теплоотдаче наружной поверхности
проводника [W/ж2 1° С],
К — теплопроводность [W/m 1° С].
Значение и размерность остальных обозначений даны на стр. 993.
Таблица 6. Германские данные о материалах
9
[Qmm?/km]
17,8
28,6
176
208
Vp
[kmjQmm2\
56,0-10-3
35,0.10—3
5,7.10-3
4,8-10-3
для проводов при
Тепловые постоянные Hal°CJ)
V
3,93-10—3
4.0 «Ю-3
5,2 «Ю-3
4.1 -Ю-3
0
1,7-10—5
2,3-Ю-5
1,ыо—5
С
W сек/кг
393
879
20° С
Уд. вес
Y
[кг/дм3]
8,9
2,7 2)
7,8
Если пренебречь некоторой зависимостью температурного коэфи-
циента сопротивления от самой температуры и считать этот
коэфициент для проводника равным V273 (точные значения см. в табл. 6
и на стр. 711), то при постоянной величине тока в линии в общем
можно принять:
Р
АТ--
Л — /а
0-«
-1 (Л~/2)/Я
)■
(61)
где
А = 273я gb <*<*Я> (62)
В = 2Щ g0cq* (63)
Частный случай 1. Длительная нагрузка (* = оо),
тогда из уравнения (61) имеем
*Т<=Т*А=*'
(64)
Частный случай 2. Устойчивое тепловое со-
ст.юшение. Условием получения конечного приращения
температуры в проводе ДГ при продолжительной нагрузке (£ = со), как
это следует из уравнения (61); является
I<VA<:V213ng0a.£fq.
(65)
*) v — температурный коэфициент сопротивления, 8 — коэфициент линейного
расширения, С — удельная теплоемкость (1 кг-кал = 4185 W сек).
2) См. ETZ 1928, стр. П6.
3) Наивысшей прочности.

Провода: выбор сечения .проводников
1013
Голые провода (воздушные линии передачи). Теплоотдача
провода а в сильной степени зависит от скорости ветра v:
приблизительно:
для v < 5 м/'сек . . • а = 6 ~h 3,4 v \
„ „>5 . .... = 7.„0,75 }'> ™
Средние значения А и В для воздушных линий передачи см.
табл. 7.
Таблица 7. Температурные постоянные для воздушных
линий передачи
800 ?%
620 dq
510 38/»
390 dq
57300 q*
24 600 q*
Мрль /Сплошной провод . . . ,
медь \ Полый
Алюминий {^3Н0Й ПР°В0Д '
Освинцованный кабель. Одножильный кабель:
Общий перепад температуры кабеля ДГ разделяют на перепады
температуры в отдельных частях кабеля:
ATZ — от проводника до свинцовой оболочки и ЬТВ — от
свинцовой оболочки до наружного воздуха; расчет перепада
температур в отдельных частях кабеля ведется порознь по
уравнениям (61) и (64); при этом в уравнении для Мв вместо
диаметра проводника d подставляется диаметр свинцовой оболочки
Da и в качестве исходной температуры, вместо Г, берется
выражение (7\ + ДГ£); далее, значение коэфициента теплоотдачи а будет
иметь следующие значения:
2000
для А Т^
*1=;
.X#[W/*MeC) (67)
d In {Did)
для Д7£, когда кабель подвешен в воздухе: <xg имеет то же выражение, что и для
голого провода согласно выражению (66),
для Д7\в, когда кабель проложен в земле:
2000
*B=Dala{4h/Da)-bEW/">-l°C]
В этих выражениях обозначают:
£> _ внутренний диаметр свинцовой оболочки кабеля [мм],
&а —• наружный „ „ я » »
h — глубина прокладки кабеля под землей, „
Х^ — 0,14-т- 0,i8 (W/м. 1°С) теплопроводность изоляционного слоя кабеля,
Xj5— 0,5 -*- 2,3 (W/*«1°C) — теплопроводность почвы.
J) См. т. I, стр. 627 и дальше.

Таблица 8. Длительно допустимые нагрузки для подземных одножильных и многожильных кабелей с поясной
изоляцией при незаземленной нейтрали
«DOS
и ю 3
<о о *
8 & 3
s § 1
р. о *
С <ц «
о к S
R Е Э
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
400
500
625
800
1000
Длительно допустимая сила тока [AJ
Одножильные
кабели на
напряжение до
1 kV
80°
46
61
80
105
137
175
235
285
357
440
520
595
675
755
880
1000
1 220
1400
1 520
1700
1900
Двухжильные
кабели на
напряжение до
1 kV
Трехжильные кабели с поясной изоляцией
на напряжение
до 1 kV
на напряжение! на напряжение
до 3 kV до 6 kV
1
на напряжение
до 10 kV
Максимально допустимая температура жилы кабеля
80°
____
36
47
62
79
104
140
185
220
268
327
380
435
498
! 555
630
—
—
—
—
—
80°
30
41
54
69
92
120
160
190
235
287
340
387
435
490
570
650
800
—
—
—
80°
—
52
67
89
112
155
175
215
280
I 330
380
I 430
485
565
645
790
—
—
—
75°
—
~
—
84
109
142
170
210
260
315
360
415
470
545
625
770
—
—
—
70°
—
—
76
102
130
160
190
230
285
330
375
425
490
586
—
—
—
—
Четырехжиль-
ные кабели
на напряжение
до lkV
80"
37
49
62
83
112
148
175
215
265
310
350
39t>
450
520
—
—
—
—
—
Примечание. Сила тока для одножильных кабелей дана для случая работы их при постоянном токе.

Провода: допускаемая нагрузка кабелей 1015
Так как поглотительная способность тепла почвой очень велика, то в случае
периодической нагрузки на кабель общей продолжительностью, примерно, до
10 час, при расчете можно пользоваться удвоенными значениями для Xg.
Наивысшие допускаемые температуры в проводниках (Т\-\-ЬТ)]:
для воздушных линий — 273 + 80 [°К],
„ кабеля — 273 + 50 [°КЬ
Многожильный кабель. Если наибольший допускаемый
длительный ток на одножильный кабель обозначим Iv то таковой
при принятой одинаковой плотности тока для многожильного
кабеля должен составлять:
в двухжильном кабеле /ц да 0,73/х
„ трехжильном „ /щ^О^^
„ чешрехжильном „ /IV я^ 0,59 /t
Максимальная допустимая нагрузка кабелей по нормам ВЭС.
Величины максимальных длительно допустимых нагрузок для
кабелей с медными жилами, при условии прокладки одного кабеля
в траншее, даны в табл. 8 (см, стр. 1014). Приведенные в этой таблице
значения установлены при допущении максимальной температуры
жилы кабеля ДГ = 50° С, средней температуры почвы— 15°С и
глубины укладки h = 700 мм.
Прокладка кабелей в воздухе и сухом песке:
в этих случаях рекомендуется нагрузку кабелей снижать до 75%
указанных в таблицах значений. При прокладке в каналах и
трубах следует производить дополнительное понижение нагрузок,
примерно, на 10^/0.
В случае прокладки в одной траншее нескольких
кабелей при нормальном способе (на глубине 700 мм) при
нормальном расстоянии кабелей между собой от 6 до 10 см, и при укладке
между кабелями разделительных кирпичей, — значения допустимых
нагрузок, приведенные в табл. 8, должны быть уменьшены
следующим образом:
до 90°/0 80о/0 75°/0 7(Р/0 от данных табл. 8,
при 2 4 6 8 кабелях в 1 траншее.
Этими же данными надо пользоваться и в случае прокладки
нескольких кабелей в каналах или в системах труб.
Ь) Расчет проводов с точки зрения экономичности *). С
экономической точки зрения сечение проводников для линии передачи
должно быть выбрано таким образом, чтобы сумма расходов по
линии передачи в течение эксплоатационного года (8760 часов)
была возможно наименьшей. Эти расходы складываются из расходов
г) К л и н г е н б е р г Г., Сооружение крупных электрических станций, ГТИ,
Москва 1930.

1016 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
на содержание линии, на погашение затраченного на сооружение
капитала и из годовой стоимости потерь в линии*).
Основные уравнения. Для симметричной системы линии
передачи эти годовые расходы К по отношению к отдельному
проводнику составляют
K=l(Pik/№ + 8,760 42 zpp/q) (69)
где обозначают:
к — содержание и отчисления на погашение затраченного капитала в
процентах по отношению к затратам на первоначальное оборудование линии
передачи,
Я/ —затраты на первоначальное оборудование линии передачи из расчета
ил I км и отдельный проводник [руб.),
/£ — сила тока отдельного проводника при максимальной нагрузке [А[,
р — себестоимость 1 kWh энергии в начале линии передачи [руб.],
I —- дчина линии передачи [км],
т — „коэфициент полных потерь", т. е. отношение "среднегодовых активных
потерь в линии к потерям при максимальной нагрузке линии,
р —удельное сопротивление материала проводов линии передачи [9 мм2/км],
q —сечение проводов линии [мм2].
Уравнение (69) принимает во внимание единственно тепловые
потери тока (активные потери); это можно сделать при
предположении, что рабочее напряжение в линии передачи взято
значительно ниже критического напряжения и поэтому потерями на
корону можно пренебречь. Это условие всегда выполнимо, если итти
на увеличение диаметра проводов линии передачи (см. уравнение
54). Чтобы избежать экономически невыгодного применения
больших сечений проводников, для высоких напряжений (от 220 kV и
выше) представляет преимущества применение полых проводов.
Затраты на первоначальное оборудование линии Рг. Эти
затраты приблизительно могут быть подсчитаны по следующим
формулам:
для кабеля />, = «* + * У« "К (70)
где обозначают
aft — стоимость 1 км голого проводника на 1 мм2 сечения I — * а ,
b — стоимость материала полого кабеля на 1 км и на один проводник [руб.]»
с — стоимость производства и прокладки на 1 км и на 1 проводник [руб.]*
Для воздушных линий2):
P^aq + u, (71)
где
а — расходы, зависящие от сечения проводов линии передачи (линейная
зависимость), отнесенные к 1 км дайны линии и к 1 мм2 сечения провода
(главным образом стоимость самого провода) [руб.],
*) В условиях СССР необходимо брать только пооценты на амортизацию.
»J EfZ 1926, стр. 819; 1928, стр. 81,

Провода: стоимость 1017
а — расходы, независимые от сечения проводов, отнесенные к I км отдельного
проводника (руб.).
Стоимость энергии р зависит от коэфициента загрузки т
р = а/т+ р [руб./kWh], (72)
где
а — установленная плата по потребляемой мощности за 1 kWh в моменты
пиковой нагрузки [руб.);
£ — установленная плата по расходу энергии за 1 kWh [руб.].
Коэфициент полных потерь1) т зависит также от
коэфициента загрузки сети т:
8760
^ШШ-KnJ ANdt •• ™
О
Здесь ДЛГ/г — потери мощности в моменты максимальной нагрузки [kW].
Для передачи энергии переменным током при высоком
значении коэфициента мощности и для передач постоянного тока
можно приближенно считать
г = т/(2 — т). (74)
Наивыгоднейшая плотность тока. Продиференци-
ровав выражение для К (уравнение 69) по q, получают
экономически наивыгоднейшее сечение проводника qw; разделив на
последнее максимальный ток нагрузки Ihi получают „экономическую
плотность тока* iw.
Для воздушных линий передачи
•-£-ъ]/тм&гм**-'• • • w
Числовой пример. Воздушная линия передачи с медными проводами. Стой-
КМ'ММ2\ *
мость медного провода [многожильного — 1,50 руб./кг, т. е. а = 8,9.1,50 [ у * J
k = 12о/о; т = 0,5; р = 0,01 [руб./kWh]; т = 0,33
-ЪУ:
8,9.1,50.12 ,-*,., о,
- = 1,77 [к/мм2].
10 Г 8,760.17,8.0,01.0,33
На практике в очень многих случаях, в особенности для
длинных линий передачи и для линий, работающих с низким коэфици-
ентом мощности, значительное падение напряжения в линии и
опасение неустойчивости в работе заставляют останавливаться при
выборе сечения на величине плотности тока ниже экономической.
*) ETZ 1920, стр. 9С8; 1931, стр. 1267 и ZdVdl 1927, стр. 1902.

1018 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
6, Конструктивное выполнение воздушных и подземных
линий, а) Воздушные линии. При устройстве линий следует
придерживаться .Электротехнических правил и норм",
утвержденных IX ВЭС. В некоторых вопросах могут быть также полезны
указания норм Союза германских инженеров: VSF, 1930 des VDE.
а) Провода. Размеры, конструкция, допускаемые
напряжения и проч. См. нормы для медных проводов, а также приказ
ВСНХ СССР за № 597 от 5/1V 1929 г. о „Расширении шпалы
сечений голых медных проводов и кабелей и замене медных проводов
и кабелей алюминиевыми и сталеалюминиевыми".
Некоторые дополнительные данные см. в германских стандартах:
Нормы для медных алюминиевых проводов DIN VDE 8200
„ * » м тросов „ 8201
„ „ сталеалюминиевых „ „ 8202
„ „ стальных проводов „ „ 8203
Провода, как правило, должны быть многопроволочные (тросы). Однопрово-
лочные провода допускаются только для линий сельскохозяйственного назначения,
с напряжением не свыше 22 kV; допускаемые при этом сечения не свыше 16 мм2.
Алюминиевые провода должны применяться исключительно многопроволочные.
Наименьшие допускаемые сечения проводов для линий передачи:
для меди, железа, стали и бронзы — Ю мм2,
для алюминия — 25 мм2.
Допускаемое напряжение однопроволочных проводов из любого
материала не должно превышать одной трети, а для многопроволочных
проводов и тросов половины временного сопротивления проволоки на
разрыв.
Для проводов биметаллических надлежит проверить наибольшие напряжения
в каждом из металлов с тем, чтобы они не превосходили указанных выше
пределов.
При расчетах следует руководствоваться данными, приведенными в п. 3 этой
главы (табл. 2 и приказ ВСНХ № 597).
Провес. Определение максимального провисания проводов и тросов
производится путем просчета двух нижеуказанных случаев:
1) провода — тросы покрыты слоем гололеда при температуре — 5°С; ветер
отсутствует;
2) ветер и гололед отсутствуют. Температура наивысшая (-f- 40°С для средних
климатических условий СССР).
Расстояние наинизшей точки провода от земли при наибольшем его
провисании не должно быть менее:
a) в ровных местностях и при пересечении грунтовых дорог и несудоходных
рек 6 м;
b) при пересечении шоссейных дорог 7 м;
c) „ п железных „ 7,5 м.
Дополнительные нагрузки на провода — от гололеда, снега, большого
инея и сильного ветра.
При отсутствии точны* данных для средних климатических условий СССР
надлежит принимать:
за скорость ветра при гололеде 20 м/сек
за наивысшую температуру -}- 40°С
„ наинизшую » •....— 40°С
толщину слоя гололеда 1 см (при уд. весе -у = 0,9)
Примерно, величину дополнительной нагрузки можно считать равной
180 УсГ[г/м], где d — диаметр провода линии в мм.
В районах, где заведомо могут быть сильные гололеды, надлежит принимать
в расчет толщину слоя гололеда равной 2 см. Кроме того, в этих районах должны
приниматься специальные меры против касания висящих друг под другом
проводов.

Конструктивное выполнение воздушных линий 1019
По нашим нормам в таких районах надлежит провода располагать в одной
плоскости. Но вообще возможно применение и других мероприятий, например
укорочение пролетов; устройство участков со специальными оттяжками; при разной
высоте подвеса применять горизонтальное смещение проводов друг по отношению
к другу на И/150 м% однако не менее, чем он 0,2 м (U берется в kV).
Пролеты для тросов. Дополнительными напряжениями в
проводе в точках подвеса против напряжений в наинизших точках
провеса можно пренебречь только при условии, что пролеты не
превосходят указанных в табл. 9 величин.
Таблица 9
Сечение провода
мм*
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
Предельная величина пролета в м
Медь
260
350
430
510
590
670
760
810
870
920
Бронза Bz 11
420
550
690
810
950
1080
1220
1310
1400
1480
Алюминий
—
60
80
ПО
140
190
230
290
360
Сталь—
алюминий
—
—
160
210
280
370
470
630
860
Расположение проводов на опорах. При расположении
проводов одинакового сечения с одними и теми же провесами на
опоре можно не бояться взаимного касания проводов или опасного
в отношении перекрытия приближения их друг к другу, если
соблюдаются следующие наименьшие расстояния между проводами:
для линий с тросами из алюминия или его сплавов:
V/+U/150 м,
для линий с тросами из других материалов:
0J51/7+U/150 м,
где / — стрела провеса [м] при + 40° С,
Ц — расчетное напряжение линии [kV].
Обычно применяемые расстояния между проводами в линиях передачи:
для линий 30 kV — 1,5 — 2 м 220 kV — 6 —7 м
60 „ - 2,5 - 3 , 380 „ - 7 - 8 „
100 „ -3 ~4„
Наименьшие расстояния между проводами для линий от 3 kV и выше:
1 м при проводах из алюминия и его сплавов,
0,8 „ ., „ „ других металлов.
Линии слабого тока, приложенные на опорах высоковольтных линий сильного
юка, должны рассматриваться так же, как провода сильного тока, в которых индук-

1020 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Расп/ределение электроэнергии
тируегея высокое напряжение, и должны располагаться только под главными
проводами.
Транспозиция проводов. Во избежание мешающего воздействия на линии
связи провода линии передачи должны, как правило, на длине определенных
участков претерпевать полную транспозицию; так называется по меньшей мере
двухкратное взаимное перемещение каждого провода, производимое в одном и том
же направлении вращения и через равное число пролетов (см. фиг. 16а, стр. 1002).
Длина участка полной транспозиции линии передачи должна быть при
треугольном расположении проводов линии не более 80' км; при ином расположении
проводов линии не более 40 км.
Р) Изоляторы и принадлежности для них.
Высоковольтные изоляторы изготовляются почти исключительно из
фарфора.
Типы изоляторов: до 35 kV применяется шты-
ревой тип изоляторов. Для всех напряжений— х^Тл^ч
подвесной тип, соеди- ■
няемый в гирлянды.
Примеры
выполненных конструкций
изоляторов, надежных по
л ettekflbtm. глл
Фиг. 19.
ФИГ. 20.
Фиг. 21.
отношению к пробою: на фиг. 19 пиыревой тип изолятора, на
фиг. 20 — подвесной.
В качестве защиты токопроводящих тросов и изоляторов, при
перекрытии последних от повреждений вольтовой дугой,
применяются: защитные гильзы поверх проводов, защитные рога и
защитные кольца. Фиг. 21 дает пример гирлянды изоляторов с защитными
кольцами.
Обычно применяемое количество подвесных изоляторов в
гирлянде для линий передачи трехфазного тока (с заземленной или
незаземленной нулевой точкой):
Напряжение
в линии
66 kV
110 „
220 „
Поддерживающая
гирлянда
4
6
12
Натяжная
гирлянда
5
7
14
Нормы на изоляторы, действующие в СССР, содержатся в „Технических
условиях на фарфоровые изоляторы для высоких напряжений", одобренных
IX ВЭС (см. „Электротехнические правила и нормы"). В германской пэакшкв
разработаны боле-i детальные стандарты в нормах для изоляторов: DIN VDE
8002—8005, 8007 и 8008; штыревые изоляторы 8010—8045 и болты для них 8j60.

(Конструктивное выполнение воздушных линий
1021
Испытание изоляторов производится на основании вышеуказанных
технических условий, имеющих специальную главу о „Методах испытания" 1),
Y) Опоры. Действующие силы: собственный вес опоры
вместе с траверсами, изоляторами, проводами и тросами;
максимальное натяжение проводов и тросов, а также давление на
опору и провода ветра; приходится учитывать также возможность
дополнительных нагрузок, вызываемых гололедом (добавочный
вес, натяжение и действие ветра).
Давление ветра на опоры, провода и тросы вычисляется по
формуле:
р = av2F,
где Р — давление ветра на опору или провод [лгг],
F— площадь проекции опоры или провода на плоскость, нормальную
направлению ветра [л/2],
v — скорость ветра [м/сек],
а — коэфициент, зависящий от формы поверхности, принимаемый равным 0,09
для плоских поверхностей и 0,06 для цилиндрических.
Для решетчатых опор в расчет вводятся две решетки:
передняя надветренная и задняя подветренная, причем давление ветра
на обе решетки считается по фактической площади стержней
каждой решетки.
При средней скорости ветра в 20 м/сек принимается давление ветра:
для плоских поверхностей — 36 кг/м2
„ цилиндрических „ —24 „
Максимальное давление ветра:
на высоте до 40 м— 125 кг/м*
„ „ свыше 40 „ —150 „
100 „ - 175 „
150 „ - 200 „
20J „ - 250 „
Типы опор. По своему назначению опоры делятся на:
1) промежуточные, или поддерживающие, назначение которых
поддерживать провода; применяются на прямых участках линий;
2) у г л о вые, назначение которых выдерживать натяжение проводов,
образующих между собой угол; применяются в местах изменения
направления линии;
3) а н к е р н ы е, назначение которых создавать на линии неподвижные
точки;
4) конечные, подверженные натяжению только с одной стороны;
5) п е р е х о д н ы е, назначение которых осуществлять безопасное
пересечение линий передачи с шоссейными, железнодорожными и водными
путями сообщения;
6) опоры специального назначения, например для транспозиции
проводов, установки секционных разъединителей и пр.
х) См. также немецкие „Правила для испытания изоляторов из керамических
материалов для напряжений свыше 1^00 V — спец. изд. VDE 446 и „Правила дня
испытания высоковольтных изоляторов толчками напряжения"—critii. изд. VDE 3G7.

1022 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
Расстояния между неподвижными точками.
По крайней мере через каждые три километра1) устанавливаются
анкерные опоры, В качестве таковых служат обычно также угловые
и переходные опоры. В районах с необычайно большими
добавочными нагрузками (особенно
сильный вегер, гололед или
особенно высокие или
низкие температуры), по
крайней мере каждая десятая
опора должна быть
натяжной (анкерной).
Величина
пролетов. Предельные величины
пролетов см. табл. 9 на
стр. 1019.
Экономическое
расстояние между сторонами (длина
пролета), зависящее, с
одной стороны, от условий
грунта, с другой —- опре-
применяемого для опор материала,
между проводами и их числа, а
Фиг. 22
Фиг. 23.
целяется в зависимости от
от сечения опор, расстояния
также от формы верхнего устройства опоры (формы и величины
траверс и т. д.).
Для нормальных условий можно рекомендовать применение следующих
расстояний между опорами на прямолинейных участках:
при рабочем напряжении 30 kV 160 — 200 м
60 „ 200 — 250 „
100 „ 250 — 300 „
причем в среднем на каждые 5 опор устанавливается анкерная (или угловая) опора.
Деревянные опоры. Наименьшая толщина в верхнем отрубе
бревна в одинарных опорах берется 15 см, в А-образных опорах
или сболченных из двух бревен опорах —10 см.
Приближенная формула для определения толщины в верхнем
отрубе z для одинарной деревянной опоры:
г = 0,65.#+£ Yba,
Где обозначают:
Н — полную длину деревянного столба [м];
А — сумма диаметров всех вместе взятых проводов [мм];
а—длина пролета [м];
k = 0,22 для опор из хвойных (Kg =145 кг/см9 и tffe=100 кг/см* пород дерева;
k = 0,19 для опор из твердых пород дерева (Кя = 180 кг/см2 и /Q, = 142 кг/см2).
Металлические опоры 2) выполняются в виде трубчатых,
решетчатых клепаных и цельнорешетчатых (сист. Bates) мачт с неподвиж-
*) При жестких промежуточных опорах; при гибких промежуточных опорах
расстояние между анкерными опорами не должно превышать 1,5 км.
2) Sturzenegger, Maste und Turme in Stahl, Berlin 1929, Ernst & Sohn.

Конотруктишое вьтподагение воздушных мпшй • 1023
ными или поворотными траверсами!). Для очень больших пролетов
(например при пересечении больших рек) применяются клепаные
конструкции в виде башен.
Размеры и вес нормальных и клепаных решетчатых
металлических опор как с неподвижными, так и с поворотными траверсами
для двойной линии передачи трехфазного тока и для наиболее
распространенных напряжений приведены в табл. 10 с
относящимися к ней фигурами 22 и 23.
Расчетные нагрузки. По „Нормам ВЭС" опоры должны быть рассчитаны для
следующих случаев нагрузки.
Анкерные: 1) провода я тросы не оборваны; 2) оборваны все провода
одного пролета при необорванных тросах; 3) оборваны все тросы одного пролета
при необорванных проводах; 4) оборваны два провода одного пролета, дающие
наибольший крутящий момент на опору, тросы не оборваны.
Не анкерные: 1)то же, что и для анкерных п. 1, 2) то же, что и для
анкерных п. 4, 3) оборваны два провода одного пролета, дающие наибольший
изгибающий момент на опору, тросы не оборваны.
Принимается, что обрыв проводов происходит при — 5° Си ветре,
причем гололед считается сброшенным. Силами, действующими на опоры при
необорванных проводах, надлежит считать: 1) собственный вес опоры;
2) вес изоляторов и покрытых гололедом проводов и тросов, приходящийся на
данную опору; 3) давление на опору ветра, действующего перпендикулярно к
направлению линии; 4} давление на обледенелые провода и тросы ветра, действующего
перпендикулярно к направлению линии.
Силами, действующими на анкерную опору при всех оборванных
проводах одного пролета, следует считать: 1) собственный вес опоры; 2) вес
изоляторов свободных от гололеда проводов и тросов, приходящийся на данную
опору; 3) равнодействующую натяжения всех проводов или же всех тросов одного
из пролетов при — 5° С, ветре и сброшенном гололеде; 4) давление на опору
ветра, действующего нормально направлению необорванных проводов; 5) давление
на необледенелые необорванные провода и тросы ветра, действующего нормально
направлению проводов.
В районах, где заведомо могут быть особенно сильные гололеды силами,
действующими на анкерную опору при обрыве двух третей
проводов одного пролета, следует считать: 1) собственный вес опоры; 2) вес
обледенелых пролетов, проводов и тросов, приходящихся на одну опору; 3)
равнодействующую натяжений всех проводов и тросов при обрыве двух третей проводов
в одном пролете при несброшенном гололеде; 4) давление на опору ветра,
действующего нормально направлению необорванных проводов; 5) давление на
обледенелые необорванные провода и тросы ветра, действующего нормально
направлению проводов.
Расчет всех остальных опор, в случае обрыва двух третей проводов в одном
из пролетов, ведется подобно предыдущему, но без учета влияния гололеда.
В случае применения опор с неподвижными траверсами, при обрыве в одном
из пролетов части проводов, опора подвергается действию значительного
вращающего момента. Для того чтобы избежать появления в опоре вращающих
напряжений или уменьшить их величину, применяют поворотные траверсы, разгружающие
клеммы, оттягивающие тросы и пр.
Для мачт из цельнотянутых стальных труб, имеющих временное
сопротивление не менее 5500 кг/см2, наивысшие допускаемые напряжения на растяжение,
изгиб и сжатие — 2200 кг/см2.
Защита от ржавчины. Железные и стальные мачты должны иметь
надежную защиту от ржавления, для чего: части, находящиеся над землей, хорошо
прокрашиваются или покрываются защитным слоем другого металла (например
горячая оцинковка), части, находящиеся под землей, покрываются слоем горячего
бескислотного дегтя; железные и стальные части, залитые в бетон, не требуют
никакой защитной окраски.
х) AEG-Mitt. 1927. Н. 5.

1054 Т. Ill Отд. ■(). Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
Таблица 10.
Промежуточные опоры трехфазной линии передачи: 6 медных
проводов + заземляющий стальной трос
*«%
«и я
gig
X <и
ряже
(лин
С s
£§5
Сечение
б-
о
><
о
и
о
о.
н
5*
н
СО
о.
,
ЕС
<1>
<и
В 9)
боль
жени
Размеры в мм
а
Ъ
с
d
е
t
g
h
При-
близ.
вес
кг
Железные мачты с неподвижными траверсами (фиг. 22)
30
60
100
220
220/380
50
70
95
210 028
400 & 42
35
50
50
70
70
200'
240
260
340
380
800
1050
1300
3500
5500
2,10
2,55
2,85
5,00
6,50
1,2
1,7
2,6
4,3
5,6
2,25
2,98
4,03
6,80
8,85
0,80
1,00
1,00
1,50
2,00
0,5
0,5
0,6
1,2
1,5
2,5
3,0
4,0
7,0
9,0
6,0
6,5
7,0
8,0
8,0
16,11
19,0
21,7!
32,2
37,0
Железные мачты с поворотными траверсами (фиг. 23)
30
60
100
220
220/380
50
70
95
2100 28
400042
35
50
50
70
70
200
240
260
340
38J
850
1100
14С0
3700
5900
2,10
2,55
2,85
5,00
6,50
1,10
1,60
2,50
4,00
5,30
0,801 0,80
1,0о
1,00
1,50
2,00
1,00
1,20
2,50
3,0J
6,0
6,5
7,0
8,0
8,0
13,91
16,5
18,3
26,5
29,д|
Железобетонные мачты (фиг. 24)
30
60
100
1 50
70
95
35
50
50
200
240
260
800
1050
1300
2,10
2,55
2,85
1,05
1,40
2,1.
2,10
2,68
3,5,5
1,0
1,2
1,3
0,30
0,30
0,30
2,5
3,0
4,0
6,0
6,5
7,0
15,91
18,8
21,4j
1280
1650
2 050
10 000
14 000
1200
1500
1750
6 500
8 500
4 500
5 700
6 800
Таблица 11. Допускаемые напряжения для опор из литой стали (герм, нормы)
Род нагрузки на опоры
Напряжения на растяжение для точеных
Напряжения на растяжение для необработан-
Срезывающие напряжения для заклепок и
Срезывающие напряжения для заклепок и
точно пригнанных необработанных болтов.
Напряжения на сжатия в стенках отверстии
для заклепок и точно пригнанных болтов .
Напряжения на сжатия в стенках отверстий
для заклепок и точно пригнанных необра-
Нормальная
кг/см2
1600
1200
900
1280
1000
4000
[ 2500
При обрыве
проводов
кг/см3
2000
1500
1100
1600
1280
5000
3100
1) Сечения: 210 мм2 и 400 мм2 выполняются в виде полых проводов.

конструктивное выполнение воздушных линий 1025
Фиг. 24.
Железобетонные опоры. Некоторые данные для расчета см.
в „Нормах для расчета воздушных линий сильного тока" (Прик.
ВЭС); а более подробные данные — немецкие: DAE — DIN 1046.
Благодаря высокой сопротивляемости изгибу, эти опоры надежнее
остальных при аварийных случаях распределения нагрузки (см. выше).
В СССР эти опоры пока не получили широкого
распространения. В Германии такими опорами оборудован целый ряд
линий передачи с рабочими напряжениями до 100 kV.
Нормальные размеры и вес бетонных
промежуточных (поддерживающих) опор смотри табл. 10
и фиг. 24.
о) Устройство фундаментов под
опоры. Основанием опор предполагается
естественный грунт. В случае слабого грунта
(болотистого и т. д.) допускается устройство
искусственного основания. Нижние основания фундаментов и
опорные подушки анкеров во избежание
выпучивания должны быть заложены ниже уровня
промерзания грунта.
Простые опоры в почвах среднего качества
закапываются или забиваются по крайней мере на 7б
их общей длины, однако не менее чем на 1,6 м.
Решетчатые опоры устанавливаются на специальных бетонных
фундаментах или опорных подушках; размеры последних должны
быть таковы, чтобы не было превзойдено допускаемое давление
на грунт. В случае применения деревянных опорных лежней
следует принять меры против их гниения. Анкеровка опор не
допускается.
Расчет фундаментов рекомендуется вгсти по F г б 1 i с h, Beitrag zur Berech-
nung von Mastfundamenten, Berlin 1921, Ernst und Sohn.
Удельный вес
бетона высшего качества ? =2 [кг/дм3]
армированного бетона Y = 2,2 „
нагруженного грунта (в среднем) •( = l,Q „
е) Заземление. В установках высокого напряжения
железные, стальные и железобетонные мачты с опорными изоляторами
следует заземлять. В случае применения изоляторов сердечникового
типа или подвесных в виде гирлянд — заземление не требуется,
если приняты меры против длительного замыкания на землю
поврежденного провода, например быстрым отключением
поврежденных частей установки, устройством подвесной части мачты
типа „перевернутой елки" (т. е. с более длинными верхними
траверсами) и т. п. Исключение составляют железные мачты на
пересечениях с оживленными путями сообщения. Рекомендуется
оборудование высоковольтной линии передачи устройствами для
ограничения или понижения тока замыкания на землю, если
последний превосходит 5А. При устройстве линии на деревянных
Зак. 2)893.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
65

1026 T- И1. 0т,Д- М. Электротехника. VIIL Распределение алектроэнергйй
опорах заземления металлических частей опоры не требуется, за
исключением мест пересечения с проезжими дорогами; но даже и
в этом случае можно избежать заземления, если применить на
данных опорах штыревые изоляторы повышенной прочности по
сравнению с прилегающими пролетами.
При* напряжениях выше 22 kV, на участках линии передачи
с деревянными опорами, проходящих по населенным местам,
рекомендуется установка заземленных плотно обхватывающих столб
металлических колец на высоте около 2,5 м от уровня земли.
По „Правилам устройства и эксплоатации электр. сооружений" ВЭС,
заземление должно быть рассчитано и устроено так, чтобы напряжение
прикосновения на воздушных линиях передачи не превосходило.
В установках В установках
с незаземленной с заземленной
нейтралью нейтралью
1. На территории городов 150 V 150 V
2. Вне города, в местах населенных, с
большим движением 150 300
3. В местах малонаселенных со Слабым
движением 250 500
4. В местах ненаселенных не нормируется.
Заземление металлических опор осуществляется обычно помощью натянутого
заземляющего троса, который в достаточном числе мест должен быть заземлен
помощью заземляющих электродов, или заземлителей.
Для расчета заземлений см. „Руководящие указания для расчета и
устройства заземлений в установках высокого напряжения" („Правила и нормы ВЭС"),
а также германские „Leitsatze fur Schutzerdungen im Hochspannungsanlagen".
b) Кабели силовые х). а) Конструкция
высоковольтных кабелей: Изоляция. Нормально отдельные жилы
изолируются друг от друга бумагой, пропитанной в специальной
гусгой кабельной массе (мастика).
Для очень высоких напряжений (примерно от 60 kV) изоляцией служит бумага
и жидкое масло; для проведения последнего вдоль кабзля или применяют полые
провода, или под свинцовой оболочкой оставляют специальные каналы. Для
компенсирования расширения масла вдоль кабеля на определенных расстояниях
к свинцовой оболочке приделываются особые расширители; последние служат
одновременно для поддержания в кабеле необходимого давления масла.
Защитой от проникновения сырости внутрь кабзгся служит *
свинцовая оболочка без швов.
Для защиты от механических повреждений кабель
окружается броней, лежащей в слое оболочки из волокнистых материалов и
пропитанной асфальтом. Для нормальной прокладки кабеля в земле броня состоит по
большей части из двух железных лент. Если кабели при прокладке или в работе
подвергаются растягивающим механическим усилиям (например речные и шахтные
кабели), то применяется броня из круглой, плоской или профильной проволоки.
Морские кабели для больших глубин имеют одинарную или двойную броню из
толстых стальных проволок.
Одножильный освинцованный кабель.
Конструкция: см. „Нормы для освинцованных силовых кабелей", табл. III;
применяется преимущественно для сетей постоянного тока. Для
переменного тока следует избегать применения замкнутой железной
l) Klein, Kabeltechnik, Berlin 1929, Springer.

Конструктивное выполнение силовых кабелей 1027
брони, так к£к находящиеся в переменном поле железные части
вызывают значлтсльные потери энергии и нагревание кабеля.
Многожильный кабель. Конструкция см. „Нормы для
освинцованных силовых кабелей" табл. IV и V.
Джутовый кабель состоит из 2, 3 или 4 скрученных
между собою, изолированных пропитанной бумагой круглых или
секторообразных жил, поверх которых наматывается общая джуто*
вая изоляция; на последнюю напрессовывается свинцовая оболочка.
Требуется одинаковость по толщине изоляции как мелсду
отдельными жилами, так и между жилами
и свинцовой оболочкой.
Н-к а б е л ь — по общей
конструкции подобен предыдущему, но
без джутовой изоляции; внешние
поверхности отдельных жил, после
изоляции из пропитанной бумаги,
мегаллизируются; благодаря этому
избегается неблагоприятное
распределение электрических напряжений
в .промежутках между отдельными
жилами (создается более
равномерное распределение поля и
повышается пробивное напряжение) и, кроме
того, улучшается теплоотдача. Такие
кабели допускают увеличение
нормальных нагрузок тока примерно на
10%- При производстве трехжильных
кабелей получается значительная
экономия в заполняющем пространство
кабеля материале, а также и в свинце,
если только делать свинцовую
оболочку по линии очертания жил, т. е.
вместо круглой применить
треугольную форму свинцовой оболочки.
Кабель разветвленного типа (Mantel-
Kabel) одинаков с предыдущим типом кабеля (Н-кабель), за
исключением того, что каждая жила, вместо покрытия
металлизированной бумагой, запрессована в отдельную свинцовую оболочку.
Благодаря этому получается наилучший отвод тепла, облегчается
установка соединительных концевых муфт, особенно при высоких
напряжениях. Общая свинцовая оболочка обычно также
применяется в этих кабелях, хотя и не необходима, поскольку
жильный кабель скручен из одинарных и каждая жила
образом в отдельности защищена против сырости.
Предельные напряжения для кабеля,
менному состоянию техники возможно изготовление и
кабелей до следующих предельных напряжений.
Одножильные кабели. Для однофазной и многофазной систем
передачи энергии.
159 гоо 250 зьзьлле'
Сечение одкаго n/wfoda „
""".Внешний """"""~~BecfXn
диамелг/г' е Аабелл
Фиг. 25.
МНОГО-
таким
По совре-
применение
65*

1028 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
Пропитанные каб. массой г^ до 60 kV лин.
Заполненные маслом «**» до 130 kV „
Трехжильные кабели:
джутовые, пропитанные каб. массой ^ до 35 kV лин.
Н-разветвленный Mantel-кабель до 60 kV
Кривые на фиг. 25 дают величину внешнего диаметра и веса для
бронированных железной лентой трехжильных кабелей с круглыми жилами обычной
конструкции (герм, констр.).
Р) Потери в кабеле состоят из потерь на нагревание током
й из потерь утечки, зависящих от напряжения в кабеле.
Последние в свою очередь разделяются на потери
изоляционные и диэлектрические потери. Изоляционные потери при
нормальной температуре большею частью незначительны. Что касается
диэлектрических потерь, то они вызываются изменением величины
напряжения в кабеле; для постоянного тока эти потери равны
нулю; они растут с увеличением числа периодов тока; для
номинального для кабеля напряжения величина этих потерь определяется
пределами 0,5%-г-1,0% от имеющейся в данное время зарядной
мощности; по нормам при 20° С и при 1,5-кратном номинальном
напряжении допускается величина диэлектрических потерь
максимально в 2% от зарядной мощности кабеля.
В случае применения для передачи элергии постоянного тока, нагрузочная
способность кабеля почти удваивается по сравнению с таковой при переменном
токе в 50 пер/сек.
Что касается расчета нагревания и допускаемых нагрузок током, то см.
стр. 1014 и табл. 8.
Y) Испытание кабелей см. „Правила и нормы ВЭС":
„Нормы для освинцованных силовых кабелей".
Если обозначить через Е — рабочее^ напряжение кабеля в V, то согласно
союзным нормам все кабели переменного тока должны быть испытаны как в
заводских условиях, так и после прокладки в земле при следующих условиях:
Характер испытания
После прокладки . . .
Испытательное
напряжение
V
2Е + 1000
1,5 £
ЪЕ
Род тока
Перемени.
"
Постоянн.
Суммарная
продолжит, испытан.
мин.
2- и 3-жильн
I 30
60
60
4-жильн.
, . 40
80
80
Ь) Кабельная арматура.
Соединительные муфты служат для соединения между собой кабелей
изготовляемых по условиям производства отрезками ограниченной длины. По
условиям надежности и экономичности нужно стремиться к возможно малому
числу применяемых соединительных муфт и следовательно к возможно большей
заводской длине отдельных отрезков кабеля. Однако длину кабеля приходится
ограничивать на месте производства как из-за условий имеющихся в распоряжении
транспортных средств, 1ак и по условиям почвы. ^Нормальным транспортным
весом для высоковольтного кабеля надо считать 6—10*м, включая вес кабельного
барабана (см. фиг- 25).

Конструктивное выполнение силовых кабелей
1029
Для кабелей низкого напряжения до 1 kV соединительные
муфты обыкновенно отливаются из чугуна; корпус их состоит из двух
скрепленных между собой половин с прокладкой в пазах уплотняющего материала; концы
проводов после удаления с них изоляции соединяются между собой помощью
специальных винтовых зажимов и пайки; места соединения отдельных жил
изолируются друг от друга (помощью обмотки их и последующей распорки или
соответствующего размещения их внутри корпуса муфты) и так располагаются, чтобы
положение проводников оставалось неизменным даже при наличии удлинений
при нагревании кабеля; корпус муфты заливается через специальное винтовое
наполнительное отверстие горячей мастикой.
Для высоковольтных кабелей
применяются свинцовые муфты, которые совершенно плотно
припаиваются с обеих сторон к свинцовой оболочке кабеля;
сверх этой свинцовой муфты одевается для защиты от
механических повреждений разъемный чугунный корпус;
соединенные между собой концы проводов изолируются
тщательно друг от друга помощью обмотки из специальной
кабельной бумаги; после тщательной просушки муфта под
вакуумом заполняется мастикой.
Концевые кабельные муфты применяются для
предохранения изоляционного слоя на конце кабеля от влияния
воздуха и сырости. Это — по большей части цельные
чугунные литые корпуса с металлическими болтовыми
соединениями для припайки свинцовой оболочки и с определенным,
отвечающим числу жил кабеля, количеством проходных
изоляторов, которые укрепляются в крышке корпуса.
Для трехфазных кабелей высокого напряжения, по
причине требуемых значительных расстояний между внешними
присоединительными зажимами изоляторов, применяются
специальные распорные концевые соединения, состоящие из
трех однопроводных концевых муфт (фиг. 26). Трехфазный
кабель заканчивается в общей свинцовой муфте, в которой
концы жил соединяются с соответствующими им концевьми Фиг. 26.
муфтами помощью одножильных коротких освинцованных
кабелей.
В случае разветвленных кабелей (Mantel-Kabel), состоящих по существу из
скрученных между собой одножильных освинцованных кабелей, переходной муфты
перед распорным концевым соединением не требуется.
е) Прокладка кабелей1). Бронированный железными
лентами кабель может прокладываться в земле без всякой
дополнительной защиты. Глубина прокладки обычно 0,7—1 м. Защиту
кабеля против механических повреждений осуществляют помощью
укладываемых сверху кабеля кирпичей, бетонированных каналов
и пр. При пересечениях улиц кабель прокладывается в трубах.
В случае прокладки нескольких кабелей в одной траншее, для
защиты кабелей от повреждений друг от друга дугой при коротком
замыкании, между кабелями оставляется промежуток от 20 до
30 см в зависимости от величины напряжения.
Еще более надежное разъединение кабелей получается в
случае укладки между ними сплошного ряда вертикально поставленных
кирпичей.
Система прокладки голых освинцованных кабелей в гончарных или бетонных
трубах с выводом концов кабелей в специальные кабельные колодцы, в которых
устанавливаются соединительные муфты, ограничивается почти исключительно
кабелями слабого тока, благодаря дороговизне такой системы прокладки и плохому
отводу тепла.
!) ZdVDI 1931, стр. 1061.

1030 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIIL Распределение электроэнергии
7. Системы защиты от повреждений в линиях передачи*).
а) От токов перегрузки, вызываемых различными
неисправностями в сети, а также перегрузками линии. Главным защитным
средством в этих случаях является применение выключателя с
автоматическим выключением перегрузочного тока и с установкой на
выдержку времени выключения. Такая система защиты носит
название простой максимальной защиты. Установка реле делается на
время ил,и „независимое" от силы выключаемого тока, или на
„зависимое" от силы тока таким образом, что в последнем случае
выключение происходит тем скорее, чем более ток перегрузки (см,
стр. 973).
Для кольцевых и сложных сетей наиболее действительным
является „селективное", двустороннее выключение участка сети,
перегруженного током, для того чтобы уменьшить по возможности
влияние неисправности на здоровые части сети; этим условиям
удовлетворяют системы „диференциальной защиты" и
„дистанционной защиты".
Система диференциальной защиты со
вспомогательным кабелем. Система характеризуется применением параллельно основному
силовому вспомогательного (низковольтного) кабеля, жилы которого связываются
с соответствующими им жилами основного кабеля на концах линии передачи через
специальный защитный трансформатор тока; при повреждениях на каком-либо
участке* "благодаря получающейся несимметрии тока, приводятся в действие реле
размыкающие выключатели.
Диференциальна я защита с помощью расщепленных
проводов покоится на тех же принципах, что и предыдущая система; чтобы
исключить применение дорогостоящих вспомогательных кабелей, каждая жила
силового кабеля делится („расщепляется") на дзе равные части, слабо изолированные
друг от друга; их токи, нормально равные друг другу, сравниваются по обоим
концам кабеля. Повреждения на участке нарушают соотношение между токами
в частичных проводниках на концах. Несимметричный ток приводит в действие
размыкающее реле выключателя.
Система диференциальной защиты кабеля с помощью
вспомогательных жил. Вместо того чтобы „расщеплять" главный провод,
с основными жилами скручиваются дополнительные тонкие вспомогательные
проводники, изолированные на незначительное напряжение от основных жил, и
служащие одновременно с последними для проведения рабочего тока. Силы токов,
проходящие по основной и вспомогательной жилам кабеля, находятся нормально
в постоянном отношении друг к другу; последнее отношение при авариях в кабеле
нарушается; обусловленное этим нарушение работы защитных трансформаторов
тока на концах кабаля вызывает двустороннее выключение поврежденного участка
кабеля.
Дистанционная защита. Эта система защиты применяется наиболее
часто для длинных линий передачи.
Система не требует никаких вспомогательных проводников. Размыкающие реле
на концах линии передачи имеют по две катушки: одну, включающуюся в цепь
тока, другую в цепь напряжения и действующие навстречу друг другу; их
взаимодействие регулируется таким образом, чтобы время размыкания зависело от
отношения: „сила тока : напряжение" в линии передачи, для которой осуществляется
данная защита. Так как в случае повреждения* на линии, напряжение на реле,
расположенном ближе всех к месту повреждения, падает наиболее значительно,
то это реле первым размыкает свой выключателе, а поэтому даже в сложных
сетях выключается только поврежденный участок сети. Чтобы избежать
выключений при нормальной работе линии, реле выполняются со специальной блокировкой
для возможности начала его действия. При этом применяются три вида работы реле,
блокировка расцепляется:
*) Литерат ура см, выноску на стр, 972.

Провода: защита от повреждений
1031
1) если сила тока превосходит допускаемую величину,
2) если напряжение падает ниже допускаемой величины,
3) если отношение „сила тока : напряжение" превосходит допускаемую
величину.
Трансформаторы могут быть также включены в сферу действия данной
системы дистанционной защиты без каких-либо дополнительных устройств.
b) Против обратной мощности. Эта защита применяется
для того, чтобы воспрепятствовать перемене направления
протекающей в линии мощности; наиболее частое применение эта
защита имеет при соединении между собой генераторов, силовых
станций и сетей линий передачи. Защита состоит из
автоматического выключателя, работающего от реле обратной мощности. Это
реле выполняется с катушками, включаемыми в цепь тока и в цепь
напряжения; реле реагирует при прохождении мощности только
в одном определенном направлении.
c) Против атмосферных перенапряжений1). Атмосферные
воздействия являются одним из главных источников аварий в
воздушных линиях передачи. Против непосредственных ударов молнии
до сих пор не удавалось найти никаких надежно действующих
мер защиты.
Заземляющие тросы в соединении с заземлением опор
(заземляющие тросы) оказывают наиболее благоприятное действие: они
в значительной степени снижают появляющиеся в линиях
перенапряжения, особенно в случае близких грозовых разрядов (это
снижение достигает 25, 40—50% при 1, 2, 3 заземляющих тросах);
благодаря этому уменьшается число перекрытий линия на землю.
Чем выше применяемое рабочее напряжение в линии передачи,
тем менее опасными оказываются атмосферные помехи.
Чтобы повысить надежность работы станционных устройств против
атмосферных перенапряжений, в некоторых случаях увеличивают число заземляющих
тросов линий передачи на расстоянии 1—2 км перед вводом в станцию (обычно
применяют 3 троса).
d) Против замыканий на землю2). Почти 90% всех
повреждений на воздушных линиях передачи вызывается замыканиями
на землю вследствие разрушения или перекрытия изоляторов и
заземления проводников.
В линиях передачи с непосредственным, или глухим заземлением нейтрали
каждое заземление влечет за собой короткое ^-замыкание в линии; [поэтому
заземление нулевой точки в некоторых странах (Германия) не принято/ При отсутствии
заземленной нулевой точки емкостные разряды на местах повреждения вызывают
многократные перемежающиеся замыкания на землю с большими
перенапряжениями, достигающими от 4 до 5-кратной величины нормального напряжения.
Для избежаний этих явлений применяется впервые предложенное Peteisen'oM
компенсационное устройство емкостных токов при замыкании на землю в виде
дроссельной катушки.
На фиг. 27 Cje и С2е обозначают частичные емкости обоих проводников
линии по отношению к земле. Предположим, что в проводнике 2 происходит
замыкан«е на землю.
Вызванный этим ток замыкания на землю 1е течет от генератора G через
*)Petersen, Forschung und Technik, стр. 234, Berlin 1930, J. Springer.
*) Литературу см. в выноске 1 на стр. 1005»

1032 Т. III. Отд. 10. Электротехника. VIII. Распределение электроэнергии
С/е, землю и место замыкания на землю х второго проводника обратно к гене=
ратору G. Ток /£—ток емкостный (Cje). Одновременно от источника тока течет
другой ток / через место замыкания второго проводника х и заземляющую
катушку обратно к генератору G; этот ток / —чисто индуктивный и течет поэтому
в обратном направлении по отношению к току 1е. Если заземляющую дроссельную
катушку рассчитать таким образом, чтобы / ~1е, то оба тока будут
компенсировать друг друга, и место замыкания на землю благодаря этому будет
обесточено (лишено тока); в таком случае ток 1е течет обратно к генератору G через
заземляющую катушку. В то время как в линиях без за-
Q земляющей катушки в случае пробоя на землю образо-
«*— вавшаяся дуга в большинстве случаев очень устойчива
(особенно в больших сетях, с большою емкостью) и разрушает
таким образом провода или иногда дуга перебрасывается на
,__ ^_ соседние фазы и таким образом создает межфазовое корот-
Л"Т Wln/^ Ш кое смыкание, — в случае применения заземляющей катушки
е* уГ^ЧЯр уд. Дуга гаснет в течение нескольких секунд без значительных
\^^^/7тт/77^77} разрушений в установке, если только конечно не случилось
длительного и устойчивого замыкания на землю.
фиг*27, е) Против гололеда 1).
Дополнительная нагрузка на провода благодаря инею,
гололеду и пр. может достигать нескольких кг\м длины провода.
Следствие: обрыв проводов и тросов, а также нередко падение
опор (мачт) и пр.
Поэтому имеет существенное значение проведение обследования в отношении
выявления районов, подверженных гололеду, причем при трассировке линий
передачи такие районы надлежит по возможности избегать.
Вспомогательные средства против гололеда: 1) уменьшение расстояний между
опорами на угрожаемых участках; 2) подпор линии по средине ее нормального
пролета вспомогательными опорами; 3) применение скользящих зажимов, которые
при обрыве троса или провода дают возможность последним проскользнуть
в закрепляющем зажиме и тем самым разгрузить опору от одностороннего
натяжения; 4) применение опор с поворотными траверсами (см. стр. 1023).
8. Влияние передачи на соседние линии связи2). Под
линиями связи имеются в виду линии слабого тока (как подземные,
так и воздушные), которые служат для телефонных, телеграфных
и сигнализационных целей.
Если линии связи на значительном протяжении идут вблизи
линии передачи переменного тока, то в них могут появляться
значительные напряжения путем электростатической или
электромагнитной индукции, особенно при замыканиях на землю и коротких
замыканиях в линии передачи сильного тока. Эти напряжения
нарушают телефонную передачу посторонними шумами и подачу
сигналов наложением ложных показаний. Кроме того,
обслуживающий персонал подвергается опасности акустического и
электрического удара во время перекрывания искрового разрядника при
перенапряжениях в линии передачи.
Меры против мешающего воздействия на линии связи: а) выполнение
линий связи в виде симметричных двухпроводных линий; Ь) транспозиция
проводов линии передачи сильного тока (при треугольном расположении проводов,
*) Merkblatt der Studienges. f. Hochstspannungsanlagen, Elektrizitatswirtschaii
1927, стр. 91.
2) ETZ, стр. 1360. - AEG-Mitt. 1927, H. 1.

Провода: нахождение мест "повреждений 1033
как правило, полное перемещение на участке не свыше 80 'км, при ином
расположении проводов—не свыше 40 км)\ с) по возможности симметричная нагрузка
проводов; d) возможное уменьшение высших гармонических; е) увеличение
расстояния между линиями передачи энергии и линиями связи.
Меры против опасных воздействий акустического и электрического
ударов: а) включение в линии связи промежуточных передаточных устройств; Ь)
применение трансформаторных схем, в которых глушится третья гармоническая;
c) устройства для гашения дуги при замыкании проводов линии на землю;
d) синхрочно действующие разрядники г) в прямом и обратном проводах линий
связи; е) увеличение расстояния между линиями передачи энергии и линиями
связи.
Для выбора в отдельных случаях тех или иных мер защиты линий связи от
влияния линий передачи см. „Правила и нормы ВЭС", „Временные правила
ограждения телефонных, телеграфных и сигнализационных линий от вредного действия
установок сильного тока" и „Инструкции по ремонту, устройству контрольных пунктов
и по наблюдению за линиями связи, находящимися под влиянием линий
электропередач".
9. Нахождение мест повреждения в подземных и
воздушных линиях передачи2). Виды повреждений: разрыв линии,
замыкание на землю и
короткое замыкание в линии.
Определение места
повреждения 3). Измерениям
для определения места
повреждения кабеля должно
предшествовать испытание
емкости, изоляции и
сопротивления каждой жилы,
чтобы определить — какая
из жил повреждена.
Повреждение может вызвать либо
соединение с землей в каком-
либо месте кгбеля, и в таком
случае требуется определить
место замыкания на землю, или
может иметь следствием
короткое замыкание между двумя
или несколькими жилами и
в этом случае один из
поврежденных проводов должен быть
соединен с землей, причем выбор метода измерения зависит от
рода повреждения:
1. Провод не прерван: измерения сводятся к
определению сопротивления провода. Помощью метода падения
напряжения, самая простая схема которого дана на фиг. 28, измеряется
напряжение, возникающее при прохождении тока, откуда может
Фиг. 28.
0 AEG-Mitt. 1928, Н. 3 и 193С, Н. 12.
2) Raphael-Apt, Isolationsmessungen und Fehlerbestimmungen, Berlin 1911,
J. Springer.—К e i n a t h, Die Technik elektrischer Messgerate, Miinchen u. Berlin 1928,
Oldenbourg.—Fehlerortbeslimmung an Hochspannungsfr eileltungen, Elektrizitatswirtschaft
1927, стр. 365.
3) Cm. Raphael-Act, Isolationsmessungen, Berlin 1911, J. Springer.

1034 т. III. Отд. 10. Электротехника. VIIL Распределение электроэнергии
быть определено
х: (21 — х) = Et
провода и длина его. Имеем
и Еп_ обозначают напряжения
Фиг. 30.
сопротивление
-аУ'ЛЕа1П где Е^ „ ^
по отношению к земле в точках а± и а2.
' Для применяемой обычно схемы
мостика (фиг. 29) существует
соотношение:
x:2L=W1:(W1+W2).
Если для определения места
повреждения нельзя воспользоваться
обратным проводом, идентичным с
прямым, следует применить
вспомогательные провода, воспользовавшись
контрольной жилой, или лучше взять
два самостоятельных провода. При
этом может быть рекомендована схема
Гейнцельманн (Heinzelmann)
(фиг. 30), при которой не требуется
знать сопротивления
вспомогательных проводов Hi и Н2'у одно за
другим производятся два измерения,
из которых определяется
xiL^WxiW*
2. Провод прерван
вследствие
расплавления или какого-либо
иного повреждения: если
изоляция кабеля сохранилась в
хорошем состоянии, то длина участка
кабеля до места повреждения
может быть определена на
основании измерения емкости помощью,
например, баллистического
гальванометра (фиг. 31); при адом
Фиг. 31.
Фиг. 32. С/г—нормальный конденсатор,
R—регулирующее сопротивление. Г—
телефон, Q—источник переменного
тока.
-*1
ч><
Фиг. 33. Sn— эталон самоиндукции,
R— регулирующее сопротивление, Т—
телефон, Q — источник переменного
тока.
измерение
тока (фиг.
емкости помощью
32). В этом случае
x:L =
нения
Если
обладает
нием, то
мостика и
и а2 откло-
^1 — сп'
ах: а2, где ах
гальванометра.
изоляция кабеля еще
некоторым сопротивле-
может быть применено
источника переменного
Wx: W2, C2 = Cn
a::L=C1:C2=:(I^11F2/: W2W^).
Если же сопротивление изоляции только немного отличается
от нуля, то для нахождения места повреждения определяется,

Применение теплового действия тока в технике 1\)дЗ
помощью мостика и источника переменного тока, коэфициент
самоиндукции поврежденного участка, а по нему и искомая длина
(фиг. 33)
Sl = Sn.W2:Wl, S2=Sn.W2':Wx',
x:L-=S1:S2 = (W2W{): {W^W^).
IX. Применение теплового действия тока
в технике
Теоретическую основу дает закон Джоуля (стр.712). Если
по проводу с сопротивлением R Q течет ток / ампер, то
выделяющееся в t сек. количество тепла
<Э = 0,24 РШкал.
Относительно удельного сопротивления, проводимости, влияния температуры
на сопротивление проводов [первого рода см. стр.7101). Относительно сопрати.-
вления проводников второго рода (жидкость) 2) см. стр. 714.
Преобразование электрической работы в тепловую имеет места-
в сопротивлениях, которые могут быть образованы самим
нагревающимся телом (электродное нагревание или, как разновидность,
нагревание вольтовой дугой), или особыми металлическими
сопротивлениями (нагревательные сопротивления или, как разновидность,,
нагревание индукционное). Одному kWh соответствует 0,239 X
X 3600 в? 860 кг-кал.
Область применения 8):
Электродное нагревание: паровые котлы, приборы для получения
теплой воды, редко приборы для варки.
Нагревание вольтовой дугой: сварочные машины, плавильные
печи (см. отд. „Машины" и Hiitte „Справочная книга по металлургии").
Нагревательные сопротивления: паровые котлы,
приготовление теплой воды, печи для обогревания помещений, нагреватели воздуха, сушилки,
приборы для варки, нагревательные машины, имеющие применение в кузницах
(см. отд. „Машины").
Нагревание индукционным путем: сварочные машины»
плавильные печи (отд. „Машины" и Hiitte „Справочная книга по металлургии").
Таблица 1. Применяемые на практике температуры
70° до 120° печи для нагревания помещений,
85° „ 230° паровые котлы, приборы для приготовления теплой воды»,
приборы для варки,
100° „ 500° нагреватели для воздуха, сушилки,
200° утюги и т. п.,
250° п 300° паяльники,
800° „ 1000° нагреватели для заклепок, кузнечные машины,
800° „ 1300° печи для закалки и отпуска^
1400° „ 1500° машины для сварки впритык и для сварки швом.
3700° „ 4000° сварка вольтовой дугой, плавильные печи.
i) Starkstromtechnik, 5. Aufl., I. Bd, S. 91 If., Berlin 1921, Ernst u. Sohn.
2) Muller-Pouille t's Lehrbuch der Physik und Meteorologie, 10. Aufl.,.
IV Bd., 1. Teil, S. 501 ff., Braunschweig 1909, Vieweg u. Sohn.
8) Schneider, „Ober die sparsame Ausnutzung elektrisch erzeugter Warms",
Illustrierte Elektro-Woche 1926, Heft 6 u. 7.

1036 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермия
Все электрические нагревательные приборы и устройства должны кроме
общих норм удовлетворять специальным требованиям в отношении
нагревательных приборов х).
Л. Нагревание жидких или содержащих жидкость тел
Получение пара путем преобразования в тепло электрической
энергии является целесообразным, когда стоимость 1 kWh ниже
стоимости */з кг угля 2). Таким образом, область применения
преимущественно ограничивается использованием водяной энергии и
электрической энергии, получаемой за счет утилизации отбросов
(избыточная энергия) 3). Кроме того, получение пара электрическим
путем для производственных надобностей возможно в местностях
бедных углем, с целью уменьшения числа самостоятельных котлов,
отапливаемых углем. При этом часто применяется аккумулирование
тепла. Приборы для получения теплой воды и приборы для варки
в производстве и в домашнем хозяйстве могут быть целесообразно
применены при использовании дешевой ночной энергии, причем
теплая вода может быть получаема в запас. Особые преимущества
в отношении чистоты, гигиены, тонкой регулировки и
приспособления ко всевозможным условиям позволяют использовать
получение горячей воды даже там, где оно не оправдывает себя с точки
зрения экономичности.
а) Электрические паровые котлы
Через L обозначается нижний предел регулирования мощности котла в
процентах от полной нагрузки.
Конструкция котлов определяется родом тока, применяемым
напряжением, мощностью и особенностями питательной воды.
При постоянном токе применяется только нагревание
сопротивлениями, так как нагревание электродным способом
вызывает образование гремучего газа в количестве 0,335 г на
каждый ампер-час. Проволоки, представляющие сопротивление,
должны быть снабжены оболочкой для защиты от разрушения
путем электролиза (не прямое нагревание сопротивлением). При
переменном токе в 50 пер/сек образование гремучего газа
достигает 0,0035 г/Ah; последнее при образовании газа безопасно,
так как отношение количества пара к гремучему газу настолько
велико, что смесь не является взрывчатой.
Благодаря этому и может быть практически осуществимо
нагревание электродным способом. Однако, для напряжений ниже
1000 V при большой мощности это не является рациональным, так
х) Электротехнические правила и нормы ВЭС, правила устройства и испытания
электрических нагревательных приборов, одобр. ЦЭС, 1927.
2) A n k 1 а ш, Wirtschaftlichkeit elektrischer Erwarmungsvorgange, Illustrierte
Elektro-Woche 1925, Heft 5.
3) W a s t e, Betriebszahlen einer Elektrokessel-Anlage in Nokia in Filmland,
Illustrierte Etektro-Woche 1925, Heft 22.

Электрические паровые котлы
1037
как сопротивление воды представляет только доли ома, а
переходное сопротивление электрода уже вследствие относительно
небольшого образования накипи может оказаться свыше ома, что
влечет постепенное уменьшение мощности котла. В этом случае
нагревание сопротивлениями имеет преимущество. Защита
проволок от разрушения электролизом не нужна (непосредственное
нагревание сопротивлениями); свыше 500 V, напротив, необходима
защита проволок для того, чтобы избежать электродного действия
проволок и связанного с этим параллельного включения воды.
Одному kWh соответствует 860 кг-кал. Таблицы пара (1 т,
стр. 667 и дальше), дают полное содержание тепла 1 кг пара от
650 кг-кал (при 2,5 ата) до 669 кг-кал (при 25 ата). Таким
образом для всех систем котлов при ч\ = 100%, полученное
количество пара Af = 1,29 до 1,32 /сг/kWh преобразованной
электрической энергии.
При продолжительной работе коэфициент полезного
действия электрических паровых котлов очень высок, так как
приходится считаться только с потерями на излучение через
наружную поверхность котла, а именно:
при нагревательных сопротивлениях (1) -ц = 90 до 93°/0,
при нагревании электродным способом (2) т\ — 95 — 99о/0.
Коэфициент мощности для всех систем котлов практически
равен 1.
Время нагревания при современных конструкциях (для
небольшого количества воды) колеблется между 5 и 30 минутами.
Период нагревания
электрического котла для нагревания
электродным способом
характеризуется фиг. 1.
1. Котлы с нагревательными
сопротивлениями: а)
непрямое нагревание помощью
нагревательных стержней и
нагревательных
патронов. Область примене-
н и я: постоянный ток до 600 V и
1000 kW; переменный ток до 800 V и 1000 kW. Выполнение.
Указанные выше нагревательные элементы состоят из высокоом-
ных проволок или лент, окруженных изолирующим материалом
(миканит и т. п.).
Элементы впрессованы в тонкостенные трубки по возможности без
воздушного зазора; различают нагревательные стержни 1) со сплющенным поперечным
сечением и нагревательные патроны (кипятильные трубки)2) с круглым сечением.
Нормальная мощность каждого элемента около 2 kW. Удельная нагрузка
ограничивается наступающей при высокой температуре проводимостью изолирующих
материалов, содержащих слюду. На см* поверхности стержней и патронов
приходится нагрузка 5—10 W.
х) Widersiand A. G. fur Elektrowarmetechnik, Hannover.
е2) Siemens Elekirowarme G. m. b. H., Sornewitz bei Meissen, Nya Elektriska
Akdebolaget Volta, Stockholm; Kummler & Matter, Aarau (Schweiz).
мощность
В/геня вминугках
Фиг. 1.

Т. ш. Отд. 10. Электротехника. IX. Элек>грот'ершт
Регулирование мощности происходит ступенями
путем переключения со звезды на треугольник, а также путем
включения и выключения отдельных, различной мощности, элементов.
Обычно L = 10 до 100%.
Ь) Непосредственное нагревание посредством
нагревательных элементов. Область применения: переменный ток
до 1 kV и мощности от 50 до 2000 kW. Выполнение: три
нагревательных элемента в соединении звездой образуют трехфазную
группу, причем каждый элемент включен между фазой и
нулевой точкой.
Нормальная мощность одной группы 50 kW. На 1 см2 поверхности стержней,
несущих обмотку, приходится от 8 до 15 W/сл*2. Для предупреждения чрезмерного
образования накипи, элементы большей частью
устанавливаются в циркуляционных трубках.
Конструкция элементов (фиг. 2): между двумя
восьмиконечными звездами, расположены, смотря m
мощности, 8 и меньше цилиндров из асбестового
шифера, несущих нагревательную проволоку. Обмотки
отдельных цилиндров включены параллельно и
присоединены к обеим конечным звездам. Низшая звезда
соединена с подводом тока с, верхняя с нулевой точкой.
Проволока из нержавеющего материала выдерживает
продолжительное время температуру 1200° и для
различных сил тока применяется только трех поперечных
сечений: 0,8, 0,9 и 1,0 мм в диаметре. Проволока
обмотана асбестовым шнуром 1).
Автоматическое регулирование подачи
питательной воды обеспечивает минимальный
уровень воды и предупреждает нагревание
проволок без воды.
Регулирование мощности
происходит ступенями путем включения и
выключения отдельных групп. L = 10—100%.
2. Котлы с нагреванием электродным
способом. Питательная вода для котлов.
Проводимость. Для питания служит
свежая вода и конденсат. Как общее правило,
вода, лишенная жесткости химическим путем,—
непригодна. Естественную во/;у из
источников, почвенную и поверхностную следует
рассматривать как очень слабые растворы солей;
в зависимости от почвы, где вода протекает,
встречаются преимущественно соединения
кальция (Са), магния (Mg) и щелочей. Так как
все материалы для котлов и трубопроводов практически могут
растворяться в воде, то то же относится и к конденсату. Химически Шстая
вода совершенно не проводит тока; проводимость воды
обусловливается растворенными в ней солями. Проводимость зависит почти
исключительно от количества растворенных веществ, о которых идет
Фаг.2.
*) D. R. P. W 65817, VIII/21 п.

Флекгри^есште гг&ровые котлы
1039
речь и только отчасти от рода их *), она возрастает с повышением
содержания солей в воде. Немецкие и шведские данные дают
сопротивление воды от 50 000 до 200 О на 1 см пути тока при 1 см2
поперечного сечения (= смъ) 2). Кроме того, содержание солей и
проводимость естественной воды меняется в широких пределах
в зависимости от времени года. Эти изменения проводимости
требуют при построении котла осуществления возможно широкого
регулирования мощности. Мощность котла прямо пропорциональна
проводимости. Последняя с повышением
температуры увеличивается 3) и при 100°
в три раза больше, чем при 20°. Кроме того,
так как в котле испаряется исключительно
химически чистая вода, то в рабочем
пространстве происходит постепенное
обогащение солями и связанное с этим дальнейшее
повышение проводимости.
Фиг. 3 дает ряд кривых сопротивления одной
и той же воды 4) при различных ступенях
концентрации п. А представляет линию насыщения воды и
соответствует кривой сопротивления питательной
воды в котле, отапливаемом углем.
Для поддержания в определенных
границах мощности котла, необходимы время
от времени спуск насыщенной солями воды,
наполнение свежей питательной водой и
удаление осадка (см. отд. „Котлы").
При питании конденсатом эти меры должны
предприниматься через каждые 1—2 недели; при
свежей воде через каждые несколько часов.
Образование накипи. Жесткость воды находится в
известной связи с ее проводимостью: она тоже зависит от содержания
солей Са и Mg. Углекислые соединения этих элементов 5)
выпадают при кипении воды, в виде осадков (устранимая или углекис-
лотная жесткость); хлориды, сульфаты, нитраты, фосфаты и
силикаты остаются в воде (неустранимая или минерально кислотная
жесткость) и с течением времени выделяются в виде накипи 6)
(ср. „Жесткость воды", т. II, стр. 1255).
*tO SO 60 Ю SO $0 ЮО
Фиг. 3.
!) Кольрауш доказал, что проводимость слабых растворов упомянутых
солей мало отличается друг от друга. См. Н. Klut, Untersuchung des Wassers an Ort
und Sidle, 5 Aufl. Berlin 1930, J. Springer. См. также т. II, стр. 1255.
2) Данные о сопротивлении воды (Q/cmz) разных источников при 20°:
продажная, дестиллированная вода — 60 0Э0, вода источника (Торнатор, Швеция) —
40 000, речная вода (Мургверк, Форбах) — 25 000, конденсат (Мюнхен)— 12 000, вода
обыкновенного котла (Ганновер) — 500.
3) Stahlhane in Teknisk Tidskrift (Elektroteknik, 12), Heft 49, von 6 Dezember
1924, S. 227.
4) Речная вода Нокии (Nokia), Финляндия.
Б) Н. Klut, Untersuchung des Wassers an Ort und SteHe, 5. Aufl., Berlin
1930, J. Springer.
6) A. Reich, Verwertung des Wassers in gewerbtichen und industriellen
Betrieben in Muspratts Theoretischer, Praktischer und Analytischer Chemie, Bd. XI,
4 Aufl., Braunschweig 1917, Vieweg & Sohn.

Т. III. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермия
В каких соединениях встречается в воде известь —
безразлично. Магниевые соединения при этом пересчитываются на
соответствующие им количества известковых соединений.
С. Anklam 2) дает, в сводке анализов немецких естественных
вод, жесткость в среднем от 1—25 немецких градусов; в виде
исключения, например, при слоях почвы, содержащей много гипса-
до 97 немецких градусов. В виду образования накипи, в котлах
может применяться вода, жесткостью максимум 10—12 немецких
градусов. Вода, лишенная жесткости химическим путем —
непригодна. Относительно механической очистки питательной воды для
котлов см. отд. I „Производство пара".
Конструкция котлов: а) Тип Revel2). Область
применения: переменный ток от 110 до 3000 V при неограниченной
мощности 3).
Выполнение: главный цилиндрический электрод гг
расположен по оси когла; другой, заземленный электрод г2 образован
сгенкой котла (фиг. 4). Падение напряжения
в У/см слоя воды и количество энергии,
выделяющейся в 1 см* воды в виде тепла,
вычисляют подобно емкости концентрического кабеля
(стр. 720). Таким образом, падение напряжения
dV = V
dr ~~ r± In (r2 : гг)
и, следовательно,
V/'см у внутреннего электрода _ г2
V/см у внешнего электрода ~~ гх
ч точно так же
W/гл*3 у внутреннего электрода _ /г% \2
ФИГ# 4. W/cm% у внешнего электрода ~~ \ гх ) '
Максимальное электрическое напряжение воды наблюдается, таким образом,
у внутреннего электрода, что является невыгодным, вследствие чего при свежей
воде рабочее напряжение не должно превышать 3 kV; в противном 'случае могут
происходить пробои с образованием дуги и периодические сильные колебания
тока. Желательно оборудование водоочистителями.
Регулирование мощности производится изменением
глубины погружения главного электрода, а иногда повышением и
понижением уровня воды. Падение напряжения на 1 см слоя воды V/см
и выделяющаяся на 1 см* энергия не зависят от величины нагрузки.
L = 20 — 1000Д.
1) G. Anklam, Die Wasserversorgung in Muspratts Chemie, Bd. XL
2) Escher, Wyss & Cie., Zurich „Maschinenfabrik ОгНкоп"и др.
3) При питании конденсатом применимы котлы с напряжением до 6 kV.
'шш^кшш

Электрические ттарввъте котлы
1041
Завод „Зульцер"1) применяет циркуляционный насос, сменяющий все время
воду в области нагрева. Благодаря происходящему охлаждению уменьшается
возможность образования пламени (дуги) у электрода. Регулирование мощности
происходит не путем изменения уровня жидкости, а прикрыванием, главного
электрода фарфоровой трубой, создающей одновременно тягу, способствующую
удалению пузырей пара из области нагрева.
Дальнейшее изменение котла „Revel" представляет конструкция „Kaelin" 2).
Главный электрод выполнен по типу „Revel", второй электрод как
концентрический цилиндр из листового железа с отверстиями. В настоящее время котлы этого
типа строятся для напряжений до 22 kV на мощность 35 000 kW.
b) Новая конструкция 3). Брокдорф. Область
применения: переменный ток от 2 до 16 kV и мощности
от 200 до 5000 kW. Около главного электрода
расположен кольцеобразно заземленный обратный электрод.
Конические вытесняющие тела, образующие
проводящие каналы, переносят преобразование мощности от
электродов в каналы (фиг. 5).
Регулирование мощности производится
так же, как по п. 1, а также путем изменения
поперечного сечения проводящих каналов. /,= 10— 100%.
Недостатки: трудности регулирования вследствие
образования накипи, как в п. 1; электрическое напряжение воды в
пределах регулирования котла не остается постоянным; поломка одного
из конических тел, окружающих электрод, может привести к
короткому замыканию; большое количество подвижных частей,
служащих для подъема и опускания конусов.
c) Тип Penzold4). Область
применения: переменный ток от 1 до 20 kV при неограниченной
мощности.
Выполнение: четырех- или шестигранные электроды с
(фиг. 6) соединены с подводящими ток стержнями Ь, заключенными
в изолирующие трубки и выведенными через верхнее днище
котла при помощи проходных изоляторов высокого напряжения а.
Плоские вытесняющие тела переносят место преобразования
энергии с электродов в образующиеся проводящие каналы. /—смотро
вый люк, g — гибкая медная лента.
Пластинчатые сопротивления состоят из 20—30 круглых фарфоровых пластин
толщиною 40 мм, расположенных столбиками вокруг электродов. До 5 kV пластины
имеют диаметр 160 мм, от 5—10 kV—250 мм. Свыше 10 kV применяются несколько
концентрических рядов пластин; проходящий через середины пластин изолирован*
ный железный прут удерживает пластины в виде столбика. Причиною выполнения
столбиков из отдельных пластин служит неравномерность температуры в
различных слоях, благодаря чему, в противоположность фарфоровым трубкам в котлах
других конструкций, здесь в отдельных пластинах не могут проявляться опасные
разности температуры. Промежутки между ними являются каналами для
циркуляции жидкости и прохождения тока и служат местом наиболее энергичного
выделения тепла. Сечения каналов могут изменяться путем радиального смещения
столбиков (фиг. 7) или применением пластин обоих указанных выше размеров;
х) Ранее также и ВВС. С 1924 г. ВВС постройку электрических паровых котлов
передало заводу „Зульцер".
2) General Furnace Company, USA, См. Power, 6 Febr. 1923.
3) Ottowerke, Miinchen.
4) Widerstand A. G. fur Elektrowarmetechnik, Hannover; см. также Waste,
Betriebszahlen einer Elektrokessel — Anlage in Nokia, in Finnland, IEW 1925, Heft 22.
Зак. 2893.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III. QQ

1042 Т. Ш. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермии
они должны подсчитываться таким образом, чтобы плотность тока в них была
значительно выше, чем у электродов, что предохраняет последние от образования
накипи.
Регулирование мощности происходит путем
автоматического изменения уровня воды в котле *). Электрическое напря-
Фиг. 6, Фиг. 8. Фиг. 9.
лсение воды при любой нагрузке одинаково (всегда <7б
пробивного напряжения). /, = 10—125%.
d) Тип Stahlhane2). Область применения:
переменный ток свыше 5 kV при неограниченной мощности.
Выполнение: в качестве нагревательных сопротивлений
служат свободные струи воды (фиг. 8). Последние
выбрасываются из горизонтальной, снабженной насадками трубы а,
представляющей заземленный электрод, и улавливаются изолированным
изогнутым листом, служащим главным электродом. Максимальное
парообразование при нормальном давлении почти не зависит от
диаметра струи (= около 1,77%), при повышении давления паро-
х) Elektromagnetischer Wasserstandregler Bauart Reuboid der Hanomag, Hannover.
%\ Nya Eiektriska Aktiebolaget Volta, Stockholm.

Электрические паровые котлы
1043
образование увеличивается и достигает при 10 am абсолютного
давления около 3%.
Выполнение насадок (фиг. 9): для возможности полностью
использовать поперечное сечение струи, устье насадок следует
выполнять из изолирующих материалов. Для регулирования силы
струи насадки снабжаются чугунной решеткой.
Регулирование мощности производится изменением
длины струи (помощью вращения трубы а вокруг ее оси), а также
включением и выключением части насадок. 1=15 — 100%.
3. Технические данные в отношении котлов.
В дальнейшем обозначим через:
F—площадь основания котла без вспомогательных аппаратов в n^/kW
преобразованной электрической мощности (большие цифры относятся к
котлам малой мощности; цифры представляют средние значения по данным
ряда фирм и могут служить для приблизительного расчета требуемого
пространства),
в. т. — вертикальный тип.
г. т. — горизонтальный тип.
Прч установке электрических коглов следует заботиться о
тщательной тепловой изоляции; обмуровка котлов не требуется; котлы
с большим объемом воды целесообразны только в том случае, если
возможно аккумулирование тепла.
Котлы с нагревательными сопротивлениями.
Нагревательные сопротивления следует устанавливать таким образом, чтобы
они постоянно находились под нижним уровнем воды. В в. т. н а-
гревательные стержни и нагревательные патроны
подвешиваются к верхнему днищу. В г. т. стержни привариваются
к железному фланцу, привинчиваемому к специальному штуцеру
снизу или впереди котла; нагревательные патроны большею частью
помещаются в нормальных кипятильных трубках, укрепляемых
между днищами. Нагревательные группы в старых конструкциях
помещались в отдельном котле; преимущества: избегается
кипение воды в главном котле. Недостатки: значительное
число соединительных труб (потери пара). В новых конструкциях
нагревательные группы укрепляются непосредственно в котле, как
нагревательные стержни. П р е и м у щ е с г в л: незначительность,
требуемого места.
в. т. « 100 kW): F= 0,006 до 0,009 м*/Ш,
г. т. (> 100 kW): F= 0,008 до 0,016 M?/kW.
Котлы с нагреванием электродным способом, а) Тип
Revel: в. т., круглый котел из стального литья со снимающейся
верхней крышкой, через которую производится подача тока.
Внутреннее устройство вводится сверху, люк для осмотра отсутствует.
Завод Вольта, Стокгольм, выполняет подвод тока снизу, что
дает большую безопасность в отношении случайного
прикосновения.
Ь) Т и п В г о с k d о г f; в. т., круглый, железный, клепаный
котел, по большей части снабженный люком для осмотра.
66 *

1044 Т. III. Отд. 110. Электротехника. IX. Электротермия
с) Тип Penzold: в. т., круглый, железный, клепаный котел
со сферическими днищами и круглым люком в верхней части
(в паровом пространстве) диаметром 500 мм, через который
вносится все оборудование после установки котла на место.
Электроды подвешиваются к проходным изоляторам, укрепленным
непроницаемо для пара на верхней крышке котла. Гибкая
промежуточная часть между электродом и изолятором разгружает
фарфор последнего от изгибающих моментов (различное расширение
материалов), которые при жестком соединении могли бы вызвать
поломку изолятора. Пластинчатые сопротивления укреплены на
железном каркасе, установленном в нижней части котла.
Таблица 2. Приблизительные данные о потребном месте
для типов от а до с
в. т. « 1000 kW): /? =
г. т. (> 1000 kW): F =
в. т. « 5000 kW): F =
г. т. (> 5000 kW): F =
< 2 kV
0,004-0,006 л^/kW
0,005—0,008 m*/KW
>2 kV
0,001-0,009 л^/kW1)
0,С03—0,015 м*/Ш
о
d) Т и п Stahlhane: циркуляционный насос откачивает воду
из котла и нагнетает в поворачиваемую трубу а (фиг. 8):
г. т. (<6000 kW): F= 0,005 до 0,01 м*/Ш.
Ь) Подогреватели воды
В дальнейшем обозначим через:
N—установленную или номинальную мощность [kW],
Q—подлежащее нагреву количество воды [л],
//—время, необходимое для нагрева [часы],
ta — начальную температуру (до нагрева) [°],
^—конечную температуру (после нагрева) [°],
L — предел регулирования мощности в % от полной нагрузки.
1. Нагреватели для проточной воды. Область
применения: центральное водяное отопление и снабжение горячей
водой, а в небольшом масштабе быстрое получение горячей воды
для мытья и т. п. целей (домашнее хозяйство, врачи, парикмахеры
и т. д.). Непрерывное потребление воды, N сравнительно велико
(см. выше „Электрические паровые котлы)".
Конструкция: для мощностей до 2 kW и напряжений до
500 V нагревательные ленты и патроны. Для мощностей от 2 до
х) В установке Shawinian Water and Pover Co, состоящей из 2 агрегатов по
три однополюсных котла в. т. диам. 1100 мм на общую мощность 70 000 kW, на
1 kW приходится площадь только 0,0001 M2/kW.

Подогреватели воды
1045
200 kW для любого напряжения нагревательной ленты и нагревание
электродным способом.
Мощность: для подсчета номинальной мощности можно
приближенно принимать
JV = Q (в час.) X (*,-'«>: 775.
Маленькие аппараты доставляют на каждые 200 W номинальной
мощности (нормальный тип нагревательных патронов) по 0,15 л/мин
теплой воды 30° (ta = 10°). Подводящая труба з/8". Крупные
аппараты снабжены фланцами.
Регулирование мощности применяется при
мощностях свыше 2 kW. При нагревании электродным способом
производится путем передвижения электродов; L = 30 — 100%.
2. Получение запаса горячей воды (тепловой аккумулятор).
Об*ласть применения: центральное водяное отопление,
а также ванны для гостиниц, больниц и жилищ. Расход воды
периодически большими количествами; N сравнительно мало, зато
Н (время) велико.
Конструкция: для мощностей до 10 kW и напряжений до
380 V сменные нагревательные патроны. Для мощностей свыше
10 kW и напряжений до 500 V, ленты или плоские нагревательные
элементы; кроме того для любых напряжений электродный способ
(стр. 1038) *).
Род отъема воды:
1) водослив для снабжения одного места потребления;
2) спускная труба для нескольких мест потребления в одном
этаже, или в нескольких ниже лежащих этажах;
3) протекание для нескольких мест потребления в разных
этажах.
Объем резервуара целесообразно выбирать по полному
количеству требующейся ежедневно воды. Средний дневной расход
в хозяйстве воды 85° может быть принят равным 5 л (на человека)
около 0,5 kWh 2).
Мощность: для подсчета номинальной мощности можно
приближенно принимать
N=Q(te-ta):700H.
Повышение температуры составляет нормально 80—85°,
максимально 110° в аккумуляторах для низкого и 150° для высокого
давления.
1) W о 1 f, Elektrische Warmespeicherung in Mitt. d. Vereinig. d. Elektrizitats-
werke, Sonderheft, Nov. 1924.
2) Ritter, Der Einfluss der Verwendung von Warmwasserspeichern auf die
Wirtschaftlichkeit der Kuche in MIt. d. V^reinig. d. Elektrizita\swerke, Sonderheft
Nov. 1924. —Schneider, Die Elektrische Grosskuche, 2 Aufl., Berlin 1928. —
Dettmar, Elektrowarme-Jahrbuch, 1931. Berlin, Schubert & Co,

1046 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермия
Применение снабжения горячей водой: а) в маленьком и
среднем домашнем хозяйстве, ремесле; Ъ) для ванн; с) в крупном домашнем
хозяйстве, ремесле, в производстве (см. табл. 3).
Отъем воды. Водослив для а) и Ь): дроссельный вентиль в подводящей
трубе, слив свободный, Вместо потребления воды, резервуар постоянно наполнен
водой, присоединение непосредгтвенно к водопроводу. Спуск для а) и Ь):
дроссельный вентиль в подводящей трубе, слив свободный, несколько мест
потребления, вода из резервуара может спускаться, перед нагреванием резервуар снова
наполняется, присоединение непосредственно к водопроводу. Протекание
воды для а): расширительный сосуд, клапан с поплавком в подводящей трубе,
свободного слива нет, спускная труба с краном, несколько мест потребления,
резервуар постоянно наполнен, непосредственное присоединение к водопроводу
неосуществимо; для с): подвод воды свободный, спускная труба с краном, в
подводящей трубе предохранительный клапан, нескэлько мет потребления, резервуар
постоянно наполнен, присоединение непосрецств-чио к водопроводу.
Таблица 3 *)
(
(
Ь)
'с)
>
Объем
резервуара Q
л
15
25
\ 30
[ 50
80
1Г0
2С0
400
120
100
200
ЬОО
400
500
600
1000
1 1500
i 2b00
N
kW
0,18
0,25
0,36
0,5
0,7
4,8
1,4
1,2
2,4
3,6
4,8
6,0
7,2
12,0
18,0
25,0
Средняя про-
должитель- У
ность нагрева |
h
12
Ш/2
lH/2
10
8Vi
8
vu
8
8
7з/4
7V4
?'«
7i/2
7i/2
7
7
Рабочее
давление max am
II
1
6
6
6
i 6
6
6
6
6
6
Суточный
расход теплой
воды 95° в л
(кругло)
30
55
75
120
220
Зао
620
1250
350
300
620
940
1250
1550
1850
3100
4700
6300
Газовая труба в дюйм.
Подвод
воды
%
78
%
Vi
1
V2-%
1
17*
IVt
2
Отвод
воды
B/e
%
Vt
V»
3/4
"/«
1
V2"3/4
I'*
'/*
1
1V4
Yh
11/2
n/a
2
Регулирование мощности: мощность остается
постоянной; регулятор температуры (термостат) выключает ток при
достижении желаемой температуры и включает при понижении
последней.
Ч Schneider, Praktische warmwasserspeicher Fragen IEW (Zeitschrift i, In-
stallaiion, Elektfowarme, Brand- u. Unfallschutz. 1929, H. b.

Нагревание газообразных тел
1047
с) Приборы для варки для домашнего, сельского хозяйства и
ремесла
Потери тепла от излучения и теплопроводности следует
стараться сводить к минимуму; в приборах, где нагреваемое тело
окружает нагревательный патрон со всех сторон, а также в
приборах, погружаемых непосредственно в нагреваемую жидкость,
потери меньше, чем при передаче тепла через дно или стенки
сосуда; последние потери в свою очередь меньше, чем при
нагревании на плитках, не составляющих одно целое с сосудом. Особое
внимание следует обращать на внутренние соединения и
контакты 1).
Крупные приборы: котлы для варки, котлы для нагревания корма для
скота, кипятильники, плиты, духовое шкафы, печи для хлеба и т. д., объемом на
30—400 л и соотв. N = 6 — 36 kW 2;. Для пищи, не переносящей сильного жара от
непосредственного соприкосновения с нагреваемым дном (молоко, каша, некоторые
сорта капусты и т. д.), нагревание может производиться масляной ванной (котел
с двойными стенками). Точка кипения масла — около 430°, коэфидиент
теплопроводности велик. Это относится также к котлам для нагревания корма 8).
Мелкие приборы *): непосредственно нагреваемые кастрюльки,
чайники, кофейники, кастрюльки для клея, нагревательные спирали 5) и пластинки;
для непрямого нагревания плитки и приспособления для подогревания предметов,
поставленных в термос. Объем сосудов от У^—-6 л и соответственно N= 200 — 2000 W.
Расход энергии в хозяйстве на приготовление пищи, включая
нагревание воды для варки, а также для мытья посуды, может быть определен, смотря
по применяемым приборам, в 0,35—1,5 kWh на человека в день.
В. Нагревание газообразных тел
а) Обогревание помещений
Следует в основном различать полное и добавочное отопление.
Применимость полного отопления ограничивается
экономическими условиями; дополнительное отопление,
независимо от последних, применимо для быстрого нагревания
помещений на короткое время и, в дополнение к другим
применяемым способам отопления, может применяться в переходное,
между холодным и теплым, время года, для обогревания комнат,
нуждающихся в более высокой температуре (приемные врачей
и т. п.).
1. Отопление всего помещения. Температура поверхности
нагревательных приборов или печей должна выбираться таким
образом, чтобы не происходило пригорания пыли.
*) В й 11 n e r, Verbindungen und Anschliisse bei Koch- und Heizgeraten, IEW
1926, Heft 8/9. Neue elektrische Haushaltherde, IEW, 1930, H. 10.
2) По Р e t г i, Miit. d. Vereinig. d. Elektrizitatswerke 1925, S. 273, потребление
тока прибором для варки картофеля емкостью 50 л (что соответствует
приблизительно 1 центнеру картофеля) за 7'/2 часов кипения—около 5 kWh.
3) Elektrofutter—Gesellschaft m. b. H., Dresden.
*) Dagea, Berlin; Deutsche Werke, A. G. Kiel.
5) Martin Brandt und G°, Berlin; Tauchsieder „Naujo" с автоматическим
предохранителем от нагрева.

1048 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермия
Отопление сопротивлениями с отдачей тепла помощью
циркулирующего воздуха (р а д и о ф о р ы) *): конструкция в форме
трубы обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха, нагревающее
сопротивление практически изолировано от воздуха. Печь
составляется из 4, 6, 8 и 10 отдельных элементов.
N =180 W при температуре поверхности 70°
- N=S00 W ,, , „ 120°.
Меньший тип приспособлен для помещений, опасных в отношении
взрыва и пожара (склады бензина, гаражи и т. д.).
Отопление горячим воздухом 1): рекомендуется для фабрик
и мастерских с шедовым покрытием, так как при этом могут
нагреваться именно те слои воздуха, которые в этом нуждаются и
предупреждается скопление нагретого воздуха под крышей. В
особенности пригодно для помещений, из которых с трудом удаляются
дым или газы. По произведенным опытам время нагрева при этой
системе на 2—4 часа меньше, чем при других. Н незначительно.
Отопление горячей водой: котел выполняется как
резервуар для запаса горячей воды или для протекающей воды.
Электрическая мощность, необходимая для нагревания, определяется
выражением:
N = 2,5 Q(le-ta): 1000 + />%,
причем потери в трубах и на излучение при протекающей воде
могут приниматься в 1С°/Р, а при запасном резервуаре в 20%.
Печи большой теплоемкости 2): твердое тело,
аккумулирующее тепло, состоит большею частью из сменных бетонных пластин
или сухого песка. Печь выполняется в виде железной или
кафельной печи. Как первое приближение можно принять, что 1 kW
достаточен для нагрева 25 м* воздуха на 18—20°, Я=8 час.
(большею частью ночью), так что за время остающихся 16 часов (днем)
запасенное тепло должно постепенно отдаваться 3).
Определение требуемой установленной мощности N, В табл. 4 следует
различать четыре группы помещений (пол и крыша нормальные; накат с засыпкой):
I. Помещения, лежащие рядом и над отапливаемыми помещениями: 1
наружная кирпичная стена; толщина принимается во внимание; внутренние стены
кирпичные, толщина произвольна.
II. Помещения, лежащие рядом и над неотапливаемыми помещениями: 1
наружная кирпичная стена, толщина принимается во внимание; внутренние стены
кирпичные, толщина произвольна.
III. Помещения с 2 наружными стенами, или многими окнами; наружные
стены кирпичные, толщина принимается во внимание; внутренние стены
кирпичные, толщина произвольна.
IV. Помещения, лежащие рядом или над неотапливаемыми помещениями;
одна наружная кирпичная стена, толщина принимается во внимание; 3 внутренние
стены—легкие перегородки.
х) Siemens Elektrowarme, S5rnewitz bei Meissen.
2) Warmag, Harzgerode; Elektrobeheizung G. m. b. H. NUrnberg; Helberder, Miin-
chen.
8) Helberger, Der elektrische Warmespeicherofen in Dauerbetrieb, IEW,
1926, H. 5.

Нагревание газообразных тел
1049
Помещения со стеклянными крышами или стенами, вследствие разнообразия
выполнения, не могут быть подведены под определенный тип и поэтому здесь не
рассматриваются.
В табл. 4 за нормальную температуру помещения принимается 20°. Для
температуры в 12—15° для групп II до IV достаточны значения 75 до 80%
указанных; для I группы N может в этом случае выбираться еще ниже.
Для иных температур следует брать соответствующие средние значения или
делать прибавки.
Таблица 4. Определение класса требуемой теплоты по характеру
помещения и наружной температуре
Минимальная
наружная
температура
О©
— 10°
—20°
Наружные стены толщиною
li/2 кирпича и более
I
b
с
II
а
с
d
III
b
d
e
1 кирпич
I
a
с
e
II
b
d
f
III
с
e
1 кирпич
и более
IV
b
d
f
tts
ппы
ещенк
>> s
а о
u в
1 Класс
теплоты
Таблица 5. Определение значения N по классу теплоты
Объем
помещения
м3
20
40
60
80
100
ISO
200
а
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
3,0
4,0
sssssasss
b
0,6
1,2
1,8
2,4
3,0
4,5
6,0
Класс теплоты
с
0,7
1,4
2,1
2,8
3,5
5,3
7,0
d
0,9
1,8
2,7
3,6
4,5
6,8
9,0
е
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
7,5
10,0
f
1,2
2,4
3,6
4,8
6,0
9,0
12,0
g
1,4
2,8
4,2
5,6
7,0
10,5
14,0

Установленная мощность
N BkW
Высота помещения принята до 4 м; для каждого следующего'метра высоты N
следует увеличивать на 2—Зэ/0« Указанная установленная мощность используется
полностью только в первые 1—3 часа; в дальнейшем достаточно от ХД до ty, N.
Отопление нагреванием прямых проводников. Этот способ
отопления, применяемый в Австрии для фабричных помещений,
состоит в нагревании свободно натянутых в помещении
нагревательных проводов *).
2. Местное отопление. Для жилых помещений и контор
нередко необходимо нагревание определенных частей помещения
путем лучеиспускания.
х) См. предписания в ETZ 1924, стр. 696.

1050 Т. III. Отд. 10. Электротехника. IX. Электротермия
Печи с лампами или нагревательными
патронами 2—6 ламп (с значительным излучением тепла и малым
излучением света) мощностью N = 250 W.
Излучающие печи, электрическое солнце.
Нагревающаяся часть состоит из свернутой в спираль проволоки или
из силитных стержней. N = 500 — 600 W. Рефлектор не должен
давать опасного нагревания в фокусе.
Печи с горячим воздухом: нагревательные пластины
с регулированием мощности помощью переключателя. N = 0,5, 0,75,
1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 и 4 kW.
b) Нагревание воздуха
Применимость к различным условиям, точная регулировка,
отсутствие пыли в осушенном воздухе. Достижимая нормально
температура 500°.
Таблица 6. Применение нагревателей воздуха
Осушка
Продуктов
сельского
хозяйства
Пищевых и
вкусовых
продуктов
Фабрично-
заводских
изделий
Обогревание
помещения
Фабрики и
мастерские
Освобождение от
влаги в воздухе
Красильни,
прачечные, бумажные
фабрики, крупные
кухни при
учреждениях и
ресторанах
Консервные
фабрики
Нагревание
газов
Химические -и
т. п.
производства
Нагревание
вальцов
Текстильные
и бумажные
фабрики
Конструкция: установка для нагревания воздуха
охватывает вентилятор, нагревательное устройство и прочие
приспособления. Нагревательное устройство состоит, смотря по мощности, из
одного или нескольких нагревательных элементов из шамота с хромо-
никелевыми проволоками. Расположенная открыто проволока
охлаждается проходящим током воздуха и допускает значительно
большую электрическую нагрузку, чем в неподвижном воздухе. При
остановке вентилятора нагревание проволоки автоматически
прекращается.
с) Сушилки г)
Сушка производится в сушильных шкафах (химические
препараты и пищевые продукты), сушильных печах (формы и стержни
х) D e 11 m a r, Elektrowarme-Jahrbuch- 1931 v Berlin, Schubert & Co дает о них
подробные данные.

Нагревание твердых тел
1051
в литейных), сушильных камерах и туннелях (обмотки, кирпичи),
сушильных аппаратах (бумага); кроме того сушка применяется для
умерщвления зародышей.
Таблица 7
*•„
5 S X
5 * >>
J3 t! *=$
ю§2
оа§
0,07
0,15
0,36
0,96
1,50
1,95
2,10
1,80
N~
100°
Нагревание
1,2
1,8
3,0
4,5
6,0
6,0
6,0
9,0

Продолжительное
действие
0,4
0,6
1,0
1,5
2,0
2,5
2,5
3,0
BkW
200°
Нагревание
3,5
5,5
9,0
12,0
18,0
18,0
18,0
30,0

Продолжительное
действие
1,2
1,9
3,0
4,0
6,0
8,0
8,0
10,0
Я
в минутах
40
40
40
40
40
50
50
40
Конструкция: сушильное устройство охватывает
нагревательное приспособление, сушилку и прочее устройство.
Нагревательное приспособление устанавливается в сушилке (в дне, в
стенках или в несколько пажей) или выполняется в виде особого
нагревателя воздуха с вентилятором.
С. Нагревание твердых тел
Нагревание металлов электричеством в машинах и аппаратах
служит как для целей получения их и обработки, так и для
плавления; кроме того, иногда, для нагрева окружающей среды
помощью нагретых металлов.
1. Нагревательные приборы для производства, сельского и домашнего
хозяйства. Сюда относятся утюги, паяльники, нагревательные подушки и т. п.
Для небольших приборов N = 150 — ЮОЭ W. Утюги и нагревательные подушки
снабжаются выключателями, действующими автоматически при повышении
температуры (опасность пожара).
2. Кузнечные и сварочные машины.
8. Печи для плавки металла х) (см. riiitte, справ, книга по металлургии).
l) D e 11 m a r, Elektrowarme-Jahrbuch 1931, Berlin, Schubert & Co.

XI ОТДЕЛ
Свет, источники света, освещение
Составили: д-р А. Мейе о, Берлин, д-р В а н г е н г е й м, Берлин и
д-р В. Б е р т е л ь с м а н.
Перевод под редакцией и о дополнением проф. П. И. Мартынова
Стр.
I. Основные понятия, методы
измерений и расчет освещения
Световой поток 1053
Световая энергия 1053
Сила света 1053
Освещенность 1053
Яркость 1053
Светимость 1053
Световая отдача 1053
Свеча (международная) 1053
Люмен 1053
Люкс 1053
Стильб (НК/см*) 1053
Соотношение между различными
величинами и единицами . . . 1054
Международная единица силы
света (свеча) ж свеча Гефнера
(табл.) 1055
Соотношение между различными
единицами освещенности (табл.) 1055
Средняя поперечная сила света . . 1056
Средняя сферическая и нижняя
полусферическая сила света . . 1056
Кривая распределения силы света 1056
Кривая распределения светового
потока • 1056
Световая отдача и удельная
мощность 1056
Коэфициент полезного действия
светильника 1.058
Фотометр и фотометрические
измерения 1058
Измерение освещенностей .... 1060
Вычисл«ние светового потока и
силы света 1060
Вычисление освещенностей . . . 1061
Освещенность от нескольких
источников света 1063
Средняя освещенность
поверхности 1063
Освещенность от больших
светящихся поверхностей 1064
Кривые освещенностей 1066
II. Источники света
Источники спета с
непосредственным сжж-анием горючего . 1066
Стр.
Свечи 1067
Лампы для жидкого горючего , . 1068
Лампы для газообразного
горючего 1069
Электрические лампы 1074
Электрические лампы с газовым
разрядом 1080
Рефлекторы и арматуры 1084
Важнейшие классы светильников . 1085
Характеристика светильников,
изготовляемых в СССР .... 1088
I III. Проектирование
осветительных установок
Оценка освещения 1095
Неравномерность, световая отдача
и коэфициент использования
осветительной установки . . . 1095
Слепящее действие 1096
Тени 1096
Спектральный состав источников
света (табл.) 1097
Искусственный дневной свет . . . 1097
Цветное освещение 1097
Источники света с
гигиенической точки зрения 1097
Экономичность осветительной
установки 1099
Коэфициент использования
осветительной установки Ю99
Методы расчета освещения . . • 1Ю5
Нормы освещенностей для
закрытых пространств (табл.) .... 1106
Выбор рода освещения и
расположение источников света .... 1106
Отраженное освещение 1106
Освещение фабрик, заводов,
общественных учреждений,
театров и пр 1112
Вагонное освещение 1113
Освещение в фототехнике .... 1113
Освещение улиц и площадей . . 1115
Нормы освещенностей для
открытых пространств (табл.) .... Ш6
Прожекторное освещение .... Ш7
Авиационное освещение Ш8
Осветительный календарь (табл.) . 1118

I. Основные понятия, методы измерений
и расчет освещения
А. Основные светотехнические величины и единицы
1. Обозначение и определение световых единиц *)
Световой поток (F) есть мощность энергии, оцениваемая по световому
ощущению, которое она производит.
Световая энергия (L) есть произведение светового потока на время его
действия.
Сила света (I) есть отношение светового потока к телесному углу, в котором
он распространяется.
Освещенность (Я) есть отношение светового потока к площади освещаемой
им поверхности.
Яркость (В) есть отношение силы света в данном направлении к проекции
светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению.
Светимость (/?) есть отношение светового потока к площади светящейся
поверхности.
Световая отдача источника света есть отношение светового потока
источника света к величине его мощности. Для электрических источников света
световая отдача выражается в люменах на ватт; для источников света с
непосредственным сжиганием горючего—в люменах на большую калорию в единицу времени.
2. Единицы 2)
Единица силы света—свеча (с) (международная) есть сила света точечного
источника в направлениях равномерного испускания одного люмена внутри телесного
угла в один стеродиан.
Эта единица установлена международными соглашениями. Слово
„международная" может опускаться в тех случаях, когда это не может вызвать сомнений
в том, что речь идет о международной свече.
Единица светового потока люмен (//я), точное значение которой для СССР
определяется по эталонным электрическим лампам^накаливания, выверяемым и
хранимым Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологии.
Равномерно излучающий во все стороны источник света в 1 свечу создает
световой поток в 1 люмен в единице телесного угла (стеродиане), следовательно
1 свеча = 4ге люменам, или F = 4kIq, где /q — средняя сферическая сила света.
Единица освещенности (практическая) люкс (1х) есть поверхностная плотность
светового потока в один люмен, равномерно распределенного на площади в один
квадратный метр.
Единица яркости стильб (sb) есть яркость равномерно светящейся плоской
поверхности в перпендикулярном к ней направлении, испускающей в том же
направлении свет силой в одну свечу с одного квадратного сантиметра (НК/сж2).
Иногда употребляется выражение „1 люкс на белом", что получается при
освещенности в 1 люкс абсолютно белой (коэфиц. отражения 1003|0), диффузно
отражающей свет на поверхности, и равняется яркости —г^— стильба.
Точное значение вышеприведенных световых единиц для научных и
практических целей определяется по основным эталонным лампам, хранимым в
Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии в Ленинграде.
х) Световые измерения—ОСТ 7637.
2) Световые единицы-ОСТ 4891.

1054 Т. III. Отд. П. Свет, источн. света, освещение. I. Основные понятия
3. Соотношение между различными величинами и единицами.
Таблица 1. Основные светотехнические величины и единицы
Величины
Наименование
Обозначение и
соотношение
Единицы
Наименование
Сокращенное
обозначение

международное
русское
Световой поток
Сила света . . .
Светимость . .
Освещенность .
Яркость ....
Г1)
/? = -
*-£-
/„ cos а
В = -
Люмен
Свеча.
Фот (радфот). .
Люкс
(практическая)
Стильб
1т
с1)
ph (rph)|
lx
sb
Ф(РФ)
лк
сб
Где обозначено:
ш — телесный угол как отношение части шаровой поверхности к квадрату
радиуса последней;
5 — поверхность [м2],
s — поверхность [ел2],
Z — длина (расстояние) [м],
а,р — плоские углы.
4. Международная единица силы света и единица силы
света — свеча Гефнера. Для всех фотометрических измерений
служит единица силы^света — международная свеча.
Международная свеча установлена соглашением между государственными
метрологическими институтами Англии, Франции и Америки.
Международная свеча воспроизведена специально
приготовленными электрическими лампами накаливания, хранящимися в виде
эталонов в метрологических лабораториях вышеуказанных
государств.
В СССР в 1925 г. декретом СНК постановлено считать за
единицу силы света международную свечу. Хранение единицы силы
света и законная поверка промежуточных эталонов силы света и
светового потока производится в Всесоюзном
научно-исследовательском институте метрологии в Ленинграде.
В Германии единица силы света воспроизводится лампой Геф-
х) В Германии сокращенное обозначение светового потока обозначается через Ф,
а вместо международной свечи принята свеча Гефнера (НК). Сокращенное обозначение
средней сферической свечи HKq, средней поперечной (горизонтальной) — 1НК^.

Основные величины и единицы
1055
кера, в которой горит амилацетат при строго определенном
размере фитиля и высоты пламени 40 мм.
По постановлению в 1928 г. Международной осветительной
комиссии, в зависимости от наиболее часто применяемых
источников света по их температуре и цветности, численные соотношения
между свечей международной и Гефнера приведены в табл. 2.
Таблица 2. Соотношение между свечей международной и свечей Гефнера
Цветность, обозначенная как
цветовая температура 1)
2600° абс. *)
Переводный коэфициент
международные
свечи в свечи Гефнера
1,11
1,145
1,17
свечи Гефнера
в международные
свечи
hi
Табл. 2 можно пользоваться как для пересчета силы света, так и светового
потока и освещенности.
Единица освещенности называется просто „люкс", если за единицу силы света
принимается международная свеча, а расстояния измеряются в метрах. В Германии
и других странах, где употребляется свеча Гефнера, единица освещенности
называется гефнер-люкс. В англо-саксонских странах расстояние измеряется в футах
(1 фут = 12 дюймов = 0,3048 ле, 1 кв. фут == 0,0929 м2)\ а поэтому единица
освещенности носит название: фут-свеча, метр-свеча и т. д. Для пересчета единиц
освещенности служит табл. 3.
Таблица 3. Соотношение между различными единицами освещенности
Наименование
Переводный коэфициент
Люкс
1т/м3
Гефнер-люкс 5)
Н1т/т?
Фут-свеча
lm/кв. фут
Люкс . . .
Гефнер-люкс
Фут-свеча .
1
0,855
10,76
1.17
12,60
0,0929
0,0794
1
Приведенные переводные коэфициенты пригодны для осветительных
установок, как это в большинстве случаев имеет место, с газополными лампами, а также
х) Под цветовой температурой данного излучателя понимается та температура
^черного тела", при которой оно излучает световой поток того же цвета, что и
данный излучатель.
2) Соответствует приблизительно цвету угольной лампы при нормальном
горении.
8) Соответствует приблизительно цвету вольфрамовой вакуумной лампы при
нормальном горении.
4) Соответствует приблизительно в среднем цвету газополной лампы тоже при
нормальном горении.
5) Гефнер-люмен {Him) воспроизводится по свече Гефнера.

1056 T- HI. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. I. Основные понятия
для естественного и искусственного дневного света и газокалильного освещения.
Для освещения источниками света с более низкими температурами следует
принимать во внимание табл. 2.
В. Оценка источников света х)
1. Источники света путем фотометрирования оцениваются
в первую очередь по их световому потоку. Оценка
источников света по световому потоку имеет преимущество по
сравнению с оценкой их на силу света (среднюю горизонтальную,
среднюю сферическую, среднюю полусферическую), как это делалось
пр^де и еще применяется и в настоящее время.
Средняя поперечная сила света Ift определяется как среднее
арифметическое из всех значений сил света в плоскости, перпендикулярной к оси источника
света и проходящей через его световой центр.
Средняя сферическая сила света /q источника есть сила света некоторого
равномерно излучающего по всем направлениям источника с равновеликим
световым потоком. Она определяется соотношением:
F=4k-Iq.
Нижняя полусферическая сила свгта 1^ (верхняя полусферическая 7^)
есть сила света некоторого равномерно излучающего по всем направлениям
в нижнюю (верхнюю) полусферу источника с равновеликим в нижней (верхней)
полусфере световым потоком. Она определяется соотношением:
/^ = 2^; /^=2*7^; 70=(7^.+ 7^):2 = -^.
2. Источники света должны измеряться в условиях,
соответствующих их эксплоатации, и в протоколе испытаний должны быть
указаны основные условия эксплоатации и род применяемой
арматуры.
3. Световое излучение источника света в зависимости от
направления характеризуется кривой распределения силы света и
кривой распределения светового потока.
Кривая распределения силы света дает среднее значение силы света для
различных углов излучения. Кривая наноси гея в полярных координатах в
определенном масштабе; углы отсчитываются от направленной вниз вертикальной оси.
В специальных случаях сила света может быть представлена в логарифмическом
масштабе (со специальным указанием на это).
При лампах с сильно несимметричным излучением кривая распределения
света должна даваться для нескольких меридианных плоскостей.
Кривая распределения светового потока в прямоугольных координатах дает
в конусах с вертикальной осью и в зависимости от половины угла растворения
величины световых потоков.
Для наглядного представления этих двух способов изображения дг ны на фиг. 1
и 2 кривые распределения силы света и светового потока для нормальной голой
внутриматированной спирально-вольфрамовой лампы в 1000 люменг в и той же
лампы с арматурой, сильно концентрирующей свет.
4. Световой отдачей лампы v является отношение излучаемого
светового потока в люменах к потребляемой энергии в ваттах или
*) Отчасти измененный проект норм комиссии Германского осветительного
общества, ETZ 1925, S 471.

Оценка источников света
1057
килограмм-калориях в час. Световая отдача обозначается в ~^-
- т~ . В случае если расход горючего лампы указывается
кг-кал
0° 8tf° tZOA
Голая внутлипатицобаннал лап*0>
внут/1иматир.оёакна4 /гампа 6
концентяигьугегцеи a/tAtaтур.е
Фиг. Ь
Фиг. 2
в литрах или граммах на Im-h, нужно указывать теплотворную
способность данного горючего. Потеря энергии в добавочных при-
н?щт\
3 *+ 5 6 7 6910 15 20 30 40 50
г . i . |, i I I I | UJ 1 . ! .,>.,.,
w/mm г,г, г. у. г, firtrj.rrr, f
UT/HIZ \6 5 V 3 \ 2 1.5 \ 1 ОА 0,6 0*%Ср\
WM° ji 11.111 i 1; f i 11 h if» i. f ■ il
i > > i i
7Jlf ПЛТ ' °j2 °>3 0.4 0.5 0,6 0,8 1 U 2 3 ¥
Фиг. 3.
способлениях должна также включаться в полное потребление
энергии.
До последнего времени было принято указывать вместо величины световой
отдачи удельную мощность, которая относилась в более старых сортах ламп
Зак, 2i893.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
67

1058 т- га- 0тД- И- Свет, источн. света, освещение. I. Основные понятия
W
(вакуумные с металлической нитью) к средней горизонтальной силе света -гтгг-,
HKh
W
а в более новых газополных — к средней сферической силе света цг_ .
Световая отдача -=г- является 4ге-кратной величиной от обратного значе-
W
W
ния удельной мощности, выраженной в ■ . Для быстрого пересчета и
определено
ния световой отдачи и удельной мощности служит номограмма фиг. 3, в которой
шкала с указателем HKh относится к лампам с соотношением HKQ£i 0,8 HKh,
т. е. угольным лампам, лампам с металлическими прямыми нитями, вертикальным
газовым горелкам и т. п.
5. Коэфициентом полезного действия светильника (в
исправном состоянии) называется отношение светового потока
светильника (лампы с арматурой) к световому потоку голой лампы. Для
сравнения коэфициента полезного действия различных
светильников необходимо также указывать род арматуры, кривую
распределения света и яркость светильников.
6. Источники света характеризуются следующими данными:
a) потреблением [W, л/час, г}час\
b) световым потоком и световой отдачей,
c) рабочим напряжением; давлением, составом и теплотворной способностью
горючего,
d) продолжительностью службы и полезной продолжительностью службы для
электрических ламп накаливания.
Полезной продолжительностью службы лампы
является время, в течение которого световой поток ее уменьшился
на установленное число процентов (обычно 20%) от первоначальной
величины светового потока.
С. Фотометрические измерения
Непосредственное световое измерение какого-либо источника
света путем сравнения его с нормальным источником света —
невозможно. Оценка источников света представляет некоторые
затруднения вследствие различной окраски света и различной
яркости. Поэтому все фотометрические измерения производятся
косвенным путем, именно помощью сравнения освещенностей
двух*однородных поверхностей, освещаемых сравниваемым и
нормальным источниками света.
В большинстве случаев при фотометрических измерениях
установка приборов производится на равную яркость обеих поверхно1
стей, причем в наиболее благоприятных случаях можно достичь
точности в 1%. Вдвое большую точность удается получить при
установке на равный контраст. В этом случае оценивают две
освещенные поверхности, которые одинаково сильно выделяются
на окружающем их фоне, причем освещенность последнего должна
быть равномерной. В обоих случаях наиболее благоприятные
условия измерения будут при возможно одинаковой окраске света, при

Фотометрические измерения
1059
резком разграничении соприкасающихся полей сравнения и при
средних (порядка 30 1х) освещенностях последних.
При различно окрашенных источниках света стараются при
измерениях добиться возможно полного исчезновения пограничной
линии между двумя полями сравнения, или уменьшают разницу
в окраске света применением подходяще окрашенных
промежуточных источников света (каскадный или ступенчатый метод). Для
уменьшения разницы в окрасках применяются также светофильтры.
Специальным прибором для данные целей является мигающий
фотометр, основанный на том, что глазу преподносятся попеременно с большой
частотой поверхности, освещенные сравниваемыми источниками света. Возникающие
вследствие этого в глазу Мигания исчезают только в случае равенства освещен-
ностей. Число миганий влияет на измерение г).
Установка для измерения силы света (фотометр) состоит обычно из двух
частей: из прибора для сравнении (собственно самый фотометр или так называемая
фотометрическая головка) и измерительного
приспособления, дающего возможность количественно оценить результат измерения.
Одним из простейших приборов для сравнения сил света двух источников
света является фотометр Бунзена, в первоначальной конструкции
состоявший из масляного пятна на белом бумажном фоне. Весьма совершенным
прибором является фотометр Люммера и Бродхуна, основная часть
которого состоит из двух стеклянных призм, снабженных соответствующими выемками
и склеенных по гипотенузным поверхностям, так называемое „идеальное масляное
пятно". Последний прибор употребляется в виде обыкновенного и контрастного
фотометра.
Простейшим и употребительнейшим измерительным
приспособлением является фотометрическая скамья,
изменение освещенности на которой производится помощью изменения
расстояния между источниками света и поверхностями сравнения.
При равной освещенности поверхностей
сравнения силы света сравниваемых источников света
будут относиться как квадраты расстояний между
ними и поверхностями сравнения (закон квадратов
расстояний).
При параллельных пучках света (прожектора и т. п.) закон
квадратов расстояний не применим. Для источников света с
оптическими системами расстояния должны отсчитываться от
действительного или мнимого изображения источника света.
При фотометрировании сильных источников света, для
уменьшения освещенностей поверхностей сравнения фотометра
применяются: диафрагма „Ирис*, пластинки дымчатого и молочного
стекла, а также вращающийся сектор, который ослабляет
освещенность в отношении площади центрального угла сектора ко всей
площади круга.
При применении всех перечисленных способов ослабления
освещенности на фотометре нужно знать поправочные коэфициенгы.
Сильно распространенным прибором является переносный фотометр Be б ер а,
в котором фотометрическое равновесие достигается изменением расстояния между
вспомогательным источником света и молочной пластинкой.
х) Смотри подробности: Liebenthal, Praktische Photometrie, Braunschwei
1907.—U p p e n b о r n-M о n a s с h, Lehrbuch der Photometrie, Mtinchen—Berlin 1912.
67*

1060 Т. III. Отд. 11. Свет, источи, света, освещение. I. Основные пошггия
Для определения кривых распределения света, источники света
измеряются в разных плоскостях и под различными углами.
Источники света, симметричные относительно оси вращения, фотометри-
руются обычно на вращающемся приспособлении. Если хотят
избежать выведения из вертикального положения самого источника
света, то применяют вращающиеся зеркала, причем следует
принимать во внимание коэфициент отражения зеркал.
Для определения средней сферической и средней полусферической силы
света одним измерением употребляется шаровой фотометр Ульбрихта.
Шаровой фотометр представляет собою шар, выкрашенный внутри диффузио
отражающей белой краской. Освещенность любого элемента внутренней
поверхности шара, благодаря многократному диффузному отражению свата,
пропорциональна световому потоку лампы. Освещенность внутренней поверхности измеряется
на молочном стекле окна шара, которое защищено экраном от непосредственно
падающих на него лучей света лампы. Измерения обычно производятся при помощи
какого-либо переносного фотометра, чаще всего фотометра В е б ер а.
Величины освещенностей наружных пространств, внутренних
помещений определяются простыми переносными приборами
(люксметр по Бехштейну; люксметр Osram).,
Точные фотометрические измерения возможны только при
тщательном уходе и наблюдении за всей измерительной установкой;
в особенности требуют большого внимания применяемые эталоны.
(См. специальную литературу.)
С давних пор делались попытки найти удовлетворительные способы для
объективного фотометрирования при помощи регистрирующих
приборов, например при применении фотоэлементов с различными фильтрами,
обладающими такой же относительной спектральной чувствительностью, как
человеческий глаз. В настоящее время в области объективной фотометрии имеются
значительные достижения. Объективная фотометрия весьма пригодна для измерений
быстро меняющейся освещенности.
D. Вычисление световых потоков, силы света и
освещенностей по кривым распределения силы света
а) Вычисление световых потоков и силы света
Распределение силы света большинства источников света
бывает приблизительно симметричным относительно вертикальной
оси, так что их достаточно
характеризовать одной кривой распределения
силы света, в особенности, если кривая,
сообразно с определением на стр. 1056,
дает среднюю силу света под разными
углами. Из кривой распределения силы
света или полярной кривой возможно
определить световой поток, а также
среднюю сферическую и
полусферическую силу света.
1. Графический метод Руссо. При
определении средней сферической и
Фиг. 4. средней ^полусферической сил света (све-

Световые потоки, сила света, освещенность
1061
тового потока общего верхнего или нижнего) по методу Руссо,
кривая распределения света, данная в полярных координатах,
преобразуется в прямоугольные координаты. Площадь,
ограниченная новой кривой, прямо пропорциональна световому потоку.
Самое преобразование производится следующим образом: из центра полярной
кривой проводится круг с произвольным диаметром 2г и делится радиусами на
определенное число углов; из точек пересечения радиусов с окружностью
проводятся 1инии перпендикулярно к некоторой прямой, параллельной вертикальной оси
(фиг. 4). Из точек пересечения перпендикуляров с прямой откладываются на
последних соответствующие значения /а и этим самым /а дается как функция
косинуса а в прямоугольных координатах.
Тогда имеем:
F — —- X площадь аЪс,
где /—фактор пропорциональности в зависимости от выбранного масштаба.
Соответственно имеем:
/ f f
/0 =у- X площадь abc\ I^-j — -*— X площадь abde; I^ =—X площадь edc.
Точность этого метода зависит от точности чертежа и планиметрирования площади.
^Определение площадей смотри том I, стр. 220, отдел „Математика").
2. Метод вспомогательных линий. Вместо того, чтобы
определять среднее значение силы света из всех ординат кривой
Руссо, можно получить это значение как среднее из некоторого
числа ординат, соответствующих значениям /а той же кривой,
лежащих на равном расстоянии друг от друга. Для этого достаточно
только кривой в полярных координатах.
В продаже имеется специальная бумага для нанесения кривой распределения
света с 20 вспомогательными радиусами (Schmidt & Haensch, Berlin).
3. Расчетный метод. Для вычислений, не требующих точности
большей 5%, достаточно измерить силу света под углами 30°, 60°,
80°, 100°, 120° и 150° и вставить полученные результаты в
приближенную формулу г):
р==~2' (4о+2/ео + ho + Лоо + 2^2о + Лбо) •
Ь) Вычисление освещенностей
Для практических целей особо важное значение имеют
горизонтальная Ен и вертикальная Ev освещенности. Величина
освещенности на поверхности, перпендикулярной лучу, так называемая
нормальная освещенность EN, имеет большей частью
значение, как исходная величина при вычислениях.
1. Освещение от отдельного источника света. См. фиг. 5,
где /а — сила света источника L под углом а,
h = OL —расстояние источника света от горизонтальной поверхности И
(высота подвеса) [м],
*) В \ о с h Grundzuge der Beleuchtungstechnik, стр. 21, Berjiq 1907.

1062 т- П1. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. I. Основные пойятия
а = ОР — расстояние точки пересечения луча с горизонтальной
поверхностью Н до точки О пересечения перпендикуляра, опущенного из L
на поверхность Н [м],
г = ТР — расстояние источника света от упомянутой точки Р [м],
р — угол между любой, проходящей через Р вертикальной
поверхностью V, и поверхностью V, перпендикулярной ОР,
Тогда имеем:
_ /a.cosa _ /в.Л _ /в.Л
Я Г2 г» (й2 _|_ Д2)72 "
/а • sin2a • cos a
а2
Ia-sina- cosр /a-a-cosp
^ Г2 Г3
/а • Sin3 a . cos р /а • sin а • cos
/а • cos3 a
/г2
/а • а • cos р
(а2 _|_/г2)3/2 "
2 а • COS p
я2 /г2
max Ev = sin а (/7 : /-2) и т. д. [р = 0; cosp = l].
L
-N'
j/4+
max Ev = ■
Для облегчения вычислений служит табл. 4.
Таблица 4. Значения sin a, cos а, cos2 с, cos3 а и sin а • cos2 а
а sin а cos а cos2a cos3a sina«cos2al a sin a
cos a cos2a
cos3 a
sin a-cos2 a
0°
5"
10"
15°
20"
25"
30°
35"
40°
45"
0,C00
0,087
0,17
0,26
0,34
0,42
0,50
0,57
0,64
0,71
1,C0
0,996
0,98
0,97
0,94
0,91
0,87
0,82
0,77
0,71
1,00
0,99
0,97
0,93
0,88
0,82
0,75
0,67
0,59
0,50
1,00
0,99
0,96
0,90
0,83
0,74
0,65
0,55
0,45
0,35
0,COO
0,087
0,17
0,24
0,30
0,35
0,38
0,38
0,38
0,35
0,77
0,82
0,87
0,91
0,94
0,97
0,98
0,996
1,C0
0,64
0,57
0,50
0,42
0,34
0,26
0,17
0,087
0,000]
0,41
0,33
0,25
0,18
0,12
0,067
0,030
0,00761
0,000
0,27
0,19
0,13
0,076
0,040
0,017
0,0052
0,00066
0,000
0,32
0,27
0,22
0,16
0,11
0,065
0,030
0,0076
0,000
Большею частью вычисление горизонтальной освещенности производится по
формулам, в которых известны высота подвеса источника света и расстояния от
основания источника света до осв^щаемости точкч. По вышеуказанным формулам
вычислена табл. 5 (стр. 1063).
Указанная освещенность в люксах получается при силе света в 1000 свечей
и при соответствующих углах излучения в зависимости от величин а и h. При
применении в действительности иного источника света с величиной силы света /а>
получаемой из кривой распределения силы света, нужно указанную освещенность
помножить на коэфициент — .

Вычисление осв<ещенностей
1063
Таблица 5. Освещенности (Б) в люксах
при различной высоте подвеса h [м] источника света в 100Э свечей и различных
расстояниях а [м] от основания источника света до освещаемой точки
а
0
2
4
6
8
10
14
18
22
26
30
40
50
60
h-
~^~
^
0
33°40'
53°10'
63°30'
S9°30'
73°20'
77°50'
80°30'
82°10'
83°30'
84°20'
85°40'
86°30'
3
Е
111
64
24
9,9
4,8
2,6
1,0
0,49
0,27
0,17
0,11
0,05
0,02
h =
•*z
0
21°50'
38°40'
50°10'
58°0 '
63°30'
70°20'
74°30'
77°10'
79°10'
80°30'
82°50'
84°20'
85°10'
5
Е
40
32
19
10,5
6,0
3,6
1,5
0,77
0,44
0,27
0,18
0,076
0,039
0,023
h =
*
0
14°0 '
26°30'
36°50'
45°0 '
51°20'
60°20'
66 °0 '
70°0 '
72°50'
75°0 '
78°40'
80°50'
82°20'
8
Е
16
14
11
8,0
5,5
3,8
1,9
1Д
0,62
0.40
0,26
0,11
0,062
0,036
Л =
*
0
9°30'
18°30'
26°30'
33°40'
39°50г
49°20'
56°2(/
61°20'
65°10'
68°10'
73и20'
76°30'
= 12
Е
6,9
6,7
5,9
5,0
4,0
3,2
1,9
1,2
0,76
0,51
0,37
0,16
0,10
Графический метод для определения горизонтальной
освещенности из полярной кривой дан Marechal'eM и Blondel'eM1).
2. Вычисление освещенности от
нескольких отдельных источников
света. Если имеется ряд источников
света Llt Z,2, L& ..., Ln> которые создают
в некоторой точке освещенности £х,
£2» •••j En> то результирующая
горизонтальная освещенность будет равна
п
Е = Е1 + Ег + Е9
1
В противоположность общей
горизонтальной освещенности, всегда
равной сумме отдельных горизонтальных
освещенностей, общая вертикальная
освещенность равняется сумме отдель- Фиг. 5.
ных вертикальных освещенностей лишь
тогда, когда источники света находятся с одной стороны
освещаемой поверхности.
3. Средняя освещенность поверхности. Чтобы определить
среднюю освещенность Ет некоторой неравномерно осве-
!) Uppenbor n-M onasch, Lehrbuch der Photometrie, стр. 126,

1064 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. I. Основные понятия
щенной поверхности S, делят последнюю на некоторое большое
число п равных между собой мелких поверхностей s
(прямоугольники) фиг. 6 и освещенность измеряется или вычисляется в
средних точках каждого прямоугольника. Если осветительная установка,
как это часто бывает на практике, симметрична, то, естественно,
вычисления или измерения могут быть упрощены.
Средняя освещенность равна:
£L + £2+...+£B
~n2jEn'
Вместо вычисления освещенности точечным методом по
полярной кривой, вычисления могут производиться по световому потоку,
так как по 1А величина освещенности некоторой поверхности
равна отношению
светового потока, падающего
на эту поверхность, к
величине последней.
Следовательно, если F
является световым потоком,
падающим на
поверхность S, то
А
у
о "лс
<8>
щадб ^
0
Улица
Фиг. 6.
Е =L
Таким образом, если известны площадь и световой поток, на
нее падающий, то средняя освещенность ими вполне определяется.
Это соотношение действительно для всех источников света,
независимо от направления падающего светового потока и от формы
источников света. Оно может также применяться в случаях
освещения при помощи больших диффузносветящихся поверхностей,
как это часто встречается при отраженном освещении, если при
этом известны освещаемая поверхность и падающий на нее
световой поток. Во внутренних помещениях с небольшими размерами
освещенность усиливается отражением от потолка и стен.
Вызванное этим увеличение освещенности при расчетах должно
приниматься во внимание.
4. Освещейность от источников света больших размеров.
Для расчета освещенности от источников света больших размеров,
как например плоских светящихся поверхностей, нельзя пользоваться
приведенными формулами расчета. В таких случаях освещенность
в какой-нибудь точке поверхности может быть определена по
формуле:
Е = В оз cos о,
где В -— яркость светящейся поверхности, и) — телесный угол, образуемый
светящейся поверхностью с вершиной в освещаемой точке, 8 — угол наклона
перпендикуляра из средины светящейся поверхности к юсвещдемоа точке.

Вычисление оовещенностей
1065
В приведенной формуле представляется большим затруднением
определить телесный угол.
От диффузно рассеивающей свет прямоугольной плоской
светящейся поверхности для точки А, лежащей на перпендикуляре,
опущенном из угла светящейся плоскости на освещаемую
поверхность N (фиг. 7), горизонгальная освещенность Eh в точке А будет
определяться формулой:
\№В
Vh* + a?
arctg
Ул*+&2
arctg
Yh2 + а2
' ]•
У т + &
где В — яркость, h — высота светящейся поверхности над освещаемой точкой,
а — длина, Ь — ширина светящейся поверхности.
Чтобы подсчитать по этой формуле освещенность в
какой-нибудь другой точке В, нужно восставить перпендикуляр из этой
точки к светящейся плоскости, через точку перпендикуляра
провести линии параллельно сторонам а и Ь (фиг. 7); эти линии делят
светящуюся плоскость на четыре части 7, 2, 3, 4. Освещенность
в точке В подсчитывается отдельно от каждой части светящейся
плоскости и суммируется.
Для подсчета вертикальной освещенности Ею с соблюдением
тех же условий, применима формула:
£.=
\№
[arctg(-f)-?^
i
fl
/~И
1 s /,
<
4
4 1
L/
lux
Фиг. 7.
Фиг. 8.
Линейные размеры выражены в метрах, освещенность в люксах,
яркость в стильбах, углы в радианах. Углы, выраженные в
градусах, надо помножить на (толЬ чтобы
получить углы в радианах.

1066 Т. III. Отд. П. Свет, источн. света, освещение. II. Источники света
5. Кривые освещенности и равномерность освещения. Для
характеристики какой-либо осветительной установки служат
кривые освещенности (фиг. 8), по которым горизонтальная
освещенность какой-нибудь точки определяется ординатой, а
расстояние этой точки от основания источника света определяется
абсциссой. По этим кривым можно одновременно судить о
равномерности освещения1), т. е. об отношении минимальной
освещенности к максимальной, причем для оценки
неравномерности также важно знать и расстояние между точками
максимальной и минимальной освещенности.
Линии, соединяющие точки равной освещенности на некоторой
поверхности, называются изолюксами.
II. Источники света
Источники света с физической точки зрения можно разделить
на источники с температурным излучением и'на
источники с люминесцирующим излучением.
При температурном излучении вещество источника света
накаливается до высокой температуры и испускает видимые
излучения. При люминесцирующем излучении большею частью не
наблюдается повышения температуры вещества источника света;
излучение возбуждается помощью других физических процессов и оно
не зависит от температуры.
Представителями первых источников света являются: свечи, керосиновые
лампы, лампы накаливания и дуговые фонари с чистыми углями: ко второму типу
излучателей относятся ртутные лампы и лампы, осиованные на свечении в
разреженных газах; оба рода процессов протекают параллельно в пламенных дугах.
А. Общие сведения об освещении, основанном на
непосредственном сжигании горючего
Различают получение света помощью светящегося
пламени, в котором светящимся телом является углерод, выделенный
из горючего (пламя свечи, керосиновые, бензиновые и
репейного масла лампы, плоские и аргандовые газовые горелки), и
получение света при помощи накаливаемых тел (газокалильный свет),
в которых излучателем является несгораемый остов, состоящий из
окисей церия и тория, накаливаемый бесцветным бунзеновским
пламенем.
Распределение света 2) в пространстве зависит от
формы источника света, его положения в пространстве и
распределения в нем температуры.
1) См. также III А, стр. 1095.
2) Распределение света у обыкновенных вертикальных газовых горелок см. La-
raansky (Journ. f. Gas- u. Wasservers. 1888, стр. 629), у инвертных газовых
горелок D i e h 1 (там же 1890, стр. 382), у керосиновых ламп Monasch (там же
1908, стр. 61).

Свечи
1067
Кривые распределения света мало зависят от применяемого горючего, а
главным образом от формы и расположения тел накаливания, а также от затеняющих
частей горелки или лампы. Обыкновенная газовая горелка излучает
преимущественно вверх и потому большей частью употребляется с рефлектором или свето-
рассеивающим колпаком. Так как под горелкой всегда находятся части, дающие
тень, то освещенность под горелкой и вблизи ее незначительна; поэтому высота
подвеса невелика. Инвертные же горелки излучают вниз больше, чем вверх, и
потому подвешиваются выше. Прозрачные колпаки и светорассеивающие стекла
имеют незначительное влияние. Для достижения равной освещенности, в случае
употребления обыкновенных горелок, нужно применять горелки в 1,5 или 2,5 раза
большей силы света, чем в случае применения инвертных горелок. Распределение
света употребительных горелок, без рефлекторов и рассеивающих колпаков,
приведено на фиг. 9. Указанные ниже числовые значения отнесены к поперечной силе
света, принятой за 100 (табл. 6).
S80"
Таблица 6. Средняя сила света
Верхняя почусферич.
Нижняя полусферич.
Обыкн.
горелка
кривая
1
\ 74
80
68
Инвертные горелки
кривая
2
86
64
108
кризая 1 кривая
3 1 4
102
94
Фиг. 9.
Влияние арматуры см. стр. 1084 и дальше.
Сила света хороших калильных сеток из рами или искусственного шелка в
горелках низкого давления увеличивается в течение первых 100 час. горения
приблизительно на 5°/0; после 600—800 час. она достигает 80°|0 от первоначальной.
При высоком давлении применяются только калильные колпачки из искусственного
шелка; сила света их увеличивается лишь в течение первых 10 час. горения и
падает уже после 100 час; 80°/0 первоначальной величины получается после 300 час.
горения.
В. Свечи
Составные части: стеарин, парафин или смесь обоих
(композиционные свечи), часто применяется воск, спермацет или сало;
фитиль сплетен из хлопка и пропитан бурой или борной кислотой.
Расход горючего материала: от 6 до 9 г/час, сила света
0,8 до 1,5 HKh = 0,6 до 1,2 НК0.
Таблица 7. Удельное потребление на свечу
Горючее
Композиция . .
Теплотворная
способность
кг-кал/кг

высшая
9 600
11000
10 300

низшая
8900
9700
9300
«а 1 НКь/час
г
6-9
6
7
кг-кал
53-80
58
65
W
62-93
67
76
На 1 НКо/час
2
8-12
8
9,3
кг-кал
71-107
78
86
W
84-125
91
100

1068 T- HI. Отд. П. Свет, источи, света, освещение. II. Источники света
С. Лампы для жидкого горючего г)
а) Керосиновые лампы
Горючее: высшая теплотворная способность 1 кг керосина
11 000 кг-кал, низшая 10 300 кг-кал\ плотность 0,79 до 0,83 кг/дм?
температура кипения 150—270°.
Лампы с светящимся пламенем для малых сил света с плоским или круглым
фитилем. Их величину измеряют линиями ('"). В продаже чаще всего
встречаются горелки от 6'" до 30"'. Самые распространенные для кухонных ламп 8'"
горелки, а для настольных ламп 14"'. Первые потребляют керосина 25 г/час при
8 HKh> последние 40 г/час при 14 HKh-
Лампы с калильным колпачком. Керосин в этих лампах сначала
превращается в пар, который смешивается с воздухом в отношении 1 : 25 до 1:30 и
сжигается бесцветным пламенем.
По способу питания различают: фитильные лампы (Kronos, Eugeos),
как настольные для обыкновенных горелок с выходящим из фитиля пчаменем.
Требуется предварительное нагревание слабым пламенем фитиля в продолжение 1
минуты. %Эти лампы имеют наклонность к образованию копоти. Потребление
горючего 40 г/час при 70 HKh •
Бесфитильные лампы (Petromax, Keros, Hirschhorn), употребляемые
как обыкновенные, так и инр.ертные, для всех целей. Горючее подводится по
тонким трубочкам кз вышележащего резервуара самотеком (большие размеры лампы)
или помощью давления воздуха или углекислого газа. Давление в резервуаре
до 2 am. Испарение керосина происходит в особом испарителе, который
подогревается спиртовым пламенем перед зажиганием, а во время горения
лампы подогревание происходит от пламени самой лампы. Эти лампы потребляют
керосина от 150 до 1000 г/час и дают от 300 до 2000 HKh • Перебои в работе бывают
благодаря засорению просветов; лампы большой мощности во время работы дымят
и потому пригодны лишь для наружного и промышленного внутреннего освещения.
b) Спиртовые лампы
Горючее: спирт для горения (денатурированный) 96°; высшая
теплотворная способность 6900, низшая — 6200 кг-кал/кг,
плотность— 0,81 кг/дм*, точка кипения 78°.
Употребляется в обыкновенных и инвертных горелках с
фитилем или без фитиля, но всегда с калильным колпачком.
Обыкновенные фитильные лампы потребляют спирта от 60 до
160 г/час и дают от 20 до 50 HKh. Фитильные инвертные лампы
потребляют 40 г/час и дают 40 HKh. Бесфитильные лампы с
обыкновенной горелкой потребляют от 200 до 400 г/час и дают 300—500 HKh,
лампы с инвертными горелками потребляют от 150 до 200 г/час.
Спиртовые лампы не коптят.
c) Бензольные лампы
Горючее: очищенный 90-градусный продажный бензол;
наивысшая теплотворная способность —10 000 кг-кал/кг, низшая —
9600 кг-кал/кг) плотность — 0,88 кг/дм?, точка кипения между
80—100°. Так как бензол замерзает уже при + 3° С, то его можно
*) О жидких горючих см. том I, стр. 732 и том 11^ етр- *293 и Дальще,

Лампы для газообразных горючих
1069
употреблять только летом; существует зимний бензол,
представляющий смесь бензола и толуола.
Бензольные лампы употребляются только как калильные лампы без
фитиля и только с обыкновенными горелками. Переносные настольные лампы могут
снабжаться бензолом из сосуда с пористым, пропитанным бензолом веществом.
Потребление бензола 45 г/час; сила света 56 HKh • Лампы на большую
силу света строятся и с инвертными горелками, у которых бензол вводится
через тонкие металлические трубки под давлением в 2 am. Перебои в работе
значительно реже, чем при керосине, так как горючее немного однороднее и чище.
d) Бензиновые лампы
Горючее: так называемый легкий бензин; наивысшая
теплотворная способность 11200, наименьшая — 10 500 кг-кал/кг,
плотность— 0,7 кг/djifi, точка кипения от 60 до 100°.
В лампах со светящимся пламенем горючее подводится или при помощи
фитиля или самотеком. Сила света фитильных ламп от 1 до 1,5 НК. Лампы с
подачей бензина самотеком снабжены разрезной горелкой; сила света до 20 НК;
употребляются для временных работ наружи.
Лампы с калильным колпачком применяются только без фитилей. Все
данные те же, что и для керосиновых бесфитильных ламп.
Таблица 8. Удельное потребление ламп с жидким горючим
Керосин . . .
Светящееся пламя . .
Керосинокалильная с
фитилем
Керосинокалильная
без фитиля . . . .
Инвертная без фитиля
Спирт
Спиртокалильная с
фитилем
Инвертная с фитилем
Спиртокалильная без
фитиля
Теплотворная
способность
кг-кал/кг

высшая
11000
6 900

низшая
На 1 HKh/4ac
10 300
6 200
3
0,7
0,5
0,4
W
На 1 Н Ко/час
31
7,3
5,1
4,1
12,4
6,2
4,3
8,4
5,9
4.8
14,4
7,2
3,4
0,9
0,6
0,5
3
1,5
35
9,3
6,2
5,1
18,6
9,3
6,2
W
41
10,8
7,2
5,9
21,6
10,8
7,2
D. Лампы для газообразных горючих *)
а) Лампы для светильного газа
Светильный газ, доставляемый коммунальными газовыми
заводами, представляет собой или чистый каменноугольный газ, или смесь
аоследнего с водяным газом. В некоторых случаях имеются примеси
1) О газообразном горючем см. том I, стр. 733 и том II стр. 1298.

1070 т- П1. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. И. Источники света
генераторного или дымового газов. Теплотворная способность
немецких светильных газов колеблется между 4000—5000 кг-кал/м^
(0° и 760 мм ртутного столба). По нормам Германского союза
наивысшая теплотворная способность должна быть 4200, а
наименьшая — 3800 кг-кал с колебаниями вниз и вверх на 100 кг-кал. Все
нижеприведенные данные относятся к так называемому
„нормальному газу" 1). Плотность светильного газа зависит от
примешиваемых к каменноугольному газу других газов. Если
примесью служит водяной газ, то плотность составляет (при
воздухе = 1)0,46—0,48; при генераторном или дымовом газах 0,54—0,58.
Давление газа в газопроводах составляет обычно от 30 до 50 мм
водяного столба. При повышении уровня на 1 м давление
повышается вследствие подъема от 0,7 до 0,8 мм водяного столба.
Светящееся пламя получается при употреблении разрезных горелок или
горелок с круглыми отверстиями. Разрезная горелка потребляет в час от 150 до
200 л газа. Современный газ при 4200 нг-кал/м3 не дает без примеси достаточно
светящегося пламени. Его перед тем следует обогатить бензолом (90-градусный
продажный бензол). На каждый м3 нужно считать от 50 до 70 г бензола. Сила света
приблизительно 15 НК^ . Такие горелки употребляются в тех помещениях, в
которых продолжительность службы калильных колпачков благодаря пыльному и
влажному воздуху или благодаря сильным сотрясениям не велика (кузницы, пекарни).
Газокалильные лампы низкого давления 2). Для постоянной
правильной эксплоатации этих ламп нужно иметь для газа
постоянными: теплотворную способность, плотность и давление, т. е. они
не должны колебаться. Инвертные горелки более чувствительны
к этим колебаниям, чем обыкновенные. Величина калильного
колпачка зависит от теплотворной способности газа; чем ниже
теплотворная способность газа, тем меньших размеров берется колпачок.
Таблица 9. Распространенные на рынке газокалильные горелки
Наименование
Обыкновенные горелки
Инвертные горелки .. \
1

Потребление газа
л/час
30 ,
60—120 '
70
130
30
60
110
220
330
Длина
калильного
колпачка
мм
30
50—65
60
70
20
25
35
45
55
Сила света
HKh
14
35-70
40
75
20
40
1 75
150
220
НКо
10
25-50
30
55
15
35
65
130
190
1) Journal fo Gasbel. u. Wasserver. 1921, S. 424.
2) A h г e n s, Hangendes Gasgluhlicht, Munchen 1907.—В ertelsmann, Leucht-
gasindustrle II, Stuttgart. 1911, S. 63.

Лампы для газообразных горючих
1071
Длиной калильного колпачка в обыкновенных горелках считается
высота колпачка от головки до поддерживающих, его штифтов, но фактическая
длина колпачка, по крайней мере, на 10 мм больше; у инвертных горелок
фактическая длина считается от места прикрепления до конца колпачка. Калильным телом
для обыкновенных и инвертных горелок служит обожженный и покрытый коллоидом
колпачок, сделанный в виде сетки из рами. Для С-горелок и для инвертных
горелок также применяются мягкие колпачки из искусственного шелка, обжигаемые
уже на месте использования.
Для достижения большей силы света соединяют в один
светильник при применении обыкновенных горелок — две, при инвертных
горелках от 2 до 3, устанавливая их независимо одну от другой
(вечернее и ночное освещение).
Применяются также новой конструкции инвертные групповые
горелки, у которых к одной общей насадке присоединяют от 2 до
6 отдельных горелок. Иногда в один светильник соединяют до 21
горелки.
Для зажигания на расстоянии употребляются пневматически действующие
запалы с пламенем, электрические искровые запалы, или электрически
накаливающиеся запалы. Уличные фонари зажигают или при помощи пламени запала или
от руки. При зажигании на расстоянии применяют только пламя запала,
воздействуя на зажигание помощью часового механизма (зажигательные часы), сжатым
воздухом (очень редко), чаще же всего изменением давления в сети. Пламя запала
потребляет от 10 до 15 л газа в часх).
Газовые фонари высокого давления 2) употребляются только
с инвертными горелками; давление газа от 1200 до 2000 мм
водяного столба. При сжатом воздухе газ подается под обычным
давлением, а часть воздуха — под давлением в 2000 мм водяного столба
по особым трубопроводам. При так называемом Selaslicht смешивают
газ и воздух в отношении 1:1 и 1:2 и сжимают до 800—2000 мм
водяного столба.
Для сжатия газа или воздуха употребляются центробежные вентиляторы
Millenium-, Pharos-, Pintsch-Selas-Pressgasapparate и т. д. Для мелких установок
употребляются также и водяные двигатели. Мощность и прочее при разности
давлений в 1000 мм водяного столба для центробежных вентиляторов дается
в табл. 10.
Таблица 10_
Часовая производительность всасывания в м3
Потребная мощность мотора в kW
Число оборотов в минуту
5
0,2
750
10
0,3
570
20
0,5
550
40
1,0
550
65
1,4
520
100
1,8
Калильные колпачки делаются из искусственного шелка и
обжигаются на месте употребления. Сила света при употреблении нескольких горелок
достигает 5000 НК. Уличные лампы зажигаются лишь помощью пламени запала.
Запорный механизм обслуживается самим рабочим давлением. Расход газа на
пламя запала от 10 до 15 л в час.
i)Dobert, Meyer, Gohrum, Journ. f. Gasbel. u. Wasserver. 1908, S. 1209;
1909, S. 341; 1910, S. 490.
2) Ahrens, Hangendes Gasgluhlicht, Mtinchen 1907. — Bertelsmann.
Leuchtgasindustrie II, Stuttgart 1911, стр. 172

1072 T- lT1- ^ТД ^ Свет, источн. света, освещение. II Источники света
Таблица 11. Употребительные газовые
горелки высокого давления
Потребление газа,
пересчитанное на
давление в 40 мм
л/час
75
170
340
800
Длина

калильного
колпачка
мм
30
50
60-65
70-75
Сила света
HKh
100
260
570
1500
нк0
80
210
460
1200
Ь) Лампы для масляного газа
Эти лампы употребляются только для освещения
железнодорожных вагонов и морских сигнальных знаков. Масляный газ получается
при разложений минеральных масел при температуре 800°;
наивысшая его теплотворная способность на 1 м* (0°, 760 мм ртутного
столба) 10 000—12 000 кг-кал, а каинизшая — от 9000 до 11 000 кг-кал\
уд. вес его (при воздухе = 1) от 0,6 до 0,9. Он сжимается до 10—15 ат,
но в трубопроводах давление падает до 150—300 мм водяного
столба. Горелки со светящимся пламенем (разрезные горелки)
потребляют от 35 до 150 л/час и дают 14—70 НК^. Потребление ин-
вертных горелок составляет приблизительно 40 л/час при силе
света 80 HKh.
Особо теплотворные сорта масляного газа, служащие тем же
осветительным целям, получаются при частичном сжижении
масляного, генераторного или коксового газов. В продажу они поступают
в виде сжиженного газа, синего газа или газового масла в
стальных баллонах под давлением в 100 ат.
с) Ацетиленовые лампы
Они употребляются для экипажей, морских сигналов,
для вспомогательного или временного освещения.
Ацетилен или получается на месте потребления помощью разложения
карбида кальция водой, или берется в готовом виде из стальных
баллонов; последние содержат его растворенным в ацетоне под
давлением 12 ат ;Dissougas, Autogas), ср. том 1, стр. 649,732 и том II стр. 1364.
С медью ацетилен дает сильно взрывчатую смесь.
Светящееся пламя получается при помощи разрезных и с
отверстиями горелок. Обыкновенные горелки имеют следующие
данные: 10 л газа в час дают 10 HKh; 30 л',час дают 32—42 HKh;
50 л/час дают 75 HKh; 1 HKh = 0,7 НК0. Горелки для
автомобилей нормально потребляют 20 л/час и дают 30 HKh, при
25 л/час—35 HKh.

Лампы для газообразных горючих 1073
Таблица 12. Удельное потребление ламп с газообразным горючим
Род газа
Светильный
газ
Обыкновенная
горелка. . .
Инвертная
горелка ....
Инвертная
горелка высок.
Групповая
горелка ....
Масляный
газ
Светящееся
пламя ....
Инвертная
калильная
горелка ....
Ацетилен
Светящееся
пламя ....
Обыкновенная

калильнаягорелка ....
Инвертная
калильная
горелка ....
Dalenlicht
инвертная
калильная
горелка ....
Воздушный
газ
Обыкновенная
горелка. . .
Инвертная гс-
релка ....
Тепло-

способность
кг-кал/м3
i
высшая
4200
11000
14000
3300

низшая
3800
10000
13500
310 J
На 1 НКь/час
л
1,7-2,1
1,5
0,5-0,7
0,9
2,1-2,5
0,5
0,6-1
0,22
0,2
0,15-0,2
1,7-2,1
1,3
кг-кал
6,5-8
5,7
1,9—2,7
3,
21-25
5
8,1—13,5
3
2,7
2,2—2,7
5,3-6,5
4
W
7,6-9,3
6,6
2,2-3,1
4,0
25,4-29
5,8
9,4—15,7
3,5
3,1
2,6-3,1
6,2-7,6
4,7
1 '
На 1 НКо/час
л
2,4—3
2
0,7-0,9
1,7
3-3,6
0,6
0,9-1,4
0,28
0,25
0,2-0,25
2,3-2,8
1,7
1
кг-кал 1 W
9,1-11,4
7,6
2,7—3,4
6J5
30-36
6
12-19
3,8
3,4
2,6—3,4
7,1-8,7
5,3
10,6-13,3
1 8,8
3,1-4
! 7'6
35-42
7
14-22
4,4
4
3-4
8,3-10,1
6,2
Зак, 2893.— Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
68

10 74 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. 11. Источники света
Газокалильные горелки изготовляются обычные и инвертные
на силу света от 70 до 100 НКП, потребление их от 15 до 20 л/час
газа; сила света у обыкновенных горелок от 70 до 90 HKh, у
инвертных при потреблении 15 л/час — 75 HKh.
Особую разновидность представляют горелки D а 1 ё п 1 i с h t; они особенно
пригодны для запасного и вспомогательного освещения, а также и для отдельно
стоящих домов и фабрик. Эти горелки питаются смесью ацетилена с воздухом, не
могут „проскочить" и не дают копоти. Световая отдача их та же, что была выше
указана.
В железнодорожном освещении применяют следующие горелки:
Расход ацетилена 3 б 8 10 15 л/час
Сила света 15 30 45 65 100 НК-
d) Лампы для воздушного газа
Лампы эти употребляются только для калильного освещения,
для обыкновенных и инвертных горелок. Их конструкция и уход
за ними те же, что и для ламп светильного газа. Воздушный газ
получается путем карбюрации воздуха и легкого бензина,
плотностью 0,66—0,68 кг/дм% (Solin, Benoidhexan и пр.), имеет
наивысшую теплотворную способность 3300 и наименьшую 3100 кг-кал/м3,
он тяжелее воздуха. Кубический метр газа содержит 300 г бензина.
Обыкновенные горелки изготовляются для сил света от 30 до 500 НК
и потребляют на 1 свечу Гефнера от 1,7 до 2,1 л газа в час.
Инвертные горелки изготовляются размером от 50 до 120 НК и
потребляют на свечу Гефнера 1,3 л/час газа.
Е. Электрические лампы
Основным преимуществом электрических ламп является
удобное включение и выключение их. Лампы, применяемые для
внутреннего освещения, не поглощают кислорода из окружающего воздуха,
не выделяют загрязняющих воздух и окраску помещений продуктов
сгорания и развивают незначительное количество тепла (стр. 1098,
табл. 30). Электрические лампы можно разделить на две группы
по способу, которым они преобразуют электрическую энергию
в световую, а именно: на лампы с раскаленным твердым телом
(джаулево тепло) и на лампы, в которых преобразование энергии
происходит в форме газового разряда.
а) Электрические лампы накаливания
Во всех электрических лампах накаливания некоторое твердое
тело накаливается джаулевым теплом. Применением целесообразных
средств (эвакуирование воздуха в угольных и металлических
лампах, доступ воздуха в лампе Н е р н с т а, наполнение инертным
газом газополных ламп) предусмотрено, чтобы тело накаливания

Электрические лампы
1075
не подвергалось изменению. Все лампы накаливания могут работать
как на переменном, так и на постоянном токе и изготовляются
обыкновенно для параллельного включения. Для
последовательного включения можно употреблять лампы только на
одинаковую силу тока.
Для присоединения к сети лампы накаливания снабжены цоколями, из которых
наиболее распространены цоколя „Эдисон" и „Голиаф" с винтовой
нарезкой, и цоколь „Сван" без винтовой нарезки. При употреблении цоколя Эдисона
для предупреждения отвинчивания лампы при сотрясениях применяют цоколи с
рифленой нарезкой. Цоколь Свана дает возможность особенно быстро менять лампы.
В СССР и Германии употребляются главным образом цоколи Эдисона.
1. Угольные лампы, представляющие собой стеклянный баллон
с высоким вакуумом и с заключенными в нем одной или
несколькими угольными нитями, в настоящее время, благодаря их малой
световой отдаче (2,5—3,5 И lm/W), изготовляются в небольших
количествах. Окраска света вследствие их
относительно низкой температуры
(около 1800°С при световой отдаче
около 3 Н lm/W) красноватая. Полезный
срок службы угольных ламп колеблется
от 400 до 800 час.
2. Вакуумные лампы с
вольфрамовой нитью. В лампах с вольфрамовой
нитью накаливается вольфрамовая про- f
волока соответствующих размеров, зиг- м
загообразно натянутая между двумя т
венчиками из крючков. Нить защищена
от сгорания тем, что из колбы
эвакуирован воздух. Такие лампы несколько
лет тому назад были наиболее
распространены для осветительных целей.
Нормальные лампы такого сорта
изготовляются для всех употребительных напряжений по
мощности на 15, 25, 40, 60 W. Прежде эти
лампы подразделялись по силе света —10, 16, 25,
32 и 50 НКь.
В зависимости от мощности и напряжения эти лампы имеют световую отдачу
от 7,5 lm/W (для ламп с тонкой нитью) до 9 Im/W (для ламп с толстой нитью).
Прежде, вместо характеристики ламп по световой отдаче, указывалась удельная
мощность (1,30—0,9 W/HKh ), которая относилась к средней поперечной силе света.
Кривая распределения света представлена на фиг. 10 пунктирной линией, она
типична для всех ламп, которые являются практическим выполнением идеального
светящегося цилиндра и для которого в светотехнической системе справедливо
равенство: /q=tc/4 /ji =0,79 /jj , где /^ —средняя поперечная сила света.
3. Вакуумные вольфрамовые лампы с винтовой (спираль-
ной) нитью в большинстве случаев изготовляются на малую силу
света. Они отличаются от вольфрамовых ламп с петлеобразной
нитью тем, что нити у этих ламп свиваются в спираль, что
обусловливает 'другое распределение света (фиг. 10, сплошная кривая).
Вследствие большой концентрации нити возможно уменьшение
размеров стеклянной колбы.
68*

1076 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. И. Источники света
Эти лампы изготовляются на мощность 15, 25, 40 W, со световой отдачей, мало
разнящейся от ламп с петлеобразной нитью, а также изготовляются лампы с
пониженной световой отдачей, как например для грубых работ (Osram-Cemra-Lampe).
В продаже имеются лампы для различных специальных назначений, как например:
свечеобразные, трубчатые, софитные, иллюминационные, автомобильные,
рудничные и другие.
Окраска света вакуумных вольфрамовых ламп значительно более,
чем ламп с угольной нитью, вследствие более высокой температуры,
которая при световой отдаче 9,8 Hlm/W — 2180° С.
4. Вольфрамовые газополные лампы. Повышение
температуры вольфрамовой спирали в лампе ведет к уменьшению
продолжительности горения лампы вследствие распыления вольфрама. Для
избежания этого явления наполняют колбу лампы газом (азотом
или смесью аргона с азотом до 2/3 кг/см2), что уменьшает
распыление вольфрамовой спирали и тем достигается прежняя
продолжительность горения. Тепловые потери, возникающие вследствие
теплопроводности и конвекции в газе, компенсируются увеличением
световой отдачи при более высокой температуре нити лампы.
Спирально навитая нить значительно уменьшает тепловые потери,
в данном случае является существенным конструктивным элементом
лампы, так как газополная лампа с прямой нитью, расположенной
зигзагообразно, несмотря на более высокую температуру, являлась бы
менее экономичной, чем соответствующая по силе света пустотная
вольфрамовая лампа.
Лампы с газовым наполнением изготовляются для наиболее употребительных
напряжен iff, следующих мощностей: 15, 25, 40, 60, 10Э, 150, 200, 300, 500, 75J, 1000, 1500
и 2000 W и вытеснили, отчасти, вакуумные лампы на
большую силу света, а также дуговые фонари.
Газополные лам 1ы -могут выполняться для различных
специальных целей, как, например, автомобильные,
проекционные и кинолампы. Световая отдача
газополных ламл приведена в габл. 13 и 14, зависит от
толщины нити и от диаметра спирали, или
от-диаметра цилиндра, описанного вокруг спирали.
Наиболее характерные для газополных ламп
кривые распределения света указаны на фиг. 11;
одна из них (сплошная кривая) относится к лампам
с кольцевым расположением спирали, что является
нормальным для ламп до 2J0W включительно; другая
(пунктирная кривая) относится к таким лампам,
в которых спираль подвешена зигзагообразно, как бы
пэ поверхности низкого цилиндра.
Окраска света газополных ламп, в связи с
болев высокой температурой их нити (приблизительно
2100—2600° С), значительно более белая, чем у
вакуумных. Приближение к дневному свету может быть
еще усилено, если изготовлять колбу ламп из
подходящего синего стекла (лампа дневного света) или
помещая лампы в соответствующие колпаки. Для
уменьшения слепящего действия, колбы
изготовляются из опалового стекла, что дает одинаковую
яркость поверхности колбы. -Для гигиенических
в особенности для газополныt ламп с повышенйой световой отдачей,
изготозлнются из стекла, пропускающего ультрафиолетовые лучи (Osrem-
Vitalux Lamps). Вследствие синей окраски или внутренней матировки колбы
избегается сосредоточение тепла и полосатости освещения на предметах.
Фиг. И.
целей,
колбы

Электрические лампы
1077
б. Внутри матированные вольфрамовые лампы. Нормальные
вакуумные лампы с спиральной нитью, а также газополные лампы
до 100 W часто имеют внутри матированную колбу; яркость, а
следовательно и слепящее действие таких ламп значительно
понижается, вследствие чего такие лампы могут применяться голыми
(без арматуры).
Внутриматированные лампы имеют световые потери
приблизительно 1—3%, тогда как лампы, матированные снаружи, имеют
световые потери приблизительно 5% и значительно легче
загрязняются, чем первые.
Внутриматированные лампы имеют колбу каплеобразной формы
и отличаются друг от друга по величине, в зависимости от
мощности. Обычно лампы на 15 — 25W изготовляются вакуумными,
лампы на 40, 60, 75 и 100 W —с газовым наполнением.
Как общее правило, лампы по мощности более чем на 100 W
не имеют внутренней матировки, так как они не могут применяться
без арматур. Кривая распределения силы света и кривая светового
потока для внутриматированных ламп приведены на фиг. 1 и 2
(стр. 1057).
В табл. 13 даны световые потоки и световые отдачи современных электриче»
ских ламп фирмы Osram для применяемых напряжений в 11Э и 220 V.
Таблица 13. Световой поток и световая отдача ламп фирмы Osram
££
Для ПО V
о ы
£ ° с»
со oti
о Sic:
Для 220 V
2 *
в о l^
U oICS
о
Для 110 V
н си е
a) r=* fc
Для 220 V
со «>
о v>
СО Htn
U о£
Внутриматированные лаипы
15
25
40
60
75
100
159
255
485
840
1150
1 1550
9,9
10,6
12,2
13,9
14,8
15,5
130
225
375
690
910
, 1350
Газополные лампы с прозрачной
колбой
8,5
9,4 '
9,5
11,2
12,2
13,2
150
200
300
500
750
1 1000
1500
2000
2650
3600
5 900
10 500
16 500
1 22 000
35 000
44 000
17,1
18,3
19,3
20,6
21,6
22,2
23,0
1 22,2
2350
3 150
5 300
9 000
15 000
21000
35 500
41 500
15,1
15,8
17,1
18,6
19,9
20,6
21,6
21,0
В табл. 14 и 15 приведены световые и электрические характеристики, согласно
стандарту (ОСТ 5154) на изготовляемые электрические лампы *в СССР.

^go
О **J СЛ 4*. CO Ю н-* i-» С
ослоооослоодюс
ооооооооооспс
-^to^cn^to»-*»-»
ЮЮСл^н-Сп^о< , -, ^,w.
OOOO^OSOi—b-O^COtOQcObOOXlCn-O-^ht^QOlO
СО СО 00 05 ^ СО tO н-»
О05кЧ<Ю0Ом tOOCOtOi-»
л ^^со^ЪЛ^Ъыь. о*о*фГсл'*'" 1o*V*«oto ьоЪГ-о"^ сп ©То
2 О»-- ЬЭОСЛ 05 н-ООО СПОСЛСЛОСПСПОСЛ СП ООСП
£ -
Со СО О 4^ СО to t—
OCOtO 0005005 СО СО OS СП СО
_ - _ 05 СП СО Ю •— >—
tOl-'l-'CDCOeoOOJb.-^OCnCO»-»
споооососо1-*1--о>^со
■'OOOOOOOOi-'»-- >-* *■
"S ^1 00 00 СО О >— tOCc 4^.05 0)05^4-<К1 0000 CD»-» СО >f£
Со^асО'-аЮООСЛСОСО^ООСОЮ^-^ИО^СООЯОО
ооосл»^со»о>--»"- ,,ь-сослл<мюь»м
«О 05 *k CO Ю *-* ►-»
0^4СГ105-^ООСОСОСЛСОЮ_
ОСЛОСООСЛО^Ф^ОСПОООО
CO 05 *>. CO to t-» »-*
0»<1СП05-Ч100СОСОСЛСОЮ'-4
CnOrfi-OitOCO
O0J<ip СП СП CO>3 О JO <OCO О OJO OO^OJ35 СЛ^О Н-» OjO GO
"* Э СЛ 00 *^J CD Vj "blto "--1 CJ
?co-<i-<icn-ai-*O5C0H
S мм^^^^^д
j^l^CO^OJO »-» O^JO ,00J<l^4^ 05 СП О* &.ОЭОЭ к* p 00 j»^I
"*- ^■'cntolo'colotolo'^ о^-Ъэ со obsVfo'^'oo'Wto'cn
0н-05С0О--аО00С0 4^ОС0 4^ЮС0С0СПС0С0 4а»С0С0
"осоЪою^слО)
(5t—05-a^C0cOO5
OOOOOO"
- h-О pop О Оррммн^
O Сл"05*05"05"Ьэ Lj -kj^ CO ©юТо"*-
'-ЭСОСпОООСЛСОн-'СОМСОн-'
Напряжение
Мощность
Световой
поток
Световая
отдача
Сила света
Удельная
мощность

наибольшая
наименьшая
наибольшая
наименьшая
наибольшая
наименьшая
Срок
службы
*«3
ft* К Я го 2>0
«< Д О Н Я ft
g.re о оа Б ft
g* О Я О ft ft*
о о g ~
3
Я
*
В
ft
3
ft
•^
ft
ft*
г
о
н
к |
ь»
о
к
я
я
w
о*
r>w
OS4
чэ»,
2
я
о
1
£а
Р
в
О
*<
н
ев
га
•о
к
*а
№
Я
я
о
г
«<
О
о
ч&ьэао ияиньоо:ои 'II *эинэп1эяэо 'вхэяэ -ньохэп 'хэяэ *п '^Ю 'III 'Л 8Z0I

Электрические лампы 1079
Таблица 15. Размеры электрических ламп

Номинальное
напряжение
ламп V
110
120
127 1
220
Номиналь-j
ная мощ- j
ность W |
15
25
40
60
100
150
200
300
4С0
500
750
1000
Диаметр [|
колбы мм
55
60
65
65
75
80
95
100
130
130
165
165
Допуски
для
диаметра
колбы мм
±1
±1
±1
±1
±1
±1
±1,5
±1,5
±1,5
±1,5
±2
±2
Полная
длина
лампы мм
90
95
115
125
155
170
205
240
250
250
335
335
Допуски
для полной
длины
лампы мм
±4
±4
±4
±4
±4
±5
±5
±7
±8
±8
±8
±8
Высота
светового
центра мм\\
73
74
83
93
118
130
158
185
185
185
253
253
Допуски 1
для вые о-!]
ты свето- I
вого цен-И
тра мм II
±3
±3
±3
±3
±6
±6
±6
±7
±8
±8
±8
±8
Примечание. Высотой светового центра называется расстояние от геометри=
ческого центра проекции тела накаливания на вертикальную плоскость,
проходящую через ось лампы, до уровня поверхности контактной пластинки цоколя.
Наибольшая длина ламп измеряется от нижней контактной пяастинки до конца
носика или до купола колбы. Диаметр колб измеряется в самом наибольшем
утолщении колбы. Высота светового центра у газополных ламп измеряется от нижней
контактной пластинки до средней плоскости спирали. Стекло колб не должно
иметь слишком больших свилей и пузырьков.
Для испытания и браковки ламп по световым и электрическим
характеристикам отбирается 5о/0 ламп от всей партии, но не менее 10 шт., если число ламп,
не удовлетворяющих нормам, превысит 20°/0 от взятого числа ламп для пробы, то
отбирается вторично Ю°'0 ламп, но не менее 20 шт., и если из вторичной пробы
число неудовлетворительны* ламп превысит 10°/с, то вся партия считается не
удовлетворяющей нормам. Для испытания ламп на срок службы отборка проб и
браковка производятся в след. соотношении:
Число ламп в
испытуемой партии
До 1000
10 000
п 100 000
„ 10С0 00Э
30
120
300
Число ламп, отбираемых на срок
службы
3°/о
ламп и по 10 ламп с каждой тысячи сверх
первой
ламп и по 20 ламп с каждого десятка тысяч
сверх первого
ламп и по 4) ламп с каждой сотни тысяч сверх
первой
Если средний срок службы испытуемой группы ламп окажется ниже 1000 час,
то вся партия, из которой взята проба, подлежит забракованию. Партия подлежит
также забракованию, если в испытуемой группе 50«/о ламп будет иметь срок службы
ниже нормального, т. е. 1000 час. Лампы считаются выбывшими из испытания после
перегорания или потери светового потока до 20°/о.
Допускается испытание ламп на продолжительность срока службы при
повышенном напряжении на 15<>/с, при этих условиях срок службы ламп принимается
в 150 час.

1080 т* П1. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. II. Источники света
Световые измерения электрических ламп накаливания производятся или по
световому потоку в люменах или на среднюю сферическую силу света
в международных свечах.
Влияние изиенения напряжения на вольфрамовые, вакуумные и
газополные лампы. Сопротивление вольфрамовой нити лампы увеличивается с
повышением напряжения (с температурой), так что колебания напряжения компенсируются
отмсти положительным температурным коэфициентом омического сопротивления.
Но все же при повышении напряжения на 1°/0, ток возрастает приблиз. на 0,5°/0,
сила света—приблиз. на 3,б°/о и световая отдача—приблиз. на 2°/0. Продолжительность
горения ламп зависит от напряжения, при котором они горят, так как
температура нити возрастает с повышением напряжения, а продолжительность горения
уменьшается. Для приблизительного подсчета служит следующая формула:
7\: T^lCm/W^iVm/wrf,
где 7\ и 7*а — время продолжительности горения ламп при световых отдачах (tm/W^ и
(/m/W)2, a b—показатель степени, который для вольфрамовых вакуумных ламп может
быть принят равным 7, а для вольфрамовых газополных ламп—равным 6. Полезная
средняя продолжительность горения ламп, находящихся в продаже, определяется
по нормам в 1000 час.
При включении ламп возникающий в первый момент ток значительно
превосходит по величине нормальный ток, так как сопротивление нити лампы в холодном
состоянии равно приблизительно Via сопротивления ее в горячем состоянии.
Повышение тока в сети в момент включения ламп не принимается во внимание, так
как его продолжительность очень не велика.
Колебание света при низких частотах переменного тока зависит от толщины
нити. Так как тонкие нити, благодаря их незначительной теплоемкости, остывают
быстрее, чем толстые, то периодическое изменение свгта наблюдается резче. При
заданном числе периодов можно всегда указать минимальную толщину нити, когда
периодическое изменение яркости не вызывает неприятного ощущения в глазу.
Ь) Лампы с газовым разрядом
Существуют электрические лампы, свечение коих основано ца
разряде в газах или в форме дугового разряда, или в форме
тлеющего разряда. Падение напряжения может происходить на аноде,
а также на всем протяжении газового пространства и на катоде, и
может быть использовано для преобразования электрической
энергии в световую.
1. Лампы с газовым разрядом, основанные на
использовании падения напряжения на аноде.
Дуговые лампы с чистыми и пламенными углями. Дуговые фонари
с угольными электродами, имевпие раньше большое значение, различались,
смотря по выполнению, как открытые или закрытые,
с рядом стоящими или друг над другом
расположенными чистыми или пламенными углями, для
постоянного и переменного тока. Все они в настоящее время
почти совершенно вытеснены лампами с газовым
наполнением. Теперь изготовляются только закрытые
пламенные дуги с углями, расположенными друг над
другом.
В лампах этого типа зажигание происходит при
соприкосновении углей друг с другом и затем, как
и в обыкновенных дуговых лампах, угли
раздвигаются и держатся на постоянном расстоянии друг от
друга. Для предохранения от чрезмерно большой
силы тока при включении и для выравнивания
колебаний напряжения во время горения последовательно
с дугой включается сопротивление. В установках
переменного тока вместо омического сопротивления
применяются дроссельные катушки, так как они при таком же действии потребляют
меньше энергии. При постоянном токе положительный электрод берегся более тол-
>с\У^>1-
Л-^L,,—J
Фиг. 12.

Электрические лампы 1081
стым, чтобы противодействовать его быстрому сгоранию, вызываемому более
высоким нагреванием. При переменном токе оба электрода берутся одинаковых размеров.
Рабочее напряжение на пламенных дугах продолжительного горения составляет
от 40 до 42 V, так что при 110 V можно включить два фонаря последовательно, при
220 V—четыре. При переменном токе можно работать и с более высоким
напряжением (до 6Э V), так что при 120 V можно включать фонари параллельно; при 180 V
можно включить два фонаря, а при 220 V—три фонаря последовательно. Кривая
распределения света эти* ламп приведена на фиг. 12, из которой видно, что 95°/0
световогэ потока излучается в нижнюю полусферу. Лампы изготовляются для сил
тока от 8 до 15 А, на силу света от 900 до 3300 НК .
Световая отдача при постоянном токе равна приблиз. 33 Htm/W (0,20 W/HK0),
при переменном токе она равна приблизительно 27 HlmfW (0,25 W/HK ) с учетом
потери энергии в добавочном сопротивлении (или в дроссельной катушке).
Продолжительность горения одной пары углей составляет около 125 час.
Магнетитовые дуговые фонари (годны только для постоянного тока) состоят
из нижнего отрицательного электрода, представляющего собой тонкостенную
железную трубку, наполненную солями окисей металлов (главным образом магнетита
и важной для световой отдачи окиси титана), и положительного электрода,
выполненного в виде массивного медного стержня. Наружный воздух имеет свободный
доступ к дуге и отводит продукты сгорания. Свет — блестяще белый,
приближающийся по своему цвету к солнечному. Магнетитовые дуговые лампы почти
исключительно употребляются в Америке, главным образом для последовательно! о
включения с применением выпрямителей и саморегулирующихся трансформаторов.
Вольфрамовая дуговая лампа (точечная) имеет два или несколько
электродов, сделанных из вольфрама, помещенных в закрытый стеклянный баллон.
Образующаяся между электродами дуга приводит их в раскаленное состояние, в то время
как сама дуга почти не участвует в излучении. Баллоны наполнены индиферентным
газом, так что электроды не сгорают и нет необходимости в регулирующем
механизме. Вольфрамовые дуговые лампы изготовляются для постоянного и
переменного тока. При постоянном токе при равных размерах электродов анод
раскаливается сильнее, чем катод. Зажигание происходит при помощи ионизации газового
промежутка (темлературная ионизация или разряд высокого напряжения), или путем
соприкосновения (соприкосновение непосредственное, или при помощи постороннего
тела), или, наконец, при помощи тихого разряда.
Лампы для постоянного тока изготовляются трех типов на величину тока
2А, 4А и 7,5А, их можно включить на ПО V и выше с соответствующим добавочным
сопротивлением. В обоих сортах ламп катод практически не участвует в световой
отдаче. Анод да*т соответственно приблизительно 150, 350 и 1000 НКтах. Лампы
наполнены азотом при низком давлении и зажигаются по способу соприкосновения.
Лампы для переменного тока изготовляются также трех сортов и на ту же
величину тока, как и ламлы постоянного тока; их электроды дают соответственно силу
света в 100, 200 и 450 НКтах (диаметр электродов 1,0 и 1,9 мм). Оба электрода
светятся одинаково сильно. Ламлы наполнены неоном с небольшой примесью гелия
под давлением в 0,5 am и зажигаются тлеющим разрядом благодаря небольшой
диэлектрической крелости неона или при помощи дополнительного электрода.
Окраска света при соответствующей одинаковой температуре та же, чго и
газополных ламп. Яркость анода в вольфрамовой дуге составляет 200 стильбов
(НК/см2). Эти лампы применяются там, где необходим точечный источник света
большой и равномерной яркости с постоянным местоположением (проекционные
аппараты, микроскопы и пр.); для общего освещения они почти не применимы.
Продолжительность горения для ламп постоянного тока приблизительно
400 час, а для ламп переменного тока приблизительно 200 час.
2. Лампы с разрядом в газе, основанные на использовании
падения напряжения в анодном пространстве.
Лампы, основанные на световом явлении в анодном пространстве,
наполняются частью неблагородными газами (азот и углекислый газ), частью
благородными газами (неэн). В первом случае необходим вентиль для наполнения
трубок газом, та с как неблагородные газы с течением времени связываются
химически или физически с металлами электродов (свет Мура). Во втором случае,
т. е. в лампах, наполненных благородным газом, этих явлений не происходит,
а поэтому нет необходимости в приспособлении для добавления газа. Давление
внутри трубох, напрл гелных неблагородными газами порядка 1 мм ртутн. столба,

1082 т- П1. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. II. Источники света
для трубок с благородными газами — 5 мм. Лампы могут работать только
переменным током высокого напряжения и зажигаются при непосредственном
включении на рабочее напряжение. К колебаниям напряжения они мало чувствительны.
Свет Мура воспроизводится трубками диам. 40 мм, наполненными азотом или
углекислотой, которым на месте установки придается требуемая форма. Длина
трубок при наполнении азотом колебл.тсядо 75 м, при наполнении углекислотой —
до 60 м; максимальное рабочее напряжение 25 000 V. Трубки работают после
зажигания с 60% номинального напряжения. Добавочным сопротивлением служат
дроссельные катушки. Окраска света трубок, наполненных азотом, золотисто-
желтая. Световая отдача 8 HlmjW. Трубки, наполненные углекислотой, дают почти
чистый белый свет, настолько подходящий к дневному, что в большинстве случаев
употребляются для точного сравнения красок (красильни, красочные заводы,
торговые помещения). Для этого существуют переносные установки на 5000 V рабочего
напряжения, их световая отдача 6 HimfW.
Трубки, наполненные неоном, имеют диаметр 8 ч- 20 мм, длину
до 2 м\ электроды изготовляются из железа и, чтобы избежать нагревания, им
придают довольно большие размеры. Трубки светятся кроваво-красным светом,
прибавлением в трубку капли ртути можно получить синее свечение. Трубки из
окрашенного стекла дают ззленое свечение. Неоновые трубки широко применяются
для рекламного освещения. В последнее время неоновые трубки, благодаря их
хорошей видимости в тумане и во влажном воздухе, получили большое применение
длт световых сигналов в авиационном деле. Трубки работают на переменном токе
при напряжении от 1500 V и выше, в зависимости от длины трубки. Напряжение
при зажигании должно быть на 75°/0 выше рабочего напряжения. Для
устойчивого свечения в сеть включается успокоительное сопротивление (дроссель).
Величина тока, в зависимости от устройства трубки, колеблется от 0,01 до 0,08 А.
Коэфициент мощности около 0,78. Световая отдача неоновых трубок 17 ч- 24 ImjW,
для трубок с примесью ртути —8 tm/W; сила света трубок с чистым неоном
около 6J горизонтальных свечей, а трубок с примесью ртуги — около 40гориз.
свечей на 1 м длины трубки, /0 = 0,9 /; яркость около 0,165 стильба; световое
излучение до 90'V0 находится в пределах длин волн 700 ч- 580 т^. Неоновые трубки
изготовляются как за границей, так и в СССР.
Продолжительность срока службы всех указанных сортов трубок не менее
' 2000 час.
Лампы с дуговым разрядом. В ртутных лампах используется люминесценция
анодного свечения ртутных паров дуги; электроды в световой отдаче не участвуют.
В первоначальной форме лампы были только для постоянного тока. Для
переменного тока нужно включать выпрямитель тока, обычно ртутный, который может
также находиться и внутри самой лампы.
Ртутные лампы, изготовленные из стекла, или, иначе, „ртутные лампы
низкого давления", для общего освещения применяются только в исключительных
случаях (как например при тонких механических работах, где нужен
монохроматический свет) и широко применяются, благодаря сильному излучению синих и
ультрафиолетовых лучей, для фотографических и химических целей. Пригодность
таких ламп для указанных целей значительно увеличена вследствие изготовления
их из специального стекла, пропускающего значительно больше ультрафиолетовых
лучей (Uviol-Glas, Schott & Gen., Jena).
В ртутных лампах высокого давления (кварцевые ртутные
лампы) стеклянный сосуд заменен сосудом из кварца, благодаря которому можно
поднять рабочее давление внутри лампы и тем самым значительно уменьшить
размеры ее по сравнению с лампой низкого давления. В лампах высокого давления
оба электрода представляют собой сосуды со ртутью, расположенные на концах
лампы перпендикулярно к ее горизонтальной оси; эти сосуды охлаждаются особыми
металлическими радиаторами. Зажигание производится автоматически путем
наклона лампы (зажигание соприкосновением).
Окраска света ламп сине»зеленая и для общего освещения пригодна
лишь в исключительных случаях. При употреблении этих ламп для общего
освещения вследствие значительного ультрафиолетового излучения приходится
защищать лампу стеклянным колпакоч, что<бы избежать вредного действия на чело-
ьеческий организм (глаза, кожа и пр.). Такие ламлы применяются главным
образом для терапевтических, бактериологических и аналитических целей (лаченче
светом и стерилизация питьевой воды). Лампы изготовляются на ток от 1 до 3,5 А,
для включения на напряжение ПО и 220 V с добавочным сопротивлением. Сила
света ламп, снабженных рефлекторами, от 600 до 3000 НКтах« Средняя продолжи-
тзльность горения около 1000 час.

Электрические лампы
1803
1 w~
Ъ°г
Z
в,
-o22QVq-
/Щ
4
В неоновой дуговой лампе электроды также не принимают
участия в свечении. Лампы, работающие на постоянном токе, имеют анод из железа
или ему подобного материала, катод — из амальгамы щелочных металлов
(натриевая амальгама, кадмиево-талиевая и другие). Зажигание происходит при помощи
аппарата, посылающего импульс высокого напряжения через трубку. В последнее
время изготовляются неоновые дуги и на переменный ток, которые имеют
подогреваемые оксидированные электроды и включаются через дроссель в сеть
переменного тока на напряжение 110 или 220 V. Световая отдача ламп в среднем
около 25 HlmfW. Для переменного напряжения трубки могут изготовляться на
ток от 0,5 А до 100 А. Трубки с большим током применяются преимущественно
для авиационных целей, а с малым — для
эффектного и рекламного освещения. Трубки,
наполненные чистым неоном, дают желто-
красное свечение; от прибавления в трубку
капли ртути получается синее свечение. При
соединении последних трубок с лампами
накаливания (как добавочное сопротивление)
можно получить в этой комбинации
освещение, близко сходственное с дневным светом.
При применении для трубок стекла,
пропускающего ультрафиолетовые лучи, можно
получить ультрафиолетовое излучение, близко фиг# l2' a
соответствующее такому же излучению,
получаемому летом от солнца в наших широтах. Для получения разных других окра*
сок света в трубках неоновых дуг, добавляются к газу различные пары
металлов. При применении пара металла натрия получается монохроматическое желтое
свечение с световой отдачей от 40 до 50 Hlm/W, которое не изменяет своего
спектрального состава при прохождении через цветные фильтры, туман и пр.
Прибавление паров кадмия дает синий свет. Развитие производства таких ламп
находится еще в начальном состоянии.
Неоновые дуговые лампы изготовляются для 220 V (Osram G. m. b. H.) и
имеют трубку диаметром в 30 мм и длиной в 1 м. Успокоительное сопротивление
потребляет приблизительно 80 V. Лампы дают от 300 до 400 свечей при удельном
потреблении энергии, включая потери в добавочном сопротивлении от 0,4—0,5 W/HK.
Лампы наполняются чистым неоном под давлением в 1 мм и имеют
кроваво-красный свет, который ограничивает их применение лишь в рекламном и эффектном
освещении. Продолжительность горения ламп больше 1000 час.
За последнее время введена в практику ртутная лампа высокого давления
с трубкой из стекла, с оксидными электродами. Трубка лампы наполняется
аргоном с давлением несколько миллиметров рт. ст. с добавлением капли ртути.
Такая лампа может быть включена в сеть переменного тока с напряжением 220 V
(фиг. 12а). Вначале происходит разряд между электродами Ег и Z, создается
термоионная эмиссия, что уменьшает падение напряжения на электродах Е1 и Е2,
вследствие чего образуется дуговой разряд между этими электродами. С увеличением
нагрева лампы увеличивается испарение ртути, что создает
повышение давления внутри трубки (до 1 am); температура трубки 300—400° С.
Разряд между электродами Ег и Ег начинает отщнуровываться в форме
яркой нити, занимающей средину трубки. На режим горения лампы
влияет окружающая температура. Лампа снабжена обычными цоколями
„галиф" и не требует для своего действия каких-либо специальных
приспособлений, кроме балластного сопротивления Dr. Лампы
изготовляются у нас в СССР под названием „Игар" на мощность 500 и
1000 W; световая отдача таких ламп близка к 40 люменам на ватт;
яркость в средине трубки достигает 200 стильбов. Приблизительно
такого же типа лампы начинают изготовляться с парами натрия и
кадмия. По световой отдаче все эти лампы являются самыми выгодными
источниками света, но они излучают световой поток, значительно
разнящийся от дневного света.
фиг- 13- 3. Лампы с разрядом в газе, основанные на
использовании падения напряжения на катоде. В так называемых
лампах с тлеющим разрядом для получения света использовано
катодное свечение большого металлического катода, в то время
как анодное свечение и соответствующее ему падение напря-

1084 Т. III. Отд. 11. Свет, источи, света, освещение. II. Источники света
жения устранены помещением анода на весьма близком
расстоянии от катода. Оба электрода тлеющей лампы изготовляются из
жести или из железной проволоки и помещаются в стеклянной
колбе для обыкновенной лампы накаливания. Колба наполнена
смесью неона и гелия под давлением (приблизительно) 10 мм,
что дает возможность применять низкие потенциалы для
зажигания и работы ламп.
Наиболее распространенным типом этих ламп является лампа, изображенная
на фиг. 13, с помещенным в цоколе ее успокоительным сопротивлением. Лампы
изготовляются для напряжений 110—220 V. Потребление энергии незначительное
(от 2 до 4 W); окраска света красновато-желтая; употребляются только как сигнальные
в электроустановках, на предохранителях и пр.; так же, вследствие отсутствия
инерции при зажигании, применяются для стробоскопических целей и в качестве
указателей напряжения.
Средняя продолжительность горения около 1030 час.
F. Рефлекторы и арматуры
1. Общие сведения о целях и способах выполнения
арматур. Почти все источники света должны употребляться в
соединении с рациональными арматурами, чтобы защитить лампу от ветра,
непогоды, загрязнения и от вредных тепловых влияний, глаза
людей от ослепления и, смотря по местным условиям,
перераспределять световой поток лампы.
Чтобы выполнить эти задачи вполне надежно, арматуры должны изготовляться
из достаточно толстой и хорошо эмалированной жести, или, в специальных случаях
(при сырости, парах кислот и т. п.), из соответствующих материалов (фарфор,
чугун). Патроны должны быть выбраны сообразно лампам, поскольку это касается
арматур для ламп различных мощностей, и легко доступны для перестановки.
В арматурах для ламп больших мощностей, чтобы избежать чрезмерного
нагревания ламп, необходимо установить достаточную вентиляцию самой арматуры. Дождь
и снег не должны проникать к лампе. Колпаки для наружного употребления должны
снабжаться небольшим отверстием для отвода воды, образовавшейся при их
запотевания.
В тех случаях, когда нет слепящего действия вследствие
небольшой силы света и яркости употребляемых ламп или
значительной высоты подвеса их, можно применять слегка матированные
шары. Для защиты против слепящего действия, а также
перераспределения светового потока служат опаловые колпаки, которые, во
избежание чрезмерных потерь света, не должны быть слишком
густыми. Очень хорошее рассеивание света дают колпаки из
молочного стекла, но они должны быть тонки, чтобы не поглощать очень
много света. Алебастровые и матовые стекла рассеивают свет хуже.
Матовые стекла., благодаря шероховатой поверхности, подвергаются
скорому загрязнению. Потеря светового потока, отнесенная
к общему световому потоку лампы, составляет при прозрачном
стекле от 3 до 8%, при опаловом 10—20%, при матовом 5—15%
и при молочном 30—50%. *
Во внутренних помещениях, а также на фасадах зданий помещают большие
светящиеся поверхности, состоящие из молочно/о, опалового или матового стекла,

Рефлекторы и арматуры
1085
освещаемого большим количеством отдельных ламп. Для создания рефлектирующего
действия от ламп, поверхность, находящаяся позади ламп, покрывается белой
краской.
2. Рефлекторы. Формы рефлекторов выбираются таким образом,
чтобы силу света лампы перераспределить сообразно поставленным
требованиям с наибольшим коэфициентом полезного действия и,
кроме того, защитить глаз от ослепления. Материалом для
рефлекторов служат главным образом матовое, опаловое и молочное стекло,
эмалированная жесть и зеркальные поверхности из стекла или
металла. Первые материалы отражают 60—70% падающего на них
света, в то время как металлические зеркала отражают 70—80%,
а зеркала прозрачного стекла 75—90%. Рефлекторы из матового,
опалового и молочного стекла одновременно с отражением
падающего на них светового потока часть последнего диффузно
пропускают через себя. Рефлекторы молочного стекла с покровным
слоем из зеленого стекла применяются в тех случаях, когда
рефлектор помещается на близком расстоянии от глаз (настольная
лампа). Внешняя форма рефлектора должна гарантировать
достаточную защиту от ослепления. При луче зрения под углом в 30°
голая лампа не должна быть видимой. Линия, соединяющая нижний
край рефлектора со светящимся телом лампы (пограничная линия),
должна составлять с вертикалью угол, меньший чем 60°.
Очень широко распространенные в Америке и Англии рефлекторы
Голофан из прессованного стекла, в которых рассеивание света происходит при помощи
большого числа стеклянных призм, мало распространены в других странах
благодаря их высокой цене и трудности чистки. Для ламп с газовым наполнением эти
рефлекторы также мало подходят из-за высокой яркости светящегося тела.
При светлой окраске стен и потолка внутренних помещений применяются
арматуры, которые большею частью или полностью отражают свет вверх
(полуотраженное и отраженное освещение).
Для уличного освещения наиболее применимы
рефлекторы эллипсоидальные и параболические. В этом случае
рефлекторы должны широко разбрасывать световой поток, чтобы
получить достаточную освещенность при больших расстояниях
между лампами; поэтому важно иметь рефлекторы с хорошей
отражательной способностью, чтобы гарантировать выгодное
использование направленного вверх светового потока лампы. Часто
употребляются диоптрические системы, которые аналогично
рефлекторам Голофан перераспределяют световой поток при помощи
комбинаций стеклянных призм.
О. Важнейшие классы светильников
По роду требуемого распределения света можно различить
6 основных типов светильников. Их распределение света дано
на фиг. 14—19 и, кроме того, в табл. 16 даны их характеристики
по роду распределения света, по их свойствам и области
применения.

Таблица 16. Свойства и область применения различного рода светильников
Светильник среднего свето-
распределения
Фиг. 14.
Свойство. Очень
незначительно изменяет кривую
распределения силы света голой лампы.
Наиболее пригоден при светлых потолках
и стенах.
Применение. Фабрики,
станционные помещения, улицы, на
которых должна быть несколько освещена
верхняя часть фасадов, парки с
высокими деревьями.
Светильник концентрирующего
светораспределения
Фиг. 15
Свойство. Весь световой
поток направлен вниз. Наиболее
пригоден при большой высоте подвеса. Дает
резкие тени.
Применение. Фабрики и
залы, в которых лампы должны быть
высоко подвешены. Высокие витрины.
Улицы и площади, когда лампы
подвешиваются на высоких мачтах. Дворы
и пристани.
Светильник широкого
светораспределения
Фиг. 16.
Свойство. Наибольшая часть
светового потока находится во второй
четверти телесного угла. Хорошее
использование. Равномерное освещение
горизонтальных поверхностей. Резкие
тени. Слепящее действие.
Применение. Улицы, при
большой высоте подвеса светильников
и большом расстоянии между ними.
Площади складов.

Светильник отраженного света
по* ко* т° по*
Фиг. 17.
Свойство. Весь световой
поток излучается в верхней полусфере.
Редко применяется. Совершенно не
оказывает слепящего действия.
Освещение без теней.
Применение. Помещения
со светлыми потолками, чертежные
залы, выставки, читальни, залы кино.
Светильник рассеянного света
Светильник преимущественно
отраженного света
ш° 169 т'ш*
Свойство. Световой поток
излучается почти поровну в верхнюю
и нижнюю полусферу. Хорошее
использование только при светлых
потолках п стенах. Довольно мягкие
тени.
Применение. Помещения
с расписными потолками, высокие
помещения со светлыми потолками,
бюро, магазины, школьные залы, залы
для собраний.
Свойство. Большая часть
светового потока излучается в
верхнюю полусферу. Применяется не очень
часто. Не оказывает слепящего
действия. Мягкие тени.
Применение. Помещения
с белыми потолками, бюро, магазины,
школы, залы дня собраний.
о
оо

1038 т« Н*- 0тД- И- Свет, источи, света, освещение. И. Источники света,
Характеристика светильников, изготовляемых в СССР *)
В настоящее время в СССР применяются рациональные
светильники собственного производства, знание характеристик которых
необходимо при проектировании электрического освещения.
1. Светильники „Универсаль* (фиг. 20 и 21) для ламп мощностью
от 200 до 500 W применяются для прямого общего и местного
освещения при темных потолках или занятых различными установками
(трансмиссии, трубы и пр.). В пыльных помещениях, или при
небольших высотах подвеса применяются обязательно с затенителями.
2. Светильник „Люцетта" преимущественно направленного света
(фиг. 22 и 24) для ламп мощностью от 100 до 500 W, применяется для
общего освещения при светлых окрасках стен и потолков.
3. Светильник „Люцетта" преимущественно отраженного света
(фиг. 23) для ламп мощностью от 100 до 500 W применяется для
полуотраженного освещения, где не должно быть резких теней,
применяется при светлых окрасках потолков и стен.
4. Светильник „Глубокоизлучатель" (фиг. 25) для ламп
мощностью от 300 до 1000 W применяется для прямого освещения
внутренних помещений и наружных пространств при больших высотах
подвеса, или где требуется получить большую освещенность на
местах работы, дает резкие тени.
5. Светильник „Альфа" (фиг. 26) для ламп мощностью до 60 W
применяется для местного освещения.
6. Светильник „преимущественно прямого света" (фиг. 27) для
ламп мощностью от 200 до 1000 W, применяется для освещения
внутренних помещений со светлой окраской потолков и стен, а
также для улиц, на которых должна быть несколько освещена
верхняя часть фасадов, дает достаточно мягкие тени.
7. Светильник „Плафон" одноламповый (фиг. 28) для ламп
мощностью до 60 W, применяется для помещений с низкими
потолками, для лестниц, вестибюлей и пр.
На фиг. 20—28 вместе с кривыми распределения силы света
светильников, изготовляемых в СССР, приведены характеристики
светильников, необходимых для проектирования электрического
освещения.
Для пересчета кривых, построенных для условной лампы в 1000
люменов, на разные лампы, изготовляемые в СССР, можно
пользоваться следующей таблицей.
Таблица 17 Переводные коэфициенты от условной лампы в 10Q0 люменов
к лампам нижеприведенных мощностей
^T^-^J ео
"~7 110-120 1 0,64
220 | 0,54
100
1,28
1 1,оэ
150
2,10
1,70
200
3,С0
2,50
300
4,70
1 4,10
500
8,40
7,60
*) Катглог ВЭО. „Осветительное приборы",

Таблица 18. Светильник „Универсаль" железный
эмалированный без затените л я
я
к
8
1
И
&
а>
О
Я
В
го
о
я
я
я
я
к
W
к
а>
И
//35°
•"V
/ !
' *
\
x\f
> >
•
у
0°
Коэфициент полезн. действ. 70°/0.
Защитный угол 14°. Усиление 2,7
А
Фиг. 20.
а°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
115
125
135
145
155
165
175
180
Сила
света
214
214
201
189
173
156
134
ПО
64
8
0
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Зоны
0°— 10°
10°— 20°
20°— 30°
30°— 40°
40°— 50°
50е- 60°
60°— 70°
70°— 80°
80е— 90°
90°—100°
100°—110°
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°—150°
150°—160°
160°—170°
170°—180°
0°—180°
—
я
s
2
20,3
57,5
87,5
108,5
120.5
120,0
109,0
67,6
8,75
—
—
—
—
i
—
—
—
699,6
—
°.'о
2,9
8,2
12,5
17ч2
17,25
15,6
9,7
1)25
—
__
—
—
—
—
—
—
—
—
100
—
Я1
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
————— Кривая светильника
— — — — Кривая голой лампы
Таблица 19. Светильник „Универсаль" железный
эмалированный с полуматовым затенителем
Фиг. 21.
Коэфициент полезн. действ. 58%.
Усиление 2,16
а°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
115
. 125
136
145
155
165
175
180
Сила
света
172
171
170
165
153
129
99
76
54
18
0
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Зоны
0°— 10°
10°— 20°
20°— 30°
30°— 40°
40°— 50°
50°— 60°
60°— 70°
7о°— 80°
80°— 90°
90°—Щ)°
10Э°—110°
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°—150°
150°—160°
160°—170°
170°—180°
0°—180°
—
—
л
i к
2
16,2
48,4
76,4
96,1
100,0
89,0
75,4
57,0
19,6
5,4
—
—
—
—
—
—
—
—
583,5
—
—
°*о
2,78
8,3
13,1
16,5
17.1
15,3
12,9
9,75
3,35
0,92
—
—
—
—
—
—
—
«~
100
—
—
Q
О
О
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
* Кривая светильника
_ —. _ — Кривая голой лампы
о
00

Таблица 20. Светильпик „Люцетта" пргимущественно
направленного света
Коэфициент полезн. действ. 73о/0.
Усиление 1,67
Зоны
S
2
Фиг. 22.
0°— 10°
10°— 20°
2о°— 30°
30°- 40°
40°— 50°
50°— 60°
60°— 70°
70°— 80° ;
80°— 90°
90°—100°
100°-1Ю°
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°-150°
150°—160°
160"—170°
170°—180°
0°—180°
—
1 12,0
35,5
55,1
69,7
79,0
83,5
81,5
70,9
58,0
42,5
31,7
25,8
23,3
21,6
17,0
12,0
7,4
1.6
728,1
_ 1
1,64
5,0
7,57
9,58
10,85
11,50
11,20
9,72
7,95
5,85
4,35
3,54
3,20
2,96
2,33
1,64
1,0
0,22
100
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
■ Кривая светильника
— — — — Кривая голой лампы
Таблица 21. Светильник „Люцетта" преимущественно
отраженного света
Коэфициент полезн. действ. 73°;0.
Фиг. 23.
а°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
115
125
135
145
155
165
175
180
Сила
света
1 56
55
1 53
50
45
39
34
31
32
37
41
48
63
78
90
98
99
95
86
52
"""
Зоны
0°— 10°
10°— 20°
20°^ 30"
30°— 40°
40°— 50°
50"— 60°
60°— 70°
70°— 80°
80°— 90°
90°—100°
100°—110° ,
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°-150°
150°—160°
160°—170°
170°—180°
0°—180°
—
—
л
X
О)
^
63
5,2
15,1
23,1
28,2
30,1
30,5
30,8
33,8
40,5 1
64,4
66,5
77,4
80,8
75,7
62,3
44,0
24,4
4,9
725,7
—
—
°ю
0,72
1 2,08
3,18
3,84
4,15
4,20
4,25
4,66
5,59
7,23
9,17
10,65
11,10
10,43
8,60
6,06
3,36
0,68
100
—
—
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
Кривая светильника
— — — — Кривая голой лампы

Таблица 22.
I, Светильник „Люцетта", цельный
с отверстием
Коэфициент полезн. действ. 75°|0
Защитный угол 36°. Усиление 1,83
сс°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
115
125
135
145
155
165
175
180
Сила
света
146
144
144
147
146
104,5
63,7
55
50,2
45,5
43,4
42,0
42,6
41,5
40,6
38,0
35,1
32,2
29,8 1
—
—
Зоны
0°— 10°
10°— 20°
20°— 30°
30°— 40°
40°— 50°
50°— 60°
60°— 70°
70° - 80°
80°— 90°
90°—100°
100°—110°
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°—150°
15Э°—160°
160°—170°
170°—180°
0°—180°
3
О)
2
13,7
41
68,4
91,6
81,0
57,7
52,5
50,5
49,5
—
45,8
43,0
41,6
36,5
29,4
22,0
14,9
8,5
—
747,6
°/о
1,83
5,5
9,16
12,22
10,83
7,74
7,02
6,79
6,65
—
6,10
5,75
5,75
4,88
3,93
2,95
1,95
1,13
—
100
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
Кривая светильника
— — — — Кривая голой лампы
| Таблица 23. Светильник „Глубокоизлучатель" железный,
эмалированный
Коэфициент полезн. действ. 58°/0.
Защитный угол 27°. Усиление 2,58
а°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
Но
125
135
145
155
165
175
180
Сила
света
205
204
200
192
180
163
126
41
20
— 1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Зоны
0°— 10°
10°— 20°
20°— 30°
30°— 40°
40°- 50°
50°- 60°
60°— 70°
70"— 80°
80°— 90°
90°—100°
100°—110°
110°—120°
120°—130°
130°—140°
140°—150°
150^—160°
16Э°—170°
170°—180°
0'—180°
—
—
а
1 я
2
^
19,4
58,9
89,0
130,0
126,0
113,0
40,6
21,1
—
—
—
—
_.
—
.—
—
—
__
579,0
—
—
°/о
3,35
9,75
15,35
19,60
21,7
19,6
7,0
3,65
—
—
—
—
—
—
—
< —
—
—
100
—
Фиг. 25.
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
Кривая светильника
__ _ «. _ Кривая голой лампы
о
Q
О

1092 T- HI. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. И. Источники света
о
© ч
X *
sg
ч
и сз
S §
е.©
5 s
Н *
• СЗ
СО с
О
й3
5 н
О С
ecJ о
Н
£>>
ннэиютн1
Э СО CN—<00 CN
т^еосоооо"аГо°о"о^оо^^юл^«Гс>Г^сГо о I I
о^оо<с>1-^со^ю.юю© coiooot*- oo oo r?ioa^ о
схГе^солоогс»^со^1^сГ^1Лсо"с)о"о"с6л<^'^^оГ I | Я
<N CO Ю Ю CO CD CD CD Ю "tf CO <N CN т-4 t> CO О rf ' Д
CD
OOOOOOOOOOOOOOOOOOO
i-iCSC0Tfi0CDb«.00 0>Or-(CViC0"4fiOC0t^0000
i i i i i i i i N777777777
ooooooooooooooooooo
OOOOQQOOOOOOOQOQOOCj)
r^CSCO'^'iOCOt^OOCn^r-iCSCOTf'iOCDt^-
000000 OOOOt^C^COCOiOLOiO-tf CO WNWrHi-i
л»*
So
X ВС
в ч
A*
«©"О
ft*
№
as «
я л
СП И
о
инэиоц/
Зоны
Сила
света
1 °
1 е
СО-чГ О ОтСО
со о со — со со ю со 1 ! 1 1 N 1 1 1 !о 1 1
«—i «^ OJ СЧ у—i т-4
i-t CO CD <N •* О OS r-н О
cn ю en <N со о> со сч ' ' ' ' ' ' ' ' ' 'n ' '
т-Нт-1 LO
ooooooooooooooooooo
—«CMCOrrlOCOl^.0005 0'-<CNCO^rScOt>.0000
N 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 N 1 N 1 1
ooooooooooooooooooo
OOOOOOOOOOOOOOOOOOO
i-"CNC0TriOCDC^00CnO»-<C>JC0<^40C0t^
ММООС0ОЮЛ i 1 1 i i - i I 1 i i 1
SiSc^^3S8 1 N INN 1 N 1
| ОЮЮЮЮЮЮЮЮЮОЮЮЮЮЮЮЮЮОО
! -HCSC0^lOCOtN»O)05OiHMC0'*WC0S00
g s »
I В i
ч sg ч
a, a.

Светильники, изготовляемые в СССР
1093
Таблица 26. Светильник „Плафон" одноламповый без
рефлектора с лампой до 60 W с матовым затенигелем
Коэфициент полезн. действ. 89,2°/о.
Усиление 1,04
а°
0
5
15
25
35
45
55
65
75
85
90
95
105
115
125
135
145
155
165
175
180
Сила
света
82,2
82,0
83,3
83,0
83,3
82,5
80,7
76,0
72,5
71,8
73,4
74,5
79,8
80,5
80,2
76,5
40,8
3,8
—
"""
Зоны
0°- 10°
Ю°— 20°
20°— 3J°
30°— 40°
40°- 50°
50°— 60е
60°— 70°
70°— 80°
80°— 90°
90°—100°
100°—110°
110°—120°
^120°—130°
130°—140°
140°-15Э°
15J°—160°
160°-170°
170°—180°
0°—180°
—
~"~
л
X
2
4
7,8
23,6
38,2
52,3
63,7
72,4
75,4
76,6
78,7
81,8
84,4
79,8
71,9
59,0
25,3
1,8
—
892,7
—
~~
°/о
0,86
2,65
4,30
5,85
7,13
8,10
8,44
8,6
8,8
9,36
9,45
8,94
8,05
6,61
2,83
0,20
—
—
100
—
~
Кривые построены для условной лампы в 1000 люменов
Кривая светильника
— — — — Кривая голой лампы
Стекло, металлические стеклодержатели и опорные обода для осветительных
арматур в СССР, для целей экономии, ограничены небольшим количеством
необходимых сортов и стандартизованы (ОСТ 2450) как по своим основным размерам,
представленным в табл. 27 и 28, так и правилами приемки изделий.
Стекло для осветительные арматур должно выдерживать нагрев до 80°С, не
должно иметь трещин, наплывов, резко заметных свилей и пузырей.
При приемке, в соответствии с указанными в стандарте размерами, берется
однотипных изделий от партии до 500 шт.—8°/о и от партии большей, чем 500 шт.—
5Vo, но не менее 10 шт., если условиям стандарта не будут удовлетворять 10°/0
отобранной пробы, отбирается вторая проба, и если 5°/о вторично отобранной пробы
не будут удовлетворять стандарту, то вся партия бракуется,
Фиг. 28.

Таблица 27. Основные размеры стекол и металлических стекло-
держателей в миллиметрах
о
СО
Фиг. 29.
D9
макс.
60
80
100
120
150
22о
250
300
350
400
Я 1
S
58
78
98
118
148
217
247
29?
347
397
С
а
ев
2
5
5
5
6
1 6
6
7
7
1 8
8
и
к
2
4
4
4
5
5
5
6
6
7
7
Размеры для стекол
Н
«
ее
2
8
8
8
8
8
8
8
9
9
9
К
2
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
Е
сЗ
И
"3
2
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
я
S
г
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
F
и
а
се
2
2
1 2
з
з
з
з
з
1 з
3
я
S
2
1,5
2
2
2
2
2
2
2
D
d
а
ее
г
49
69
89
106
136
206
234
282
330
380
X
я
2
34
54
74
100
130
199
227
275
323
373
Dx
о
а
ее
г
65
85
105
125
160
230
260
310
360
410
я
63
83
103
123
157
227
257
о07
357
407
Размеры для стеклодержателей
А
а
ее
2
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
я
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
В
а
ев
г
10
10
10
! ю
10
10
10
11
11
11
X
9
9
9
9
9
9
9
10
10
10
Число
винтов
3
з
з
з
з
4
4
4
4
4
Размер
винтов
s
се
Я
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
се
а
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Толщина
пистона
мин.
3
2
2
2
2
3
3
3
3
3

Проектирование осветитетгьиых установок
1095
Таблица 28. Основные размеры вкладных стекол и металлические опорных
ободов в миллиметрах
Фиг. 30.
Стекло
D |
макс.
95
120
130
16Э
225
260
500
35J
400
500
мин.
94
118
128
158
223
258
298
347
597
497
F
макс.
2,5
3
3
3
3
4
4
4
4
4
мин.
2
2,5
2,5
2,5
2,5
3
3
3
3
3
Обо
Д
Dt
макс.
87
112
122
152
217
250
290
338
386
482
мин.
85
110
120
15J
215
248
288
335
;83
<79
III. Проектирование осветительных установок
А. Общие соображения о выборе системы освещения
Чтобы иметь хорошее освещение приходится принимать во
внимание желаемую освещенность, ее распределение, мягкость и
степень ослабления слепящего действия, окраску света источника,
его качество в гигиеническом отношении, удобство и надежность
в эксплоатации, пожарную безопасность, а также и экономичность
установки.
1. Оценка освещения. Для фотометрической оценки
освещения служит освещенность на рабочих поверхностях. Если
отсутствуют специальные указания о рабочей поверхности, то освещен.-
ность определяется на горизонтальной поверхности, находящейся
на высоте 1 м от пола. Указания средней освещенности этих
поверхностей в большинстве случаев бывает достаточно. Для более
подробной характеристики освещения нужно, кроме того, указывать
освещенность (максимальную и минимальную).
Неравномерность освещения есть отношение минимальной освещенности
к максимальной; это отношение — всегда правильная дробь. Тени и световые
пятна принимаются во внимание лишь в том случае, если они происходят от лампы
или арматуры.
Световой отдачей установки при освещении некоторой поверхности является
отношение общего светового потока, падающего на данную поверхность, к общей
затраченной мощности. Этот сватовой поток получается как произв д^ние средней
освещенности в люксах на площадь освещаемой поверхности в квадратных мгтрах.
Коэфициент использования осветительной установки при освещении
какой-либо поверхности есть отношение падающего на данною поверхность
светового потока к световому потоку ламп без арматуры.

1096 т- ш- 0тД- И- Свет, источн. света, освещение. III. Осветит, установки
2. Неравномерность освещения. Пространственное
распределение освещенности должно быть настолько равномерно, чтобы при
переходе от одного места к другому нельзя было бы заметить
резкой мешающей разницы в освещении. Если для освещения
рабочей поверхности необходимо специальное местное освещение,
то при этом обязательно должно быть достаточное общее
освещение.
Временные колебания освещенности должны происходить настолько медленно,
чтобы эти колебания не могли оказывать мешающею действия на глаз.
Колебание напряжения в электрических осветительных сетях и изменение давления
в газопроводах должны быть незначительными. При освещении движущихся
предметов трубками с газовым разрядом, питаемых переменным током, наблюдаются
искажения движения. Осветительные установки с лампами накаливания на
переменном токе в 50 периодов в сек. не дают заметных для глаза колебаний света.
3. Слепящее действие1). Слепящее действие уменьшает
зрительное восприятие глаза, создает затруднение в рабочих процессах,
уменьшает производительность труда и может быть причиной
несчастных случаев.
Чтобы избежать в осветительных установках слепящего действия
на глаз, необходимо соблюдать следующие условия:
a) Для светильников местного освещения допускается наибольшая яркость
0,2 стильба (НК/см2) в пределах углов излучения от 75° до 180°, считая 0° в надире.
b) Для светильников общего освещения допускается наибольшая яркость 0,3
стильба (НК/см2) в пределах углов излучения от 30° до 90°.
c) Для светильников наружного освещения допускается яркость 2 стильба
НК/см2) в пределах углов излучения от 60° до 90°.
Вышеприведенные условия относятся также и к отражающим
свег поверхностям.
4. Тени. Различают падающие тени, возникающие от предметов,
находящихся на пути Светового пучка, и собственные тени, которые
обусловливаются расположением освещаемых поверхностей по
отношению падающего света. Правильное расположение теней
облегчает распознавание предметов, неправильное расположение теней
создает мешающее действие. Чем больше по размерам источники
света, и чем их больше, тем получаются мягче тени и тем
постепеннее переход от тени к полутени. Отношение освещенности
в затененной части какой-нибудь точки поверхности к
освещенности в не затененной точке называется затенением
освещения.
Освещение рабочих поверхностей не может быть совсем без
теней. Но с другой стороны падающие тени, которые могут
появляться во время работы, не должны быть слишком хустыми
(затенение не должно превосходить 0,2 -т- 0,8).
Искусственный дневной свет может служить или в качестве
добавочного освещения к освещению дневным светом, или применяется для
освещения, когда требуется, чтобы освещаемые предметы не изменяли своих
естественных цветов. Для многих целей бывает достаточным освещение, похожее на
х) В СССР ослабление слепящего действия (блескость) нормируется высотой
подвеса светильников. См. „Правила искусственного освещения промышленных
Предприятий". Журнал „Светотехнике 1934 г., ^2и^.

Тени. Окраска света
1097
дневной свет, осуществляемое при помощи так называемых ламп „дневного света",
или при помощи обыкновенных ламп, снабженных колпаками голубого цвета.
Наиболее близко к дневному свету подходит свет трубок Мура, наполненных
углекислым газом.
Цветное освещение осуществляется при помощи окрашенных ламп
накаливания, вольтовых дуг, с углямч,1 пропитанными различными солями металлов,
а также возрастает область применения источников света с разрядами в газах и
парах металлов. Значительное распространение имеют цветные фильтры, которые
перед различными источниками света могут легко вставляться и заменяться
другими.
5. Окраска света. Окраска света зависит от относительного
распределения светового излучения в отдельных областях спектра.
Окраска дневного света обусловлена, главным образом,
температурой солнца (около 6000°), благодаря чему в солнечном свете
находится большое количество синих лучей. Для ряда источников света
в табл. 29 (по измерениям Блоха) дано относительное
распределение красного, зеленого и синего излучений.
Таблица 29. Содержание красных, зеленых и синих лучей в различных
источниках света
Ро
На 1000 Him общего светового
потока приходится
к1)
з2)
с3)
Дневной свет, закрытое облаками небо
„ „ голубое небо. . • ...
Солнечный свет через тонкие облака .
Стеариновая свеча . . . •
Керосиновая лампа
Газокалильный свет низкого давления •
„ „ высокого „
Угольная лампа накаливания 3,3 Hlm/W
Лампа накал, с металл, нитью 10 HlmfW
Нитро-лампа 19 Hlm/W •
Дуговая лампа с чистыми углями . . .
„ „ пламенная с белым светом
„ „ „с желтым „
„ ,, ,, с красным „
Ртутная лампа
Кварцевая ртутная лампа
Свет Мура с углекислотн. наполнением
„ „ с азотным „
„ „ с неоновым „
Лампа дневного света 60 W
333
270
375
775
745
560
575
695
625
555
485
435
433
775
65
135
290
850
955
430
333
340
325
170
185
295
280
210
245
275
30Э
345
437
130
705
663
340
130
42
320
333
390
300
55
70
145
145
95
130
170
215
220
130
95
230
200
370
20
3
250
Обозначают: 1) к—красный, а) з—зеленый, 3) с—синий свет,
6. Источники света с гигиенической точки зрения. Во всех
осветительных установках нужно избегать слепящего действия для
предотвращения порчи глаз и уменьшения возможности несчастных
случаев. При употреблении источников света с большим
содержанием ультрафиолетовых излучений (ртутные и дуговые лампы)

1098 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. III. Осветит, установки
следует предохранять соответствующими средствами глаза и кожу
ог ожогов. Также следует озаботиться отводом продуктов
сгорания и тепла, развиваемых источником света. В табл. 30 приведена
сводка качеств отдельных источников света в гигиеническом
отношении.
Таблица 30. Продукты сгорания, выделяемое тепло и потребность воздуха
для различных источников света ')

Световой
поток
Him
На 1000 люменов в час
Продукты сгорания в литрах
Угле- I
ислота
Водян.
пар
Азот
Сумма

Образование

теплоты
По-
требл.

воздуха
Стеариновая свеча . .
Керосиновая лампа . .
Керосинокалильное
освещение . . • . .
Спиртокалильное
освещение
Ацетилен
Ацетиленокалильное
освещение , . . . .
Газокалильное
освещение
Инвертное i алильное
освещение
Газокалильное
освещение под давлением .
Электрическая лампа
с угольной нитью
25 HKh
Вакуумная
вольфрамовая лампа 25 W .
Газополная лампа
100 W
Газополная лампа
500 W
Дуговая лампа с
эффектными углями .
14
3oQ
4 /00
520
320
600
740
1050
3 800
250
240
1450
9 700
12 600
1100
850
210
90
150
50
90
55
55
1,5
I
1100
850
210
130
75
25
200
120
120
—
6300
4800
1200
570
710
230
720
425
425
3
8500
6500
1620
780
935
305
1010
600
6J0
4,5
7700
3700
930
660
970
330
810
475
475
290
90
60
45
30
8000
610Э
1500
710
900
290
530
5го
4,5
Человек выделяет в час от 20 до 50 л угольной кислоты, от
20 до 230 г (= 24 до 280 л) водяных паров и потребляет 380 л
воздуха.
В установках, где может накопиться горючее или образоваться взрывчатые
газы, должны быть приняты соответствующие меры предосторожности. Считан,-
*) К о rf f-P e t e r s e n in В 1 о с h. Lichttechnik, Munchen—Berlin 1921, Д. Olden-
bourg, nacti Scfcaars Calender fur das Gas- u, Wasserfach 1921, S. 199. ^

Рлсчет осветительных установок
10Г9
щиеся вредными ультрафиолетовые лучи определенных источников света при
правильном применении могут быть испо'льзованы для лечебных целей. Для
терапевтических целей применяются ртутные дуги в кварцевой оболочке (искусственное
горное солнце), а также некоторые дуговые лампы и лампы накаливания с колбой,
пропускающей ультрафиолетовые лучи (Osram-Vitalux-Lampe).
Экономичность. Для характеристики экономичности освещения служит данное
на стр. 1095 понятие световой отдачи установки при освещении некоторой
поверхности; эта световая отдача и принимается как характеристика экономичности
установки вместо обратной величины, т. е. расхода энергии на 1 люкс и на 1 м*
средней освещенности пола (расхода на 1 люмен). Сравнение систем освещения
на данной основе применимо лишь тогда, когда принимается во внимание только
стоимость энергии. Для полного сравнения нужно принять во внимание добавочные
расходы, вызванные приобретением установки, уходам за ней, заменой ламп и
арматур, а также для разных систем освещения— обслуживание установки в
целом. Следует также принимать во внимание капитализацию (соцнакопление) и
амортизацию обшей стоимости установки, со всеми необходимыми добавочными
приспособлениями.
Следует учитывать и ту экономию, которая, например, получается от
повышения условий безопасности, от уменьшения несчастных случаев, от повышения
производительности труда. Эстетическое действие осветительной установки также
может иметь экономическое значение.
В. Основные соображения о расчете осветительных
установок
а) Коэфициент использования осветительной установки.
Коэфициент использования осветительной установки при
освещении какой-либо поверхности есть отношение величины падающего на
данную поверхность светового потока к величине светового потока
ламп без арматуры (стр. 1078). Коэфициент использования в большой
мере зависит от окраски стен и потолка, от рода выбранных
светильников (стр. 1088 и дальше) и от геометрических размеров
помещения или ширины улицы. Средние величины коэфициентов
использования для некоторых частных случаев приведены в табл. 31 и 32.
В табл. 33 приведены коэфициенты использования для часто
применяемых светильников, изготовляемых в СССР, в зависимости
от окраски помещений и геометрических размеров помещений
(индекс помещения), что в значительной степени влияет на
величину коэфициентов использования и тем самым на величину
расчетного светового потока.
Индекс (/) квадратных помещений для прямого освещения
определяется из формулы:
Ь
для полуотраженного и отраженного:
._ Ь
где Ь — ширина помещения, h — высота светового центра источника
света над освещаемой поверхностью, hx —- высота цотолка над
освещаемой поверхностью.

1100 T- HL Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. III. Осветит, установки
Для помещений прямоугольной формы с длиною / и
шириною Ь коэфициент использования y]0 находится по формуле;
*)о = Va Чг + 2/з *1*
где y)| — коэфициент использования, взятый по индексу для
квадратного помещения со стороною /, а г\ь — коэфициент использования,
взятый по индексу для квадратного помещения со стороной Ь.
Таблица 31. Коэфициенты использования для полуотраженного освещения х)
'Для светильников с коэфиц. пол. действ, приблиз. 80% и кривой распределения
силы света приблиз., как на фиг. 19, стр. 1087).
Xs)
2
4
7
Окраска стен 2)
( светлая
J средняя
| темная
С светлая
) средняя
1 темная
( светлая
J средняя
[ темная
Коэфициенты использования в о/о
Окраска потолка
светлая средняя
35-40
30-35
25-30
45-50
40—45
35-40
50-55
45-50
40-45
30—35
25—30
20-25
35-40
30—35
25—30
45-50
40—45
35-40
темная
25-30
20—25
15-20
30-35
25-30
20-25
35-40
30—35
25-30
Таблица 32, Коэфициенты использования для уличного освещения
Ширина улицы
Высота подвеса светильника
Род светильников
„концентрирующий"
°/о
25-30
30-40
40-50
„широкого свето-
распределения"
«/о
&-30
30—40
*) Для преимущественно прямого освещения величины выщэприведенных коэфи«
циентов использования следует увеличить приблиз. на 10%.
°) Светлая окраска имеет коэфициент отражения от 70%
Средняя „ „ „ „ „ 50%
Темная „ „ „ 20%
, 8)Х= ширина помещения/высота подвеса источника света над освещаемой
поверхностью,

СП ф. CV КЭ *сл •-* ^СЛ
СЛ Со о 4* О 4*. vi
tc ►— оо ю -о н- ю
сй ел ел 4». 4ь. со »—
О tO СП С£> 4*. 00 00
05 Oi СП Сл 4а. 4а. Ю
*- О •<! •-- О »-» N3
OS СЛ СП 4* 4* Со н-
О 00 СЛ «О 4а. 00 ОО
СЛ Сл СЛ 4а» 4а. СО —
со со ел «э 4s. оо оо
Индекс помещения
средние
р=50о/о
темные
р=ЗСо/0
очень
темные р=
=10°/0
темные
p=30"f0
очень
темные р=
=10»/о
очень
темные р=
=1(»/о
Стены
Стены
Стены
о I
II §
-<><■>
ОЯ
о~Н
Е
Потолок
средний
р=50о'о
11 S3
сод о
Коэфициенты использования
ел
Сл
СО
ел
§
СП
4ь
СЛ
кэ
4а>
4>
СЛ
КЭ
Сл
-о
4*
ОО
СЛ
to
4*
СО
Сл
сэ
£
4а.
4*
00
4*.
■^1
4а.
ел
ю
4а.
СЛ
4а.
N3
4а.
О
4а.
ЬО
4*.
4а.
О
1,5
4а.
1\Э
СО
СО
СО
СП
СО
оо
%
ы
-
со
С5
со
4а.
СО
%
СО
СО
0,5
N3
Ю
►_.
00
ел
00
ел
сл
Индекс помещения
средние
р=г:50о/0
темные
р=30"/о
очень
темные р=
=1Со/0
темные
р=30>/о
очень
темные р=
| =10°/о
очень
темные р=
=10°/о
О
н
я
Е
П
н
X
Е
О
а
Е
я
н
-о О
1И
о*
<Г"Н
£
»
Пото
сред
р=5
*£§
° t*«
II 2 3
СО$ о
■5Е о
к 1
° 1
43-11
Я 1
Я 1
иенты ис
a 'l
о il
г?
w il
О II
S
М ll
||
р
?> о*
О*
и
S
р
8
PC
о
<0
■в»
Я
Я
Я
Н
Е
я
о
я
о
5а
cr
СО
о
со
ав
s
о
со
н
S
: g
X
S
о
09
н О
►о ее
• 2
8
О
■о
1011
аонинодшхэдэ яинтзаоечи'оиэи хчхнэипифвоэд

4,5
8
to
&
£»
, 23
СП
£
*.
£
о
4^
►£*
-J
£
^
►^
СО
S
СП
^
*>
4*.
Си
CD
to
СЛ
4*.
ss
Ы
&
CO
►lb
СЛ
ё
CO
en
CO
to
CO
4S.
CO
со
о
-
S2
to
CO
to
to
CO
to
05
to
СЛ
0,5
to
о !
b-i
o>
CO
,_,
СЛ
со
to
Индекс пом
средние
Р=50°/о
темные
р=30о;0
очень
темные р=
=10>/0
темные
р=ЗОо/0
очень
темные р=
1 =10>'о
очень
темные р=
=1<У\'0
щ-
о
ч
Е
Г)
ч
Я
Е
п
ч
X
р:
Н'ТЯ
о
-о О
11к
оЗ
-°ft
о н
s*
Е
*
И » ч
С *** £а
^S=0
О Sep,
"° Ч Я
II S3
sis
° я «
!|
1
|!
X
о
w ]
•в-
я
Я
я
я
Е
Я
я
fa
0"
о
ts
Я
60
1
^4
ев
с я
сл
£
*»
О
СО
00
со
со
Со
•—'
to
4*.
4*.
*
to
СО
00
СО
4^
СО
to
со
ю
Со
со
"л
Оо
СО
4*
Со
о
to
00
to
СЛ
to
о
to
со
to
to
00
to
СЛ
to
CO
to
о
00
On
ю
ОО
4Ь
to
s
-<J
4»
b*
to
Co
^
ОС
СЛ
СП
CO
о
0,5
CO
CO
->J
~<1
en
СЛ
Индекс помещения
средние
p=50o/0
темные
p=30o/c
очень
темные р—
=10о/0
темные
р=30о0
очень
темные р=
1 =10°/о
очень
темные о=
= Юо/0
1
О
ч
я
Е
Я
ft
я
2
э
ч
-о С
11*
ои
-2 ft
о н
а
Е
»
-От) ►-!
"Is
ft О- * О
° »*
1
о !
•&|
циенты
К II
ПОЛЬ
ания
53
•3©
^ о
©Н
со 43
Ор
5
инаонвхоД хихэеоо III *эинэ1шэаэо 'вхэаэ *ньохэи 'хэаэ 'И 'tf^Q 'III \L SOU

•е-
Сл
S
S
&
4*
4*
ел
4*.
►fc»
S
8
&
&
£
4*
Со
CD
а>
4*
tO
&
6
СО
-«4
to
fc
S8
со
Со
4*
Со
Ю
Сл
с
ОЗ
СО
to
&
8
to
со
-
8
to
со
to
to
00
to
СП
4>
0,5
8
ел
СО
£
СО
to
Индекс помещения
средние
р=50о/0
темные
р=30'>/о
очень
темные р=
=10»/о
темные
р=30о/о
очень
темные р=
==10о/о
очень
темные р=з
=10о/о
О
н
о
a
Е
в
Е
н
то
a
е
о
II 8
о w
о п>
s
»
11*3
J-SO
Я» Я
iiis
со эз о
1
1
1
Коэфициенты использования
11=
4,5
ел
4».
СЛ
to
8
ел
Сл
о
4*
СО
4*
Сл
8
8
45*
со
СО
Сл
4*
СО
4*.
^1
4*
ио
4*
СП
to
&
4*
45*
to
4*
4*.
4*
to
to
"ел
£
4».
CO
CO
4*
CO
00
со
-
Co
oo
8
CO
4ь
со
en
CO
4ь
CO
4*
0,5
*
8
ОС
8
00
00
Индекс помещения
средние
Р=50%
темные
Р=зо°/0 !
очень
темные р=
=аоо/0
1 темные
р=30о/о
очень
темные р=
J =10о/0
очень
темные р =
=10с/о
X
Е
О
н
п>
я
Е
О
н
а>
X
Е
•О О
Т§ 1
ош
-2. га
о Н
&
Е
Я>
II? S
СЛЬ О
^•S О
-он?
1113
1
о 1
•е-
s
я '
Я 1
га
X
Е
я
<■>
о
fa
«г
со
о
са
fa
X
Я
сои
яоэшнчлгихэао винвяоеяогодои гчхнэипифеол

Светильник „преимущественно прямого света"
с опаловым стеклом (см. фиг. 27, стр. 10921.
ения
мещ
Индекс по
0,5
1
1,5
2
3
4
4,5
Коэфициенты использования
Потолок светлый
р Ч = 70о/0
Стены
15
26
32
36
| 42
45
47
•5 СО
S ||
Н о-
11
22
28
32
37
41
43
очень
темные р=
=10 \'о
9
20
25
29
34
38
40
Потолок
средний
р=50о/о
Стены
я-
ill
Н О-
10
21
26
30
34 '
38
39
очень
темные р=
=10о/о
9
12
23
27
32
35
37
Потолок
темный
р=30о/о
Стены
очень
темные р=
=10о/о
8
18
22
25
30
33
35
*) р — коэфициент отражения окраски стен и потолков.
Продолжение табл. 33
„Плафон" одноламповый (см. фиг. 28, стр. 1089).
енш
3
о
с
Индекс
0,5
1
1,5
2
3
4
5
Коэфициенты использования
Потолок светлый
Р
ЛII
О о.
16
28
36
41
48
53
56
*) = 7Со/0
Стены
2 °
Sco
si
11
22
30
36
42
48
49
* II
о * II
8
19
25
31
38
43
46
Потолок
средний
р=50о/0
Стены
2_о
5 и
Н о.
9
20
26
31
38
41
43
s
* II
SS||
7
17
22
27
33
38
40
Потолок
темный
р=30°/о
Стены
5
НЧ о
Л Q--2.
О ВС II
6
14
19
23
28
31
35

Расчет осветительных установок
1105
Ь) Влияние высоты подвеса и расстояния между светильниками
С увеличением высоты подвеса и расстояния между лампами,
в предположении отсутствия отражения от стен и потолка, средняя
горизонтальная освещенность уменьшается, в то время как
равномерность освещения увеличивается.
Во внутренних помещениях с светлыми потолками и стенами достигнутая
освещенность мало зависит от высоты подвеса. При подвеске ламп следует
принимать во внимание, что при прямом освгщении для уменьшения слепящего
действия лампы должны находиться возможно выше, а при отраженном свете следует
хорошо освещать потолок и фризы стен.
Высота подвеса неподвижно прикрепленных источников света чад полом
в жилых помещениях составляет от 2,25 до 2,5 м, в ресторанах и торговых
помещениях—от 3 м и выше.
При осве щении внешних пространств высота подвеса зависит
главным образом от величины светового потока светильников. Для
приблизительного определения высоты подвзса h служит формула Блоха х)
Vf
/г=3,54- где F— световой поток светильника.
30 '
Расстояние между лампами во внутренних помещениях
незначительно влияет на равномерность освещения, в особенности при светлых стенах и
потолке. Рекомендуется выбирать расстояние между лампами во внутренних
помещениях равным от 1,5 до 2,5 кратной высоты светового центра источника
(высота подвеса над рабочей поверхностью). При освещении внешних пространств
выбор расстояния между лампами данной силы света зависит главным образом от
требуемой равномерности и минимальной величины горизонтальной освещенности.
Широкоизлучатели, вследствие их большого слепящею действия, применяются
не очень часто. В современных уличных осветительных установках допускается
небольшое расстояние между светильниками (30 м по оси улицы).
с) Методы расчета освещения
В настоящее время метод коэфициентов
использования — самый распространенный способ расчета освещения.
Когда же дело идет об ориентировочном подсчете установки
электрического освещения, то значительные услуги оказывает „правило
ватт" Неуск'а и Hogner'a.
При методе коэфициентов использования исходят из площади S полов
освещаемого помещения и требуемой средней величины освещенности Е , для кото*
рой при коэфициенте использования t\ требуется световой поток
F=EmSU-
Если г;—число предположенных к установке ламп, то для отдельной лампы
световой поток будет <р=Е S/zy\.
Если т), как это всегда имеет место на практике, есть правильная дробь, то,
выражая в % ('0')> можно иметь для расчета формулу; ,
<р=£ .100-^7.
Учитывая уменьшение расчетного светового потока за время де'^ств^я
осветительной установки, вводят в расчетный световой поток поправочный коэфицт*.нг
запаса 1,2—1,3 для чистых помещений, 1,5—-для средних помещ.ний и 2—для
пыльных и грязных помещений; тогда окончательно имеем формул^:
с
<с=о# 100 • — , где с—коэфициент запаса.
т т £Tj ^
1) В 1 о <; h, Lichttechnik, S. 285,
Зчк. 2ЯЯЗ.— Hiitte, Справочник для инженеров, т. III. 70

1106 Т. III. Отд. 11. Свет, источи, света, освещение. ИТ. Осветит, установки
Ее ни же электрические лампы нормированы на световой поток, то делением
евгтового потока на световую отдачу можно получить номинальную мощность для
данных ламп.
Необходимый световой поток для одной лампы, чтобы создать освещение
в помещении в соответствии с нормами освещенности, более правильно можно
определить по следующей формуле:
г» mm
где F световой поток в люменах для одной лампы, Е . требуемая освещенность
по нормам (табл. 38 и 39); 5 — площадь пола в метрах, с — коэфициент запаса,
т, — коэфициент использования осветительной установки, z— число ламп, k— попра-
/ Е .
вочный коэфициент перехода от средней освещенности к минимальной ( k— рШШ
\ Е-сред
который зависит от реда выбранных светильников и расстояния между ними.
Поправочный коэфициент k находится из табл. 35 (стр. 1107).
Для приблизительного подсчета средних освещенностей в 1, 2, 5 и 7 люксов
приведена табл. 34, где даны площади освещаемой поверхности в ж2, применяемые
для освещения лампы на 22J V при коэфициенте использования 40"/0. Для
получения большей освещенности сокращается площадь освещаемой поверхности
пропорционально увеличению освещенности. Если пользоваться лампами на ПО V, то
следует пересчитать световые потоки. При применении других коэфициентов
использования, освещенность изменяется пропорционально этим коэфициентам
использования.
Таблица 34. Расчет освещенности при коэфициенте использования в 40%«
Лампы *)
W
15
25
40
60
75
100
150
200
300
500
750
1000
1500
2000
Освещаемая поверхность (ж2)* вольфрамовые
1 IX
52
I 90
150
275
365
540
940
1260
2 080
3 500
5 800
8 203
12 200
16 600
при средней освещенности
2 1х
26
45
75
138
| 182
270
470
630
1040
1760
29С0
4100
61G0
8300
5 1х
10,4
18
30
55
73 '
| 108
| 188
250
415
I 700
1 1160
1640
2450
3300
лампы 220 V
7 1х
7,4
12*8
21,5
39,5
52
77
134
| 180
295
500
1 830
1160
1740
2350
Правило ватт Heyck'a и Hogner'a, выведенное ими из формулы коэфициентов
использования, с допущением некоторые упрощений действительно, как
приближенное правило, для помещений с белыми потолками и хорошей арматурой, для
света преимущественно прямого, для диффузно-направленного и для полуотражен-
ного, в предположении освещения газополными лампами на 220 V мощностью от
*) Световые потоки ламп, указанных в графе 1, даны в табл. 14, стр. Ю78,

Таблица 35. Поправочный коэфициент *)
Типы светильников
Отношение расстояния между светильниками к высоте подвеса
0,3 0,5
0,7
1,0
1,2
М 1,5
1,75
2,0
„Универсаль" без затенителя .
«Универсаль" с затенителем .
„Люцетта" преимущ.
направленного света
„Люцетта" цельн. стекла . . .
„Глубокоизлучатель" зер-
кальн
„Глубокои?лучатель" эмали-
ров..
Светильник наружного
освещения • . . . .
Светильник преимущ.прямого
света
„Плафон"
0,49
0,61
-
—
-
0,64
-
""
—
—
0,63
0,60
0,52
0,55
0,80
0,66
0,54
0,48
0,48
0,74
0,70
0,68
0,66
0,74
0,77
0,62 ■
0,63
С,60
0,90
0,87
0,87
0,79
0,70
0,91
0,72
С,79
0,77
0,95
0,90
0,S9
0,92
0,68
0,93
0,80
0,91
0.89
0,98
0,87
0,91
0,87
0,69
0,99
0,85
0,93
0,94
0,86
0,83
0,91
0,73
0,67
0,91
0,92
0,92
0,94
0.83
0,81
0,S9
0,60
0,83
0,89
0,Г2
0,90
3) В. Мешков и И. Соколов, Курс осветительной технике.

1108 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. III Осветит, установки
100 до 500 W. Правило ватт устанавливает, что при 10 W/nf2, в зависимости от
мощности лампы накаливания, получается освещенность от 55 до 75 1х, а в среднем
651х. При лампах на ПО V получается освещенность выше приблизительно на 15%.
Для помещений с загрязненными пэтолкалш, для котопыч рекомендуется
точечный метод, Неуск и Hogner указывают приблизительно:"
50 1х при прямом и преимущественно направленном свете,
90 1х при направленном свете,
как эквивалент превращения мощности, 10 W/л" при употреблении газополиых
ламп на 220 V, мощностью 200—500 W.
С. Внутреннее освещение
а) Необходимая величина освещенности
В табл. 36 и 37, согласно нормам Германского
осветительного общества, даны следующие величины освещенностей:
Таблица !
Освещенность (1х) в промышленных предприятиях*
учреждениях и школах
Род работы *)
Грубая работа
Средняя работа
Тонкая работа
Тончайшая
работа . . .
а) Только общее освещение
Средняя
освещенность
минимум
20
40
150

рекомендуемая
40
80
150
300
наимен.
освещенность в
неблагоприятном месте
10
20
50
100
Ь) Кроме общего освещения еще
местное освещение рабочих мест
Общая освещенность
средняя
освещенность
20
30
40
50
освещенность
в
неблагоприятном месте
10
15 •
20
30
Рекомендуемая
освещенность
на рабочем
месте
50— 100
100— 300
300—1000
1000—5000
Таблица 37. Освещенность (>х) в гостиницах и жилых помещениях
Степень
освещенности
Средняя освещенность
минимальная
20
40
75
рекомендуемая
40
80
150
Наименьшая
освещенность в
неблагоприятном месте
10
20
50
В интересах интенсивной и точной работы, удобного и беспрепятственного
движения рекомендуется выбирать величины освещенностей значительно более
высокие, чем приведенные (при дневном освещении в большинства случаев
освещенности имеют значения, во много раз превосходящие данные табл. 36).

Внутреннее освещение
1109
Для установления достаточной величины освещения в СССР имеются
„Правила и нормы искусственного освещения промышленных предприятий", изданные
НКТ СССР от 14 мая 1933 г. за № 57 г). В соответствии с этими правилами в табл. 38
указаны минимальные освещенности для различных рабочих поверхностей и
вспомогательных помещений.
Таблица 38. Освещенность на рабочих поверхностях и во вспомогательных
помещениях
Название работ и помещений
Минимальная
освещенность (fx)
Очень мелкие или очень тонкие работы, связанные
с различением очень мелких деталей (отношение
наименьшего размера детали к расстоянию ее
до глаза не более 1 : 2000).
На рабочих поверхностях темного цвета ...,.•
,, „ * „ светлосерого цвета. . . .
„ „ „ светлых цветов
Мелкие и тонкие работы с темными рабочими
поверхностями (отношение наименьшего размера
рассматриваемого предмета к расстоянию его до
глаза не более 1 : 1000). Точные тонкие работы
по металлу, контроль, браковка, испытания,
чертежные работы, пробирка ремиз, темное
крашение, тонкая шлифовка, лабораторные работы .
Те же работы, что в § 1а, но рабочие поверхности
преимущественно светловатых и светлосерых
цветов. Тонкое ткачество, ватера, шитье на
швейных машинах, тонкие слесарные, токарные,
столярные и инструментальные работы,
крашение и отделка, кручение, счетные и проектные
работы, живопись
Те же работы, что в § 1а, но с рабочими
поверхностями светлых цветов, а рассматриваемые на
них предметы светлосерых и темных цветов.
Чтение, отсчет на измерительных приборах,
кабинеты и конторы, светлое ткачество,
прядение каландры, сборка машин, распиловка
дерева, столярно-плотницкие и малярные работы,
аппретурные работы, машинные залы,
кондитерское производство, хлебопечение, обработка кож
Различение несколько более крупных деталей по
сравнению с указанными в § I, преимущественно
на темных поверхностях. Более крупное
прядение и ткачество, средние токарные, слесарные
и столярные работы, трансформаторные
помещения, распределительное устройство, сборка
мелких м'ашин
Те же работы, что в § На, но с рабочими
поверхностями светловатых и светлосерых цветов.
Более грубые слесарные работы, жестяночные,
кровельные и штамповальные работы
Те же работы, что в § На, но с рабочими
поверхностями светлых цветов. Грубые прядения,
прокатка, кузнечные и малярные работы, кардное
и ленточное производство, промывка, сушка,
отбелка, перегонка, дубление, красковарочные
работы, помол, водокачки, вагранки, склады
инструментов и мелкич частей .
х) Журнал „Свето1ехника" 1934 г. № 2 и 5.

1110 т- И1. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. Ш. Осветит, установки
Таблица с8, Освещенность на рабочих поверхностях и во вспомогательных
помещениях
(Продолжение)
Название работ и помещение!
Работы, при которых не требуется различать мелкие
предметы, их части и какие-либо подробности
с темными поверхностями
со светлыми поверхностями
Чесальные машины, грубая упаковка, склады
Работы, не требующие рассматривания
близлежащих поверхностей. Топочные помещение,
бункера, зольное помещение и пр
Работы, связанные с применением доступных для
соприкосновения опасных режущих
инструментов: резцов, сверл, фрезов и пр.
детали не более 5 X 5 си
детали больше Ьу^Ь см
Если по техническим причинам нельзя установить
вышеуказанные освещенности, то допускаются
следующие снижения:
Разряд 0, раздельГа, б, в соответственно
„ I „ "а, б, в „
II и а» бчв „
„ III „ а, б, в „
„V а, в „
Помещения для отдыха, приготовления пищи и
в столовых
Уборные, умывальники, души, ванны (на полу)* . .
Раздевальни на полу . ,
На вешалках (на стене на высоте 1,5 м от пола) . .
Проходы между станками (на полу)
Проходные помещения, лестницы, площадки
на полу
на стенах (на высоте 1,5 м от пола)
Склады, хранение крупных материалов
на полу . . .•
на стенах (на высоте 1 ж от пола)
Минимальная
освещенность {'х)
30
20
100
6J
100,
50,
30,
20,
50
75 и
35 и
25 и
15 и
и 30
50
25
15
5
10
50
25
20
15

BHyipemiee освещение
1111
Особенно нужно тщательно относиться к освещению школьных помещений.
В учебных помещениях школ должно^применяться общее освещение. Освещенность
не должна быть ниже норм, приводимых в табл. 39.
Таблица 39. Нормы освещенностбй школьных помещений1)
№
Название помещений
На столах учащихся . . .
На классных досках . . .
В лабораториях на
рабочих местах
В библиотеках на столах .
На чертежных досках . .
В спортивном зале на
полу
В помещениях для
отдыха ..."
В корридорах и
раздевальнях, горизонтальная
освещенность на полу .
В уборных,
горизонтальная освещенность на
иолу •
Минимальная
освещенность
1х
75
75
50
50
100
30
20
15
50
Ь) Выбор рода освещения и расположения ламп
Если в распоряжении находятся электричество и газ, то, исходя
из чисто эксплоатационных расходов, выбор рода освещения
определится ценой обоих видов энергии. Если же наиболее важным
является быстрое включение, большая чистота, меньшее загрязнение
окраски помещения, то выбор падает на электрическое освещение.
Для изолированно лежащих небольших поселений, гостиниц,
вилл и т. д. применяется воздушный газ, ацетилен и небольшие
блокстанции (двигатель внутреннего сгорания, динамо и
аккумуляторная батарея). Употребляются также для освещения
обыкновенные керосиновые лампы, керосино- и спиртокалильные лампы.
При выборе рода ламп и арматур и их размещения нужно
принимать во внимание, что иногда требуется только хорошая
горизонтальная освещенность, а иногда также требуется достаточная
вертикальная освещенность, как, например, в картинных галлереях,
в рисовальных залах с вертикальными досками.
*) Одобрены Всесоюзной светотехн. конференцией в Москве 1929 г., Труды
конференции, выпуск Ш.

1112 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. III. Осветит, установки
с) Отраженное освещение
, Для многих случаев, как то: освещение школ, чертежных и
фабричных зал, бывает выгодно смягчать сильные контрасты
(падающие тени), возникающие при прямом освещении,
применением полуотраженного или отраженного освещения. В первом
случае видимая часть рефлекторов делается из сильно
рассеивающих свет материалов, во втором случае — из непрозрачных
материалов. Степень диффузности освещения приходится выбирать
сообразно выполняемой работе, так как вполне отраженное
освещение уменьшает восприятие рельефности предметов благодаря
полному отсутствию теней.
Коэфициенты использования отраженного и полуотраженного освещения
значительно меньше, чем прямого. Коэфициенты использования для полу отраженного
освещения и при темных потолках и стенах могут еще уменьшаться
приблизительно на 5°/о»
d) Специальные случаи
1. Фабричное освещение. Выбор средств для достижения
хорошего фабричного освещения зависит в каждом отдельном
случае от природы данного помещения (многоэтажные и одноэтажные
помещения; помещения с шедовыми перекрытиями и т. д.) и от
рода нужного освещения (общее и местное освещение). Ниже
приводятся общие руководящие указания 1).
Осветительная установка должна соответствовать требованиям безопасности*
гигиены и надежности эксплоатации. Для предупреждения образования скоплений
легко горючей пыли и взрывчатых газов нужно принимать соответствующие
меры. Продукты сгорания и образующееся в осветительной установке тепло
должны в достаточной мере удаляться. Независимо от главной осветительной
установки нркно предусмотреть установку для освещения в целях безопасности.
Лампы, колпаки, рефлекторы, потолки и стены должны поддерживаться
в чистом состоянии во избежание уменьшения освещенности. При дневном
освещении нужно содержать окна и верхний свет в чистом состоянии.
Освещение не должно вызывать сильного слепящего действия, чтобы тем самым
не уменьшать способность глаза к различению предметов. Для местного освещения
современные источники света, газокалильные и электрические лампы, голым-i
применяться не могут, так ьак их яркость значительно превышает допустимые
нормы. Простая матировка в большинстве случаев недостаточна для уничтожения
слепящего действия.
Освещение не дояжно давать мешающих резких теней, а также большой
местной или общей неравномерности; последнее относится также и к временным
колебанием освещенности. Нужно заботиться о хорошем распределении света
и о правильном направлении падающих св-товых лучей. Мешающие резкие тени-
могут быть уничтожены правильным расположением светильников, их числом
(в особенности при прямом освещении) и выбором рода освещения,
полуотраженного или отраженного. Значительные неравномерности освещения, могущие
вызвать несчастные случаи (поскольку они местного характера), могут быть устранены
правильным выбором светильников и их распределением. Временного колебания
освещенности удается избежать при соблюдении целесообразных условий эксплоа-
тации и целесообразным устройством расположения ламп (при газовом
освещении — постоянное давление, при электрическом — постоянное напряжение, при
переменном токе — еще также правильный выбор типа ламп сообразно числу
J) Leitsa4ze fur die Intienbeleuchtutig der Gebp.ude u. s. w. Sonderdruck von der
D. B. G. E. V. *
Труды 2 Всесоюзной светотехн. конференции, вып. III. Также см. Проектир.
освет. установок.

Внутреннее освещение
111."
периодов тока). Правильное направление падения света при местном освещении
лучи е всего устанав, ивать при помощи переносной лампы. При общем освещенгн
нуж! о забот i ься о том, чтобы искусственный свет падал с той же стороны, как
и д1 евной свзт.
2. Освещение театральных, концертных, лекционных и
парадных зал. Освещение служит отчасти декоративным целям
и должно соответствовать архитектурным формам помещения.
Кроме прямого освещения, которое часто выполняется при помощи
голых источников света, применение коих возможно благодаря
высоте помещений, применяется также отраженное и
полуотраженное освещение, а иногда и окрашенный свет.
В этих установках нужно предусмотреть соответствующие приспособления для
уменьшения света, а при газовом освещении, кроме того, и приспособление для
зажигания. В театрах следует принимать во внимание специальные правила проти-
1 опожарной безопасности и устраивать запасное ^освещение. В лекционных
и концертных залах кафедры лекторов и пюпитры следует освещать так, чтобы
избежать слепящего действия на зрителей.
3. Освещение сцен. Для соффитного освещения служат
осветительные приборы с рядами ламп накаливания. Часто применяются
специальные сорта ламп, так называемые соффитные лампы. Для
цветного освещения сцены находит себе применение одно- и
многоламповые системы.
В первом случае цвехной эффект достигается применением светофильтров
и неокрашенных ламп. При многоламповой системе (система Б р а н д т а) цветные
эффекты достигаются комбинацией белых, красных и сине-зеленых ламп (3-лампо-
вая система) или белых, красных, сине-зеленых и желтых ламп (4-ламповая
система). Освещение горизонтов производится по системе AEG, SSW и фирмы
Schwabe & Со. помощью прямого освещения газополными лампами. Новые
многоламповые осветительные системы выполняются также и газополными лампами.
4. Освещение поездов. Железнодорожные вагоны освещаются
отчасти инвертными * горелками, отчасти электрическими лампами
накаливания. Для запасного освещения служат масляные лампы
При газовом освещении необходимы постоянно горящие запальные
приспособления, потребляющие в час приблизительно 6 л газа.
Электрическое освещение поездов осуществляется или по
индивидуальной системе с применением только аккумуляторной батареи,
или от динамомашины, приводимой от оси вагона и связанной
с аккумуляторной батареей.
На электрифицированных железных дорогах лампы вагонного освещения
питаются или непосредственно от сети, или через трансформатор. Дополнительно
требуется небольшая аккумуляторная батарея, которая, при прекращении тока
в сети, автоматически включается на освещение безопасности.
5. Освещение в фототехнике. При употреблении
искусственного света для съемок и для печатания важно, в первую
очередь, фото1рафическое или ^ктиничное действие источника света.
Особо высокой актиничностью обладают ультрафиолетовые
излучения, которые большею частью поглощаются стеклянными линзами
фотографического объектива и стеклами копировальных рамок.

И14 Т. III. Отд. И. Свет, источи, света, освещение. III. Осветит, установки
В табл. 40 1) даны относительные актиничности ряда источников света,
принимая актиничность свечи Гефнера за единицу. Актиничность в данном случае
принимается, как отношение фотографического действия к фотометрическому.
^Фотографическое действие указано для обыкновенной фотографической пленкг,
а не для панхроматической.)
Таблица 40. Относительная актиничность различных источников света
Источники света
Актин.
Источники света
Актин.
Лампа Гефнера
Керосиновая лампа
Газо- и спиртокалильное
освещение
Магниевое освещение . . .
Электрич. угольная лампа .
Электрич. вакуумная лампа
с вольфрамовой нитью . .
Электрич. газополная лам-.а
20 Я/m/W
1
1,5
2
4,5
7
Osram Nitraphotlampe . . .
Дуговая лампа с чистыми
углями
Дуговая лампа с
эффектными углями для белого
света
Дуговая лампа
продолжительного горения
Ртутная дуговая ламла . . .
Дневной свет
16
18
100 — 150
14
15-20
Следует иметь оценку источников света не только с точки зрения их
фотографического действия, но и со стороны их экономичности, тогда нужно еще
принимать во внимание световую отдачу источника света и стоимоегь электрической
энергии.
Кроме актиничности, указанной для общего излучения, при съемке играет
также роль и относительное распределение энергии в спектре применяемого
источника света, особенно если дело касается воспроизведения цветных объектов.
Иногда, в зависимости от требования к окраске источника света, кроме дуговых
ламп употребляются также и газополные лампы так называемого „дневного света".
Для фотографических целей имеются в продаже специальные электрические
лампы накаливания (Osram-Nitraphotlampe). В настоящее время часто применяются
при киносъемках газополные лампы, непрерывный спектр которых дает
удовлетворительные результаты при работе с панхроматической пленкой- Для процесса
печатания, в котором все требования, кроме актиничности, отступают на задний
план, лучше всего подходят дуговые лампы продолжительного горения.
D. Освещение внешних пространств и больших
крытых помещений
Для наружного освещения, которое приспосабливают по силе
и качеству к требованиям движения и общественной безопасности,
установлены нормы Германским осветительным обществом 2).
Освещенность внешних пространств определяется, как горизонтальная
освещенность на высоте 1 м от поверхности земли. Освещение
оценивается по величинам средней Щ минимальной освещенности
в наиболее неблагоприятных, ко не затененных точках. Величины
1) В 1 о с h, Liehttechnik, S. 579.
2) Leilsalze der DBG. a. a. O.

Освещение внешних пространств
1115
освещенностей должны быть во время нормального движения
не ниже значений, приведенных в табл. 41 и 43.
В позднее время, когда нет нормального движения, освещенность может быть
уменьшена сообразно значению улиц или площадей, и даже иногда можно перейти
на эксплоатацию небольшого количества ламп, дающих возможность различать
направление. При наружном освещении также нужно избегать раздражающих неравно-
мерностей, колебаний освещенности, резких теней, слепящего действия уличного
освещения, витрин, рекламных и сигнальных ламп. Источники уличного освещения
не должны мешать действию сигнальных ламп, а также и путать сигналы.
1. Для уличного освещения имеет значение также
равномерность освещения; должна быть небольшая разница между
горизонтальной и вертикальной освещенностью. Нужно максимально
стремиться избегать слепящего действия. По возможности следует
создавать такое освещение, чтобы были освещены фасады домов
по крайней мере в их нижней части. Для уличного освещения
применяют газ и электричество. Для газового освещения употребляются
газовые горелки высокого и низкого давления, инвертные и
обыкновенные. При электрическом освещении преобладают газополные
лампы, хотя еще употребляются и пламенные дуговые фонари
продолжительного горения и металлические вакуумные лампы. В одной
арматуре при газовом освещении совмещают до 21 горелки, при
электрическом освещении — 1 или 2 лампы, устанавливая часто на
одной мачте по несколько светильников.
Помощью выключения части горелок, после окончания усиленного движения,
можно достигнуть экономии, не изменяя равномерности освещения. При газе
рекомендуется применять зажигание на расстоянии; при электрическом
освещении — центральное включение на расстоянии и контроль. Зажигание газа на
расстоянии производится или изменением давления в газопроводе, или средствами,
независимыми от газопроводов (включающие часовые механизмы, действующие
сжатым воздухом, механическим или электрическим приводом).
В табл. 41 и 44 приведены величины освещенностей для улиц,
площадей, фабричных дворов и пр., которых надо
придерживаться при проектировании осветительных установок. В табл. 42
приведены ориентировочно высоты подвеса светильников,
принимая во внимание особенности большого города, где допускается
расстояние между светильниками от 30 до 60 м.
В настоящее время в СССР утверждены II Всесоюзной светотехн. конференцией
временные правила искусственного освещения улиц, площадей, проездов и дорог.
(Труды II Всесоюзной светотехн. конференции, ,выпуск III).
2. Освещение рельсовых путей, вокзалов и водных путей.
Газополные лампы совершенно вытеснили дуговые фонари
в освещении вокзалов и рельсовых путей. При газе
применяются почти исключительно инвертные горелки. Где
отсутствуют электричество и газ, употребляются керосинокалильные
и ацетиленовые лампы.
Величины освещенностей указаны в табл. 43. При освещении
рельсовых путей с большим движением и товарных станций, где
препятствия должны быть легко различимы, нужно обращать
внимание на большую равномерность освещения и на полное
отсутствие блесгкости.

1116 Т. III. Отд. 11. Свет, источн. света, освещение. III. Осветит, установки
У важных стрелок лампы должны быть расположены сзади или сбоку стрелок
по отношению линии зрения из будки управления. Лампы должны регулярно и
часто очищаться. Сигнальные фонари у стрелок большей частью снабжены
керосиновой лампой с плоским или круглым фитилем; в последнее время отчасти
Taicne лампы заменяются электрическими лампами.
Таблица 41. Величины освещенностей улиц и площадей
Наименование освещаемых мест
Улицы и площади:
С сильным движением в больших
Проходы и лестницы:
Со слабым движением ...
С сильным движением
Фабричные дворы:
Средняя освещенность

наименьшая
1х
1
1 3
8
15
10
1 1
5

рекомендуемая
1х
3
8
15
30
15
30
15
Освещенность в
неблагоприятном месте

наименьшая
1х 1
0,2
0,5
2
4
2
5
0,3
2

рекомендуемая
1х
0,5
2
4
8
5
10
1
5
Таблица 42. Высота подвеса светильников для уличного освещения
(расстояние между светильниками от 30 до 60 м)
Световой поток
светильника \Ш] 1000-50,J ЗООЭ-10 000 5000-30 000 10 000-60 000
Высота подвеса \м] . . . 3,5—6,5 5—7 6 —10 8 —18
Таблица 43. Величины освещенностей вокзалов, рельсовых путей и водных
путей
Наименование освещаемых мест
На железных дорогах
Рельсовые пути
со слабым движением ....
с сильным движением ....
Пассажирские платформы,
товарные платформы, лестницы и
проходы:
со слабым движением ....
с сильным движением ....
На водных путях:
Пристани, места причала, шлюзы
со слабым движением . . .
с сильчым движением ....
Средняя освещенность |

наименьшая
1х
0,5
! 2
5
10
1
1 5

рекомендуемая
1х
1.5
5
15
30
3
15
Освещенность в
неблагоприятном месте

наименьшая
1х
0,2
0,5
1 2
5
0,3
2

рекомендуемая
1х
0,5
2
6
10
1
5

Освещение прожекторами
1117
Таблица 44. Величины освещенностей улиц, площадей, проездов и дорог
в СССР, одобренные II Всесоюзной светотехнической конференцией в 1929 1).
Разряд
I
И
III
IV
V
Наименование освещаемых мест
Вокзальные площади; улицы и
проезды с особо большим
автомобильным и трамвайным
движением; базары, рынки,
ярмарки, подъемы, спуски и лест-
Улицы, проезды и дороги с
большим автомобильным и
трамвайным движением; площади и
места около общественных
зданий, фабрик^ заводов, театров,
клубов, домов культуры, кине-
Улицы и проезды со средним
автомобильным и трамвайным
движением
Улицы и проезды с небольшим
автомобильным и трамвайным
Улицы, проезды и дороги с
редким движением (при отсутствии
Наименьшая освещенность
1х
в крупных
городах
4
2
1
0,3
0,1
в больших
городах i
2
2
1
0,3
0,1
в небольших
городах,
фабричных и
других поселках
1
1
1
0,3
ОД
Е. Освещение прожекторами
1. Под понятием прожектор в широком смысле подразумевается
комбинация источника света с зеркалом или линзой, цель которых
воспроизвести источник света как-нибудь с помощью этих
оптических приспособлений. Приборы этого рода могут применяться для
освещения отдельных предметов (прожектора в узком смысле) или
сигнальные, как в маяках и т. д.
Прожекторами можно пользоваться для изображения других
предметов (проекционные и в киноаппаратах). Прожектора имеют
тем больший эффект, чем больше сила света и выше яркость
употребляемого источника света, чем в большем телесном углу
улавливается световой поток источника света и чем болыце попе^-
речное сечение его оптической системы. Для достижения сильного
светового действия на больших расстояниях употребляются в
прожекторах электрические дуговые лампы, электрические лампы
накаливания и ацетиленовые горелки. При электрических дуговых
лампах можно усилить световой эффект употреблением
специальных углей по системе Beck-G ehlhoffa. Для получения более
х) Труды II Всесоюзной светотехнической конференции, вып. III,

1118 T- HI* 0ТД- 11* Свет, источи, света, освещение. III. Осветит, установки
слабого действия можно употреблять сжатый газ, спирто- и керо-
синокалильные горелки, друммондов свет, масляный и светильный
газы.
2* Автомобильные прожекторы (фары) в настоящее время почти
исключительно применяются с электрическими лампами. Фары должны давать возможность
шоферу обозревать улицу для предотвращения столкновения и несчастных
случаев, но в то же время не ослеплять пешеходов и лиц, едущих навстречу в
экипажах. Для пользования автомобильным освещением имеются особые правила.
3. В авиационном освещении прожекторы применяются для сигнальных огней,
для указания направления полета, для освещения посадочных площадок и
заградительных огней. По применению прожекторов в авиационном деле имеется
специальная литература.
F. Осветительный календарь
Осветительные установки должны включаться, когда делается недостаточным
ес!ественное освещение. Для открытых пространств имеется потребность в
освещении:
в зимнее полугодие от J/t часа после захода солнца и за '/2 часа до восхода солнца
в летнее „ „ 3/4 » после захода солнца и за 3/4 часа до восхода солнца»
В табл; 45 даны для Берлина темные часы по месяцам, отдельно за год и
за 300 дней. Из таблицы можно получить время горения для всех зависящих
от дневного света осветительных установок, а также времяj с которого необходимо
включать искусственное освещение.
Таблица 45. Осветительный календарь (темные часы)
От захода солнца
до 16 часов . .
» 17 .
„18 »
* 1» ■ . .
„ 20 „ . .
„ 21 „
» 24 „
До восхода солнца .
До восхода солнца
от полуночи . .
от 3 часов . ,
п 4 „
„ 5 „
„ 6 „
* 7 „
п 8 »
Январь
1 1
1 1В
49
80
111
142
1 235
1 485
250
157
126
95
64
33
3
Февраль
2
24
52
80
108
192
397
2Э5
121
93
65
37
10
Март
3
29
60
91
184
378
194
101
70
39
: 10
Апрель
4
32
61
152
304
152
62
32
6
Май 0
1
7
37
130
257
127
34
5
Июнь
- 20
ПО
220
ПО
20
1
Июль
1
24
117
241
124
31
2
Август
1
20
51
144
292
148
55
24
1
1
Сентябрь
2
23
53
83
173
341
168
78
48
I 18
Октябрь
4
29
60
91
122
215
416
201
108
77
46
15
Ноябрь
1
27
57
87
117
147
237
459
222
132
102
72
42
12
Декабрь
7
38|
69
100
131
162
255
506
251
158
127
96
i 65
34
4
В году J
9
89
233
436
703
1049
2144
4296
2152
1057
706
438
233
89
7
За cGO дней |
8
73
192
359
578
862
1762
3531
1769
869
581
360
1 192
! 73
7

Дополнения
Приложение к отделу „Производство пара*
О временных нормах для испытания материала старых
паровых котлов
Циркуляр Отдела охраны труда НКТ СССР 29/1Х 1924 г.% № 4Щ466.
Местные органы охраны труда (в частности техническая инспекция) имеют
неотложную необходимость в руководящих указаниях относительно испытания
материала старых котлов (ст. 31 и 38 правил о паровых котлах, утв. НКТ СССР
14/XI 1923 г.). Между тем разработка Наркомтрудом соответствующих
инструкций и норм требует, ввиду сложности вопроса, значительного времени.
Ввиду этого Отдел охраны труда НКТ СССР предлагает вам временно, впредь до
издания НКТ соответствующих правил, руководствоваться инструкцией,
выработанной Российским регистром для пароходных котлов. Соответствующая выпис а
из этой инструкции прилагается.
Праложенай н циркуляру Отдела охраны
труда НКТ СССР 29/IX 1924 г. Л& 4151466
Выписка из временной инструкции по испытанию материалов старых
пароходных котлов, утвержденной Комитетом регистра Союза ССР *)
14/VHI 1924 г.
1. Котел или его часть (в случае доказанной надежности остальных частей
котла) подлежат изъятию как опасные по своему состоянию, если испытания
материала вырезанных из них образцов будут неудовлетворительны.
Результаты испытаний признаются неудовлетворительными:
A. Для листов сварочного железа, если!
а) временное сопротивление (разрывное усилие) для образцов, вырезанных
вдоль прокатки, окажется равным 24 кг на 1 мм2 или менее и для образцов,
вырезанных поперек прокатки, — 22 кг на 1 мм2 или менее;
б) относительное удлинение при разрыве для образцов, взятых как вдоль
прокатки, так и поперек, окажется равным 12°/о или менее.
Б. Для листов литого железа и листов неизвестного происхождения; если:
а) временное сопротивление окажется равным 29 кг на 1 мм2 или менее;
б) относительное удлинение окажется равным 15°/0 или менее.
B. Если хоть один из образцов, подвергнутых изгибу в холодном состояний
по правилам, применяемым к новому материалу, не даст удовлетворительных
результатов.
Примечание. Результаты испытания признаются неудовлетвори*
тельными, если материал окажется неудовлетворительным по временному
сопротивлению, или по его удлинению, или по изгибу независимо одно от
другого.
Г. Образцы, подвергающиеся испытанию на изгиб, после такового должны
быть разломаны для определения характера излома.
2. Для исследования материала вблизи удаляемого места по указанию пред*
ставителя Регистра Союза ССР я) вырезываю:ся четыре пробных пленки
нормального размера: две — вдоль прокатки и две — поперек, которые могут быть
выправляемы в холодном состоянии с принятием всех необходимых мер
предосторожности к сохранению структуры материала.
*) В соответствии с пост. СНК СССР 18/XI 1924 г. слова „Российс ий регистр"
заменены словами „Регистр Союза ССР".
2) Агент технического надзора.

1120
Дополнения
Две из этих планок предназначаются для испытания на разрыв и две (одна —
вдоль прокатки и другая — поперек) —на изгиб.
Примечание. В случае невозможности по местным условиям
вырезать для испытания на изгиб две планки разрешается ограничиться
испытанием на изгиб одной планки, но взятой обязательно поперек прокатки;
в случае невозможности установить направление прокатки испытание на
изгиб двух планок, взятых в перпендикулярных направлениях, обязательно.
3. В случае сомнения в надлежащих качествах материала всего котла со-
1ласно настоящим правилам испытываются отдельно корпус котла и отдельные
его части, подверженные действию пламени.
В случае смены всех огневых частей котла подвергается обязательному
испытанию материал корпуса его.
4. Вырубленные из листов котла образцы для испытания клеймятся
представителями Регистра Союза ССР *) и посылаются для производства испытаний за
счет владельца судна 2) в одну из государственных лабораторий; присутствие
ревизующего котлы представителя Регистра Союза ССР 3) при производстве этих
испытании желательно.
5. Для всех испытаний должны браться листы более ранней постановки,
если сведения о времени постановки имеются.
6. В случае сомнения у представителя Регистра Союза ССР4) в надежности
материала по характеру излома планки даже при удовлетворительных результатах
механических испытаний могут быть направлены для производства ударных проб
на копре „Шарпи", химического анализа и микрографического исследования,
результаты которых признаются окончательными.
Эти же испытания обязательны для тех случаев, когда при
удовлетворительных результатах числа временного сопротивления и относительного удлинения
получаются близкими к предельным, указанным в ст. 1, т. е., когда временное
сопротивление превышает предельное не более чем на 1 кг на 1 мм2 и полученное
относительное удлинение превышает предельное не более чем на 2Vo.
7. О результатах испытания материала котла и о замене старых листов
новыми делаются ревизующим котел представителем Регистра Союза ССР5)
соответствующие записи в котельной книге.
8. Материал, идущий на мелкий ремонт котяа, должен соответствовать по
своим качествам новому котельному материалу; новые же листы при постановке
взамен старых должны испытываться согласно техническим условиям и
отмечаться представителем Регистра Союза ССР6) так, чтобы при последующих
освидетельствованиях котла они не могли подвергаться испытанию взамен старых
листов.
9. В случае удовлетворительных результатов испытаний материала котла и
допуска его в дальнейшую работу для него устанавливается рабочее давление
пара как результат перерасчета котла на основании вновь установленного
испытания временного сопротивления материала его. Перерасчет производится по
формулам, применяемым при конструировании новых котлов. (ИНКТ, 1924 г., № 40).
О порядке вырезки образцов и испытания материалов
старых паровых котлов
Циркуляр НКТ СССР 10/111 1926 г., № 611330
НКТ СССР предлагает принять к руководству следующие правила по вырезке
образцов и испытанию материалов старых паровых коглов (ст. 31 и 38. утв. НКТ
СССР 14/XI 1923 г., правил устройства, установки, содержания и
освидетельствования постоянных и подвижных паровых котлов 7).
*) Агентамп технического надзора;
8) Котла.
3) Агента технического надзора^
*) Агента технического надзора.
, 5) Агентом технического надзора.
** 6) Агентом технического надзора.
7) Ныне согласно правилам о паровых ,котлах, утвержденным НКТ СССР
2/IX 1929 г., приведенным на стр. 136.

Дополйеяия
1121
1. Место вырезки образцов для испытания материалов старых котлов
назначается в зависимости от характера ремонта котла, т. е. в зависимости от того,
производится ли: а) смена части листа, или б) смена целого листа, или в) смена
отдельной целой части котла (топки, подогревателя, жаровой трубы и пр.).
2. При замене части листа (лит. „а" п. I настоящего циркуляра) проба берется
из того же листа вблизи удаляемого мета. В случае удовлетворительных
результатов испытания материала котел признается годным к дальнейшей работе. В
случае же неудовлетворительных результатов испытания может быть взята новая
проба из остающейся части листа или из соседнего наиболее сомнительного
листа.
3. При смене целого листа или нескольких листов (лит. „б" п. I настоящего
циркуляра) проба берется из годной части одного из сменяемых листов. В случае
удовлетворительных результатов испытание этим и ограничивается. В случае
же неудовлетворительных результатов, а также в случае если из сменяемых листов
нельзя вырезать планки нормальных размеров, проба берется из какого-либо
места, соседнего со сменяемыми листами.
4. При смене отдельной части котла, например подогревателя, грязевика,
жаровой трубы, отдельного звена или обечайки и т. п. (лит. „в" п. I настоящего
циркуляра), проба берется из сменяемой части котла в годном месте ее. В случае
удовлетворительных: результатов испытания котел в отношении качества
материала признается годным к дальнейшей работе. В тех случаях, когда сменяемая
часть состоит из листов, звеньев или обечаек, проба берется из листов, звеньев
или обечаек более ранней постановки. При неудовлетворительных результатах
испытания материала может быть взята новая проба из остающейся однородной части
котла. Если же остающихся частей, однородных со сменяемой, у котла не имеется
и если при тщательном обследовании его во всех остальных частях материал
окажется не возбуждающим сомнения в отношении качеств, то ревизующему технику
предоставляется право не требов ть вырезки образцов для испытания и
ограничиться другими способами исследования материала, например снятием кромки,
высверливанием пробки и т. п.
5. В отношении видов и норм испытания материала старых котлов надлежит
руководствоваться циркуляром отдела охраны труда НКТ СССР 29'1Х 1924 г.,
№ 4;5/466, о временных нормах для испытания материала старых паровых козлов.
6. В случае если ремонт котла не связан с заменой части листа, целого листа,
или части котла, требовать вырезки образцов для испытания материала не
следует. (ИНКТ, 1926 г., № 14).
О техническом надзоре за котлами и приборами к ним,
подъемниками и подъемными механизмами береговой
и судовой установки Наркомвоенмора г)
Приказ РВС СССР и НКТ СССР 7/IX 1928 г., М 289/456
1. Освидетельствование тех береговых паровых котлов и приборов к ыим,
подъемников (лифтов, подъемных машин) и подъемных механизмов, которые
обслуживаются исключительно военнослужащими кадров РККА, производить:
а) в крепостях, укрепленных районах, группа* береговых батарей и
складах — распоряжением военно-строительных отделов главных военных портов по
принадлежности;
б) в военных портах и военно-морских учреждениях — распоряжением
Технического управления военно-морских сил РККА;
в) на аэродромах — распоряжением начальников или комендантов аэродромов.
2. Освидетельствование тех береговых паровых котлов и приборов к ним,
подъемников (лифтов, подъемных машин) и подъемных механизмов, коюрые
расположены в местах, указанных в ст. I, но обслуживаются вольнонаемными
работниками, производить технической инспекции труда с особого каждый раз
разрешения командования.
г) С дополнениями, внесенными приказом РВС СССР и НКТ СССР 20/VIII
1929 г., № 246/408.
Зак. 2893. — Hutte, Справочник для инженеров, т. III.
71

1122
Дополнения
При этом местным органам военного ведомства оказывать технической
инспекции труда всемерное содействие.
3. Освидетельствование судовых котлов и приборов к ним, подъемников
(лифтов, подъемных машин) и подъемных механизмов производить:
а) на судах военно-морских сил РККА — распоряжением Технического
управления военно-морских сил РККА;
б) на прочих судах- РККА — распоряжением Управления начальников
снабжений соответствующих военных округов.
3-а. Освидетельствование береговых и судовых котлов и приборов к ним,
подъемников (лифтов, подъемных машин) и подъемных механизмов, находящихся
в ведении командиров военных портов и Убеко х), производить распоряжением
командиров портов и начальников Убеко по принадлежности с возложением
освидетельствования на специально назначаемых ими лиц, ведающих техникой
безопасности.
Освидетельствование в указанном порядке производить независимо от того,
обслуживаются ли данные котлы, приборы к ним, подъемники и подъемные
механизмы военнослужащими кадров РККА или вольнонаемными работниками.
4. Ответственность за безопасное состояние котлов и приборов к ним,
подъемников и подъемных механизмов, не подлежащих освидетельствованию со
стороны технической инспекции труда (ст. 1,3 и 3-а), возлагается на местное военное
командование.
Равным образом в случае недопущения технического инспектора труда
к освидетельствованию паровых котлов и приборов к ним, подъемников и
подъемных механизмов, указанных в ст. 2, ответстственность за безопасное состояние их
возлагается на того представителя военного командования, который отказал
инспектору в выдаче соответствующего разрешения.
5. Кредиты на производство освидетельствований, указанных в ст. 1, 3 и 3-а,
испрашиваются Военно-строительным управлением УС РККА, Техническим
управлением военно-морских сил РККА и Военно-техническим управлением УС
РККА по принадлежности в общебюджетном порядке.
6. С изданием сего приказа отменить:
а) приказ РВС СССР и НКТ СССР 9/V 1925 г., № 478/161/359, о порядке
надзора за котлами береговой и судовой установки Наркомвоенмора (ИНКТ, 1925 г.,
№ 27-28);
б) ст. II пост. НКТ СССР 2/Н 1927 г., № 19, о распоряжениях НКТ,
утративших силу или изменяемых с введением сбора на покрытие расходов по
котлонадзору (ИНКТ, 1927 г., № 6—7). (ИНКТ, 1928 г., № 44-45 и 1930 г., № 6.)
Правила относительно устройства, установки и
освидетельствования пароприемников и других приборов и аппаратов,
работающих под давлением выше атмосферного
Утверждены НКТ СССР 24/VII1923 t.
1. Применение правил
1. Действию настоящих правил подлежат пароприемники и все приборы и
аппараты, находящиеся или работающие под давлением газов и жидкостей выше
атмосферного, за исключением приборов и аппаратов, указанных ниже, в ст. 22).
Пароприемниками признаются сосуды, содержимое которых подвергается
посредственному или непосредственному действию упругого водяного пара,
притекающего извне или образующегося в самом сосуде при нагревании последнего.
Примечание. В последующем изложении, где не сделано оговорок,
пароприемники, приборы и аппараты именуются общим термином „аппараты".
2. Настоящие правила не распространяются на:
а) паровые котлы и экономайзеры, подлежащие действию особых правил;
*) Убеко — Управление по обеспечению безопасности кораблевождения.
2) Согласно разъяснению НКТ СССР 10/П 1925 г. № 31/316 (ИНКТ, № 9)
настоящие правила в полной мере распространяются на пусковые и форсуночные
баллоны (сосуды) при двигателях Дизеля.

Дополнения
1123
б) приборы центрального парового отопления, работающие под давлением
не свыше \Х1Ъ am, и приборы водяного отопления;
в) приборы емкостью не свыше 25 л;
г) приборы, у которых произведение емкости в литрах на наивысшее
допускаемое в них давление в атмосферах составляет не свыше 200;
д) части машин, не представляющие собою самостоятельных приборов
(трубопроводы, цилиндры машин-двигателей и т. п.);
е) приборы, составленные из трубчатых змеевиков с наружным диаметром
не свыше 52 мм;
ж) сосуды для хранения и перевозки сгущенных газов, подлежащие действию
особых правил;
з) приборы и аппараты, давление в коих, не может превысить 0,5 am*
II. Конструкция аппаратов
3. Конструкция аппаратов, подлежащих действию настоящих правил (ст. 1),
должна в отношении размеров всех частей строго соответствовать по своей
прочности наибольшему допускаемому в аппарате рабочему давлению.
Шарнирно-откидные или вставные болты, вкладываемые в прорезы, хомуты
и всякие зажимные приспособления, должны быть конструктивно предохранены
от сдвига или ослабления*
4. Чугун допускается для изготовления только таких аппаратов, которые
предназначены к работе при давлении не свыше 6 am.
Части аппаратов*, которые должны подвергаться непосредственному действию
топочных газов, не могут быть изготовляемы из чугуна»
5. Аппараты, внутренние поперечные размеры коих составляют не менее
800 мм, должны быть снабжены лазами для внутреннего осмотра всех частей.
Круглые лазы должны быть не менее 400 мм в диаметре, овальные—не менее
300 X 400 мм. Закрываемые съемными днищами, крышками и пр. отверстия в
аппаратах, открывающие доступ к внутреннему осмотру их, признаютса за лазы,
если они имеют размеры не менее указанных выше.
В аппаратах, снабженных внутри мешалками, змеевиками, перегородками
и тому подобными приспособлениями, последние, если конструкция и
расположение их препятствуют внутреннему осмотру, должны быть сделаны съемными.
6. Всякий построенный после опубликования настоящих правил и подлежащий
действию их аппарат должен иметь наглухо прикрепленную на видном месте его
лицевой стороны металлическую пластинку с обозначением: а) фирмы завода, на
котором построен аппарат; б) номера аппарата по списку изготовившего его
завода; в) года постройки аппарата и г) величины расчетного рабочего давления.
III. Арматура аппаратов
7. Аппараты, подлежащие действию настоящих правил (ст. 1), должны быть
снабжены следующей арматурой:
а) запорным клапаном, краном или клинкетом для выключения из
трубопровода, подводящего пар, газ или жидкость;
б) приспособлением для выпуска воздуха или газа, а пароприемники кроме
того приспособлением для удаления конденсационной воды;
в) верным манометром с сифонной трубкой, трехходовым краном и фланцем
диаметром в 38 мм и толщиною в б мм; для установки контрольного манометра
рабочий манометр аппарата должен быть на такое число атмосфер, которое
превышало бы по крайней мере на 2 am давление, необходимое при гидравлическом
испытании аппарата, и на циферблате его должна быть проведена красная черта
через число атмосфер, соответствующее наибольшему давлению, допускаемому
в аппарате;
г) по крайней мере одним предохранительным клапаном, установленным на
предельное допускаемое рабочее давление и снабженным приспособлением, не
позволяющим лицу, обслуживающему аппарат, увеличивать нагрузку клапана;
сечение предохранительного клапана должно быть не меньше сечения трубы,
подводящей пар или газ; у аппаратов с непосредственной топкой предохранительный
клапан должен выпускать весь излишек пара, образующийся при максимальной
производительности аппарата;
д) аппараты с непосредственной топкой должны быть снабжены указателем
уровня жидкости в аппарате*

П24 Дополнения
8. Манометр и предохранительный клапан должны быть установлены
непосредственно на аппарате и предохранены от засорения или приведения в
бездействие содержимым аппарата. Если по роду конструкции аппарата такая- установка
невыполнима, то манометр и предохранительный клапан должны быть установлены
в непосредственной близости аппарата на трубопроводе или на специальном
отростке.
9. В тех случаях, когда по роду производства или вследствие действия
содержимого аппарата манометр или предохранительный клапан или тот и другой
прибор не могут надежно работать, вместо каждого из ник может быть поставлен
с разрешения агента надзора термометр с достаточно большою шкалою, на
которой должна быть ясно отмечена наивысшая допускаемая в аппарате температура.
Это правило не распространяется на аппараты, действующие перегретым паром.
10. Если аппарат работает паром или сжатым в >здухом и т. п., поступающим
в него извне, и построен на рабочее давление, не меньшее, чем питающий его
аппарат, то установка на нем предохранительного клапана не обязательна.
11. Аппарат, работающий при давлении, меньшем давления в питающем его
аппарате, должен иметь кроме запорного клапана еще редукционный клапан
с манометром и предохранительным клапаном, поставленным на стороне меньшего
давления, причем предохранительный клапан должен быть так урегулирован,
чтобы давление в аппарате не могло подниматься выше допускаемого рабочего
давления.
Выпускной клапан должен находиться между аппаратом и редукционным
устройством.
Примечание. Для группы аппаратов, работающих при одном
и том же давлении, достаточен один редукционный клапан с манометром
и предохранительным клапаном, установленными на общей магистрали до
первого Ответвления.
IV. Установка аппаратов
12. Для установки аппаратов, подлежащих действию настоящих правил (ст. 1),
требуется разрешение губернского отдела труда.
13. Прошение о разрешении установки аппарата подается в губернский
отдел труда владельцем аппарата (предприятием, учреждением, кооперативным или
другим объединением или частным лицом) или его уполномоченным.
Примечание. Владелец аппарата, состоящий членом общества
технического надзора, подает означенное прошение или непосредственно сам
или через посредство означенного общества.
14. В прошении должны быть указаны наименование и адрес просителя
и место установки аппарата. К прошению прилагаются в двух экземплярах
описание и чертеж аппарата и схематический чертеж помещения, в котором
предположена установка аппарата.
В описании должны содержаться следующие данные: название аппарата и его
назначение; где и когда построен аппарат и за каким номером выпущен с завода;
род и качество материала, из которого построен аппарат; размеры аппарата и его
частей; предельное рабочее давление, на которое рассчитан аппарат; описание
арматуры аппарата, поверочный расчет прочности аппарата.
Чертеж аппарата должен быть выполнен не менее как в Vaa натуральной
величины и состоять из плана аппарата и разреза его.
На схематическом чертеже помещения аппарата должно быть обозначено
место установки аппарата и расположение имеющихся в том же помещении
машин, станков и пр. с необходимой экспликацией.
Описание и чертежи должны быть подписаны ^ владельцем аппарата или
уполномоченным им лицом.
15. Установка аппарата разрешается губернским отделом труда или безусловно
или с тем, чтобы в назначенный им срок были устранены замеченные при
рассмотрении представленных документов недостатки или нарушения. В случае
неразрешения установки аппарата в ответе просителю должны быть точно указаны
мотивы отказа.
16. Аппарат, происхождение которого неизвестно, или неизвестен род
материала его, или со дня постройки его прошло 25 лет, может был> разрешен к
установке и не иначе, как после тщательного осмотра всех частей его агентом надзора,
причем последнему предоставляется право требовать испытания за счет владельца
материала аппарата в одной из государственных лабораторий; результаты
испытания должны быть сообщены владельцем в губернский отдел труда.

Дополнения
1125
17. Ответ по прошению о разрешении установки аппарата должен быть дан
просителю не позднее как в двухнедельный срок со дня получения его прошения
губернским отделом труда с прибавлением к этому сроку времени, необходимого
для пересылки ответа по почте.
18. Все аппараты, устан вленные до издания настоящих правил и подлежащие
действию их, должны быть зарегистрированы в 6-месячный срок в губернских
отделах труда, для чего представляются в двух экземплярах описание и чертежи
аппарата и схематический чертеж помещения, в котором установлен аппарат,
составленные согласно ст. 14 настоящих правил.
V. Освидетельствование аппаратов
19. Каждый аппарат, подлежащий действию настоящих правил (ст. 1), должен
подвергаться периодическим освидетельствованиям, производимым технической
инспекцией НКТ или агентами общества технического надзора по принадлежности.
Примечание. Бездействующие аппараты, о которых владельцами
их письменно заявлено агенту надзора, освобождаются от периодических
освидетельствований, но при возобновлении действия таких аппаратов они до
пуска их в ход подлежат освидетельствованию на общих основаниях
(наружный осмотр, гидравлическое испытание, внутренний осмотр).
20. Техническое освидетельствование аппаратов имеет целью установить,
соответствуют ли конструкция, прочность и арматура аппарата требованиям
настоящих правил, и заключается в наружном осмотре, гидравлическом испытании
и внутреннем осмотре, где таковой возможен.
Наружный осмотр производится не реже одного раза в год без остановки
работы а тарата. При этом осмотре обращается внимание на общее состояние
аппарата, действие его арматуры и уход за ним.
Гидравлчческое испытание с обязательным при нем внутренним осмотром
(если таковой возможен по конструкции аппарата) производится не реже одного
раза в шесть лет.
Внутренний осмотр производится не реже одного р?за в три года. При осмотре
главнейшее внимание должно быть обращено на состояние стенок, заклепок и
связей как внутри, так и снаружи аппарата, а также на прочность других частей
аппарата и на присутствие и физические свойства накипи.
Если по конструкции аппарата внутренний осмотр его невозможен, то этот
осмотр заменяется гидравлической пробой.
21. Наружный осмотр аппарата производится агентом надзора без
предупреждения владельца о времени осмотра.
О подготовке аппарата к внутреннему осмотру и гидравличе кому испытанию
владелец уведомляется свидетельствующим лицом по крайней мере за месяц до
наступления сро*а освидетельствования, причем день освидетельствования
устанавливается з^тем по обоюдному соглашению, а если последнее не будет достигнуто,
назначается свидетельствующим лицом.
В случае неполучения владельцем аппарата от агента надзора
вышеозначенного уведомления о подготовке аппарата к освидетельствованию владелец ооязан
остановить ап арат не позднее срока освидетельствования, указанного в к*.иге
аппарата (ст. 29), подготовить аппарат к освидетельствованию и уведомить об
этом агента надзора (телеграммой, телефонограммой или иным спосооом,
обеспечивающим быстроту сообщен я).
Если в трехдневны! срок со дня уведомления агент надзора не прибудет для
освидетельсгвоса^ия аппарата, то владельцу предоставляется право своими
техническими силами и за своей ответственностью прои вести освидетельствование
аппарата согласно настоящим правшам в присутствии лица, обслуживающего
аппарат, и представителя рабочего комитета и после этого пустив алпарат в ход.
О результатах освидетельствования и пуске аппарата в ход немедленно составляется
акт за под шсью владельца (или его полномочного представителя) и указанных
выше лии, и ко ши акта немедленно же посылаются подлежащему агенту надзора
и губернскому подотделу охраны труда.
Пущенный в работу при таких условиях аппарат годлежит
освидетельствованию агентом надзора не позднее шести месяцев после приведения аппарата
в действие.
22. Перед гидравлическим испытанием и внутренним осмотром аппарат
должен быть остановлен, в подлежащих случаях охлажден и тщательно очищен от
накипи, сажи и золы. При гидравлическом испытании аппарата кладка или одежда

1126
Дополнения
его должна быть устранена в случае необходимости полностью или частью по
требованию свидетельствующего лица. Вся а >матура аппарата должна быть тщательно
очищена, к аны и клапаны притерты, а фланцы, крышки, люки и пр плотно
поставлены, чт бы че ез ни. не оыло течи при гидравличе ком испытании.
римечание 1. В искаючителтных случаях, когда по условиям
производства аппарат не может быть остшовлен для освидетельствования
в указанный в его книге срок, таковой может быть продлен губернским
подотделом охраны труда или обществом технич< с ого надзора по
принадлежности на время до трех месяцев, если аппарат по своему состоянию не может
вызывать никаких сомнений относительно допустимости такой отсрочки.
Примечание 2. При работе внутри аппарата и в дымохода*
употребление керо иновых или иных ламп ^ легко воспламеняющимися веществами
BocnpeuiavToa. Употребляемые при осмотре аппаратов ручные электрические
ламаы накаливания и провода к ним должны находиться под напряжением не
свыше 15 в.
23. При испытании гидравлическим давлением должны соблюдаться следующие
правила:
а) Паролриемники, работающие при давлении не свыше 10 am, испытываются
давлением, превышающим рабочее в полтора раза, и не менее как на 1 am для
рабочих давлений до 2 ст.
Пароприемники, работающие под давлением свыше 10 am, испытываются
давлением, превышающим рабочее на 5 am.
б) Аппараты, работающие под давлением газов и жидкостей не свыше 100 am,
испытываются давлением, превышающим рабочее в полтора раза, и не менее как
на 1 am для рабочих давлений до 2 am.
Аппараты, работающие под давлением газов и жидкостей свыше 100 am,
испытываются давлением, превышающим рабочее на 5 am.
в) Давление, коему подвивается аппарат при испытании, определяется
контрольным манометром, который должен быть доставлен свидетельствующим
лицом.
г) Насос для гидравлического испытания доставляется владельцем аппарата,
д) Пробное давление поддерживается не свыше 5 мин., после чего оно
спускается до рабочего, при котором и производится осмотр аппарата. В случае
надобности гидравлическое испытание может быть повторено.
Примечание 1. Гидравлическому испытанию вместе с аппаратом
подвергается и его арматура.
Примечание 2. В тех случаях, когда конструкция аппарата не
допускает производства гидравлического испытания вследствие получающегося
чрезмерного напряжения стенок аппарата от большого веса воды,
гидравлическое испытание может быть заменено с разрепения агента надзора
испытанием сжатым воздухом или паром с соблюдением изложенных в настоящей
статье требовании. Такое испытание может производиться только агентом
надзора, и в его отсутствие никакие подобные пробы не допускаются. При
испытании паром аппарат должен иметь приспособление для спуска
конденсационной воды.
24. Аппарат признается выдержавшим гидравлическое испытание, если в нем:
а) не оказывается признаков разрыва;
б) не замечается течи (так называемые „слезки" течью не считаются);
в) не замечается остающихся деформаций.
25. Если техническое освидетельствование аппарата обнаружит недостатки,
которые не могут быть* немедленно устранены, то свидетельс/вующим лицом
назначается срок для устранения этих недостатков, после чего аппарат по
требованию свидетельствующего лица может быть подвергнут вторичному
освидетельствованию.
26. Если при техническом освидетельствовании окажется, что аппарат
находится в состоянии, угрожающем непосредственной опасностью, то действие
аппарата должно быть немедленно остановлено, о чем агентом надзора составляется
акг и делается подробная запись в книге аппаратов с указанием причин остановки.
По исправлении аппарат до пуска его в ход должен быть внозь
освидетельствован.
27. Если при техническом освидетельствовании аппарата прочность его
окажется сомнительной, то от свидетельствующего лица будет за висеть—допустить
аппарат к дальнейшему употреблению при пониженном давлении, или с
сокращением срока следующего очередного освидетельствования, или при одновременном

Дополнения
1127
соблюдении обоих указанных условий; при этом срок внутреннего осмотра
аппарата сокращается соответственно сокращению срока гидравлического испытания.
:8. Если аппарат был подвергнут переделке или ремонту, состоявшему в
постановке заплат или накладок, в замене листов, пайке или сварке швов и т. п.,
то до пуска его в ход он должен бо1ть подвергнут гидравлическому испытанию
и внутреннему осмотру.
29. результаты технического освидетельствования аппарата вносятся агентом
надзора в скрепленную губернским подотделом охраны труда шнуровую книгу
установленного образца, в ко юрой обозначен номер аппарата по губернскому
списку и пришнурованы опи ание аппарата, его чертеж и схематический чертеж
помещения аппарата, составленные согласно ст. 14 настоящих правил. Владелец
аппарата должен иметь такую книгу для каждого аппарата, как вновь
установленного, так и действующего уже.
При переходе аппарата к новому владельцу последнему передается также
книга аппарата.
30. Независимо от предусмотренных в ст. ст. 19 и 20 периодических испытаний
находящиеся в работе автоклавы должны подвергаться техническим персоналом
предприятия внутреннему осмотру через каждые 6и нагрузок, но не реже одного
раза в четыре месяца; результаты этих осмотров должны вноситься в книгу
аппарата, а копии записей сообщаться подлежащему агенту надзора.
31. Варочные котлы с внутренней предохранительной футеровкой должны
подвергаться внутренним осмотрам не реже одного раза в месяц. Эти осмотры
производятся техническим персоналом предприятия и имеют целью установить,
не образуются ли неплотности в футеровке котлов. Результаты осмотров вносятся
в книгу аппарата, а копии записей сообщаются подлежащему агенту надзора.
32. Вновь разрешенный к установке аппарат не может быть приведен в
действие без пр арительного технического освидетельствования его агентом
надзора. Освидетельствование должно быть произведено агентом надзора в возможно
кратчайший срок по получении от владельца аппарата уведомления о том, что
аппарат подготовлен к освидетельствованию, во всяком случае, не позже
истечения двойного срока, необходимого для проезда на место с присоединением одной
недели. В случае неприбытия в указанный срок агента надзора владельцу
аппарата предоставляется право своими техническими силами и за своей
ответственностью произвести освидетельствование аппарата в присутствии лица,
назначенного к обслуживанию аппарата, и представителя рабочего комитета и после этого
пустить аппарат в ход. О результгтах освидетельствования и пуске аппарата
в ход немедленно составляется акт за подписью владельца (или его полномочного
представителя) и указанных выше лиц, и копии акта немедленно же посылаются
подлежащему агенту надзора и губернскому подотделу охраны труда. Пущенный
в работу при таких условиях аппарат подлржит освидетельствованию со стороны
агента надзора не позднее шести месяцев после приведения аппарата в действие.
VI. Вступление в силу настоящих правил
33. Настоящие правила входят в силу со дня опубликования их.
34. Аппараты, установленные до издания настоящих правил и не отвечающие
требованиям их по своему устройству или по своей арматуре, должны быть
приведены в соответствие с требованиями правил в шестимесячный срок. В
отдельных случаях по ходатайствам владельцев аппаратов, поддержанным органами
надзора, означенный срок может быть продлен губернским подотделом охраны труда,
но не более как на один год; отсрочки на большее зремя допускаются не иначе,
как с разрешения отдела охраны труда НКТ.
35. С изданием настоящих правил отменяются правила устройства,
содержания и освидетельствован™ аппаратов и приборов, работающих под давлением
(абсолютным) выше атмосферного, утв. НКТ 9/1 192J г.
36. Лица, виновные в нарушении настоящих правил, прив!екаются
инспекцией труда или НКТ по принадлежности к судебной ответственности по ст. 132
и 156 УК!). (Сб. НКТ, 1924 г., вып. V).
1) В настоящее время по ст. 133 УХ.

1128
Дополнения
От редакции
Во время печатания тома III Hutte в соответствии с постановлением СТО от
21 января 1936 г. приказом по НКТП № 176 от 2Э января 1°36 г, утверждены
„Правила по применению дуговой электрической и газовой сварки при
проектировании и изготовлении паровых котлов и сосудов, работающих под
давлением" со следующими изменениями текста проекта указанных правил,
помещенного на стр. 198
В проекте правил (стр. 198 и ел.)
В правилах
§ 1 — ... при проектировании и
изготовлении...
§ 1, примечание — ... котлы, на
основании постановления Совнаркома от
11 декабря 1931 г. за № 1127, Свод
законов СССР i931 г., № 71, ст. 478.
§ 3, п. 4— ... свыше 15 am
манометрических;
§ 3, п. 1 — ... до 15 cm включительно;
§ 5, примечание — ... на образцах с
надрезом...
§8 — ... утвержденными НКТП и
ВЦСПС от 3/VIII 1935 г. (Бюллет.
ВЦСПС 1935 г. № 17—18).
§ 14 — ... заводу, должен...
§ 15 — (отсутствует примечание 2)
, 17 — ... температура свариваемых
котлов...
i 19 — толщина наименее тонкого листа.
i 22, примечание — ... в пп. 21 и 22...
\ 24, в конце — ... не менее 2—3 мм*
\ 26 — ... стыки швов...
\ 32, п. а) — ... высокого давления;
\ 33 —-... должны быть сданы
техническому инспектору котлонадзора,
техническому контролю...
\ 36 — ... представитель технадзора...
> 39 — ... испытание полученного при
испытании...
§ 1 ... при проектировании,
изготовлении и приемке...
§ 1, примечание — ... котлы, а равно
устанавливаемые на суда сосуды,
работающие под давлением.
§ 3, п. г) — ... свышг 15 am
манометрических и толщине стенок
свыше 16 мм;
§ 4, п. а) — ... до 15cm включительно
и толщине стенок до 16 мм;
§ 6, примечание—... на образцах
размерами 10ХЮХ55 мм с надрезом.
§ 9 — ... утверждриными НКТП и
ВЦСПС в 1935 г.
§ 15 — ... заводу-изготовителю,
должен...
§ 16 — ... внесено примечание 2:
2. Если завод-изготовитель
сварных изделий, отнесгнных ко 2-му
классу, может обеспечить качество
наплавленного металла, отвечающее
требованиям, предъявляемым к
изделиям 1-го класса, то
разрешается при расчете прочности сварных
соединений изл°лий 2-го класса
применять коэфициент прочности
шва, равный 0,85.
§ 18 — ... температура стенок
свариваемых котлов...
§ 20 — ... толщина тонкого листа.
§ 23, примечание — ... в пп. 22 и 23*..
§ 25 — ... не менее 3 мм.
§ 27 — ... стыковые швы...
§ 33, п. а)— ... высокого давления
(свыше 22 am);
§ 34 — ... должны быть сданы
техническому контролю...
представитель котлонад-
§37-..
зора...
§ 40 — ... значение результатов,
лученных при испытаниях...

Дополнения
1129
Продолжение
В проекте правил (стр. 198 и ел.)
В правилах
\ 39 — ... в § 5 п. 1 раздела II...
} 41, примечание — ... с понижением
рабочего давления.
} 42, примечание — ... в п. 41, т. е.
повторные испытания...
\ 51 — производится в порядке и при
давлениях...
} 52 ■— ... не должен превосходить
2—2,5 кг.
\ 55 — На сваренных...
§ 40 — ... в п. 6 раздела II...
§ 42, примечание — ... с пониженным
режимом для работы данного
изделия (рабочего давления).
§ 43, примечание — . •. в п. 41
относительно повторных
испытаний ...
§ 52 — ... производится при
давлениях...
§53 —...не должен превосходить
1—1,5 кг,
§ 56 — На сварных коглах...
Примечание. Параграфы в проекте правил и в утвержденных правилах
разнятся на 1 ввиду того, что в § 3 проекта внесен § 4 (4. Ко второму
классу относятся:) и все дальнейшие §§ изменены на одну единицу.
Во время печатания справочника НКТП СССР (распоряжение по НКТП N° 144
от 28 февраля 1936 г.) утверждена Инструкция по рентгеновскому контролю
качества сварных соединений, однако поместить ее в справочнике0 редакция не
имела возможности по техническим причинам.

Алфавитный указатель
к III тому Хютте
Составил инж. М. Д. Сандомирский
При пользовании настоящим указателем следует иметь в виду, что каждое
название в нем в большинстве случаев упоминается лишь один раз
и не повторяется в перестановке слов, например; „Аккумулятор Рутса" не имеет
повторения: „Рутса аккумулятор", „Адиабатическое теплопадение" не повторяется
в перестановке „Теплопадение адиабатическое".
При составлении указателя не всегда можно было строго придерживаться
принципа указывать сперва основное слово, а потом его определение, например:
„Аккумулятор паровой", а потому при ненахождении нужного основного понятия
следует искать его по относящемуся к нему определению.
Цифры со звездочками означают, что материал помещен в таблице.
Абгазы 488
Автоматические
выключатели . . 979
Автоматическое
регулирование
работы котла ... 132
Автомотрисе
двигатели .' 460

Автотрансформаторы . , . .862, 880
— линий передач
переменного тока. 991
Адиабата
насыщенного пара . . . 234
— перегретого пара 216
Адиабатические
перепады 612
Адиабатический к. п. д.
компрессора 605, 612
Адиабатического
перепада турбины
конечная точка . 357
Адиабатическое
теплопадение . . . 355
Адиабаты средний
показатель ... 481
Актиничное действие
источника света 1103
Актиничность
относительная раз?
личных
источников света . . . ♦ 1114
Аккумулирование
энергии
ветряного двигателя 501
Аккумулирующая
способность
парового котла . . 6
Аккумулятора
парового на. большее
давление .... 134
— переменного
давления
аккумулирующая
способность .... 683
полезно
отдаваемая
работа ... 683
— питательной воды
комбинирование
с
регенеративным способом . 133
— постоянного
давления
'аккумулирующая
способность 684
схема
установки . . . 684
— Рутса
принудительная
циркуляция 134
Аккумуляторная
установка трехпро-
водная 753
Аккумуляторной
батареи
добавочное напряжение 753
Аккумуляторной
батареи зарядка

подразделением на
отдельные группы . 953
зарядное и
разрядное
напряжение .... 753
количество
выключаемых
элементов . . 753
максимальное
напряжение . 753
полное число
элементов . . 752
число
контактов
коммутатора 753
элементные
коммутаторы • 753
Аккумуляторные
батареи буферные 751,752
Аккумуляторных
батарей — зарядка
повышением
напряжения
главной машины. . 952

посредством
дополнительной
вольтодоба-
вочной
машины ... 952
Аккумуляторов ав-
. томатическне

Алфавитный указатешъ
1131
добавочные ус-
Аккумучяторов
вес 749,
— внутреннее
сопротивление . . .
— зарядка . . . 750,
— напряжение . . .
— паровых назначе-
регулирующее
приспособле-
— питательной
воды преимуще-
степень
перегрузки и

возможность

должительной форси-
ровки . . .
— положительные и
отрицательные
пластины ....
— применение и
схема соедине-
— регулирование
напряжения . .
— ремонт и
обслуживание ....
— свинцовых
действие и устрой-
— сила тока и ем-
— установка и вклю-
— щелочных к. п. д.
Аккумуляторы Bal-
cke — Harle,
Estner—Ludewig
(MAN) и Thysen
— воздушные . . .
— Ильгн_ра ....
— неподвижные . .
постоянного
давления и с
перепадом давле-
— передвижные и
переносьые . . .
— переменного дав-
— питательной воды
1
754
750*
748
895
748
749
748
132
135
134
134
747
751
751
752
750
747
749
750
752
258
616
752
892
747
752
258
132
133
134
748
683
в установках
высокого давле-
Аккумуляторы
постоянного
давления
- Рутса 254, 258, 407,

горизонтального и
вертикального
типа 134,
— свежего пара
при давлении,
разном
давлению в котле . .
— свинцовые ....
— тепловые . . • .
— установок
постоянного тока . .
— щелочные ....
— Эдисона
—
электрические . . 685, 745,
Альтернаторы . . .
Активная мощность
Ампер (ед. силы то-
Ампер —витки . 726,
Амперметры ....
— постоянного тока
— переменного тока
Ампер —секунда 706,
Анкерные трубы и
Анкерных балок
огневых коробок
Анкеров и связей ра-
Анцапфы
(ответвления)
трансформаторов ....
Аппараты теплооб-
Арматура котлов . .
Асинхронные гене-
— двигатели ....
переменного
Б
Базисная нагрузка
силовых устано-
Баланс тепла ....
Барабана котла со-
134
684
683
135
134
747
1045
991
751
751
747
752
755
735
709*
727*
904
905
907
708*
712
45
183
182
873
69
64
967
727
755
819
715
101
8
650
212
единение с
днищем 42
Барабанов
котельных соединение
штуцерами ... 43
Барабаны котельные
цельнотянутые 41
Барометрическая
спускная труба . 331
Безваттная
электрическая
мощность 735
Безлопаточный
направляющий
аппарат 582
Беличье колесо ... 827
BLD 170
Борова 113
Бункера для
угольной пыли.... 975*
Буфера клапанов
воздушные и
жидкостные .... 288
В .
Ватт 706 708*
Ваттметр 735
Ваттметра
включение ....... 919
Ваттметры
переменного тока.... 907
— постоянного тока ' 904
Ваттная мощность . 735
Ватт —секунда 706, 708*
Вебер 709*
Вектор поля .... 717
Вентилей и
задвижек материал . . 66
расчет
диаметра ... 65
Вентили Косва и
Идеал 66
— парозапорные . . 324
— проходные и
угловые 65
Вентилятора
регулировка 626
— сечение
выходного отверстия. 625
— угол лопаток у
выхода 623
— форма лопаток . 623
— число лопаток . . 624
— эквивалентное
сопло 625
Вентиляторов
винтовых крылья . 626
— конструкции
(выполнение) .... 626
— критическое
давление 623
— напор и
мощность 622

1132
Алфавитный указатель
Вентиляторов
определение размеров
— потребная
мощность
— расходуемая
мощность ....
— спиральные ка-
— темперамент
воздушной сети . .
— характеристика .
— эквивалентное
сечение . . 624,
Вентилятор с
двухсторонним
подводом воздуха .
Вентиляторы ....
— винтовые . . 622,
— осевые
(винтовые, пропеллер-
— центробежные . .
Ветра скорости . . .
Ветров частота . . .
Ветряного
двигателя (ветряка)
гидродинамический
к. п. д. идеаль-
снимаемая
живая сила . .
Ветряные двигатели
с
вертикальной осью . . .
с
горизонтальной осью . . .
тихолодные с
большим
числом лопастей .
Ветряных
двигателей конструк-
коэф циент
мощности . .
необходимая
поверхность
крыльев . . .
окружная ско-
площадь, оме-
таемая лопа-
Вибратор Каппа . .
Вибрационные

троизмерительные ПрИиОрЫ . .
Вибрационный
гальванометр ....
622
622
625
624
625
624
625
626
622
626
622
626
619
626
602
624
626
497*
497*
498
498
498
495
499
500
500
499
498
499
499
498
839
908
908
500
Вихревых токов
принцип ....
Водоотводчики . . .
Водоотделители 265,
Водоочистители
непрерывного дей-
Водоочистительная
установка Stein-
Водоочистительный
аппарат „Струя"
Водородный
электрический счет-
Водоснабжение
паросиловых
установок . • ....
Водоструйные
нагнетатели ....
— прибор о! (сопла)
Иоссе . . • . .
Водоуказателей ма-
Водоуказатели Клин-
гера и „Игема" .
Водоуказательные
Водяное колесо Цуп-
Водгной удар ....
Водяные двигатели
— камеры
водотрубных котлов по
BLD
—- колеса ...» . .
верхнебойные
с водосливным
впуском ....
кулиссой
(направляющим
устройством) .
среднебой-
Водяных колес верх-
небойных
ширина и глубина
ковшей и шаг

горизонталь -ая
слагающая
скорость . .
диаметр . .
напор,
ширина,
толщина и
средняя
линия струи .
верхнебоиных
напоры и
выпуск воды . .
816
8
324
324
107
106
107
915
655
641
340
67
67
67
508
551
503
185
504
504
508
506
506
509
506
605
505
505
505
504
Водяных колес
верхнебоиных
окружная скорость . 505

определение
размеров .... 505
толщина
железных
лопаток . . 505
форма
лопаток . . . 506
центр
окружности 505
недостатки
и
преимущества . . 504
среднебойных
диаметр и ши-
' рина и
глубина ковшей . . 507
к. п. д. . . 507
кулисса
(направляющий
аппарат) . . 506
расход воды 506
форма
лопаток . . . 507
Возбудители
трехфазного тока с
независимым
возоуждением . 840

собственным

возбуждением . 839
Возбудитель
генератора
постоянного тока 768
— турбогенератора 798
Возвращенный пар 220
Воздуходувки.... 601
— для доменных пе-
ч-й 606
— поршневые . 601, 606
— ротационные . . 619
— Рутта 619
— струйное .... 602
— центробежные . . 621
Воздуходувок
значение охлаждения 602
— классификация . 601
— охлаждение . . . 606
— привод 638

Воздухоподогреватели 660
Воздухопроводов
правила
устройства, содержания
и обслуживания
(ВЦСПС) . .643-648
Воздушного колпака
поршневого
насоса расчет . . . 555
Волновое
сопротивление проводов 736

Алфавитный указатель
1133
Волны блуждающие 736
— напряжения
ударные ..••... 737
с крутым
фронтом 736
Вольт 706, 708*
Вольтметр двойной 910
— самопишущий . . 911
—
синхронизирующий 910
Вольтметры
перемени го тока . . 907
— постоянного и
переменного
тока ...» . . 907
тока . . . . • 905
— статические . . . 918
Волюметрический
к. п. д. насосов 560
Вредное простран-
ство . . . .220, 265
Вредного
пространства величина . 266

поверхности .242, 243
Выбор системы
тока 947
Выключателей
масляных
выключение от
перегрузки, при обратной
мош-ности, при
понижении ■
напряжения .... 964
дроссельные
катушки
(реакторы) 963
испытание на
пробой .... 964
конструкция . 963
номинальная и
разрывная
мощность . . 963
установка во
внутренних
помещениях . 964
Выключатели
автоматические
(малые) 979
максимальные 983
— главные
(масляники) 961
— масляные .... Q63
— ограниченной
разрывной
мощности установок
для собственных
нужд
электростанций ...... 979
Выключатель
автоматический „в . . 973
— двухполюсный . . 951
Выпрямителей
ртутных выключение 893
Выпрямителей
ртутных дроссельные
катушки ....
зажигание,
наименьшая сила
тока и
вспомогательное возбуж-
коэфициент
мощности . .
мощных к. п. д.
вредное
действие
коротких
замыканий
высокая

устойчивость . . .

преимущество ....
сила тока .
уход и
применение . .
преимущества
регулирование
напряжения . .
— стеклянных зажи-
наименьшая
сила тока . . .
охлаждение. .
п?раллельная
раоота ....
применение .
Выпрямители ....
— большой мощно-
— катодные с
накаленным катодом
(кенетроны) . .

электролитические и
механические . . .
— коллоидные и су-
Выпрямители
медные — пластин-
— механические для
высоких напря-
для
рентгеновских трубок . .
— очень.высоких
напряжений . .
мощные . . .
— с аргоном ....
— селеновые ....
— с лампами
тлеющего разряда . .
— стеклянные . 894,
Выпрямителя ртут-
893
893
893
895
897*
897
897
898
897
897
894
894
894
8.95
895
895
895
893
989
899
898
898
898
899
899
899
893
896
896
899
898
989
864
ного мощного
охлаждения... 896
Выработка энергии
на 1 жителя в
разных странах . 654
Выпуска среднее
давление 215
Вытеснитель Хазель-
вандера-Гунтера 439
Газов средняя
молекулярная
теплоемкость 472
Газовые турбины . . 487
Газодувки 601
Газоходов удаления
золы 114
Газоходы .... 11, ИЗ
Газы топочные ... 6
Гальванические
элементы ... 726, 745
Гальванических
элементов
сопоставление 746*
Гальванометры
рамочные .*.... 909
— стрелочные . 908, 909
и рамочные . . 909
Гаусс 707, 709*
Генератора
воздушное "охлаждение. 975*
— постоянного тока
возбудитель . . 768
Генератора
постоянного тока
возбуждение
магнитного поля.... 768 "
остаточный
магнетизм . 769
регулировка
напряжения 768
схема
соединения . . 768
шунтового
падение и
изменение
напряжения 770
Генератор —
двигатель 754
Генераторов
асинхронных
преимуществ и
недостатки 841
— испытание на
перегрузку .... £28
— компаунд
применения . . «... 771
— постоянного и
трехфазного тока
стандартные
напряжения (ОСТ
569) 950

1134
Алфавитный указатель
Генераторов
переменного тока
автоматическое
параллельное
включение ... 971
— переменного тока
активное и
реактивное
падение напряжения 809

быстродействующие
регуляторы 8С6
рабочий и
реактивный
ток .... 810

распределение
активной нагруз-
•
параллельное
включение от руки

полуавтоматическое . . 970

распределение
активной
нагрузки 971
— —
регулирование
напряжения . 806, 971
. ._ — совместная
работа . . . 970
■ постоянного тока
двух
параллельно работающих
схема
соединения 952
• определение
потерь
холостого хода. 941
.
параллельное
соединение .... 775
. работа ... 767
схема
соединений с
применением

аккумуляторной
батареи . . . 952
Леонарда 768

характеристика . . . .767, 768
шунтовый
реостат . . 769
шунтовых

возбуждение и
регулирование
напряжения 769
- реактивной
мощности
регулирование при пар ал-
лельном включе-
Генераторов
синхронных
гашение поля ....
— трех- и
однофазных изменение
напряжения и
отношение
короткого замыкания
Генератор шлако-
Генераторы • . . 662,
— асинхронные . . .
— главные
асинхронные и синхрон-
— компаунд ....
— однофазные . . .
— постоянного тока
на
постоянное
напряжение при
переменном
числе
оборотов . . .

последовательного

возбуждения ....
при
переменном
внешнем
сопротивлении
с встречной
обмоткой
компаунд . .
с
независимым
возбуждением . .
со
смешанным
возбуждением . .
с
разделенными
полюсами ....
трехпровод-
ные ....
шунгового

самовозбуждения . .
шунтовые
— реактивного тока

вращающиеся • . .
— синхронные . . .
Геодезическая
разность высот . .
Гефнер — люкс . . .
Гидравлические
тараны .... 548,
Гистеризиса петля .
969
974 j
804*
99 !
754
840
967
770
805
767
771
768
771
773
768
770
773
771
763
769
968
969
969
708*
548
1055*
549
709
724
724
Гистерезиса потери
в железе .... 726*
Глипталь —- мека нит 742*
Годичная нагрузка
силовых
установок 650
Головкя двигателей
внутреннего
сгорания 453
Горелки
ацетиленовые для
автомобилей 1072
— газовые высокого
давления .... 1072*
—
газокалильные .... 1070*, 1073
— инвертные . 1070* 1071
Горючего
двигателей изменение
пропорции смеси 431
сохранение
постоянства и
пропорции
смеси.... 428
Горючей смеси
дозировка 432
низшая
теплотворность 417, 418*
подогрев ... 434

характеристика .. . .417, 418*
Горючие смеси . . . 410
Градирни 655
— закрытые .... 349
— открытые .... 348
Градирня системы
Бельке-Моль . . 349
Грамматом 715
Граммолекула . . • 715
Грамм эквивалент . 715
Грануляторы . . 25, 101
Грасгофа положение 241
График суточной
нагрузки силовых
установок.... 650
Д
Двигателей
авиационных и
автомобильных
охлаждение*. 450
цилиндры . . . 452
— ветряных
использование 501
осевое
давление 496
основные
расчетные
данные ...... 495
площадь
лопастей ...... 496
принятие и
аккумулирование
энергии. . • . 501

Алфавитный указатель
1135
Двигателей
ветряных расчет
мощности 496
регулирование 5U
поворотом
всего
колеса .... 501
помощью
клапанов по
Bilau. ... 501
— посредством
поворота
лопастей. . 501

самодействующая установка
по
направлению ветра . . 50Э
установка и
применение . . 502

посредством самого
колеса . . . 600
с флюгером
и виндрозой 500
— внутреннего
сгорания баланс
тепла при
охлаждении стенок . . 449

вертикальных
станины. ... . 458
вес .... 460
единицы
мощности . 461
внешнее

уравновешивание масс 460
водяное
охлаждение 448, 449
воздушное

охлаждение .. . 448, 449
впускной и
выпускной
клапаны 444

возникновение
температуры
воспламенения 437

выравнивание
колебаний энергии 459
— выхлопной
Tpj бопровод 446
выхлопные
окна и их

преимущества .... 445
вычисление

теплопроводности . . 451
— газовых
индикаторная

экономичность ... 446
Двигателей
внутреннего сгорания
четырехтактных
расчет . . .
.
гидравлический к. п. д.

горизонтальных
станины ....
горючие
смеси . . .
графическое
определение
литровой
мощности. •
двойного
действия
нормальный
крейцкопф.

двухкамерное
устройство ....
— двухтактный
процесс . .
двухтактных

распределение поршня-

действительный
коэфициент
молекулярного
изменения .
Дейтц легких

вертикальных
четырехтактных
параметры . .
демфирова-
ние ....
дифузоры .
дозировка
топлива . .
дроссельное
устройство
зажигание
вольтовой
дугой . . .
_ и
сгорание ....
зажигание
на отрыв и
свечой . . .

запаздывание вспыш-
зарядка и
выхлоп . .
изменение
давления .
изменение
коэфициента
подачи . . .
сжатия
тепла в це-
485
425
457
410
415
456
453
412
445
475
470*
459
429
432
428
433
433
433
437
412
421
411
лях
регулирования . .
Двигателя
внутреннего сгорания
изменение
пропорции смеси .

индикаторная
экономичность
цикла . . .

индикаторный к. п. д.

инерционные силы 456,
испарение
и
карбюрация жидкого
топлива . «
испытание
цилиндра
давлением «
калильные
головки,
накаленные
стенки и
предкамеры
клапанные
пружины .
' — клапанные
вставки . .
г-
классификация . • . .

компрессоры ....
■ конденсация
и
мероприятия против
нее ....
коэфициент
выделения
тепла . . .
коэфициент

молекулярного
изменения
продуктов
горения . . .
коэфициент
наполнения
коэфициент
наполнения
и влияние
внешних
условий . .
коэфициент
наполнения
1 и влияние
1 внутренних
условий . .
коэфициент
наполнения
и
теоретическое
влияние высоты
421
431
478
478
460
432
452
438
444
454
410
459
433
479
474
417
420
421
420

1136
Алфавитный указатель
Двигателей
внутреннего сгорания
к. п. д. . . 416, 417
коэфициент

распиливающего
воздуха ....
коэфициент
смешения

действительный и
химический . 417,

кривошипный ме ха-
низм . . 455,
круговой
процесс . .
«крутильные
колебания
вала ....
«крутящий
момент
наибольший и
средний . .
— крышки
головки
цилиндров . .
.кулачковый
привод . . .
литровое
тепло смеси
работа
и мощность
маховые
массы на
валу . • . .
—*
механическое
преобразование
энергии
статическое и
динамическое
— . мощность
при двух и
четырех так-

направляющие и
крейцкопфы . . .
насадки . .
насосы для
топлива и
воздуха и
продувочные
— немедленное

самовоспламенение . .
—
неравномерная подача
энергии . .
обеспечение

равномерности
смещения . . .
422
475
418*
456
410
459
457
453
445
417
415
459
411
416
455
428
459
438 1
459
429 |
Двигателей
внутреннего сгорания
образование
смеси воздуха
и топлива» . . .
обратные
клапаны . .
общий
коэфициент
наполнения 418
■ объемный
коэфициент

одноцилиндровых
газовых вес 460,
определение
сечений
диффузоров 430,
^остаточные
газы . • . .
остаточный
•коэфициент
отношения
давлений
конца и
начала сжатия
для
различных* топлив .
' —
охлаждаемые поршни
простого
действия . .
охлаждение
стенок . . .
перемена
топлива . .
перемеши'
вание
топлива способом
вздувания и
предкамеры

перемешивания топлива
струйным
распылива-
нием ....
перепуск ежа
той смеси .
повышение
мощности
подвод
воздуха для
сгорания . . .
смеси газа
и воздуха .
тепла,
отдача работы
и отвод
тепла . . .
— при
сгорании . .
подогрев
смеси . . .
— политропа »
427
446
419*
477
461
431*
474
474
435*
456
448
431
439
440
412
.443
439
446
410
410
434
424 ;
I двигателей
внутреннего сгорания
поршневых
преимущества и
недостатки ....

попеременное
выталкивание
рабочего
тела ....
расчет и
конструкция
— поршни
чугунные,
стальные и
алюминиевые
ТрОНКО-
вые ....
постороннее
зажигание и
подогрев
перед пуском
— — — потери
гидравлические .

кругового процесса
на трение
. от
затраты времени
на сгорание
'—от
неплотности поршня
непол-
" ноты
кругового
процесса . . .
проводности
стенок.. . .
потока ,

химические ....

предохранительные
мероприятия .

преждевременные
вспышки . . . 410,

преимущества
перепада
давления ....
привод. . .
примеры
выполнения .

конденсации . . .
приращение
и
уменьшение
энтропии ....
продувка .
с
наддувом . . . .
411
412
414
454
455
438
425
423
426
424
425
424
424
425
422
451
459
420
458
462
432
410
414
445

Алфавитный указатель
1137
Двигателей
внутреннего сгорания
продувка
прямоточная, с
встречным потоком,
встречная и пет-
пропуски
вспышек. .
процесс
смены рабочего
тела и
процесс
смешения . . 410,
пуск ....
рабочее
давление . . .
—
пространство,
приводной
механизм,
выравнивание
хода, пуск
в ход . . .
рабочий
объем,
расход тепла и
отдача
работы ....
размещение
главного
клапана . .

распределение,
зажигание, смазка,
охлаждение

распределение и
подача воздуха
и топлива .

распределение
клапанами ....

распределение
эксцентриковое .

распределительный вал
расход тепла
в рабочем
цилиндре .
расход тепла
для
различных гоплив

регулирование
изменением
отнятия тепла .

регулирование
количественное и
наполнением

регулирование
мощности ....
445
459
412
461
448
447
415
453
458
443
445
445
445
417
435
421
441
440 |
Двигателей
внутреннего сгорания
регулирование
мощности изменением
среднего давления
лотворности
смеси . . .

пропусками . . .

перестановкой
момента
зажигания . . .
| —
теплотворности
смеси . . .
1 давления
газа ....
_. рубашка
цилиндра . . .
связь коэфи-
циента
подачи с коэ-
фициентом
остаточных
газов . . .
сечения
клапанов и
трубопроводов .
с
зажиганием
регулирование
смешанное .
скорости

воспламенения в
зависимости от
литровой

теплотворности смеси
— смещение,
зажигание,

регулирование и
распределение
смешанного
цикла
уравнение
сгорания . . .
сохранение
постоянства
и пропорции
смеси . . .
способы

ремешивания
распыленного
топлива с
воздухом . . .
среднее
давление 415,
417, 426,

индикаторное . 477,
440
441
440
442
441
446
452
476
444
442
434
427
480
428
439
436*
483
Двигателей
внутреннего сгорания
среднее
давление рабочее . .
средний
показатель
адиабаты ♦
средняя мо*
лекулярная

теплоемкость газов
~- станины . .
степени
сжатия для
различных топ-
лив ....
степень
использования
процесса . .
—
последующего
расширения . .
сжатия 423
симости от
рода 'топли-
симости от
формы
стенок «...
температура
кругового
процесса . .

насыщения и
охлаждения при
испарении .
сте нок
теория рас-
сасываю-
щих и сме-
ш и вающих
устройств .
тепловой
расчет
рабочего
процесса ....
тепловые

напряжения ....
_.
теплоемкость
продуктов
сгорания 472,

теплоотдача во
время сжатия
и
расширения ....
теплоохла-
ждающей
воды ....
— — — термиче-
422
481
472
457
435*
423
482
, 436
437*
436*
453
433*
448
428
471
451
473
479
451*
Зак. 2S93. — Hatte. Справочник для инженеров, т. Ш.
72

1138 Алфавитный указатель
ские
трещины .... . 453 !
Двигателей
внутреннего сгорания
термохимическое
преобразование
энергии .... 410

термический к. п. д.

теоретический .... 423
толщина
втулки
цилиндра ... 451
толщина
стенок
поршней. . 456

трубопровод .... 427
угол
поворота
кривошипа за пе- *
риод
зажигания ... 433
ударное,
резкое
зажигание . . 433
удары и
вихри ... 427
— уплотнение
клапанов. . 454
уплотнение
поршней и
цилиндров 455
. уравнение
сгорания . 480
успокоение
колебаний
и
заглушение звука. 446
— успокоение
потока . . . 446
— установка
с
циркуляционным
охлаждением 450
. форма
пространства
сжатия • . 447
—
форсуночных вес . . 461
_
регулировка ... 441

фундаменты .... 461

характеристика
основных групп 410
смеси . . 417
— химический
коэфициент

молекулярного
измелен 1тя . . . 474
Двигателей
внутреннего сгорания
цикл Отто ... 412
цилиндры . 451
~- цилиндры
стального
литья с
чугунными
втулками . 453
— — —
циркулирующее
количество
воды.... 450

циркуляционное
охлаждение . 450
чистая
качественная

регулировка .... . 441
. Юнкерса

двухтактных, двух-
поршневых
параметры. 471*
— генераторов
мощности и
числа оборотов . . 892s-'-
—.—- преимущества
н недостатки . . 892
— постоянного
давления
регулировка топлива . 441
Двигатели
авиационные
звездообразного типа . . 460
— ветряные .... 495
системы Кумме 501
— водяные 505
— внутреннего
сгорания автомо-
юрис 460
без
предварительного
сжатия . . 412
Бенца ... 467

бесклапанные .... 447
.
вертикальные малые 462
— __ — высокого
давления
двух- и

тырехтактные .... 462
с калильной
головкой и

предкамерой .... 467
I — — — высотные . 412
| газовые . . 462
[ Кертинга . 463
I — ,
горизонтальные . . 463
I — Гюльднера 462
Двигатели
внутреннего сгорания
двойного
действия 464

двухтактные 412, 413, 465
— _ с продув -
кой . . 421, 445
кри-
вошипно-
камерной . 467
— Дейтца

ризонтальные малые . 463
- — -
плотность
воздуха 432
—
карбюраторные . 410, 462
— низкого
сжатия... 466
■ — Охельхей-
зера .... 441
поршневые 410
предкамер-
ные
Бенца 454
_ сдвоенные . 464
— с двумя
поршнями
Охельхей-
зера и
Юнкерса ... 447
с
зажиганием 410,433, 460, 462
_ _.
калильной
головкой . .,411,
наддувом
— —
одновременным
выхлопом
отработанных
и впуском
свежих
газов ....
466
414
413
— со
сгоранием при
постоянном
давлении. ,
с
предварительным
сжатием . .
-
образованием
газовой смеси. .
— —. _ тандем . . .
_ т
форсуночные . . . 411, 465

четырехтактные 410, 412
— Юнкерса,
Охельхейзе-
411
412
410
464

&лфаштный указатель
1139
pa, Зульце-
ра.МАН. . 445
Двигатели водяные . 505
— газовые и
карбюраторные .... 433
нефтяные,

карбюраторные,
двухтактные и
четырехтактные ... 410
— генераторы 754, 864, 891
— карбюраторные . 433
— компенсированные 735
— нефтяные, пред-
камерные, кало-
ризаторные,
форсуночные .... 437
— синхронные и
асинхронные 726, 727
Двигатель
быстроходный Юнкер»
са 421
— генератор .... 884
— Лангеиа 411
Двигателя
авиационного пример
расчета
охлаждения . . . . • 450
— внутреннего
сгорания
авиационного пример
расчета 427
— двойного
действия

генераторного газа
пример
расчета .... 426

двухтактного дизеля
пример
расчета .... 427
пример
вычисления
литрового
тепла ... 419
пр шер
расчета ..... 416
— светильного газа
пример расчета 426
Двойного провода
емкость .... 720
Двухпроводная
система
постоянного тока 951
Деаэрация . • ..." 668
Делитель Доливо*
Добровольского 955
Демпферная
обмотка одноякорных
преобразовате-
лей 889
Демпферные обмотки 813
Демпфирование
двигателей
внутреннего
сгорания 459
Деполяризующие
тела
гальванических элементов. 746*
Джауль 706, 708*
Диаграмма
векторная
трансформатора 867
— выпуска при
распределительном
диске 297
— двойных
золотников 278
— Каппа 868
— клапанного
распределения . . . 289
— коробчатого
золотника 267
—• насосов
воздушных поршневых 342
— индикаторная
компрессора . . 609
построенная по
объемной . . . 229
— IS 355
—- поднятия
парораспределительного
клапана 295
— по Стодолю . . • 255
— рабочая
одноцилиндровой
паровой машины . . 215
—■ ранкинизирован-
ная 227
— Релло-Мюллера .
270, 279

золотниковая .... 267
— скорости -поршня 260
— Цейнера 269, 277, 279
— энтропийная . 252, 253
Диаграммы
золотниковые .... 397
— индикаторной
степень
полноты 227, 228*
— IS реактивной
турбины . .380, 381, 894
— 1$ (Мол лье) и
ST 253
— компрессора pv
и TS 603
— напряжений
переменного тока 734
— объемные .... 229
—- отбора пара . . . 259
— петлеобразное 217, 259
— совмещенные , . 227
-— турбин * . . . . 395
Диамагнитные тела 724
Диафрагма ирис , . 1059
Дизелей
вертикальных, двухтакт-.
ных Дейтц с
продувочным
насосом параметры, 469*

многоцилиндровых
четырехтактных
Дейтц-пара-
метры .... 470*

четырехтактных МАИ с

бескомпрессорным
вспрыском
параметра . . . 469*
— горизонтальных

одноцилиндровых
четырехтактных Дейтц
параметры . . . 469*
— строительные
размеры . 468, 469*, 471*
Дизели Викарса,
Гессельмана,
МАИ, Дейтц . . 440
Дизель
вертикального типа
четырехтактный ... 467
— горизонтальный . 468
— двойного действия 468
— двухтактный
(Юнкера, Зульцера-
Круппа) 467
— моторов силовых
установок
размеры 699*
— могоры силовых
установок . . 698, 699
Дизеля 410, 441
— коэфициент
выделения тепла 479, 480
— охлаждения
пример расчета . . 449
— расход тепла . . 468
— четырехтактного

бескомпрессорного расчет . . 483
Динамо для
прожекторов 772
— машина буферная 786
— машины
последовательно
соединенные 954
— управления . . . 786
Диатомит ИЗ
Диски Корлисса . . 270
Дистанционная
защита линий
передач 1030
Дистанционные
измерения .... 923
72'

1140
Алфавитный указатель'
Д тф^ренциальная
защита линий
передач 1030

трубопроводов • 796
Диффузоры 337, 429, 431*
Диэлектрическая
постоянная . . . 709*
— -<- относительная
различных
веществ 720*
Д иэлектрический
коэфициент. . . 709*
относительный 709*
Дневной свет
искусственный . . . 1096
Добавочное
трение . . 261, 262*, 263
Дросселирование в
выпускном
клапане 265
— пара 264, 286
Дроссельное
устройство
двигателей
внутреннего сгорания . 428
Дроссельные катушки 880
анодные и
катодные... 894
защитные
(реакторы) . . 965
линий
постоянного тока . 991
масляных
выключателей . . £63
пусковые . . . 890
Дроссельный
вентиль 259
Д/ммасы
(разгружающие поршни) 393
Дутье нижнее . . . 129
~• сухое,
вентиляторное и
паровое \ . 130
Дымовая труба ... 114
Дымососа мощность 130
— статическое и
динамическое
давление ..... 130
Дымососы ..... 116
— электростанций . 975*
Единицы
электрических
измерений 706
Емкостное
сопротивление .... 735
Емкость
аккумуляторов , 749
Ж
Жаротрубиых
котлов стандарты . 13
Железо динамное . . 726*
Жесткость
постоянная 106
3
Завихривание ... 74
Задвижки запорные 65
— Шумана 66
Зажигание
вольтовой дугой (на
отрыв) и искрой
(свечой) 433
— двигателя
постороннее 438
— и сгорание в
двигателях
внутреннего сгорчния . 433
Зазоры осевые и
радиальные
паровых турбин... 378
Заклепочного
соединения котлов
выбор типа ... 36
—■ шва Ослабление . 38
Заклепочные
соединения котлов 37*, 40*
Заклепочных
соединений котлов
размеры .... 40*
— швов напряжения 36
и
соединений типы 37*, 38
примеры
расчета 38
расчетное
напряжение ... 37
Закон Био-Савара . 706
— Генри-Дальтона. 553
— Джоуля . . . 712, 1035
— Кулона 706
— Мариотта .... 611
— Ома 707
для магнитной
цепи 726

переменного тока 733, 736
— расширения . . . 220
— Стефан-Больцмана 25
Законы индукции . . 729
— Кирхгофа .... 710
— основные
постоянного тока.... 707
—'■ Фараде я ..... 715
Затенение
освещения 1096
Зеркало горения . ♦ 81
— испарения .... 7
Золовая подушка . . 89
Золоудаление . 658, 975*
Золоулавливание . », 115
Золотника
двойного быстрая
отсечка 280
наибольшая
перекрыша . . 281
— Мейера размеры 281
—- Пена диаграмма 274
— простого
видоизменение .... 271
— расширительного
двойнаяотсечка
пара* .... 265
* изменение г.е-
рекрыши ... 289
относительное
передвижение . 273
— Ридера
перестановка
поперечным
сдвигом или
поворотом .... 262
перестановки
ручным
маховичком .... 261
— Ридера
конструкция 282, 283
определение
размеров 282,283, 284
поперечный
сдвиг 283
угол поворота 282
Золотник Вейса . . 274
— двойной 3J1
конструкции
Грассмана . . 286
Золотники двойные
Штейна и Дёр-
феля 285
— поворотные Кор-
лиса 318
— разгруженные . . 275
— расширительные 278
двумя щелями 279
— цилиндрические. 276
Кергофа ... 315
с кольцами . . 287

прошлифованными
кольцами . 250
— Трика и Пена . . 274
Золотников двойных
наименьшие
наполнения .... 280
Золотникового
привода изменения 270
Золотниковое
зеркало подвижное . 301
Золотников
поворотных привод. 297
расположение 296
— скорости отсечки 280
Золотниковые
диаграммы 297

Алфавитный, указатель
1141
Золотниковый круг 267
— эллипс .... 270, 297
Золотниковых тяг
подвешивание . 308
Золотник основной 278
й влияние
конечной длины
шатуна .... 281
— плоский,
цилиндрический и
поворотный . . . 265*
— поворотный ... 276
— разделенный ... 271
— рамный или
открытый 275
—- расширительн. 276, 277
— Лидера
двухкамерный 284
плоский и
цилиндрический 282

цилиндрический 304
— с разгруженной
скользящей
поверхностью ... 275
Зольник 8
Зольный подвал . . 89
И
Измерение силы
тока и напряжения 917
Измерения
электрические 899
Измерительные
приборы
электрические 899
Изодромное устрой-
* ство водяных
турбин 537
Изолированные
проводники и
кабели . * 959
Изолирующие
бумага, полотно и
шелк 742*
— газообразные
вещества 745
— материалы * , . . 740
Изолирующих мате-
тер налов
диэлектрические
потери • 741
— — коэфициент
потерь .... 743*
механическое,-
теПлбвое и
электрическое
испытание . , 740
неизменяе-
/ мость от масла 743
— — относительная

диэлектрическая
постоянная 743*
Изолирующих
материал ов
пробивное
напряжение . . ..741, 743*
пробивная
прочность . . 741
различных
применение . 741
— —
сопротивление изгибу и
неизменяемость
от действия
тепла 742*
способ
испытания по YDfe . 740
удельный вес 742*

характеристики. .. . 742*, 743*
Изоляторы и
принадлежности к
ним 1020
Изоляторные
жидкие вещества . . 744
— компаундные
массы ...... . 744
— материалы
волокнистые . . . 744
прессованные 744
Изоляционных
материалов
классы 925*, 927*
Изотермический
к. п. д.
компрессора .... 605, 612
Индикаторная
диаграмма
поршневого насоса . . 550
—- мощность
насосов
конденсаторов 348
цикла
двигателей
внутреннего сгорания . . 478
Индикаторного
давления подсчет 219,
220, 234
среднега
оценка 237
Индикаторное
давление
приведенное * «. 236*
Индикаторной
диаграммы
исследование 239
отрицательная
работа .... 222
Индикаторные
давления выхлопа
при
распределении
цилиндрическими
золотниками . . .... 226*
Индикаторный расход
пара—220, 238, 239
Индикаторное
падение .напряжения
в цепи
переменного тока.... 734
— сопротивление
якоря 790
Индуктивности
единицы * . 708*
Индуктор
синхронных машин
переменного тока. . 788
Индукции законы . . 729
— поток .... 707, 723
Индукционная-
постоянная .... 709*
Индукционные
двигатели 819
однофазн. 819, 841
— счетчики .... 916
Индукция 707
— взаимная .... 731
Инжекторы 6Э1
— воздушные . . . 642
— всасывающие . . 601
— Шефер и Буден-
берг 601
Инструкция и нормы
Союза
германских инженеров
по водяным
экономайзерам— 185 — 187
Ион 712
Ионизаторы .... 712
Ионизация толчком 713
IS-диаграмма Молье 253
Искусственного
дутья недостатки . 130
Искусственный
дневной свет .... 1096
Испарительная
установка „Атлас" . . 109
Испарители к . ., . . 108
— многокорпусные
или
многоступенчатые .... 109
Испаритель Bleiken . 336
Испарительность
(испарительная
способность)
топлива. . .472, 131, 210
Исследование
использования тел-
К
Кабелей
высоковольтных конст-
— испытания ....
,— муфты концевые
— нормы нагрузки
2Я
1026*
1028*
1029
960
1028

1142
Алфавитный ^шьаатеяь
Кабелей предельные
напргжения . . 1027
— прокладка . . 961, 1029
— соединительные
муфты 1028
Кабели
изолированные 959
— многожильные . . 959
— одно-и трехжиль-
ные 1028*
— силовые 1026
Кабель
многожильный 1015
и джутовый . . i027
Кабельная арматура 1028
Кабель
освинцованный
одножильный ... . 1012, 1026
Кавитация
центробежных насосов 588
Кавитации опасность
в турбинах
Френсиса, Каплана и
пропеллерных . 531
Калильные головки
двигателей
внутреннего
сгорания 438
— колпачки.... 1071
Карбюрация и
испарение жидкого
толлива 432
Каскадные
соединения ... 837
— трансформаторы
изме итеаьные . 913
Каскадный
преобразователь .... 754
Катион 712
Квант
электрический
элементарный. ..... . 712
Кварц 742*
Кирпич инфузорный ИЗ
Кирпич красный,
белый, печной
(гжельский),
огнеупорный,
шамотный 112
Клапана
предохранительного
расчетные формулы
Rei&chke & Cario
и Cleve 68
Клапан воздушный
поршневого
насоса „ 553
— всасывающий
поршневых насосов . 549
— диференциальный 259
— нагнетательный
поршневых на- j
coco» ...... 551 I
Клапанные пружины
двигателей
внутреннего
сгорания 444
Клапанов
парораспределительных
жидкостные
буфера 288
привод в
горизонтальных
машинах 287
преимущества 286
-•- — расположение 287
^ергофа • * 287

распределяющие кулаки
Кольмана,
Ленца Дбрфеля . 289

расширительные сопла... 287
Клапан паровой,
двухседельный . 235*
— предохран-i .ель-
ный
конденсатора 332
Клапаны
всасывающие
автоматические 217
— дзигат. внутрен.
сгорания
впускные и
выпускные • . 444
— кольцевые и
управляемые
поршневых насосов . . 559
— обратные .... 218
двигателей
внутреннего его- *
рания 446
— паро
распределительные с
каналом Трика ... 296
четырехседель-
ные Зульцера . 286
— питательные ... 64
— поршневых
насосов 555
плоские и
конические 558
—
предохранительные 68
грузовые и
пружинные . . 69
полно
проходные 68
строенные . . 69
цилиндров . . 324
Клидонограф .... 911
Колекторная
машина постоянного
тока ...... 755
Колекторные
двигатели
переменного тока 843, 844, 845
Коллекторные
двигатели TpevcjmsHbie 337
сериесные . 855
— машины
переменного тока.... 755
— электродвигатели
трехфазные се-
сериесные . 855, 860*
шунтовые
860*, 861*
Колесо Кертиса . . 389
— Пельтона . 509, 513, 532
Колес Пельтона
высота подъема. . 515
крепление
ковшей 531
лопатки.... 613
расчетный
диаметр 532
регулирование
515, 545
число
оборотов холостого
хода 534
Количество пара,
расходуемого на
\ л. с 251*
—
тепларасходуемого на 1 л. с. . . 251
Колосники 86
-~ простые,
полигональные,
ребристые,
извилистые 86
Колосниковая
решетка ..... 86
Колосников
употребительные
размеры для
различного вида
топлива..... 86
Колосниковые
опорные балки.... 87
— решетки
наклонные* 89
Колебательный
контур 736
Коммутатор машин
постоянного
тока 764
Коммутаторы
элементные
аккумуляторной
батареи 733
Коммутаторные
машины
постоянного тска.... 764
Компаунд геиерато-
ч оы 770
Компаундирование
одноякорных
преобразователей , 883

Алфавитный указатель
1143
Компенсатор
синхронный,
асинхронный и
фазный 755
Компенсаторы
сдвига фаз. 839

самовозбуждением . . . 839
Компенсационная об*
мотка якоря . • 764
Компрессора
гидравлические
сопротивления .... 612
~ двухступенчатого
и
трехступенчатого пример
расчета 607
— действительная
внутренняя
работа 605
индикаторная
работа 604
— действительный
расчет процесса . 609
— диаграмма pv 602, 607
TS . . . . 603, 607
— единичные
адиабатические
перепады 612
— индикаторная
работа золотников 615
диаграмма 603,
607, 639
— коэфициент
подачи 610
— к. п. д.
адиабатический и
изотермический .... 605
— к. п.д. внутренний
(индикаторный). 604
— к. п. д.
механический 605
— нагнетательные
клапаны .... 613
— начальное и
конечное
состояние 606
— неполное
охлаждение 604
—- определение
мощности по
индикаторной
диаграмме 611
— относительная
влажность . . . 605
— падение давления
в холодильнике. 608
— площади сечения
всасывающего и
нагнетательного
патрубков .... 611
— подведенная
работа , 605
Компрессора
процессы
адиабатический и
изотермический . 603, 604*
— потребная
мощность 605
— работа
адиабатическая и
изотермическая . . 603, 612
— рабочая площадь
поршня ..... 613
—
распределительные клапаны . . 613
органы .... 613
—
распределительных клапанов
расчет 613
— сжатие по
адиабате 603
политропе . 604
— средняя скорость
поршня . . • . . 613
— тепловой
эквивалент работы . . G03
— энтропийная
диаграмма .603,607, 612
— эффективная
мощность...» 612
Компрессорной
диаграммы рабочая
площадь .... 604
Компрессоров
арматура • 644
— воздухопроводы . 647
— воздушные
аккумуляторы .... 646
— воздушных
правила УСПС по
устройству,
содержанию и
обслуживанию . 643, 648
— всасывающий
клапан 615
— значение
охлаждения ...... . 602
— золотниковое
распределение. . 614
— клапаны Borsig и
DEMAG .... 614
—• конструкции ... 617
клапанов ... 614
— место забора
воздуха ...... 645
— обслуживание и
ремонт 646
— общие данные . . 602
— ограждение . . . 643
— определение
необходимой
МОЩНОСТИ 611
основных
размеров 611
— охлаждение . 606, 645
рубашкии
крышек цилиндра, 606
Компрессоров
помещение 643
— правила смазки
и чистки .... 644
— привод 638
— промежуточные
холодильники. . 608
— распределение
системы Кестер . . 614
— регулирование
автоматическое. 616
включением и
выключением

дополнительного вредного
пространства . 616
измерением
числа
оборотов 616
отведением
части
всасываемого
воздуха 616
подаваемого
воздуха . . . . 616
— уравновешивание
сил ....... 613
— число ступеней . 607
Компрессоры . 547, 601
— вертикальные,
двухступенчатые
высокого
давления 619
— высокого
давления ...... . 608
— гидравлические602, 642
— горизонтальные

одноцилиндровые 617

трехступенчатые 619
— для двигателя
внутреннего
сгорания 459
— мокрые ..... 606
— неохлаждаемые . 603
— одно-и
многоступенчатые .... 605
— поршневые 601,605, 606
— ротативные ... 601
= пластинчатые . 620
— с диференциаль-
ным поршнем . . 617

распределением Кестера ... 617
— электрические . . 975
Конгруэнтность
характеристики
центробежных
насосов 585
Конденсата .
обратного охлаждения
устройство ... 34$

1144
Алфавитный указатель
Конденсата
отделение -масла ... 337
— температура ... 330
Конденсатор ; . 329, 719
Конденсатора
вакуумметр ..... 331
— воздушный насос 331
— впрыскивающего
объем 332
— давление 331
при
параллельном токе и
противотоке .... 347
—- емкость 719
— заряд 719
— количество
воздуха ..... 347
охлаждаемой
воды 330
подводимого
тепла 329
— пластинчатого
емкость и сила
поля 719
—
предохранительный клапан... 332
— температура . . . 330
— турбин давление 356
— энергия
электрического поля . . 721
Конденсатор Броун-
Бовери 333
— Вейса 332
— Kontraflow. ... 333
Конденсаторные
зажимы
трансформаторов .... 874
Конденсаторов
выполненных
поверхности
охлаждения .... 336
— насосы Баль-
ке 331, 332
Тиссен-Пфлей-
дерера & Бейнге
и Кюнцли ; . • . 337
— параллельное
соединение .... 719
— поверхностных
подготовка
добавочной воды . . 336
удаление
воздуха и
конденсата 333
— промывка по
методу .Hullenraeyer 335
— соединение ... 719
— уплотняющие
резиновые кольца
Политц ..... 335
— центробежные
воздушные
насосы ....... 337
Конденсаторов
центр обежн ых
кольцеобразные
сопла ....... . 337
Конденсатор
пластинчатый 719
— плоский 719
— струйный Кёртин-
га 337
— цилиндрический . 720
Конденсаторы . 838, 966
— Галля 333
— Ginabat, Esher-
Wyss и Brtin-
ner M. F. О. . . 334
—- добавочные . . . 918
— оросительные . . 336
— открытые . . • . 336
— поверхностные
закрытые 333
системы Иос-
се-Гензеке ... 336
— центробежные . . 337
Конденсации
охлаждающая вода . 330
— расход силы . . . 398
— струйный вакуум 337
Конденсация .... 329
— параллельным
током ; 331
— поверхностная . . 332
— поршневых
машин
самостоятельная 331
— противотоком . . 331
без
барометрической спускной
трубы 331
— смешением . 330, 341
— струйная .... 337
— центральная ... 347
Контактные кольца
асинхронных
машин 827
Конуса Зегера ... 112
Копры паровые . \ . 8
Короткое замыкание 731
синхронных
машин .... 803
Котел Велокс .... 33
— водотрубный
вертикальный ... 27
— двужаротрубный-
с
пароперегревателем ...... 12
— Ланкаширский . . 9
— прямоточный
Теплотехнического
института ... 33
Котельного агрегата

паропроизводительность'. ... 26
Котельной установки
аккумуляторы . 7
назначение • . 3
к. п. д. . . 4,72, 209
Котельной
установки паропроизво-
дительность... 4
пример
испытания 77*—79* '
теплового
расчета . . . 209—212
тепловой
баланс 72
тепловые
потери 72
Котельные
заклепки по нормам
НКТ 158-160
— листы , литой
стали по нормам
НКТ 157
— топочные листы
красной меди по
нормам НКТ . . 161
— установки II,. 661
Котельных агрегатов
нормы
испытаний
Всесоюзного
теплотехнического
института 74

стандартизация в СССР . . 26
— днищ выпуклых,
подверженных
наружному
давлению,
определение толщины
стенок 180
расчет „ . . 179
с
отбортованными
горловинами ,
определение толщины
стенок 180
плоских с
отогнутыми
бортами расчет ... 178

неукрепленных,
подверженных внутреннему
давлению,
определение
толщины стенок ... 178
— лазов крышки . . 46
— материалов
недостатки качества 46
— сварных
соединений испытание . 202
— связей и анкеров
сталь по нормам
НКТ 160
— установок общие
сведения .... 3
правила
устройства,
содержания и

детельствования . • ♦ ♦ 1136—170

Алфавитный указатель
1145
Котельных
установок- чугунное и
* стальное литье
по нормам НКТ 161
Котла
автоматическое
регулирование питания
Ганнемана ... 65
— водосодержание . 7
— выбор 6
— загрязнение на-
килъю и илом . 48
— зеркало
испарения 7
— зона питания . . 7
— колебание паро-
потребления . . 7
— нагрузка. . • • . 5
— неравномерность
расхода пара . . 7
— определение
толщины стенок
цилиндрической
части ...... . 171
— парового
подогрев воздуха . . 4
разрешение
установки 3
— — система
циркуляции 3
— паропроизводи-
тельность. ... 4, 6
предельная . . 7
— питательный
объем ..,.,.. 7
— поверхность
нагрева 3
— работы
автоматическое
регулирование 132
— регулятор Копеса 65
— сварки проект
и требования,
предъявляемые
к нему 200
— сопротивление 115, 116
— топки с малой
инерцией .... 7
—- топочные дверки 8
— указатели
наинизшего уровня
воды ....... 68
уровня воды . 67
—. утилизируемое
тепло 73
Котлов
автоматическое
урегулирование
питания 65
— аккумулирующая
способность . . 6
— анализ газов .,. 132
— арматура .... 64
Котлов арматура и
гарнитура по пра- ч
вилам НКТ . 137-141
— барабана
соединение с днищем 42
— барабаны
сварные 39
цельнокованые 41
— Бенсона
достоинства 31
— болтовые
соединения 42
— болтовых
соединений
изготовление и расчет . . 181
—- ввод питательной
воды 48
— вертикальных
.основные размеры 9*
поверхность
нагрева .... 8
— водотрубных
вертикальных отбор
пара 24
преимущества
и недостатки . . 23
водяные
камеры и
секционные коробки . . 185
газбходы ... 18

горизонтальных параметры 19
— водотрубных
горизонтальных
перегреватели. . 21

экономайзеры 21
эластичные
соединения 19
достоинства
и недостатки 6
загрязнение и
обдувка
трубок 18
зеркало
испарения' 18
изготовление
камер 170
камерных
предельные*
размеры и
давление 21, 22

неравномерные
деформации 17
ббмуровка . . 17
и крепление 17
общие данные 17
основные
характеристики . 18*
отложение
накипи ..... 18

пароперегреватели 52
питание .... 64
Котлов водотрубных
поверхности
нагрева 17
подвешивание
барабанов . , . 112
порча трубок . 18
секционных
камеры .... 22
размеры . . 22
течь 18
типы 18
установка ... 112
устройство
топки 18
циркуляция
воды 17
Шухова
основные размеры 20*, 21
— водяных камер
соединение с
верхними
барабанами 43
соединения
стенок... 43
— газотрубных
достоинства и
недостатки .... 6
— газоходы и борова ИЗ
— гидравлическая
проба 170
— детали
конструкций 42
— длительные
перерывы в работе . 49
— днища
сферические 47
эллиптические
Пинча .... 47
— днищ соединения
с жаровой
трубой 42
— допускаемое
давление 38
— жаоотрубных
газоходы И

пароперегреватели ..... 52
паропроизво-
дительность , 9
площадь
колосниковой
решетки 9
поверхность
нагрева .... 9
предельное
давление - . . . 0
— заклепочного
соединения выбор
типа . ' 3S
— заклепочные
соединения .... 170
— замена
поврежденных днищ . . 47
— запорные и спу*

114G
Алфавитный указатель
скные
приспособления .... 65
Котлов засверлива-
ние и заварка
трещин 48
— изготовление
камер огневых. . 170
— измерение тяги . 132
— измерительные и
регулирующие
приборы .... 131
приборы для
испытаний . . 131

определения испа-
рительностн
топлива и

теплосодержания пара 131
приборы
самопишущие ... 131
— с
мгновенными и

гистрирующими
показаниями . . 131
— и
пароперегревателей высокого
давления
материалы по
нормам НКТ . . 162-165
высокого
давления

специальные правила
НКТ .... 155
« сосудов,
работающих под
давлением,
метод
изготовления сваркой 201
— кирпичная кладка 112
— клепка ...... 36
и чеканка . . . 167
— ковка 41
~ консервация ... 49
— лазы и.люки ... 45
— лакомабильных и
паровозных
пароперегреватели 52
— материал и
конструкция по
правилам НКТ 137
— надежность
сварных швов.... 171
— недостатки
конструкции и
выполнения .... 47
ухода 47
— нормального
давления до 22 am
технические
условия
Всесоюзного
теплотехнического
съезда 165-170
Котлов обмуровка 111—112
сводчатая ... 113
— обмуровки
толщины стен ... 112
-- обработка .... 165
— обслуживание по
правилам НКТ . 147
— огнеупорная
кладка 112
— одно- и двужаро-
трубных размеры 11
— споры, связи,
каркасы .... 111
— определение
толщины плоских
стенок . . . 173, 174
' трубных
решеток . . 175
—
освидетельствования правила НКГ
147-151
— особые случаи
установки по
правилам НКТ . 145
— отверстия для
соединительных
патрубков .... 45
труб .... 168
— классификация . 5
—
пароперегревателей и
экономайзеров водяных
нормального
давления,
материалы по
нормам НКТ . . 156-162
— питание 667
— питательной воды
содержание
масла и присутствие
воздуха 48
— питательные
насосы ...... 667
приборы ... 64
питательных
насосов
напоры 667
— плоских
стенок крепление 45

продольными связями
и анкерными
трубами . . 45
крепление
распорными
болтами • . 45
угловыми
связями и
скобами . 45
— повреждение и
ремонт ..... 46
— подвесной
потолок 113
Котлов порядок
разрешения
установки и
перестановки 145
— постоянных
помещения по
правилам НКТ . . . 141-145
— построение ... 35
— правила
устройства,
содержания и
освидетельствования . 35
— промстандарты . i4
— разных систем
водосодержание 7*
— распорных болтов
неправильная
постановка ... 47
— расчета гамбур-
ские нормы . . 35
— с большим
водяным объемом
характеристики . * 10*
— сборка 167
— сварка 39
дуговая и
газовая. Правила
ВЦСПС . .198-205
и горячая
обработка . 171
— сварки основные
материалы»
электроды и
сварочная
проволока ,. .... . 199
— сварных приемка
и испытание . . 204
— связи и их
постановка 168
— стандартные па-
ропроизводи-
тельности ... 27
— стационарных
построение по
германским
правилам 170—185
— стоячих
соединение корпуса с
огневой
коробкой ' 42
— типы 5, 10
и
характеристика поТлав-
энергпрому. . 27
— толщина стенок . 38
— топочное
пространство ИЗ
— трубная решетка 47
— трубные
соединения ....... 44
— трубчатых
основные
характеристики , 16*

Котлов трубчатых

пароперегреватели 16
— укрепление
вырезов 45
— упуек воды ... 47
— установка .... 7
— фундамент .... 111
— цилиндрических
установка . 11, 12, 111
на
стульях . . 11, 12, 111
— частей ремонт . . 49
— чистка
внутренней поверхности 15
— шкала
стандартных параметров 27*
— Шмидта
достоинства и
недостатки 30
— экранных парона-
пряжение.... 26
тепловые
напряжения ... 25
теплопередача 25
— электрических
конструкция и
область
применения 1040
технические
данные .... 1043
Котло-економайзеры 3
Котлы Атмос инж.
Бломквиста... 28
— Бабкок и Виль-
кокс .... 27
— Бенсона 31
г- большого
водяного объема . . 6
— вертикальные с
дымогарными
трубками .... 8

поперечными
трубками (Галло-
вея). ... 8
— водотрубные . . 5, 6,17
без водяных
камер и без
барабанов . . 18*
■ вертикальные 18, 23
высокого
напряжения .... 16*
2, 3, 4 и
5-
барабанные .... 23
. для пыле-
угольного
топлива . . 27

горизонтальные ...... 18
двухкамерные
с одним и
двумя барабанами 13*
• камерные , . , 18, 21
Алфавитный уиазата-дь
Котлы водотрубные
морские .... 11Г
секционные .. 18, 22
Штейнмюллера 19
Шухова . . 20, 21, 22
— газотрубные . . 5. 6, 8
вертикальные
(стоячие) ... 8
— двужаротрубные
(ланкаширские) 13
— жаротрубные . . 9
двойные ... 13
—- комбинированные 10,
12, 13
— Ламонта ..... 32
— Лефлера 30
— локомобильные . 14
— „непрямого
действия" Шмидта. 28
— одно- и
двужаротрубные . . . . 10, И
— одноходовые ... 28
— отапливаемые
отходящими
газами 15
■— паровые 5
правила НКТ, 136—137
— электрические . . 1036
— паровозные ... 14
— пиковые 33
— постоянные и
подвижные .... 136
— прямоточные . . 32
— сверх высоких
давлений 662
— с выдвижной
жаровой частью . . 15
— секционные типа
Бабкок и Виль-
кокс 27
— специальные ... 28
— стационарные . . 7
— судовые . . .14, 16, 17
оборотные . . 16
— трехжаротрубные 12
— трубчатые .... 8, 14
— трубчатые с
внешней топкой под
котлом .... 15*, 16*
внутренней
топкой и
оборотными
трубками . 17
и
пролетными
трубками. . 16
оборотными
трубками . 16*

поперечными
кипятильными
трубками .... 16*
пролетными
трубками . 16*
— Шмидта-Гартмана 29
1147
Котлы Шухова ... 8, 9
— экранные .... 24
Коэрцитивная сила 724
Коэфициент
амплитуда 733
— быстроходности
водяных турбин 520
— выделения тепла
двиг. внутр.
сгорания 479
— годичной
нагрузки 650
— давления 220
— действительный
молекулярного
изменения ... 475
— добавочного
трения 263*, 264
— избытка воздуха 84, 472
— использования . . 651
осветительных
установок. . . 1099
— молекулярного
изменения
продуктов сгорания 474
химический 474
— мощности . . . 735, 919
- ветряка . • . . 498
— наполнения двиг.
внутр. сгорания 417
,. и вли.
яние
внешних условий 421

внутренних
условий . . 421
— обшнй двиг. вну-
трен. сгорания 418,419*
— объемный двиг.
внутр. сгорания 477
— остаточный . . . 474
— остаточных газов 476
—- отрицательной
работы ..... 222
— подачи 476
двиг. внутр.
сгорания и его
изменение . . 441
— — компрессора . 610
—• полезного
действия
аккумуляторов '749
—
асинхронных
двигателей. .821*, 822*
ветряка
идеальный . 498
водяных
колес верхне-
бойных . . 505
— сред-
небойных . 507
двиг. вну-
трен.
сгорания 410, 417, 422

1148
Алфавитный указатель
Коэфициент
полезного действия
двиг. внутр.
сгорания
индикаторный 478
мический . 423

компрессора . . . 604, 605
г
механический . . 261, 262*
насосов . . 549

поршневых
объемный (ВОЛЮ-
метриче-
ский) ... 560

одноякорного
преобразователя . 886
относитель-
. но цикла
Клаузиуса-
- Ранкина . . 252
— паровых
машин . . 252, 257
термический 252
—и
термодинамически 256*

термодинамический . 252
турбин НБ
идеальный . 355
турбин
, (кривые) . . 356
. водяных 517
..
полный н
достигаемый . 521
_ газовых . 494
паровых 354

реактивных .... 375
, т-ермиче-
. ский . . . 357,
358*, 359*
термоди-
♦ яамический 354
' —
турбогенераторов . . 795

центробежных
насосов
гидравлический . 570
электрич.
машин пе-
рем. тока
синхронных 787*
— полных потерь
линий передач . 1017
— потерь
изолирующих материалов 743*
— рабочего
времени 651
-- рассеяния .... 829
Коэфициент
распиливающего воздуха 475
— резерва 651
— самоиндукции . . 730
соленоида и
двух
параллельных
проводников ... 730
— смешения
действительный и
химический . . . 417, 418*
— суточной
нагрузки силовых
установок 650
— температурный . 711*
омического
сопротивления
электрич.
машин 1079
— теплопередачи . . 57
— трансформации 828, 912
— увеличения . 813, 814
— формы поля
синхронных машин 801
Коэфициенты
давления 234*, 235*
для различных
законов
степени
расширения 221*
— использования
освещения
полуотраженного и
уличного .... 1100*
— отрицательной
работы для разных
величин сжатия,
вредных
пространств и
показателей 222*
при работе
без
конденсации . . . 223*
Краны подъемные . 8

электростанций 975*
— спускные 67
Красильни 8
Крейцкопф • двигат.
внутр.сгорания . 445
двойного
действия 456
Кривая вершин ку-
лиссныа
парораспределений . 302, 303
— намагничивания . 724
■— состояния
одноступенчатых
воздуходувок ... 632
Кривошипа углы с
линией мертвых
точек 272*
Кривошипный
механизм двиг.
внутреннего
сгорания 455, 456
Кривошипный
синхронизм 816
Кривошип
опережающий .... 332
Критический
качающий момент на
1 л. с 814*
Критическое число
оборотов
турбогенератора ... 800
Круговая диаграмма
Гейланда .... 831
Кругового процесса
потери 423
степень
использования . 423
Круговой процесс
адиабатический . 423
Ксенотроны 899
Кулисса Гейзин-
гера 306, 310
— Гельмгольца . . . 310
— коробчатая
(закрытая) ..... 310
— Пиус-Финка ... 307
— с двумя
полосками .. г ... . 310
— Стефенсона 304, 305, 308
Кулисе
выравнивание наполнений. 308
— конструктивное
выполнение. . . 310
— конструктивные
особенности . . 313
— подвешивание . , 308
Кулиссное
парораспределение ... 301
Кулиссы брусковые
и с прорезом . . 310
— Гейзингера
выравнивание
наполнений 309
— Гоуча и Аллана . 305
— Джоя и Броуна . 312
— Марщалла (Брем-
ме), Гаркворта
и Клуга 3J1
— Стефенсона
кривая вершин... 304
применение . 305
точки подвеса 304
Кулон 706, 709*
Л
Лабиринты паровых
турбин 368
Лазы и прочие
вырезы ...♦•• 184
Ламп ацетиленовых
автомобильных
расход газа и
сила- света. . . 1072

Алфавитный указатель
1149
Ламп бензольных
горючее и его
теплотворная
способность . 1068, 1069
— газовых удельное
потребление
горючего 1073*
— газокалильных
зажигание на
расстоянии .... 1071
~ дуговых кривая
распределения
света 1080
рабочее
напряжение * * ♦ . 1080
световая
отдача 1081
— с жидким
горючим удельное
потребление го-
рючего 1069*
— спиртовых
горючее 1068
— теплотворная
способность
горючего 1068
Лампы .... • . . 1052
— ацетиленовые . . 1072
— бензиновые . . . 1069
со светящимся
пламенем и
калильным
колпачком .... 1069
— бензольные . . . 1068
— бесфитильные .'. 1068
— газокалильные
низкого
давления 1070
— для воздушного
газа 1079
газообразных
горючих . . . 1069
жидкого
горючего .... 1068
масляного
газа 1072
светительного
газа 1069
— дуговые магнети-
товые 1081
— — с чистыми и
пламенными
углями .... 1080
— инвертные .... 1068
— и расстояние
между ними во
внутренних
помещениях . . . 1105
— к. п. д 1058
— Kronos, Eugeos,
Petromax, Keros
u. Hirschhorn . . 1068
— Нернста 1074
—
продолжительность службы . 1058
Лампы расход горю-
—
—
—
—
1 —
—
—
—
—*
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
*'
—
—
световая отдача .
с калильным кол-
спиртовые ....
с плоским и
круглым фитилем .
— светящимся
пламенем . . .
условной
переводные коэфи-
циенты для ламп
разных мощно-
фитильные . . .
электрические . .
-— вакуумные
вольфрамовые
внутри
матированные . . .
— со
спиральной
нитью .
с
вольфрамовой
нитью ....
газополные
— дуговые
неоновые ....
— „Игар" ....
-— накаливания .
— неоновые 1081,
— Osram ....
— ртутные
низкого и
высокого давле-
— с газовым
разрядом ....
с
использованием
падения
напряжения на
аноде . . 1080,
— с дуговым
разрядом ....
разрядом
в газе с

пользованием падения

напряжения на
катоде ....
— угольные и их
световая отда-
эталонные . . .
Ламп электрических
—
вакуумных
вольфрамовые
светоотдача . . . .
— вол!ф^амовых
газоп мных
мощности . .
1057
1056
1068
1068
1068
1068
1088*
It 68
1074
1076
1075
1075
1076
1082
1083
1074
1082
1077
1082
1080
1081
1082
1083
1075
1053
1075
1076
Ламп электричееких
дуговых
неоновых светоотдача
изменение
силы свега при
измен нии
напряжения . .
Osram
световой поток и
световая от-
сзетовые
характеристики
по ОСТ 5154—
1077, 1078*,
1079*
стандартные
размеры . . .
стекло и сте-
клодержатели
для
осветительных
арматур
стандартные . 1093,
1083
1079
1077*
1079*
1094*
1095*

температурный коэфи-
циент
омического
сопротивления . . .
Линии передач . . .
постоянного
тока
замкнутые

разомкнутые .
с двумя

питательными

пунктами
одинакового

напряжения .
с
одинаковым

напряжением
на
питательных
пунктах
и
равномерно

распределенной

нагрузкой . . .
„ с

тельными
пунктами

различного

пряжения . . ,
1079
9?0
995
994
995
996
99?

1150
А.кравятный указатель
Линий передач
слабого тока ....
влияние на
соседние линии
связи
воздушных
величина
пролетов
экономическая ....
■ деревянные
и
металлические
опоры ... .
— — -—
дополнительные
нагрузки от
гололеда,
снега и др. .

допускаемые
напряжения для
однопрово-
лочных
проводов . . .
стальных
опор . . .
сновения .
—
железобетонные опо-
заземление
мачт ....
защита опор
от ржавчи-
изоляторы
и
принадлежности
для них. .
< — и
подземных
конструктивное

выполнение . . . .
ждение
мест
повреждений . .
•
конструкции
• норма для
медных
проводов •
торов . . .
-г- опоры и их
типы . .,. .
—
промежуточные,
угловые,
анкерные,
конечные,
переходные и
1019
1032
1022
1022
1018
1018
1021*
1026
1025
1025
1023
1020
1018
1033
1018
1018
1020
1021

специального
назначения ....
Линий передач
воздушных потери
на корону ....
провес и
расстояние
наинизшей
точки
провода от
земли . . .
провода . .
пролеты для
тросов . .
резмеры
железных и

железобетонных мачт
—
расположение
проводов на
опорах . . • .
расстояние
между
неподвижным.!
точками . .
• — расчетные
нагрузки на
опоры по
нормам
ВЭС ....
сечения
проводов .
.
—температурные
постоянные . . .

транспозиция
проводов ....
устройство

фундаментов под
опоры , . .
выбор
напряжения ....
германские
1021
1006
1018
1018
1019*
1024*
1019
-
1022
1023
1003*
1013
1020
1025
1007
данные о мате- j
риалах для
проводов . . .
— — «данные ДДЯ
подразделения
напряжений .
1008*
— — диференциаль-
ная и
дистанционная за-
для установок
пост, и перем
тока приборы
для
выравнивания
падения напряже-
1011*
1007,
1030
Линий передач до*
пускаемое
нагревание
проводников при
силовых,
осветительных и
смешанных установках .
допускаемые
падения
напряжений при
расчете прово-
защита от то-
' ков перегруз-
против
гололеда . . .

обратной
мощности,
атмосферных
напряжений
и
замыканий на зем-
кабели сгло-
максимальная
допустимая
нагрузка
кабеля. . . .1014*,
местного
значения
напряжения ....
. падение

напряжения,
экономический
радиус
действия,
район
обслуживания и
напряжение
на 1
питательный
пункт . . .
местных и
районных
выбор
напряжения . . • . . .
— —■ па большие
расстояния
выбор
напряжение
уравнения ....
— .
передаваемая
мощность,
к. п. д.,
отношение
напряжений
I я сечение
[ проводов .
992
993*
1030
1032
1031
1026
1015
1008*
1008 *
1007
1007
1009
1009

Алфавитный указатель
1151
Линий передач на
большие
расстояния пределы . . 1010
— — нормы ддя
материалов
проводов 1003*
основных
материалов. 1002^
определение
сечений
проводов .... S93 '
осветительных
установок
сечение
распределительных
проводов ... 993
переменного
тока выбор
сечения
проводов • 1010

графический
метод
расчета 1001

диаграмма
мощностей .... 1002
.
напряжений ... 1001
затраты
на
первоначальное

оборудование .... 1016
коэфици-
ент
загрузки 1017

ПОЛНЫХ
потерь .... 1017

МНОГОЖИЛЬНЫЙ
кабель. . . Ю15

нагревание
проводов .... 1010

наивыгоднейшая
плотность
тока .... 1017
.
освинцованный
одножильный
кабель . . . 1013

прокладка кабелей . 1015
расчет . 998
— ,
проводов с
точки
зрения
экономической . 1015
г
регулирующие

противления,
дроссельные
катушки,

тотрансформаторы и
и
трансформаторы с
подвижной
обмоткой . 991
Линий передач пере-
менчого тока
стоимость
энергии 1017
ход
расчета по

„приведенной"
схеме 999
постоянного
тока
графический метод
расчета 996
.
двухпроводных ход
расчета . . 995

разветвление
сети 997
• — расчет . 994
регули-
. рующие

приспособления,

кумулятора и
дополнительные
машины с

последовательным

збуждением 991
трехпро-
водных ход
расчета... 994

устойчивость
напряжений . 998
постоянные
для расчета . . 1003
селективное
выключение
участка сети . 1030
система
защиты от
повреждений .... 1030
трехфазных
ток замыкания
на землю . . . 1005
районного
значения
напряжения .... 1008*
~ падение на*
I пряжение,
| экономический
1 радиус
действия, район
обслуживания
и нагрузка
отдельного
питательного'
пункта . . „ . , . 1008*
Линий передач
уравнения
самоиндукции и емкости
для отдельных
проводников . . 1004
уравнительные
приборы для
выравнивания
падения
напряжения* . . 991
Линия выпуска по
Шюле 217
— предварения
выпуска 217
-— расширения • . . 216
Литровое тепло
двигат. внутр.
сгорания .... 417
Литровой мощности
графическое
определение . , . 415
Литровые: тепло,
работа,
мощность 415
Локомобили Вуль-
фа 225
Лопатки рабочие
паровых турбин . 367
Лопаток паровых
турбин
нормальные профили
Парсонса .... 376
профили . . 376
_^. ширина и
длина ... 378
— рабочих график . 367
Лопаточный
направляющий аппарат. 581
Лучи Рентгена ... 712
Люки для чистки
котла 8
Люке • . 1053
Люксметры Бех-
штейна и Ос-
рам 1060
Люмен 1053
М
Магнетизм
остаточный 724
Mai не гитовая
дуговая машина. . . 1081
Магнитная
индукция ....... 723
— масса 721
— проводимость . . 709*

1152
Алфавитный уюааатеигь
Магнитная проница-
емость 709*
среды .... 724*
— цепь 726
замкнутая . . 726
машин
постоянного тока . 760
Магнитного
напряжения
единица 709*
— поля бесконечно
длинного
прямого проводника
напряженность . 723
*- поля
действующие силы .... 728
единица силы * 709*
- изогнутого по ,
окружности
проводника
напряженность . 723
изогнутой по
окружности
катушки
напряженность . 723
короткого эле-
< ?лента
проводника
напряженность ... 723
• проводника с

самоиндукцией энергия . . 731
сила в
практической
(технической)
системе единиц . . 722

электромагнитной
системе
единиц .... 721
действия яа
проводник с
током ... 728
соленоида
напряженность . 723
электрических
токов
напряженность ... 722
энергия . • . . 728
— потока единицы . 709*
синхронных
машин
графическое
изображение .... 801
Магнитное поле . .721, 722
поперечное . . 722
— сопротивление . . 709*
Магнитной
движущей силы
единица 709*
— индукции
единица 709*
— массы единица . . 721
Магнитные линии
индукции.... 723
| Магнитные линии
I поля 723
— массы
одноименные и
разноименные .... 721
Магнитный поток . 707, 723
синхронных
машин .... 801
Магнитных линий
поля плотность 723
Магнитов сила
напряжения .... 728
Магнитодвижущая
сила 726
Магнитодвижущие
силы якоря
синхронных машин . 802
Магнитодвижущих
сил синхронных
машин векторная
диаграмма . . . 916
Магнитомоторные
счетчики . . • . 803
Максве чл . . . . 707, 709*
Манометры
пружинные (Бурдона) и
пластинчатые . . 69
Маховой момент
синхронных
машин 814
Маховые массы на
валу двигат.
внутр.сгорания . 459
— моменты
синхронных машин
переменного тока. 787*
Мачты железные и
железобетонные
для воздушных
линий передач . 1024
Машина Гольд-
шмидта 805
Машин
конденсационных
предельная мощность . 663
Машины для
подъема жидкостей . 548
— объемные
величины с полным
количеством па-
1 ра 255
— паровые
конденсационные .... 663
Маятниковые
счетчики . • .... 915
Мегомит 744
Международная
система мер в
электротехнике . . . 706
Микалес 742*
Миканит .... 742*, 744
Маканитовая
бумага 742*. 744
Миллиамперметры . 904
I Милливольтметры . 904
Миносгласс 742*
Многофазный и
трехфазный ток. «738
— ток 732
Модуль резонанса
Гергеса . . . 813, 814
Молекулярная
теплоемкость
двухатомных газов . 472
трехатомных
газов 472*
Моль 472
Момент зажигания
двигат. внутр.
сгорания .... 442
Монтежю 598
Мостик Витстона . . 710
— Томсона 923
Моторгенераторные
агрегаты .... 884
Моторные счетчики. 915
Мощность активная
и реактивная . . 735
— действительной и
идеальной
паровой машины. 252
— максимальная . . 237
— наибольшая
длительная . . . 237, 238
— нормальная . . . 237
Мульда 92
Н
Нагнетателей
ротационных
конструкции 619
Нагнетатели водо-
и пароструйные 641
— поршневые ... 606
— ротационные . . 619
— специальных
конструкций .... 641
— центробежные . . 621
Нагревание
электродное,
вольтовой дугой,
сопротивлением и
индукционное. . 1035
Нагревательные
патроны 1045
Наддув двигат.
внутр.
-сгорания 414
Намагничивание
различных сортов
железа 727*
Намагничивания
кривая 724
Напорный
резервуар водяных
турбин ...««• » 545
Напор перменнз1й
водяных тууоин . 513

Алфавитный указатель
1153
Направляющие
аппараты паровых
турбин 364
— двигат. внутр.
сгорания 455
Напряжение
обхода ... 717
— топочного
пространства .... 93
— трансформации
репульсионного
двигателя .... 850
Направляющий
аппарат
безлопаточный 582
лопаточный . • 581
Напряжения тока
единица . . 708*, 709*
Насадки двигат.
внутр. сгорания 428
— паровых турбин
для перепадов
больше
критического 365
— _
меньше критического 364
Насосов
водоструйных применение 600
— воздушных
двухступенчатых
диаграмма . . . 344
клапаны .... 345
поршневых
диаграмма . . 342
поршни .... 346
— всасывающий
патрубок 548
— высота подачи . . 548
подъема . . . 548
— геодезическая
разность высот . 548
— давления
всасывания и
нагнетания ....... 548
— конденсаторов
индикаторная
мощность ... 348
— к. п. д 548
— особые
устройства 548
~- питательных
требуемая
мощность 639
— поверхности
всасывания и
нагнетания 548
— полезная и
потребная мощность 549
— поршневых
арматура 560
водяной удар . 551
—• воздушный
колпак 553
— поршневых вса-
сывающая
коробка (храпок) . 560
Насосов поршневых
всасывающий
клапан 549
ход 549
храпок . . . 553
выбор числа
оборотов . . . 559
высота
всасывания 553

действительная
индикаторная диаграмма. 555
площадь
поршня 555
детали .... 560
длина
клапанной щели . . . 556
игра клапана . 555
инерционное
сопротивление 550
и
центробежных сравнение 596
клапаны . . . 555
количество
протекающей
воды 556
кольцевые
клапаны 559
конструкции 561
клапанов . . 558
кривошипный
механизм . . . 549
мертвые
положения .... 549
— —
нагнетательный клапан . . 551
ход .... 550
нагрузка
клапана 556
наибольшая
возможная
высота
всасывания 551
напорный
воздушный
колпак ...... 560
ныряла .... 560
объемный (во-
люметриче-
ский) к. п. д. . 560
основные
размеры 559
отрыв воды от
поршня .... 551
плоские и
конические
клапаны 558
площадь
прохода
клапанного седла . . 555
тарелки
клапана . . £55
Насосов поршневых
подъем клапана .
поправочный
коэфициент .
. — — по Лйнд-
неру ....
— приводных при-
размеры для
разной
производительности
расчет
воздушного
клапана .....


менной

скорости
в

бопроводе .
* ПрИ

постоянной

скорости
в

бопроводе .
колпака .
клапана . .
маховика .
регулирование
ручное и ре-
1улятором . .
регуляторы
Вейса, Толле и
Штумпфа . . .
сдвиг фаз
движения клапана
скорость в

присоединенном трубопро-
вытекания
из
клапанной щели .
поршня . .
сопротивление
всасывающей
инерции . .
открытия .
спокойный ход
клапана ....
способ деист-
степень
неравномерности .
с
электрическим приводом
556
558
556
561
-565*
553
554
553
555
557
56J
561
.
561
556
553
556
556
552
552
552
557
549
553
561
сас. 2883. - Hjjtto. Справочник для инженеров,
73

1154
Алфавитный указатель
Насосов приводных
тарельчатые и
конические клапаны 556
управляемые
клапаны . ♦ . 559
уровень
всасывания 551
цилиндр ... 549
— сопротивление по
току 548
— центробежных
величины для
расчета лопаток 581*
— — высоты
напора . .594*, 595*
вычерчивание
рабочих
лопаток 578

гидравлический к. п. д. . . 570
диаграммы
работы 586
— - изменение чи
ела оборотов . 587
— » и поршневых
параллельная
работа .... 587
-- — кавитация . . 588
каналы
направляющего
аппарата .... 582
количество
подаваемой воды
при
постоянном числе
оборотов 587

конгруэнтность
характеристики . . . 585
— — конструкции . 590
' к. п. д." . 594*, 595*
— — кривые
постоянного к. п. д. 585
--
характеристики при
постоянном
числе
оборотов . . . 584
круговые
лопатки 578
лопатки .... 572
— —
манометрическая высота
всасывания . . 588

меридиональная скорость . 576

многоступенчатых
наибольшее
допускаемое число
ступеней . \ . ." . 5951
— — наибольшая
допустимая
высота
всасывания 588
Насосов
центробежных
направляющие аппараты .
—
безлопаточные ....
определение
входа в колесо
выхода из
колеса . . .
— размеров
колеса . . .
основное
уравнение
— — относительная
циркуляция
вокруг лопа-
, ток
поправки
расчета на
конечность числа
лопаток . . .
построение
лопатки по
точкам

характеристики . . .
потери от
удара
- — пределы
применимости . .
приближенное
определение
окружной
скорости

производительность . . 594*",
- — пуск в ход . .
рабочая точка
— - радиальные и
осевые
лопатки
— расход
энергии . . . 594х',
— расчет при
бесконечном
числе
лопаток .... 570,

спирального
кожуха
— — регулирование
— - скорость
окружная,
абсолютная и

носительная .... 570,
спиральная
камера ....
спиральный
кожух ....
трение в
каналах .... • .
— — угол выхода
лопатки . . .
581
582
575
576
575
570
574
573
579
585
584
589
577
595*
590
586
574
595 <•
571
583
587
572
583
582
584
572
Насосов
центробежных удельное
число оборотов
589, 594*, 595*
— — уменьшение
мощности . . 584

уравновешивающий
поршень 593
усиление
всасывающей
способности
конструктивными

мероприятиями 588
— —
характеристика 583

трубопровода ..... 586
число лопаток

направляющего аппарата . . •581
— оборотов в
минуту 594*, 595*
Насссы 548
—• вакуумные .... 619
— водоструйные . . 600
— воздушные Ве-
стингауз-Леб-
лан и
Всеобщей коми,
электричества 338
вертикальные
простого
действия 344

горизонтальные двойного
действия ... 342
Бодмера и
Фрикарта . 343

двухступенчатые 344
поршневые . . 341
— — Сундвигера . . 345
сухие 396
центробежные 337
—
конденсаторов 337
- - Эдвардса 344, 345
— Геморри . . 448, 548
гязовые .... 411
— двпгат. внутр.
сгорания . . . 459
— двойного
действия
вертикальные 343
— диафрагмовые
(мембранные) . . 568
— для конденсата . 346
компрессора . 547
— коловратные
(ротационные) 548, 569
—
комбинированные паро- и
водоструйные . . 341

Алфавитный указатель
115г)
Насосы крыльчатые
— Маммута , . 548,
— мокровоздушные
для конденсации
смешением . . .
— нагнетательные
газовые
— пароструйные
(эжекторы) . . .
— питательные . . .
для котлов,

циркуляционной воды,
охлаждения и
конденсата . .
паровых кот-
поршневые и
центробежные
— поршневые . 548,
без маховика .
двойного дей-
диференциаль-
ные
простого дей-
— ротационные . .
— специальных
конструкций ....
— с подъемом
сжатым воздухом .
— струйные . . 548,
—
центробежные .... 548,
воздушные . .
высокого дав-
кольцевого ти-

многоступенчатые . . . 592,
низкого давле-
без
направляющего
аппарата,
со
спиральной
камерой с одно-
и
двухсторонним
всасыванием .
■ одно-и
многоступенчатые .
одност) пенча-
тые Myria . 591,
с
направляющим
аппаратом с
дву
.сторонним
всасыванием . . .
- — с дьулсторон-
568
597
341
599
601
64
975*
668
64
549
568
564 *
565
561
568
597
597
600
569
337
590
592
595*
^9Э
594*
576
595*
594*
ним
всасыванием 590
Насосы
центробежные с лопатками
двойной
кривизны 589
среднего
давления 592

трехступенчатые 5S6
— шестереночные . 569
Натронное число . . 110
Немагнитное поле . 717
NiFe аккумуляторы 752
Нормальный
гальванический
элемент 707
Нулевой электроиз-
мерите1ьный
прибор 908
Обдувочные
аппараты 114
Облопачивание
турбин ..... 371, 372*
Обмотка
возбуждения машин
постоянного тока 760
син кронных
машин
переменного тока . . . 788

турбогенератора 798
— Компаунд
встречная 773
— обходная
асинхронные машин 826
— ротора
синхронных машин
переменного тока . . 793
— статора машин
асинхронных . . 825
— стержневая якоря 790
— фазовая асин- '
хронных
двигателей 820
— шаблонная сист.
Гефлей 790
Обмотки
вспомогательные элек-
трич. машин
постоянного тока . 774
— якоря однофазные 791
трехфазного
тока 791
Обмоточный коэфи-
циент
синхронных машин . . . 800
Обогрев цилиндра
или рессивера
горячими
газами • 255
Обогрев цилиндра
или р.ессивера
горячим паром . 255
Объемная степень
сжатия 222
Огарки (очаговые
остатки) .... 75
Огарков % горючей
массы в
различных топках... 75*
Огневая коробка . . 8
Однофазный ток . . 732
Одноякорный
преобразователь
тока 837, 845
Окон паровпускных
и
паровыпускных проходные
сечения 264
Ом 706, 7С8*
Омическое падение
напряжения в
цепи переменного
тока 734
— сопротивление . . 710
Опережение выпуска
линейное .... 277
Опоры воздушных
линий передач . 1021
— фундаментные . . 328
Опыты Рикардо . . 536
— Зберле 7
Осветительной
установки
временные колебания
освещенности . 1096
затенение
освещения . . . 1096
коэфициент
использования 1099

неравномерность
освещения ... . 1095, 1096
световая
отдача и
коэфициент
использования .... Ю85
слепящее
действие 1096
тени 1096
экономичность 1099
Осветительные
установки и
основные
соображения об их рас-
чеге 1099
Осветительный
календарь. . 1118*, 1119
Осветительных
установок оценка ос*
вещсния .... 1095
проектирование 1095
Освещаемости от
отдельного источ-

1156
Алфавитный указатель
ника света
вычисление . . . . 1061
Освещение ..... 1052
— аварийное .... 975{
— внешних
пространств и
больших крытых
помещений .... 1114
*— внутреннее . . . 1108
— в фототехнике . . 1113
— от
непосредственного сжигания
горючего .... 1066
— отраженное . . . 1112
— прожекторами . . 1118
— рельсовых путей,
вокзалов и
водных путей ... 1115
— сцен и поездов . 1113
— театральных,
концертных,
лекционных и
парадных зал . . . 1113
— уличное 1115
— фабричное .... 1112
— цветное 1097
— электростанций . 975*
Освещения
внутреннего необходимая
величина
освещенности .... 1108
— выбор рода и
расположения ламп . 1111
системы . . . 1095
— методы расчета . 1105
— измерения .... 1053
— -
неравномерность . . . 1Q95, 1096
— отраженного коэ-
фициент испочь-
зования 1112
— полуотраженного
коэфициент
использования . . 1100'
— промышленных
предприятий
нормы НКТ 1933 г. . 1111
— расчет коэфи-
циентов
использования 1105
— специальные
случаи 1112
— уличного высота
подвеса
светильников 1116-5-
коэфициенты
использования . 1100
Освещенностей
вычисление .... 1061
— школьных
помещений нормы . 1111*
Освещенности в
гостиницах
германские нормы . . . ЦОС-
— — люксах при
разных
расстояниях от
источника
света
Освещенности
вокзалов,
рельсовых и водных
— в промышленных
предприятиях,
учреждениях и
школах герман*
ские нормы . . ♦
— горизонтальной
графический
метод определения
— единицы . . 1053,
— кривые и
равномерность
освещения
— на рабочих
поверхностях и во
вспомогательных
помещениях
нормы ... . 1109'%
— от нескольки
отдельных
источников вычисле-
— расчета
поправочные
коэфициенты для разных
типов светильни-
— улиц и площадей
площадей,
проездов и
дорог, принятые
Всесоюзной

светотехнической конферен-
Освещенность . . .
— нормальная . . .
— от источника
света больших раз-
— поверхности сред-
Осаждение
питательной воды . .
Осмотическая
теория Нернста . .
Остаточные газы . .
Остаточный кагне-
Осдилограф катод-
Относительный
эксцентрик . • . . .
Отопительного
периода в СССР
длительность . .
I Отопление и венти*
1063
1117*
1108*
1063
1055*
1066
«
1110*
1С63
1106
1107*
1116
1117'"
1053
1061
1064
1063
105
716
^474
724
911
278
695*
ляция
электростанций ....
Отражательные щит-
Отсечка пара ....
Отсечки пара ско-
Охладители
башенные ,. .
п
Пара аккумулятор .
— ввод и отбор . .
— влажность ....
— водяного
комбинирование с
ртутными пара-
методы
комбинированной
работы с парами
других веществ
— впускаемого в
цилиндр
абсолютная работа
— действительное
количество в ци-
— дрссселироган ie
— измерение
теплосодержания .
— количество
возвращенное при
сжатии
Парамагнитные тела
Пара насыщенного
— отбор промежу-
— отработанного
использование .
для
нагревания,
получения
горячей
воды, варки,

выпаривания и т. п.
— подвод и отвод .
— подсчет расхода .

многоцилиндровых ма*
шин ....
— применение . . .
— производство . .
— промежуточный
перегрев ....
— рабочего видимое
количество . . .

теплосодержание перед
выпуском ....
| — расход на 1 л. с.
975*
7
279
279
349
258
134
7
35
35
241
238
264
131
239
724
242
258
258
258
324
238
240
3
1
52
228
241
251*

Алфавитный указатель
1157
Пара расход
индикаторный и
действительный . . 238
полезный . . . 239
— скорость в
каналах и окнах . . . 265*
-— степень сухости . 7
— теплосодержание 4
— часовой расход . . 240
— энергия при
начале и конце
сжатия 241
Пар нормальный . . 4
Паровая машина
Брейтфельд и Да-
нек 319

одноцилиндровая 215
прямоточная
(Штумпфа) . . 298
тандем Шмидта 319
Флотмана . . . 319
— рубашка 259
тандем машины
Шмидта. ... 319
тандем
машины Шмидта
для
перегретого пара.... 233
Парового
пространства форма и
размеры .... 7
Паровой машины
без конденсации
примерный
расчет 224
— —
действительной и
идеальной мощность 252
■ компаунд
объемная и
индикаторная
диаграмма .... 231
нагрузка
нормальная . . . 237

одноцилиндровой давление
впуска .... 215
дроссельное

регулирование .... 216
линия
расширения . . 216
построение

характеристики по
Дёрфелю . . 216
предварение
выпуска . . 217
рабочая дна-
грамма . . . 215
1 тройного
расширения
объемная и
индикаторная
диаграмма • 232
Паровой установки
коммерческая'
выгодность . . . 237
Паровпускных и
паровыпускных
каналов замена . . 301
и окон

проходные
сечения .. . 264

проходные
сечения ... 264
Паровые машины . 213
без
конденсации 217
двух- и
многоцилиндровые . 227

двухцилиндровые с
попеременно
движущимся
поршнем 231
с поршнями,

движущимися в одном
или
противоположном
направлении 229
Вульфа . . 229
компаунд . 231
с рессиве-
ром и без
него . . 230, 231
тандем 229, 321
идеальные 178, 257
прямоточные
МАИ 219
тройного
расширения . . . 232
— котлы 5
— рубашки 315
ЦВД 319
Паровыпускного
распределения
приспособление для
быстрой
перестановки . . * . 219
Паровых машин без
конденсации
показатель
политропы 218
—
предварение
выпуска
и сжатие 218
величины
потерь по Хра-
баку 217
вертикальных
подшинннки с
кольцевой
смазкой . . , 328
Паровые машин
вертикальных
фундаментные болты 328
— —
горизонтальных привод
клапанов . , . 287
■ изоляция . . . 32г)
использование
тепла 251
детали .... 313
компаунд
благоприятный
угол
кривошипа 325

двухцилиндровых
приведенное
давление ... 237
— — —
перепускные трубы
и рессивер 325

трехцилиндровых
приведенное
давление . . . 238
конденсация . 329
коренные
подшипники . • . 327
к. п. д 252
механизмы для
перемены хода 300

многоцилиндровых
соотношение объемов
цилиндров . . 228
оборудование 329
одно-, двух- и
трехцилиндро -
вых давление
впуска .... 250*
расход
тепла . . . 256f

одноцилиндровых
индикаторное
давление 237
перемена
направления
вращения .... 301
хода
свободным и

передвижным
эксцентриком . . 301
помощью
некруглых
тел . . , 313
поверхности
вредного
пространства . . 242
подвод н
отвод пара . . . 324
подогреватели
воздуха , , , 326

1158
Алфавитный указатель
Паровых машин
подсчет
индикаторной мощности .
полный расход
пара
поршневых
учет
неполноты расшире-
- — потери на
охлаждение . . .
от неплот-
ноети ....

охлаждения 241,

оценка . .

примеры
расчета 247-

теплообмена . .
при работе
перегретым
паром . . .
работа
насыщенным паром
ргсчет ....
расход
количества тепла
на 1 л. с-. . .
калэримег -
рический 241,
с
конденсацией показатель
готитропы . .
см1зка подшип-
■ сопротивление
холостого
хода . . 261, 262*,
увеличение
потерь от
теплообмена
вследствие
влажности пара . .
уменьшение
потерь от
теплообмена
выпуском через
прорезы . . .
греванием
крышек
цилиндра .
цилиндры . . .
• для
перегретого пара .
частичные
нагрузки ....
Шмидта
объемное
соотношение цилин-
215
251
255
245
250
243
247
-249
242
246
242
214
251
257
218
329
263
244
244
244
313
314
238
233
Паровых машин
поршневой шток. . 233
расположение
цилиндров . 233, 319

совмещенная
диаграмма . . . . v 233
— рубашек
изготовление . • . • . . 316
уплотнение . . 316
Паронапряжение
видимое 4
— приведенное ... 4
Парообразования
теллога .... 4, 210
Парообразователя
роторы 28
Пароотводной
трубы диаметр в
свету 325
Пароперегрева
выгода ... 50
Пароперегревателей
материал .... 54
конструкция,ар-
магура,
гарнитура и
помещение по
правилам НКТ ... 151
— обслуживание и

освидетельствование ..... 152
— основные типы . . 49
— повреждения и
взрывы 152
— построение и
установка 54
— разрешение
установки по
правилам НКТ .... 152
Пароперегреватели . 8,
49, 136
— водотрубных
котлов 52
— жаротрубных,
локомобильных и
паровозных
котлов 52
• по правилам НКТ 151
— радиационные . . 52
— трубчатых котлов 16
—- центральные ... 49
Пароперегревателя
количество
тепла, отдаваемого
пару 51
— поверхность
нагрева . . 3, 50. 51
— потеря давления 51
I в трубам . . 51
• — противотоки ... 51
' — расчет 210
— скорости пара . .- 5J
Пароприемников,
приборов и
аппаратов, рабо-
таю-ци-с под
давлением выше
атмосферного,
устройство,
установка и
освидетельствование
по правилам
ВЦСПС . . . 187—194
Паропровода
диаметр 324
Паропроводов
дренаж и арматура
по обязательно-
ному
постановлению ВЦСПС 197
— компенсация
теплового
удлинения 325
— материалы,
конструкция и
расположение по
обязательному
постановлению
ВЦСПС 194
—
освидетельствование и
обслуживание по
обязательному
постановлению
ВЦСПС 197
— устройство,
установка и
освидетельствование.
Обяз. постан.
ВЦСПС. . . 194—198
Пароароизводитель-
ность видимая . 4
— предельная .... 7
— приведенная к
нормальному пару . 4
Парораспределение 254
— Виндмана,
Кернера и Радова-
новича 291
— Гейзингера . . . Зг6
— Гоуча и Аллана . 305
— двойными
золотниками . . . 276, 277
с осевыми ,

регуляторами 284
— Джоя и Броуна . 312
— золотниковое
простое 266
— Зульцера и Коль-
мана 2S6
— клапанное , . . . 286
. с
принудительной
посадкой . . . 2ь8, 310
с расцеплением 2ЯЯ

Алфавитный указатель
1159
Парораспределение
Кольмана, Звони-
чека и Ленца . . 292
— Крафта 313
— кулиссное .... 301
с открытыми и

перекрещенными тя1ами . 303
— Маршала, Гарк-
вор га и Клуга . 311
— Мейера . . 278, 280
— направляющей
серьгой 310
— наружными и
внутренними
гранями золотника 271
— расширительное
однозолотнико-
вое 276, 277
— Пиус-Финка . . . 307
— рабочим поршнем 297
— Лидера 282
— с отдельными
отсечками для
впуска и выпуска
каждой стороны
цилиндра .... 285
— с поворотными
золотниками . 295
— с расцеплением . 293
Кольмана и
Гартман-Кергофа 293
— Стефенсона ... 304
Пзрораслредетения
двойными
золотниками
регулирование .... 277
-— клапанного
диаграмма 289
— - напряжение
пружин.... 290
— — подсчет . сил
инерции "... 290

распределительный диск. 297
расцепляющий
механизм . . . 288
— клапанные с
вынужденной
посадкой клапана . 291
— Кольмана график 294
— кулиссного
график 302
-- — кривая
вершин . . . 302, 303
-— органы с много- »
кратным
открытием ьаналов. . 273
— расширительные 276

Парораспределительные клапаны
разгруженные двух-
седельные . • 286

расположение 287

Парораспределительных органов общее
устройство . . .
— —плотность , .
Паросборники . . .
Паросглопые уста-
Паросиловых
установок водосна-
воздухоподо-
гренатели . . .
выбор
устройства станции .
- — выравнивание
графика
нагрузок Дизеля-


мулятором . . 681
— — генераторы . .
давление и
температура
свежего пара , . . .
— -- естественная и
дымососная тя-
— — золоудаление
.."..• 658,
— — измерительные
и
контрольные приборы .
— — исправление
графика
нагрузок ....

конденсационные машины .

конденсационными
машинами предельная
мощность . . .
— для
сверхвысоких
давлений . . .
машинный зал
мокрое
пылеудаление . . .
начальные за-
оборудование.
оптимальный
к. п. д . . . .
осуществление

подогревательного устрой-
— — охлаждение
проточное и обрат-
— — очистка
охлаждающей воды
пиковая
нагрузка ....
265
266
265
656
656
662
673
683
,683
664
663
662
66Э
673
680
663
663
662
662
663
661
677
656
666
667
656
657
650
Паросиловых
установок питание ко-
— — площади и
кубатура,
приведенные к I k\V
установленной
мощности . .
площади и
кубатура стан-
подача тока
для
собственных н> жд от
главного
генератора ....
— — —
специальной
турбины .
подготовка
питательной воды
— — подогрев
питательной воды .
потребление
энергий
котельными . . 662,
— •- приготовление
угольной пы-

промежуточный перегрев
— — прудовое
охлаждение ....

пылеулавливание
разделение
мощности между
агрегатами . . .
размеры
собственного
потребления . •
ТОПЛИВНОГО
склада . . .
расположение
станции . . . •

распределительные
устройства ....
—- — расход
охлаждающей ВОДЫ
пара ....
себестоимость
энергии ....
сушка и
размол угля . . .
— — температура
охлаждающей
~ — тепловые ба-

топливоснабжение ....
- — трубопроводы
668
673
673
672
672
669
666
672*
659
664
656
658
673
672
658
673
671
656
664
679
659
656
677*
658
669

1160
Алфавитный указатель
Паросиловых
установок турбины
с
противодавлением 664
тяговые
устройства 662

удовлетворение
собственных нужд . . 671
устройство
водоснабжения . 657
станций . . 675
число отборов
пара и
температура
подогрева , . . . . 666
.
подогревателей . . . 667
экономичность 676
— — эксплоатаци-
онные
расходы 678
электрический

относительный к. п. д. . 663
Пароструйные
нагнетатели .... 641
Пар
промежуточный 259
Перегрева пара
промежуточного
преимущества . 53
способы

осуществления — 665

регулирование 53
Перегревателей
конвекционных
характеристика . . 51
— радиационных
характеристика . . 52
Перегреватели
конвекционные . . 50, 51
— промежуточные с
паровым
обогревом 53
— радиационные . 50, 101
Перегревателя
расчет поверхнссти
нагрева . . • . . 50
Перегрева
температура 50
Перегрев
промежуточный». . . .52, 663
— — газовый ... 665

конденсированным и
проточным
паром 665
на
центральной электриче
скои станции
Эдгар (в США) 53
Перегрев
промежуточный Шмидта
Перекрыши впуска
и выпуска . . .
— двойного
золотника
Мейера . 280,
— золотника
Мейера диаграмма 281,
Перемена
направления вращения
двойным
золотником
заменой
паровпускных
и
паровыпускных
каналов * , .
рычагами
обратного
хода ....
сдвигом
подвижного

золотникового
зеркала ....
Переменного тока
активное и
реактивное
напряжение в цепи .
сопроти-
' вление, 733,
векторные
диаграммы . . .
диаграммы
напряжений . . .
кажущееся
сопротивление .
отражение у
свободного
конца прово-
255
266
279
281
262
301
301
301
301
734
734
737
734
733
737
падение
напряжения
индуктивное и
омическое .... 734

пространственное
распределение 737
реактивное
(безваттное)

сопротивление 733
синусоида . . 734
с явственные
колебания . , 736
— — эффективная
сила . . . . \ 732
Переменное поле
однофазного
генератора 8Э5
Переменный ток
одно- и
многофазный ..... 732
742?*
Переменный ток

электроцентралей
Перенапряжение . .
Перепада теплового
предельные
значения
Перепад давления .
— критический
паровых турбин
— полезно
используемый . .
— тепловой .
полезный
Период сжатия
Пертинакс . .
Пиковая нагрузка
силовых
установок
Питания котлов
автоматическое
регулирование .
Питательной воды
дегазирование .
дестилляция .
испарение под
ваккумом . . .
котлов
содержание масла и
воздуха ....
механическая
и химическая
очистка . . 104,
очистка едким
натром и
содой
очистка
осаждением и
фильтрацией .
— путем
испарения . . .
подогрев . . .

приготовление
растворение
кислорода . .
— — способ очистки
пермутитовый
при
помощи
соды ...
_. „

ративный Нек-
кара . .
, содово-

известковый ► .
—- термическая
обработка . •
удаление
газов
Питательные
клапаны и
трубопроводы . , , ,
947
736
355
234
366''
370
352
355
222'
744
650
65
110
104
109
48
105
107
105
108
104
104
104
108
108
108
105
104
110
64

Алфавитный указатель
1161
Питательные насосы 64
— приборы . . • . , 64
Питательную воду
проникание
кислорода • . . . . 109
Поверхности
нагрева паронапря-
жение 4
Поверхность
нагрева
пароперегревателя . . . • . 3
суммарная . . * 4
экранов .... 3
Подвесной потолок 113
Поддувальные
дверки 85
Подогреватели воды 326
Подогрев воды . . . 256*
Подпор
всасывающей стороны
насоса 669
Подстанции
электрические . . . 983
Подшипник
коренной 327
Подшипников
паровых машин смазка 329
Позонное дутье . . 92, 99
Политропа .... 216, 218
Политропы
показатель . . . 216, 218, 424
Полюса машин
постоянного тока. 760
— синхронных
машин
переменного тока.... 788
Полюсные башмаки 788
Полярности в
электрических
установках
постоянного тока
определение 739
Порог шлаковый
Штейнмюллера . 93
Поршневые
нагнетатели 606
Поршней двигат.
внутр. сгорания
охлаждающие
ребра 454
толщина
стенок . 456
Поршни двиг. внутр.
сгорания .... 454
—■
уравновешивающие паровых
турбин 368
Поршня выбор
скорости 260
— скорости диа- •
грамма 260
формула Вер-
нера 260
— ход и диаметр
цилиндра , . , . 261
Потенциал
регуляторов границы
напряжений . . 883
параллельная
работа 883
— регуляторы 864,881, 882
— — двойные . . . 883
— электродов . . . 716*
Потери на трение в
турбинах
формулы Стодола
и Керр 369
— остаточные
паровых машин . . . 254
—- от неплотности . 250
Потерь* от
охлаждения примеры
расчета .... 247—250
Поток газовый ... 4
— индукции .... 723
Правила германские
построения
стационарных
паровых котлов 170—185
— для определения
направления
токов и действия
магнитных и
механических сил. 739
— испытания
электро- и
газосварщиков . . 205—209
— НКТП по
применению
электрической и газовой
сварки для
паровых котлов 198—205
— секретариата
ВЦСПС по
устройству,
установке и
освидетельствованию
пароприемников
и т. п.,
работающих под
давлением выше
атмосферного 187—194
Правила устройства,
содержания и
обслуживания
воздушных
компрессоров и

воздухопроводов. Обязат.
пост. ВЦСПС 643-648
— установки,
устройства,
содержания и
освидетельствования
гаровых котлов,

пароперегревателей и
водяных
экономайзеров. Обязат.
пост. НКТ . 136-165
Правила устройства,

установки,содержания и
освидетельствования
паропроводов.
Обязат. пост.
$ЦСПС . . .194-198
Правила Ампера . . 739
— для определения

электродвижущей силы
трансформатора ... 739
— левой руки ... 740
— правой руки . . . 739
— штопора 739
Предварение
выпуска 217
Предварения
выпуска начало . . 267
Предельный момент
синхронных
машин -817
Предкамера двиг.
внутр. сгорания 438
Предохранительного
клапана
расчетные формулы
Reischke и Са-
rio 68
Преобразователей
испытание на
перегрузку ... 928
— каскадных к. п. д. 891"
мощности и
числа
оборотов 890
-— преимущества
и недостатки .
— пуск в ход . .
одноякорных
качание
—
компаундирование
одноякорных
к. п. д. ... 887*,
— индукторные
полюса ....
— мощность и
к. п. д
— недостатки . . -
— обмоткз
демпферная ....
— одно-, трех-.*
четырех- н
шестифазных
соотношение
напряжений .
— отстающий и
опережающий
ток ..**..
- — параллельная
работа ....
- — преимущества
891
890
888
888
886
888
886
886
889
885*
888
888
885

1162
Алфавитный указатель
Преобразователей
одноякорных
полюсная дуга и
полюсный шаг .
пуск в ход . .
— — реактивные
слагающие то-
— — регулировка
напряжения . .

синхронизирую оше
приспособления .
специальные
приспособле-
трех- и шести-
фазных
допустимые коэфи-
циенты мощ-
Преобразователи. .
~ вращающиеся . .
— каскадные . 864, 884
886
889
886
887
889
889
887-
883
864
,890
— одноякорные754>837,Ь84
--- —
железнодорожные ....
с общей
обмоткой ....
-с раздельной
переменной и
постоянной
обмоткой . . .
— постоянного тока
в переменный . .
—
синхронно-синхронные и асин-
хронно-синхрон-
— трехфазного тока
в однофазный .
Преобразователь
Ильгнера ....
— синхронный . . .
Преобразователя од-
ноякорного и
генератора
постоянного тока
сравнение мощ-
мощность и
число оборо-
Прессшпан. . 742*,
Приборы для
автомагического
параллельного
включения
синхронных машин
— измерительные и
контрольные па-
885
884
884
889
884
884
836
884
884
755
754
886*
885*
742*
744
809
росиловых
установок 671
Приборы
питательные 64
Приведенная схема
расчета линий
передач
переменного тока . . 999
Приспособлений
запорных и
спускных расчет . . 65
Провода 990
Проводники I класса 707
- 2 — 714
— голые ...... 958
— изолированные .' 959
Проводников голых
взаимное
расположение . . . 960
прокладки . . 960
— изолированных
взаимное
расположение .... 961
Проводов
определение сечения . . 990
— расчет на
экономичность и до-,
пускаемую
потерю
напряжения 990
Продувка
двухтактных двигателей. 445
Прожектора
автомобильные .... 1118
-— в авиационном
освещении .... 1119
— проекционные . « 1118
Промежуточного пе-
регрсва способы
осуществления . 665
Промежуточный
перегрев пара . . 664
Противодавление 217, 252
Процесса кругового
потери 423
— Клаузиуса-Ранки-
на
противодавление 252
Процесс Клаузиу-
аса-Ранкина ^ . 252
— смены рабочего
тела 410, 412
— смешения .... 410
Прямоточная
машина 298
на высокое
давление . . . 299
Прямоточной
машины впускные
клапаны .... 298
Прямоточных
машин добавочное
пространство . . 298
— — конструкция
Hunger . г. . - 300
Пульсометры . . 548, 598
Пульт управления . 967
Пумпаж
турбокомпрессоров . . . 637
Пылепри! отовленне

централизованное 975 <■
Пылеулавливание . €67
Р
Работа перегретым
паром 246
— сжатия
абсолютная 241
Радиофоры 1048
Радфот 1054*
Развальцовка.... 41
Разгонное ч,7сло
06jpOTOB
ВОДЯНЫХ турбин . . . 534
Разрядники
искровые шаровые . • 918
Разрядников
шаровых искровое
напряжение
между шарами 918
Разъединители . . . 965
Рам паровых машин
замкнутая
конструкция .... 329
примеры . 327
Рамы паровых
машин 326
Распределительного
диска
диаграмма выпуска . . . 297
Распр едел ител ьный
диск 297
Расчет с двумя
совершенными
машинами .... 255
Расширения начало 267
— неполноты учет . 255
Расширительные
сопла * 286
Расширительный
эксцентрик . 279, 285
Реактанц . . . 733, 790
Реактивная
мощность .... 735, 969
на 1 kW,
активной мощности . 968'
—
трансформаторная э.д.с. кому-
тации
репульсионного
двигателя 850
Реактивного тока
значение .... 968

индивидуальное, групповое
и
централизованное
снабжение . . 970

Алфавитный указатель
1163
Реактивного тока
потребление и
генерирование . 968
распределение 970
Реактивные
катушки 880
Реакторы 965
— защитные .... 973
— масляных
выключателей 963
— устанс вок для
собственных
нужд
электростанций .... 978
Регенерация
паровых турбин . . . 665
Регистратор
повреждений 911
Регулирование
двигателей внутр.
сгорания . . . 440, 441
— числа оборотов

электродвигателей пост, тока . 782
Регулятора Тирилля
схема 807
Регулятор Сименс-
Шукерта .... 807
— скорости .... 259
— с муфтой .... 277
— Тирилля 805
— Файта водяных
турбин 545
Регуляторы
быстродействующие
генераторов
переменного тока . , 8Г6
— водяных турбин . 535
— числа оборотов
коллекторных

электродвигателей 833
Резина железная . . 742*
Результирующий
эксцентрик . . . 270
Рекомбинация ... 712
Реле перегрузочные
(максимальные) . 982
Ремонт паровых
котлов 46
Реостата контакты
для короткого
замыкания . . . 774
Рессгатов пусковых
жидкостных
удельны-
сопротивления .... 781*
— —
сопротивление 779
Реостат щековой
регулирующий . 783
Реостаты пусковые778,781
—■ — жидкостные , 7Ы
с воздушным.
масляным и
песочным
охлаждением 781
Реостаты пусковые
сериесных
двигателей 78Э
— регулирующие . . 774
Репелит 742*
Репульсионного
электродвигателя
постоянное поле
возбуждения . . 852

трансформаторная э. д, с. и
синхронное
число облротов . 851

трансформации
напряжение,
трансформаторная
э. д. с. и э. д. с.
вращений . . . 850
Репульсионные
электродвигатели
755, 844*, 845*. 849
Аткинеона . . 850
Дэри 854
Репульсионных эле-
кгродвлгагелей
крутящий
момент и угол
сдвига щеток . . 849

трансформаторное поле и
поле
возбуждения 850
Рессивера и корпуса
обогрев 254
—- объем 229
— отбор
промежуточный пара . . 259
Рессивер 239
— в
компаунд-машинах 325
Рефлекторы Голофан 1085
— для уличного
освещения .... 1085
— и их арматура .
К 84, 1085
— эллипсоидальные
и параболические 1085
Решетки
колосниковые 89
ступенчатые . 90
— подвижные
плоские 93
— цепные для угля
и торфа .... 661
Решеток трубных
определение
толщины стенок . . 175
— цепных выбор
ко н :тр у к ди и . 94—97 *
Ротационных
нагревателей
конструкции 619
Ротора
вентиляторные крылья . . . 794
— синхронных
машин
возбудительная
магнитная обмотка . . 788
окружная
скорость. . 794
Ротор 754
— и роторная
обмотка асинхронных
машин 826
— коллекторных
двигателей 845
— машчн
постоянного тока.... 760
— синхронны t
машин
переменного тока 788
и его
обмотка . . 793
— с противосоедине-
нием (сист. Гер-
геса) 836
— турбогенератора . 796
—-
электродвигателей
асинхронных . . . .819, 820
Рубашка цилиндра
двигат. внутрен.
сгорания .... 452
Рычаг обратного
хода 301
Сажеобразрвание . . 76
Сажесдуватели ... 61
Самоиндукции
действие 730
— коэфициент . . . 730
— электродзижущая
сила 731
Самоиндукция ... 730
— цепи
переменного тока .... 730
Сварка автогенная . 39
— в котлостроении . 69
— на водяном газе
внахлесшу ... 39
— плавлением ... 39
— по способу
завода Тиссен.... 39
Сварки паровых
котлов правила . 198—205
Сварщиков
испытания 200
— правила
испытания 205
Свет . 1052
Света источника ак-
тиничное
действие . . .... 1113
~ источники . , , , 1066

1164 Алфавитный указатель
Света источника с
гигиенической
точки зрения . . 1097
с
температурным и люми-
нисцирующим
излучгнием . . 1066
— источников
оценка .... 1056
— по
световому потоку 1056

характеристика 105S
— кривые
распределения 1007
силы .1056, 1060
— нижняя
полусферическая сила . 1056
— окраска 1097
— от сжигания
горючего
распределение Ю€6
— равный контраст 1053
—- различных
источников продукты
сгорания»
выделяемое тепло и
потребность
воздуха Ю98-*
— различных
источников
содержание красных,
зеленых и сцни\-
лучей 1097-'
— сила 1053
— — калильных
сеток 1067
— силы единица. . . 1053
— средняя
поперечная и средняя
сферическая
сила 1056
— средняя сила
сферическая
верхняя н
нижняя
полусферическая 1067
Свет дневной
искусственный .... 1096
Светильника
„Альфа" мощность,
сила света,
зоны, световой
лоток и к. п. д. 1088, 1091 -
— „Глубокоизлуча-
тель" мощность,
сила света, зоны,
световой поток
и к. п. д. . 1088, 1092^
— к. п. д 1058
— „Люцеста"
мощность, си л а света,
зоны, световой
поток и к. п. д. 1086,
1090 S 1091
Светильника
„Плафон" мощность,
сила света, зоны,
световой поток
и к. п. д. . 1088, 109У
— „преимущественно
прямого света"
мощность, сила
света, зоны,
световой поток и
к. п. д. . . .1088, 1092"
— „Универсаль"
мощность, сила
света, зоны, све
товой поток и
к. п. д. . . 1083, 1089*
Светильники
отраженного,
рассеянного и
преимущественно
отраженного
света 1087*
— среднего,
концентрирующего
и широкого све-
тораспределе-
ния 1G86-
Светильников
важнейшие классы . 1С85
— высота подвеса
для уличного
освещения . . . • 1116-
и расстояния
междуними
при
освещении
внешних
пространств . . .
.Длубокоизлуча-
тель" и
„преимущественно
прямого свега" коэ-
фициент
использования
изготовляемых в
СССР
характеристика
кривые
распределения света 1088,
„Плафон" и „Лю-
цеста" коэфици-
енты
использования
• разныхтиловкоэ-
фициенты
использования 1099,
1101*,
свойства и область
применения 1086',
• „Универсаль" и
„Люцеста" коэ-
фициенты
использования . 1101 ,
1102 , U03;,
1105
1105
1103-
1088
1093"
1104-
UQ2*
1087-
1104*
Светимости единицы 1054*
Светимость 1053
Свег Мура 1081
Световая отдача . . 1058
лампы .... 1056
светильной
установки 1095
источника света 1С53
— удельная
мощность 1057
— энергия 1053
Светового потока
единица .... 1053
и силы света
определение
методом
вспомогательных линий и
расчетным . . . 1061
Световой поток . . . 1053
Световых потоков и
силы света
вычисление .... 1060
—
графический метод
определения
Руссо 1060
иосве-
щенностей
вычисление по
кривым
распределения силы света . 1060
Светотехнические
величины и
единицы . . .1053, 1054*
Светофильтры . . . 1059"'
Светящееся пламя . 1066
Свечи Гефнера . . . 1054
и
международная 1055
Свгча
международная ... . 1053, 1054
Свеча-фут и свеча-
метр 1055
Свечей составные
части и расход
горючего .... 1067
— удельное
расходование
стеарина, парафина
и композиции. . 1067*
Свечи 1067
— стеариновые,
парафиновые и
композиционные . . 1067
Себестоимость
энергии паросиловых
установок .... 679
Секционные
коробки водотрубных
котлов 185
Селективная защита
электрических
сетей ,...,, 981

Алфавитный указатель
1165
Селективное
выключение у часткасе-
ти линий пере-
Сепарирующее
приспособление . .
Сервомотор . . 313,
Сериесная обмотка
Сериесные
электродвигатели
постоянного тока. . .
Сетей электрических
классификация .
■
распределительные про-
расчет на
экономичность и
допускаемую
потерю
напряжения ....
резерв ....
селективная за-
ступени
напряжения ....
устройство . .
федеры ....
эконом ическое
сечение ....
элементы . . .
Сети передач ....
— электрические
многократного
питания ....
Сеток калильных
сила света ....
Сеть электрич.
замкнутая и разом-
кольцевой фор-
радиальной
формы или
разомкнутая . .
Сжатия абсолютная
— добавочные ка-
— изменение вели-
Скрин пылеугольных
Скольжение падения
Скорость
критическая паровых
Слюда 742-*,
Сигнализационная
связь
электростанций ....
1030
7
7
512
762
777
982
981
990
981
981
981
981
981
990
981
990
983
1067
982
982
982
241
219
234
267
26
331
366*
744
975* ^
Сигнальные приборы
Силитные conpoiH-
Силовая установка
дизельная . . .
Силовой установки
с двигат. внутр.
сгорания
начальная стоимость .

определение
расхода тепла . .
экс-
плоатацион-
ные расходы
Силовые линии
электрич. поля . . .
— установки
сдвигат. внутр.
сгорания
Силовых линий поля
плотность ....
— установок
базисная и пиковая
нагрузка ....
газовые
машины ... . 699,
график
суточной нагрузки .
германских
годовая выра-
германских
распределение
энергии . . .
средние
показатели . .

дизель-моторы ... 699,
с ДВС
генераторы и

пределительные
устройства ....

использование

работанного
тепла ... .
_. _
оборудование . .

охлаждение . . .
— площади
и кубатура
станций . .
расход
энергии на
собственные
нужды. . .
— смазка .
. ТОПЛИВО И
расход тепла
966
707
918
704
704
704
704
718
698
718
650
700
650
6521
653*
651
700
702
702
699
701
703
703
701
70)
Силовых установок
с ДВС
трубопроводы ..".... 701

устройство станций . 703

экономичность . . . 704
СССР
мощности . ♦ , . 654
_
применение разных
видов
топлива во 2-й
пятилетке . h55"
_ _ „. выработка

электроэнергии . . 654
— — удаление пыли
и дымовых
газов
механическое и
электростатическое , 66J
условия
нагрузки .... 650
число часов
использования . 651
Силы тока
единицы 708, 709-
измерения . . 917
Сименс (единица
проводимости) . 709'
Синхронизиро
ванные
асинхронные двигатели . 818*
Синхронизирующее
усилие 814
Син хр онизирующий
вольтметр . . . 910
— момент 811
Синхронизм тактный
(кривоподшип-
ный) 816
Синхронное поле
вращающееся . . 805
— число оборотов
машин
переменного тока.... 758
Синхронные
генераторы 967
— двигатели .... 726
— машины 755
переменного
тока 786
Синхронный и асин- '
хронный
компенсатор .... 755
Синхроноскоп . . . 810
Система Ильгнера. 786
Системы этектриче-
ских измерений 706
Сифоны Цб
Собственные коле 5а-
„ ния 736
Соленоид . . . 723, 730

1166
Алфавитный указатель
Соотношение между
ходом поршня
и диаметром
цилиндра 261
Сопла Лавгяя .... 642
— турбин 364
Сопротивление
топочной решетки 116*
Спиральные камеры
вентиляторов . . 624
Спирта
денатурированного
теплотворная
способность 1068
Спускные
приспособления .... 66
Сравнитель фаз . . 808
Станины двигателей
внутреннего
сгорания 457

вертикальных. ... 458
'
горизонтальных . . 457
Статор 754
— коллекторных
двигателей . . . 845
~ машины
постоянного тока.... 760
— синхронных
машин
переменного тока 788
— электрических
машин асинхронных 825
Статора
электродвигателя
асинхронного
трансформаторное
действие 819
S-T диаграмма ... 253
по Стодолю . . 255
Стекло 742*
Степени расширения
(in) для
различных показателей 221*
Степепь
неравномерности
синхронной машины . . 811
— полноты 236*
индик?торной
диаграммы . . . 234
— последующего
расширения двига-
' телей
внутреннего сгорания . 219
— реакции паровых
турбин 374
— сжатия 423
двигателей
внутреннего
сгорания и .виды
топлива .... 437*
— ->-* : И фОр-
МЫ стенок . 436*
Стерадиана 1053
Стильб 1053
Стокеры .... 71, 99
Струйные
нагнетатели 641
— приборы 116
Суточная выработка
силовых
установок 650
— нагрузка силовых
установок . . . 650
Сухопарники ... 7, 45
Схема Леонарда . . 836
Схемы Гопкинсона
и Доливо-Добро-
вольского .... 955
Счетчики вагт-часов 916
— числа оборотов. 909
— электрические . . 913
Таблица Prohmann 39, 40*
Танацит 742 *"
Гаран
гидравлический 599
Таранов
гидравлических применение 600
Тараны
гидравлические 548
Телефонная связь
электростанций. 975*
Темные часы .... 1118-*
Темперамент
воздушной сети . . . 625
Температурный коэ-
фициент .... 711*
Теория
всасывающих и
смешивающих
устройств в
двигателях
внутреннего сгорания . 428
— Нернста 716
—
поддерживающего крыла.... 590
Тепла баланс.... 212
— и пара баланс в
паровых
машинах одно-, двух-

итрехцилиндровых 256-*
— использования
исследование . . . 251
— количество
требуемое
коммунальными
потребителями 685
— потребители
коммунальные и
промышленные . 686
— расход на
вентиляцию 689
Тепловой баланс . 72, 73
— эквивалент
работы
компрессора 6J2, 603
Теплов ые балансы
паросиловых
установок . . . 677
— напряжения дви*
гателей
внутреннего сгорания. 451
решетки ... 80
— потери 72
в окружающую
среду 76
топке ... 72
на растопчу,
пуск
постановку котлов . . 76
от
лучеиспускания 72

механически
неполного
горения .... 75
провала . . 75
и уноса . 72
химический

механически
неполного
горения ... . 72
химической
неполноты
горения . 74, 75^
при растопке,
пуске и
остановке котлов. 72
разные .... 77
со шлаком и
с золой . . 72, 75*
с уходящими
газами .... 73
—
электроизмерительные приборы 906
Тепловых потерь с
уходящими
газами
определение по формуле
Siegert 73
Теплоемкость газов
средняя
молекулярная 472
Теплонапряжението-
почного
пространства .... 83
Теплообмена подсчет 241
Теплоотдача во
время влуска пара . 241
— двигателей
внутреннего
сгорания во время
сжатия и
расширения .... 479
— стенками во
время сжатия ... 211

Алфавитный указатель
1167
Теплопадение ....
— адиабатическое .
Теплопрои.водитель-
ность огарков.
Теплосиловое
хозяйство
Теплосиловых
установок годичная
и суточная
нагрузка .....
коэфициент
годичной
нагрузки ....

использования ....
— рабочего
времени . .
резерва . .
суточной
нагрузки . .
установленная
мощность . . .
Теплосодержание па-
рабочего перед
впуском . . .
Теплотворная
способность бензи-
горючего ламп

денатурированного спирта .
очаговых
остатков шлака . 75
Теплофикационные
системы СССР .
Теплофикация . . .
Теплоэлекгроцентра-
Термокомпрессоры .
Термоэлектрические
измерительные
приборы
постоянного тока• . .
Технические
условия на
изготовление паровых
котлов . * .165 -
Тока переменного
кривая
напряжения и силы . . .
основные за-
эффективная
— постоянного
основные законы .
— трелфазногомощ-
• измерение
мощности ....
Ток зарядный . . . .
Токи иич.ревые . . .
355 1
355
75
649
65Э
651
651
651
651
65Э
650
251
241
1068
1068
1068
, 76
693*
683
683
109
65
907
-170
896
732
732
732
707
919
922
735
725
в
электрических
измерительных при-
легированного
железа ....
Ток короткого -
замыкания ....
— намагничивания
и ток холостого
— насыщения . . .
Токов вихревых во-
— направления и
правила их опре-
— Фуко кривые
потерь
потери ....
Ток одно- и много-
— отстающий и
опережающий одно-
якорного
преобразователя . .
— при нагрузке . .
— реактивный . . .
Топка выносная
отодвигающаяся для
локомобильного
— к котлу
Стерлинга для
подмосковного угля.
— отходящими га-
—- ввод вторичного
— внутренние . . .
— выбор
конструкции и оформле-
— двухскатные . . .
— дисковые проф.
Макарьева . . .
— для газового ото-
жидкого то-
пылевидного
топлива ....
твердых топ-
— каскадные ....
— котельные ....
— механические . 71
[ — наружные ....
— переталкивающие
(сгокеры) ....
1 — пылевидные . .
725
901
725
829
828
713
790
739
725
725
732
8е-8
829
735
90
89
103
69
74
87
70
92
100
103
102
100
84
71
661
i 92
88
99
24, 25
! 101, 661
Топки пылевидные
нефтяные и
газовые 71
— пылеугольные,
вспомогательные v 101
— расчет 210
— с встречным
толканием ... 23, 99
механическим

самозабрасыванием . ... 88
— с нижней
подачей (стокеры) . 71, 99
— ступенчатые с
сушильной
шахтой 90
— целые 71,
92, 93'
(Kettenrost и
Wanderrost) . . 93

комбинированные с шахтной . 98
с позонным
дутьем ... 71, 92
— шахтные . . .71, 90
— — с наклонными
колосниками
для торфа . . 91
— шахтно-цепные . 98
— Макарьева
Елизарова,

Теплотехнического
института . . 98
Топлива видимая
испарительность. 210
— виды 71
— влажность,
зольность и
теплотворная
способность ...... 70
— жидкого
пульверизация 102
паровая,
воздушная
и
механическая .... 102
распыливание . 102
— зажигачие .... 93
— измерение ис-
парительности . 131
— испарительность . 72
видимая . . л 4
приведенная . 4
— основные виды . 70
— пылевидного
приготовление . . 100
сжигание во
в 1 вешенном
состоянии . . 102
— размер слоя на
решетке .... 83
— размеры кусков . 70
— расчет сжигаемо- -
го количества . 72

1168
Алфавитный указателе
Топлива Свойства в
топке
— сжигание в
топках
— сжигания избыток-
воздуха ....
— - объем
образующихся
продуктов
горения ....
— — теоретическая
потребность
воздуха ....
— слоя и решетки
сопротивление .
— содержание
летучих 70
— 'температура
размягчения ....
— теплопроизводи-
тельность
(теплотворная
способность) . . .71,
— характеристики .
— часовой расход .
Топлив зольность .
Топливоснабжение .
Топок внутренних
гопочное
пространство ....
— газовых горелки
винтовые ....
— двухскатных
загрузочная вэ-
ронки 92
— конструкции ... 87
- к. п. д 73
— механических
зажигание топлива.
напряжение
топочного
пространства . . .
скребки ...»
— наружных топоч-"
ное
пространство
— основные
теоретические данные .
— переталкивающих
паропроизводи-
гельность и
напряжение
топочного пространст-
70
79
80
80
80
81*
70
70
210
75
658
87
103
93
70
ва .
100
Топок поддувальные
дверцы 85
- пылевидных
воздушное
охлаждение 101
• охлаждение
экранированием . 24,
25, 26, 101
— — напряжение
топочного
пространства . . . 101
Топок пылевидных
форсунки.... 101
— пылеугольных
экран или скрин . 26
— различных схема
применения .70, 71
— разных систем
коэфициенты
избытка воздуха . 84к
— регуляторы
подвода воздуха . . 87
— с нижней
подачей
напряжение топочного
пространства . . 99
позонное
дутье . . 90
— типы 71
■— толкание
ступенек 90
— цепных выбор
конструкции . .£4* —97*
— шахтных
преимущества и
недостатки 91
условия
правильной
работы 91
— шуровка 84
— шуровочные
дверки 85
Топочная решетка
колосниковая
простая 84
Топочного
пространства теплона-
пряжение .... 83
Топочное
пространство 83, 113
Топочной решетки
весовое
напряжение . . 80, 81^ — 83'
живое
сечение 83
зеркало
горения 81
колосниковой
детали * . . • 84
сопротивление. 115,
116
тепловое
напряжение . 80, 81*
Топочные решетки
наклонные,
ступенчатые и
цепные 71
Топочный порог . . 87
— фронт 84
Топочных решеток
виды 71
Торкретирование . . 24
Точка росы . . .56, 61
Транспозиция
проводов линий
передач 1020
Трансформатора
изменение потока
индукции . . . 733
— основные
уравнения 733
Трансформатор ^да-
вления Кенема-
на 35
— измерителный
петлевой .... 913
Трянсформаторного
масла свойства. 745
Трансформаторное
масло 745
— поле
репульсионных
двигателей .... 850
Трансформаторные
вводы 874
— подстанции
985, 986*, 987
Трансформаторов
активная и
реактивная
слагающая тока . . 866
—■ активное и
индуктивное
падение напряжения 868
— баки и крышки . . 874
— векторная
диаграмма 867
— групповое
соединение обмоток
по нормам ВЭС . 877
— диференциаль-
ная защита . . . 874
— дополнительные
зажимы 873
— железный
сердечник 872
— зажимы 874
— защита • 974
— защитные шары . 974
— защитные
приспособления . . 874
— изменение
напряжения и
короткого
замыкания 868
— измерительных
коэфициент
трансформации 912
предельная
мощность .... 912
— испытание на
• перегрузку и
короткое
замыкание 923
по нормам
ВЭС 974
при помощи
опытов
холостого хода и
короткого
замыкания ... 944

Алфавитный указат-елъ
1169
Трансформаторов
испытат.
напряжение .... 931*, 932*
— классификация . 865
— конденсаторных
зажимы Нагеля. 874
— конструкция . . . 872
— коэф. мощности . 868
— к. п. д. и
напряжение короткого
замыкания . 870*, 871*
— коэфициент
трансформации . . . 866
— магнитный поток. 866
— намагничивающий
ток 866
— обмотки
цилиндрические и
дисковые 872
- однофазных
мощности ....*. 866
— омическое
падение напряжения . 868
— ответвления (ан-
цапфы) 873
— охлаждение ... 875
— параллельная
работа 859
— первичная и
вторичная цепь . . 866
— повысительных и
понизительных
мощности ... 866
— предельные
нормы нагрева . . . 927
— повышение
вторичного
напряжения ..... 868
— потери от токов
Фуко 869, 870
— поток рассеяния . 867
— рассеяние .... 867
— регулируемые
обмотки 881
— регулируемых
область
применения 881
— секции обмоток . 872
— способ действия . 866
—- средняя годовая

производительность 871
— стандартные
высокие и низкие
напряжения . . 865
напряжения по
ОСТ 569 .. . 950
номинальные
мощности , . 865
— схема включения
Скотта 879
— терминология по
нормам ВЭС . . 864
— ток короткого
замыкания . . . 869
Трансформаторов
трехфазных
включение по
схеме
треугольник-звезда и
звезда-зигзаг . . 894
— число витков
первичной и
вторичной цепи . . 866
—
электродвижущая сила .... 866
— электростанций
охлаждение . . . 975*
Трансформатор с
вращающейся
вторичной
обмоткой 831
— трехфазный
стержневой 876
Трансформаторы . . 864
— броневые .... 872
с подвижным
ярмом 881
— для одноякорных

преобразователей 879
ртутных
выпрямителей . • . 879
— измерительные
88Э, 912, 966
с поперечным
отверстием и
каскадные . . 913
—
электромагнитные и
электростатические . . 966
— индукционные и
контактные . . . 864
— испытательные . 879
— масляные .... 875
— напряжения . . . 917
— однофазные
масляные 879
— повысительные и
понизительные . 866
— регулируемые . . 881
— силовых станций,
подстанций и
распределитель*
ные 864
— с естественным и
искусственным
воздушным
охлаждением . . . 875
— специального
назначения . . . 865, 879
— с подвижной
обмоткой линий
переменного
тока 9)1
подвижным
ярмом 881

регулированием напряже- 881
ния
Трансформаторы
стандартные . .
— стержневые . . .
— трех обмоточные .
— трехфазного тока
— трехфазные на
силовых стан-
Треншальтеры . . .
Труба дымовая . . .
Труб дымовых
статический рас-
— дымогарных
развальцовка . . .
соединения . .
— жаровых
волнистых укрепление
гладких и
волнистых
изготовление . . .
крепление . .
по способу
Адамеона .
определенна
толщины стен-
Трубки*прогарные .
— пролетные ....
Труб кипятильных
соединения . . .
Трубопроводы . . .
Труб очистка от
золы
Трубы анкерные . .
— Галловея ....
— гладкой
прямоугольного
сечения расчет . . .
-— дымовой вес
отдельных поясов.
высота ....
дно и цоколь .
дыморезные
стенки ....
железной
выполнение
сваркой и клеп-
—
устойчивость . . 127
(колонки и
цоколя) расчет
124
минимальная
высота ....
напряжение в
разных сече-
напряжения .
площади и
радиусы
поперечного сече-
865
872
879
876
866
965
742*
116
120
4Ф
44
44
169
44
44
172
15
16
44
670
114
44
8
177
124*
118
119
119
126
, 128
, 125*
115
125*
122
123
Зак. 2893. Hiltte, Справочник для инженеров, т. Ш.
74

1170
Алфавитный уяазат.еяь
Трубы дымовой
полезная тяга ... 117
поперечное
сечение ...... 118
потери трения 117
примерный
расчет
устойчивости ... 123
— — производителя
работ форма
подписки 126
распушка... 119
расчет .... П7
Гофмана . . 118
скорость газов 118
статическая
тяга И8
строительные
формы и
размер» 124''
тяга 118
уравнение
прочности . • 122
условия
устойчивости .... 121
> форма
поперечного
сечения 119
фундамент . *20, 126
— дымовые
бетонные и железные 126

локомобильные И
паровозные 128
— дымогарные . . 6, 8
— жаровые .... 6, 9
волнистые . . 11
с креплением
Адамеона ... 11
— кипятильные . . 6
— Мурея 26
— насадок по
Кернеру ...... 343
-~ пароструйные . . 7
— перепускные в

компаунд-машинах 325
— стальные
котельных установок
по нормам НКТ 160
Турбин водяных
автоматический
регулятор . . 513, 535
виды 510
в открытых
камерах
маховой коэфици-
ент 541
выбор типа . . 530
, удельного
числа
оборотов ... 530
выпускные и
приемные
кромки
лопаток 529
Турбин водяных
гидравлические
соотношения . . . 516

гидравлический к. п. д. . 529
двойное
регулирование . . 545
допустимая
высота
всасывания 531
допустимое
удельное
число оборотов. 530
закрытых
условия
регулирования . . . 541
изменение
открытия
направляющего
аппарата .... 536
изодромное
устройство . . 537
искусственная
добавочная
нагрузка .... 535
Каплана
особые
конструкции
регулятора 540
конструкции
регуляторов . 536
коэфициент

быстроходности 520
к. п. д. ... . 517
маховой
момент и
коэфициент 541
мгновенное
изменение
скорости 529
наибольшее
открытие
направляющего
аппарата ... 538
напор 510
напорный
резервуар .... 545
направляющий
аппарат .... 509
— — ограничитель
открытия . . . 538
— — основныеурав-
нения . . .517, 518
— —■ остающаяся
неравномерность
регулирования. 537
— — оценка работы
на основании
опытов с
моделями .... 532
переменный
напор 518
Турбин водяных
податливый
восстанавливающий
механизм .... 53?

подрегулирование 537
полный и
достигаемый
к. п. д 521

предварительное
определение диаметра
рабочего
колеса 532

проектирование
направляющих лопаток 53 J

проектирования основные
положения . . 530
пропеллерных
неподвижные
лопатки . . . 512
— — —
преимущества н
недостатки . . 512
пропеллерных
сервомотор
регулятора . . 512
прочность
рабочих колес . 531
работа
регулятора .... 541, 543
при
переменном
открытии . . 529
рабочее
колесо 509
разгонное
число оборотов. 534
различных
видов коэфиц.

быстроходности ... . 520-s 52P

регулирование колебаний
давления . 535, 545
регулятор
Фонта 545
регуляторы 535, 539
сервомотор . . 539
скорости входа
и выхода . . . 516
— — срабатывание
напора .... 535"
степень
неравномерности
регулирования 537
сужение
выходных
сечений 529
схемы
установки 512, 514
толщина
лопаток 529

Алфавитный уйаоате чъ
1171
Турбин водяных
точное установление
диаметра колеса. 532
требование к
регуляторам . 540
удельное
число оборотов . 519
уменьшение
колебаний
давления .... 545
форма
направляющих
лопаток 530
рабочих
колес .... 520
, Френсиса
всасывающие
трубы .... 511
Каплана и

пропеллерных
гидравлическая
нагрузка . . 534

диаметры .... 532

коррозия,
уменьшение
мощности, к. п.
д. и шум от
кавитации . 531
о. ас-
нос ть
кавитации .... 531
«_ _
число
оборотов
холостого хода... 534
область
применения 510
определение
диаметра .
рабочего
колеса . . . 523
— — —
предварительное
вычерчивание
рабочего
колеса . . . 524
проверка
профиля
рабочего
колеса .... 525

проектирование
линий тока . . 526
. лопаток . 526
рабочего
колеса ... 524
рабочие
колеса .... 531
.- —. _
регулирование • .510, 511
расход,
единичный
расход,
гид гавличе-
скийк.п.д.,
мощность и
удельное
число
оборотов . . . 522*
Турбин водяных
Френсиса расчет
и
проектирование 521
установка 511, 512
— число
лопаток
рабочего колеса и

направляющего
аппарата .... 528*
ширина

правляющего аппарата
522*, 523
штольня ... 545
число
оборотов холостого
хода 534
— газовых
взрывных результаты
испытаний ... 493
разделение

(классификация) 487
— конденсационных
расход пара . . 362
— мягкого па}, а и с

противодавлением расход
пара 363
Турбинного ротора
потери на
трение ...... 369
Турбин паровых
активных перепад
полезно
использованный .... 370
Броун-Бове-
ри диафрагмы 395
— — вакуум
конденсации . . 356, 357*
величины,

рактеризующие процесс . 366-
влияние
изменения
состояния на
удельный расход
пара 360
давление пара 356
.*»
регулируемого отбора
пара •.'... 653

двухступенчатое облопячи-
вание 371
— — детали .... 364
Турбин паровых
дроссельное
регулирование . ,

использование вакуума .

классификация по
используемому теп-
лопадению- . .


струкции . . •
облей

компановке . .
колебания
вакуума ....
—* — —■ давления и

температуры перегре-
-
комбинированных детали
облопачивания.
- компановка
для крупных
мощностей . .
■
конденсационных
главнейшие величины
Зо8*,
■ расход пара . .
■ конструкции .
■ критический
перепад и
критическая
скорость . . •
• к. п. д
- лабиринты и

уравновешивающие
поршни
•
многоступенчатых Кертиса
величины
облопачивания .
■ наивысшая
мощность . • •
• область
применения .....
• — работы . .
• одна ступень
скорости . . .
■
одноступенчатых мощность
и к. п. д. . . .
■ осевые и
радиальные
зазоры
■ основная
форма
превращения энергии .
- подогрев
питательной ■ во-
364
357
&2
352
353
36Р
360
394
353
359-'
362
385
366*
354
368
372
353
355
356
369
370
378
352
74

1172
Алфавитный указатель
ды
ответвленным паром . . 361
Турбин паровых
полезный тепловой
перепад 355
полный
перепад ступени . 370
потери в
зазорах 379
предельная пе-
регрузча ... 355
профили
лопаток 376
распределение
энергии и
термический к.
п. д. 357, 358*, 359*
расход пара в
зависимости
от вакуума . . 361 *•"

(расчетные
формулы) . . 362
тепла . . . 355
реактивных
детали .... 374
.. мощность
ступеней и
к. п. д. . . 375
_ низкого
давления
пример расчета 380
— предельная
мощность . 354
расчет
отдельных
ступеней 381, 382-'%
383*

термодинамический
расчет . . . 375
ход расчета 379
регенерация . 666
регулирование
наполнением .
Рато ....
с зубчатым
приводом
предельная
мощность 354
скорость . . . 354
с
промежуточным отбором
и двух
давлений расход
пара
с
противодавлением
регулирование .401.
сравнение с
паровой
машиной ....
— — степени
реакции
364
407
363
402
354
374
Турбин паровых
степень
расширения 366'-
температура
пара 356
подогрева
воды .... 666
тепловой
перепад 354, 356
теплопадение . 355

термодинамический к. п. д. 354
угольное
уплотнение . . . 368
удельный
расход пара 360, 364,
365, 366*

уравновешивающие
поршни 368
число отборов
пара 666
шкала
мощностей и типов . 663s
— Парсонса к. п. д. 393

разгружающие поршни
(думмпсы) . . 393
— с
промежуточным отбором
пара ресулирование 405
— трехступенчатых
средние
значения к. п. д. . . . 371 •**
Турбины
аккумуляторного пара . . 407
— ВВС высокого
давления .... 397
— Броун-Бовери

многоцилиндровые 396
—■ водяные 509
активные или
водоструйные 509
свободно-
струйные . 513
Каплана . .512, 515
подобные . . . 519
полные и
парциальные . . . 509
пропеллерные
509, 512
реактивные
или напорные 509
Фрэнсиса . 509, 510
— газовой Агтеп-
gand-Leraale
диаграмма и пример
расчета 489
время
продувки 491
к. п. д. ... „ 494
сухой
диаграмма, к. п. д. и
тепловой баланс 488
Турбины газовой
сухой
использование абгазов ... 488
камера
сгорания 487

политропическое
сжатие .... 488
результаты

использования .... 491
ротор . . . 487
—- газовые .... 410, 487
Броун-Бовери,
Бюха, Рато . . 411
взрывные . 410, 487
мокрые . . 492
сухие . . . 490
в силовых
установках .... 701
Holzwarth ... 490
с
колеблющимися водяными
кольцами Штау-
берга 493

непрерывным
сгоранием .... 487
постоянным
давлением
сгорания . . 487
объемом
сгорания. . 487
сухие и мокро-
газовые .... 487
с
постоянным
давлением
сгорания .... 487
— Каплана 589
— мятого пара . . . 406
— паровой
идеальный к.п.д 355
— паровые 351
AEG 391
двухкорпус-
ные .... 392
активные . . 352, 369
и
реактивные .... 353
с
многовенечными
колесами . . . 388
однове-
нечными
колесами Цел-
ли 385
Шкода ... 387
высокого
давления Целли . 387
Броун-Бовери . -395

многоцилиндровые . 396
двух давлений
352, 363, 406

Алфавитный указатель
1173
Турбины паровые
комбинирован.
Кертис-Парсон-
са и Целли-
Парсонса . 391,
Лаваля, Кертиса
и Целли-Рато .
многоступенча-
многоцилинд-
мятого пара .
одно- и много-
вальные . . .
и
многоступенчатые .
.^
многокорпусные . .

одноступенчатые с 1—4
ступенями скоро-
осевые и
радиальные . . . 352,
— паровые Парсонса
и Юнгстрема . .
парциальные .
полного
использования .
реактивные 374
радиальные
с
противоположным
вращением
(Ljugstrora).
регенератив-
* ные и их
преимущества .
с двумя и
четырьмя
ступенями скорости
зубчатым
приводом .
смешанные . .
с
промежуточным отбором
352,
давлений . .
перегревом .
—
противодавлением 352,
355, 400,
двухкорпус-
с регенерацией
частичного
использования
— — чисто
конденсационные , .
386
393
352
373
353
352 1
353
352
353
369
353
353
372
352
392
398
666
397
370
354
353
403
363
356
662
401
356
352
352
Турбины
теплофикационные и
промышленные .
— Френсиса ....
опытной к. п.
— Юнгстрем ....
детали
лопаточного аппа-
лабиринты . .
Турбоальтернаторы
Турбовоздуходувки .
— многоступенчатые
без охлаждения .
— одноступенчатой
пример расчета .
— одноступенчатые
— неохлаждаемые .
Турбовоздуходувок
выбор угла лопа-
— многоступенчатых
— одноступенчатых
гидравлический
и
многоступенчатых выбор .
касательная и
меридиональная
составляющие
скорости . . .
конструкция
рабочего ко-
кривая состоя-
приближенное
уравнение . .
работа лопаток
расчет
направляющих лопа-
удельная
работа лопаток.
число лопаток
— перепад давлений
— политропические
кривые
Турбогенератора
критическое
число оборотов. .
Турбогенераторов

быстродействующие регуляторы
— вентиляция и
охлаждение ....
— возбудители . . .
— диференциальная
— конструкция
ротора и якоря 795,
400
589
533
398
399
400
399
755
627
633
630
627
627
629
629
628
633
631
630
632
629
628
631
628
628
633
633
800
795
798
798
796
796
795
Турбогенераторов
мощных охлажде-
— наивысшая мощ-
—- обмотки возбу-
Турбогенераторы. .
— постоянного тока
Турбокомпрессоров
автоматическое
регулирование .
— гидравлический
—- давление на ось .
— изотермический
— конструкции. • .
—
многоступенчатых гибкий вал .
промежуточное
охлаждение . .
— охлаждение кор-
— пределы
производительности и
числа оборотов.
— расход пара . . .
— регулирование . .
— условия работы .
Турбокомпрессор . .
Турбокомпрессоры .
— Броун-Бовери . .
— многоступенчатые
с охлаждением .
Турбонит . . . 742*,
Турбоэлектрический
судовой привод
— дымососами
(струйными
приборами, сифо-
—- дымососная . . .
прямого и
непрямого
действия .......
комбинирован-
— естественная и
дымососная. . .

искусственная . . . •
— искусственная
дымососами . .
1 нижним дутьем
115,
1 яги измерение , . .
790
795
798
664
795
771
638
640
641
640
640
640
640
635
636
638
636
637
640
636
636
641
627
641
634
744
354
115
116
114
129
129
662
116
128
129
115

1171
Алфавитный указатель
Тяги измерение под
решеткой, за
котлом, за
экономайзером .... 132
— назначение ... 115
Тяговые устройства 662
Тягой
преодолеваемые
сопротивления ....... 115
У
Увлечение воды
паром 7
Углепомольные
установки
центральные и
индивидуальные 100
Угля размол .... 659
— сушка 659
Угол опережения 277, 278
Угольной пыли
приготовление . . . G59
Угольные мельницы
маятниковые,
кольцевые и
барабанные .... 659
Ударные волны
напряжения .... 737
Удельная
отопительная
характеристика зданий Ь86, 687*
Удельное
сопротивление .. . .710, 711*
растворов . . 714*"
— число оборотов
водяных турбин 519
Указатели частоты
Фрама и Гартман-
Брауна ..... 809
Указатель нулевой
разницы
напряжений ..... 910
Умформера одно-
якорного
мощность и число
оборотов .... 885*
Умформер одноякор-
ный ..•;.. 714, 885
Умформеры» • « « . 883
Униполярные
электрические
машины . - . 773, 775
Унос воды 7
Уплотнения
угольные паровых
Т/Р0И.Н 368
Уплотняющие кольца 250
Упуск воды 47
Уравнения
Максвелла 72J, 73Э
—- сгорания
двигателей
внутреннего сгорания . 480
Успокоители
электрических
измерительных
приборов 901
Установки
паросиловые 656
— стационарные . . 8
Установленная
мощность силовых
установок . . . 650
Учет неполноты
расширения .... 255
Ф
Фабрики-кухни
расход тепла.... 691
Фазный
компенсатор 755
— преобразователь . 754
Фазовое напряжение
трехфазного' тока 738
Фазометры . 735, 907 909
Фактор увеличения 813
Фаррада . . . . 706, 708*
Фарфор твердый . . 742*
Фары 1118
Ферромагнитные
тела 724
Фидеры 981
Фильтр кислородный 110
Фильтрование пита-
тательной воды. 105
Фонарей газовых
высоко о давления
горелка 1072*
калильные
колпачки .... 1071
мощность,
производительность
и число
оборотов
вентилятора 1071*
Формула Вернера . . 260
— Вестфаля .... 556
— Поликовского . . 575
— Siegert 73
Формфактор .... 733
Форсунка для
нефтяного отопления 102
Фот 1054*
Фотометр Вебера . . 1060
Фотометрическая
головка ..... 1059
Фотометрические
измерения . . . 1058
Фотометрическое
измерение
каскадным методом . . 1059
Фотометрия
объективная 1060
Фотометр шаровой
Ульбрихта . . . 1060
Фотометры Бунзена,
Люмьера и Брод-
хуна 1059
—- мигающие . . . 1059
Фотоэлектроны . . . 713
Фундаменты
двигателей
внутреннего сгорания . 461
Функции Фурье . . 732
Характеристика
горячей смеси . . 417
Храпок
всасывающий поршневых
насосов . . . 553, 560
Ц
Целлон 742*-
Центробежные
нагнетатели 621
— электрические
станции 947
Центробежных
насосов диаметры
колеса и штуцера
594*, 595*
Цепных топок
размеры по данным
Котлотурбины
94*-97*, 99
Цепь активного,
реактивного и
кажущегося тока 1000
Цикл Карно ... 255
— Клаузу с-Ранкина
255, 356*
— Vdl 255
ЦВД (цилиндр
высокого давления) 218,
227, 228, 229, 230, 231,
232, 233, 234, 235, 236,
239, 254, 259, 261, 269
— действительная
степень
расширения 234
— и ЦНД соединение 319

соединительное
звено . . . 322
— конструкции ... 322
— линия
расширения 235
— локомобилей
тандем 322
— начальное и
конечное давление . . 235*
—- обогрев стенок и
крышек 239
— паровыпускное
распределение . 236

ЦВД потери от
несовершенства
расширения .... 259
— регулирование
наполнения .... 259
— степени
наполнения 234
ЦНД (цилиндр
низкого давления) 219,
227, 228, 230, 231, 23?.
233, 234, 23о, 236, 240,
254, 257, 259, 261, 269,
274
— вертикальные . . 316
— действительная
степень
расширения 234
*— коэфициент
давления 235*
— паровыпускные
отверстия.... 236
— полная степень
расширения . . 235*
— г.лери от
охлаждения * 259
— противодавление 235
— регулирование
наполнения . . . 259
— тандем-машин . . 321
ЦСД (цилиндр
среднего давления)
228, 232, 233, 240, 26S,
274
— расход пара . . . 240
Цилиндров арматура 323
— вертикальных
опоры Беллиса . 321
и центрировка 321
— внутреннее и
внешнее уплотнение. 315
выхлоп через
прорезы 315
— горизонтальных
опоры и
центрирование 32 J
— двигателей внутр.
сгорайия крышки 453
— задние крышки . 315
— паровые рубашки 315
— паровых машин
крышки 320
— опоры 320
число
крышечных
болтов .... 320
—
предохранительные клапаны . . 324
— смазка . * . . . . 323
при высоком
перегреве . . 324
■— соединительное
звено
конструкции Борзига . . 323
*- упругие опоры . 322
Алфавитный указатель
Цилиндры
авиационного двигателя . 452
— двигателя
внутреннего сгорания .
— для перегретого 451
пара 314
— Зульцера .... 319
— клапанные
вертикальные 318
— низкого давления
с клапанным па-
рораспределе-
ннем olo
— паровых машин . 313
— прямоточных
машин Штумпфа
297, 315
— с двумя рядами
прорезов .... 315
Ч
Частота 709*
— перемагничивания 724
— скольжения . . . 828
Частотомеры . .809, 909
— двойные 910
Ш
Шерстомойки ... 8
Шиберы опускные и
поворотные ... 87
Шин медных
допускаемые
нагрузки 958
— одинарной и
двойной системы
выбор 962
Шины медные крут -
лые, плоские и
трубчатые . . . 958
— собирательные . 961
Шлаковый
генератор -. . 99
Штольня водяной
турбины .... 545
Штуцеров
изготовление . . . « . 43
Шунтовые
генераторы
постоянного тока . . . 769
— двигатели ■. . . 755, 777
Шунтовый реостат.
генераторов
постоянного тока. 769
Шунт
-электрических
измерительных
приборов 901
Шуровочная плита . £.6
Шуровочное
отверстие 85
Шуровочные
дверки 85
11Т5
Шуровочных дверок
замкнутый щиток 85
Щ
Щетки и
щеткодержатели эле-
ктрич. машин
пост, тока . . 766, 767
Щеткодержатели
радиальные и на
клонные . . .
Щеток электрич
машин плот
ность тока . .
Щитки
отражательные
Щит управления
766
767"*
7
967
Эбонит 742*
Эжекторов расход
пара 343
Эжекторы 601
— воздушные . . . 642
— пароструйные . . 340
— Леблана, Радойет
и Гефера .... 340
— с промежуточным
охлаждением . . 341
— Шкода 341
Эквивалентное
сечение вентилятора. 624
— сопло
вентилятора 625
Эквипотенциальная
поверхность . . 718
Эквипотенциальные
соединения
якорных обмоток . . 763
Экономайзера
воздушного
поверхность 4
—• количество
передаваемого тепла. 56
— поверхность
нагрева 3
— расчет
поверхности нагрева. ЬЬ
Экономайзеров
расчет ....*.. 211
— водяных
арматура и гарнитура по
правилам НКТ . 153
повреждения и
взрывы .... 155
помещение,
порядок
разрешения установки,
обслуживание
и
освидетельствование ... 154
— воздушных
каналы воздушные . 62

1176
Алфавитный указатель
Экономайзеров
воздушных
количество
передаваемого тепла . .
материалы . .
обдувка ....
преимущество
и недостатки . 61,
расположение .
расчет
поверхности нагрева .
сажесдуватели
температура
подогрева воз-
•дула и
охлаждения газов.
— — ти.1ы и
назначение
— Грина недостатки
конструкции . .
- золоуловительная
камера
— коэфицяент
теплопередачи ....
— назначение . . .
— преимущества . .
— пробное гидравл.
давление ....
— со стальными
трубами
конструкция и расчет . .
— средняя скорость
воды
61
60
53
57
57
55
55
56
60
57
—- температура
питательной воды . .
— точка досы . . 56,
Экономайзеры . . 3.
— водяные ......'
— для* постоянных
паровых котлов
—- инструкция и
нормы по
материалам* и'
изготовлению . . .
— воздушные ...
Люнгстрем . .
пластинчатые
(карманные) .
регенерьтивные

рекуперативные й
"регенеративные . . .
— Ротатор ._ % . . .
и.пдастинч. . .
— гладкотрубные
чугунные ....
— Грина.,.. 57,
— группрвые(центр.)
— из стальных труб
— индивидуальные .
— ребристые , , 55,
56
55
61
136
55
152
185
60
63
62
63
60
63
62
60
55
58
55
55
55
53
58
59
57
1008*
990
1С99
101
24,
101
25
3
26
26
101
Экономайзеры со
стальными тру
бами . . .
— чугунные гладко
трубные . . .
Экономический, ра
ди}с действия
линий передач
Экономическое сече
ние приводов
электрич. сети
Экономичность ос
ветительной ус
тановки ....
Экран-гранулятор .
Экранирование. .
25, 26,
Экранированное то
почное про
странство . . .
Экранов
поверхности . . .
— трубы . . .
Экраны Бэйли
— водяные . .
— пылеугольных
топок 26
— топочные . . . . 24, 26
Эксплоатац. расходы
паро-силбвых
установок . . 678, 704
, Эксцельсиор . . , . 742*
\ Эксцентрик
результирующий, и
относительный . . _ 278
Эксцентриков смаз-"
ка 329
Эксцентрик
расширит 279, 285
— свободный и
передвижной . . .
Электрификация
магистральных ж. д
Электрич. машина
синхронная,
работающая КсхК
генератор ....
— машина
синхронная, работающая
как двигатель и
машина
реактивной мощн. • . •
— мощность ....
активная
(ваттная) и
реактивная
(безваттная) . .^ . .
— прочность ....
Электрич.
генераторы и двигатели .
Электрические
паровые котлы . 1036
301
949
800
816
712
735
721
754
-1043
заряды,
точечные , ,
718
Электрические
измерения 899
— —
неэлектрических величин. 924
— измерительные
приборы .... 899
— магнит, единицы
измерений . 7С8*, 709*
— кузнечные и свар.
машины 1051
— машины
асинхронные . , 755
вольтодобав. . 754
— — для
прожекторов ..... 772
открытые,
защищенные и
открытые . . . 756
постоянного
тока » 759

коллекторные . . . 755
Розенберга 772
с
поперечным
магнитным
полем .... 772
трехпро-
водные . . . 954

униполярные .... 773
, переменного то--
| ка асияхронн. 819
-г-, ко л лек-
торные . . 843
-г-_синхронн. 786
— с
чередующимися
разноименн.
полюсами . 789
с воздушным
и. водяным ох*
лаждением _ и .
-замкнутойди-р-
.куляцией . . ... 756
-----
естественным
охлаждением,
самовентиляцией й с
посторонним
охлаждением . 756
—• — синхронные . 755
с независимым
возбуждением . 755
с противо-
взрывной
защитной оболочкой
для колец . . . 757
с
самовозбуждением ... - 755
— — униполярные . 755
— нагреватели
проточной воды . . 1041
— пе^чи ........ 1048

Алфавитный указатель '
1177
Электрические
приборы для варки . 1047
— подстанции ... 983

преобразовательные .... 988
с
вращающимися и непо-
движн.
преобразователями 989
— сети постоянного
тока двух- и
трехпроводные . 948
— силовые линии . 718
— станции
центральные 947
— счетчики . 913, 915, 916
— сушилки . . 1050, 1051*
— сушильные
камеры 1051
шкафы и печи . 1050
— технические
единицы 707
— установки
постоянного тока по
схеме Гопкин-
сона и Доливо-
Добровольского. 955
— утюги, паяльники,
нагревательные
подушки и т. д. . 1051
— цепи
измерительные и
управления 959
— элементы .... 745
нормальные . . 745
Электрический
заряд 718
— потенциал .... 718
— элементарный
квант 712
Электрических
единиц кратные и
долевые значен. 707*
— единиц система . 7С6
— измерен, единицы
и- системы, ... 706
. методы .... 917
— котлов
конструкция 1036
к. п. д. и коэ-
фиц. мощности 1037
образование
накипи 1039
— машин
асинхронных воздушный
зазор ...... 285
вращающий
момент и

скольжение .... 829
вторичный
якорь ... 826
— — — магнитный
поток стато- »
Эл
—
—
—
—
—
__
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
-
_
—
—
ра в
воздушном зазоре
ектрических
машин мощность
вращающегося
магнитного поля
измерения .
контактные
кольца . . .
— — коэфициент
мощности
(cos ср) . . .
обмотки .
— ассинхронн.
коэф. рассеяния

трансформации и
частота
скольжения . . .
кривые
моментов . . .
круговая
диаграмма . .
обмотка
обходная . . .

постоянного тока .
ротор и его
обмотка . .
синхронное
число
оборотов и
число
оборотов сколь-
. жения . . .
скольжение
падения . .
— — способ
действия ....
- статор и его
обмотка . .
— — ток
короткого
замыкания . . .
— — —
намагничивания и
ток
холостого хода .
— при
нагрузке ....
*- э. д. с. . . .
— высоты цеш-
— графический
метод
разделения потерь . .
— Джоулевы по-
— измерение от-
• дельных по-
перегрузки
—^ — при
испытании ....
829
830
820
827
825
828
829
828
831
831
826
827
826
830
831
828
825
829
828
829
828
758*
945
940
£40
935
933
Электрических ма-
*—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
""
—
—
—
—
—
—-
шин измерение
сопротивления
изоляции ....
суммарных
потерь . . .
— испытание . ,
изменения
напряжения.
изоляции .
витков .

коммутации ....
к. п д.. . .
методом

градуированной
(тарированной)
машины . .
методом

непосредственного
электрического
измерения
мощности .
методом
торможения.
— —- методом
выбега

торможения) ....
на
перегрузку .... .
■*•
повышение
скорости
по нормам

электротехнических
съездов . .
— испытат.
напряжение . . . 931*
— крутящий мо-
— мера защиты .
—. метод
косвенного
определения к. и. д . .
— номинальные
. значения ве-
мощность,
напряжение,
сила тока, число
оборотов и коэ-
фиц. мощности .
— номинальные
напряжения .
- определение
Джоулевых
потерь, потерь в
щетках и до-
бав. потерь . .
936
938
924
933
930
937
929
932
938
937
938
945
928
929
924
, 932*
758
972
938
757
757
757*
C4J

1178
Алфавитный указатель
Электрических
машин
определение к. п. д.. . .
— — определение
потерь
холостого хода . .
> переменного
тока асинхронных
конструкция .
перем. тока
нормальное
число оборотов
перем. тока < ин-
хронных изме-
переменного
тока
синхронный индуктор .
перем.тока
синхронных
конструкция . . .
переменного
тока
синхронных к. п. д.
веса, маховые
моменты и
моменты
мощностей
возбудителей ....
переменного
тока
обозначения на зажи-
Злектрических
машин
переменного тока
определение потребной
мощности....
са. . .
ротор и
его обмотка
статор и
ротор . . .
термины
— число
ОбО|OTCB .
якооь и
его обмотка
повышение
температуры .
повторно
кратковременная
работа - . • .
постоянного
тика
автоматическое
регулирование
напряжения . .
_
вспомогательные
(добавочные)
полюса . . .

регулирование на-
938
943
825
758й-
786
788
788
787*
788
786
788
793
788
786
786
7Ь9
924
928
774
765
пряжения
вспомогатель
ными
обмотками . .
Электрических
машин
постоянного тока зажимы .

коллекторные
пластины . . .

коммутатор и
коммутация . .

конструкция и
способ
действия ...»

косвенный метод

определения к. п. д.

магнитная цепь . .

номинальные
мощности 759s*,

обозначения
нажимов ....

обозначения
параметров . . .

объяснение
терминов ....

открытых вес . .
— —
параллельная
работа ....
рабочий
ток (ток
нагрузки) . .

регулирование
напряжения .

регулятор
возбуждения . .
— — сдвиг
щеток . . .
— — статор.
ротор,
полюсы и об-
[ мотки воз-
| буждения .
J — — Ток ВОЗ-
j буждения .
шунто-
вой
регулятор . . .
[ — _ щетки и
774
759
764
764
760
939
760
760*
759
759 j
759
760
955
764
774
774
774
765
760
761
774

щеткодержатели . . 763
Электрических
машин постоянного
тока э. д. с.. . . 765
якорь и
якорные
обмотки . 761, 762
— потери
холостого хода . . 94J
— предельные
нормы
нагрева ... . 925*, 926*
—
продолжительная и
кратковременная
работа .... 924
—
продолжительность
испытания и
нагревание 928
— режим работы
при
испытании 924
—
синхронизирующее усилие. 814
-синронных
автоматическое
параллельное
включение . . 809
демпферные
обмотки . . 813
длительность
периода
собственных
колебаний . . . 812
— синхронных
изменение
напряжения 803
. и
отношение
короткого
замыкания . .
- испытание
на короткое
замыкание .
- испытание
„качания0 .
- короткое
замыкание .
- коэфициент
формы
поля
-
критический
качающий момент
на 1 д. с. .
- маховой
момент ....
- напряжение
у зажимов .
- обмоточный
коэфициент
804*
804
811
803
801
814*
814
801
800

Алфавитный указатель
1179
Электрических машин
синхронных
определение потерь
холостого хода .
отношение
реакций . .

параллельная рабсна .
815, 816

параллельное
включение и
распределение
нагрузки .
~ предельный
момент . .
_
распределение
активной нагрузки
—. _. —. реактивной
мощности
число
оборотов и
мощности . .
реакци!
якоря .801,

собственные
колебания ....
числа
колебаний . .
стеаень

равномерности . . .
ктор
увеличения и
модуль
резонанса (Гер-
геса)....
._ тактный
син.ронизм

характеристика . . .
•
короткого
замыканий ....
_ число
оборотов . . .
з. д. с. . .
совместное
изменение Джо-
улевых и
добавочных потерь
методом
короткого замыка-
— нагревателей воз-
дула конструкция
и применение . .
для проточной
воды мощность
и ее регули-
942
814
810
80S
817
809
819*
802
811
812
811
813
816
810*
803
758
800
944
1050*
1С45
Электрических
нагревателей для
проточной воды
область
применения и
конструкция .......
— подстанций
распределительные
устройства
бронированные и открытые

распределительные устройства
закрытые . . .

распределительных устройств
-- проводников
измерение
температуры
— сетей расчет на
экономичность и
допускаемую
потерю напряже-
устройство . .
— сопротивлений
измерение ...»
— станций выбор
си-темы тока . .
- — постоянный ток
—- сушилок
конструкция ......
— счетчиков
погрешности ....
— установок
напряжения в СССР
(по ОСТ 569) . .
постоянного
тока
определение
полярности ....
трехпро-
водная
система ....
двумя

ледовательно
соединенными
динамо . .
Электрического
нагревания область
применения . . .
применяемые
температуры .
! измерение . .
— отопления
определение
требуемой мощности .
| 1049*
j —- поля единица си-
1044
984
983
983
923
990
981
922
947
948
1051
914
950
739
953
954
1035
1035*
917
1048,
709*
Электрического поля
напряжение
обхода 717
пробивная
сила 721
сила 717,
718
— смещения единица 709*
поток . . .708*, 718
— сопротивления
единица . . • 706, 708*
709*,
— тока единица
силы .. . 706, 7и4*, 708*
измерение
мощности .... 919
— — м ногофазного

преобразование в
однофазный 988
переменного
измерение
мощности .... 919

преобразование в
постоянный 989
постоянного
основные
законы 707

преобразование
напряжения . 989
I частоты . . 988
прохождение в
металлических
проводящих
телах . . • . . 707
прохождение
через газы . . 712
теплового
действия
применение в
технике . • . . . 1035
Электрическое
измерение
температуры • . . . . 924
числа
оборотов . . i i • . <24
— испытание воды . Ь24
— исследование
дымовых газов . . . 924
— и магнитное поле
и их взаимное
соотношение .... 728
— нагревание
воздуха 1050
газообразных
тел lOi'i
жидки с гел . . 1036
твердых тел . J05}
электродное,
вольтовой
дугой, нагревь
тельным со-

1180
Алфавитный указатель
противлением,

индукционным путем . . 1035
Электрическое
обогревание
помещений 1047
— отопление всего
помещения ... 1047
горячим
воздухом и
горячей водой . . 1С43
местное .... 1049
нагреванием
прямых
проводников . . . 1049
полное и
дополнительное . 1047

сопротивлением с
отдачей тепла
помощью
циркулирующего
воздуха .... 1048
— подогревание
воды 1044
— поле . . . с . . • 717
безвекторное . 717
векторное ... 717
— получение запаса
горячей воды . . 1045
— смещение .... 718
- снабжение
горячей водой для
хозяйственных нужд 1046*
— солнце 1050
— сопротивление
омическое .... 710
удельное . 710, 711*
_ растворов . 714*
Электрической
емкости единица . 706, 708
— индуктивности
единица 708*
— мощности единица 706,
708*
— проводимости
единица 708*,
709*
— работы единица 706,
708*
— самоиндукции
единица 7С6
— синхронной
машины выпаде-^
ние из синхро-~
низма 817
изолиров.
работа на
свою сеть . 811
магнитный
поток ... 801
—
параллельная
работа с сетью

бесконечно большой
мощности . 811
Электрической
синхронной машины
фазовое
напряжение ...... . 831
— энергии виды
преобразования . 988
перемени.тока
производство . 956
постоянного
тока
производство ... 951
схема
включения. 951
— — производство . 947
распределения 981
Электричества,
количества единица. 706,
708*
— количество . . . 715
— прохождение
через высокий
вакуум 713
жидкости . 714
Электродвигателей
асинхронных
изменение
направления вращения 838
компенсаторы
сдвига фаз . . 839
короткозам-
кнутых к. п. д.
и cos 9 • • • • 821*

механические
пусковые
приспособления . . 834
короткозам-
кнутых
мощности,
синхронное
число
оборотов и
номинальное на-
пряж. статора 820*
к. п. д. при
неполной
нагрузке .... 825*
коэфициенты
мощности при
неполной
нагрузке .... 824
определение
потерь
холостого хода . . 942
потери и к. п. д. 822
пояснение
терминов .... 820
предел,
крутящий момент . 823
пуск , . . • . 832
Электродвигателей
синхронных
пусковой момент . 820
пусковые
приспособления в
цепи статора . 833
регулирование
числа
оборотов . . 836, 837, 838
ротор с проти-
восоединением
(сист. Гергеса) 836
сдвиг фаз . . . 818*
с контактными
кольцами к. п.
д. и cos 9 • . 822*
с контактными
кольцами пуск
в ход 834
мощности,
синхронные
числа
оборотов и
номинальные
напряжения . 821*
улучшение к; '
п. д 838
устранение
сдвига фаз
возбудителем
трехфазного
тока 839
устранение
сдвига фаз
конденсатором • . 838
фазовая
обмотка 820
э. д. с. и ток
ротора .... 820
эксплоатаци-
онные
свойства 835*
— испытание на
перегрузку . . . 928
—- классификация по
скоростным
характеристикам . . 755
— однофазных
коллекторных
действие 846
параметры . 853*
еериесных
диаграмма.. 847
—
дополнительные
полюсы ... 848
синхронное
число
оборотов ... 849
э. д. с.

форматорная,
реактивная и
вращения .... 848
статор ... 845

Алфавитный ук&зат-еугь
1181
Электродвигателей
однофазных
обмотка статора .
сериесных
пределы
регулирования,
пусковой
момент и
пусковой ток . .
пуск в ход,

регулирование числа
- оборотов и
перемена
направления
вращения . .
— переменного тока
коллекторных
конструкция . . .
однофазных

коллекторных к. п. д. .
при
неполной
нагрузке . . .
„ __
напряжение ....

реактивная
мощность . . .
ротор,
статор и
коллектора
воздушный
зазор . . .
рабочий и
реактивный
ток ....
— постоянного
тока выравнивание

конструкция ....
к. п. д. и
числа
оборотов . . .
- крановых
временная

(прерывистая)
мощность . . .

определение потерь
холостого
хода ....

относительная
продолжительность
включения .
пуск в ход .
„—. пусковые
реостаты .
— реакция
якоря . . .
846
844*
845*
845
844
844*
844
845
845
810*
786
776
760*
778
941
778
778
778
776
Электродвигателей
постоянного
тока регулирова-
783,
числа
оборотов . . .
схема
соединений . .
, харак-
терис!ика,
пуск в ход,
крутящий
момент,
пусковой ток,

регулирование числа
оборотов,

номинальное число
оборотов,
применение
785*
характери-
ристика
числа
оборотов ....
— - — шунтовых.
изменение

направления
вращения ....
—- пределы
регулировки, пусковой
момент и пуско-
регулирование
числа оборотов
и перемена
направления
вращения ....
— синхронных
изменение направле-
I ния вращения . .
— — пределы
мощностей,
пусковой момент,
способ
синхронизации,
наивысшее
напряжение,
синхронный и
асинхронный
предельные мо-
пуск в ход . .
— трехфазных
коллекторных дей-
параметры .
— —• — сериесных
вращающий
момент и
I его макси-
782,
786
782
776
»
784*,
775
777
844'
845*
819
818*
817
854
860*
мальное
значение . . .
Электродвигателей
трехфазных
коллекторных
сериесных
диаграммы поля и ампер-
— кривая
крутящих
моментов и
предел
устойчивости . .

направление вращения
якоря и
сдвига фаз. 856,
— — положение
короткого
замыкания и
холостого
хода ....
статор и
ротор . . .
шунтовых

автотрансформатор .
ДВОЙНОЙ
комплект
щеток . . .

незамкнутый
ротор ....
пусковой
момент и
изменение
направления
вращения .
— — —■ —
регулирование
сдвигом щеток
— — — — регулятор
числа
оборотов . . .
число
периодов
статора и
синхронное
число
оборотов . . .

щеткодержатели . . .
э. д. с. и
обмотка
статора ....
— тяговых
превышение темпера-
Электродвигатели .
— асинхронные
большие, открытой
1 конструкции , .
859
857
859
857
856
855
862
863
861
834
863
863
861
846
862
929*
754*
823*

1182
Алфавитный указатель
Электродвигатели
асинхронные
компенсированные 840,842*
корогкозамк-
нутые, с
двойной роторной
обмоткой с
глубокими пазами
на роторе . . . 835*
_ — —
вспомогательной об-
м «ткой на
роторе . . . 836
• — двойной
обмоткой . на
роторе . . . 827

синхронизированные ..... 818*':
с короткозамк-
нутым
ротором 819
— *— о пусковым

приспособлением в рэторе 836
■ трехфазные с
контактными
кольцами . . . 82 Г*
— : с коротко-
замкнутым
ротором . . 820*
'*- нормальные
водонепроницаемые . 824*
•- однофазные для
электр. жел. дор. 843
индукционные 841
— — коллекторные
сериесные.... 846
— постоянного тока
759, 775
— компаунд . 778
крановые . 777
с
независимым
возбуждением ... 776
— — — с
последовательным
возбуждением
(сериесные) 777
■— асинхронные шун-
говые 777
■ сериесные
компаунд 784* 785*
— репульсионные 775,
845* 849*
— синхронные ... 969
— — с демЪфером и
обмоткой для
пуска ..... 818*
■ с несколькими
ступенями
скоростей .... 7Е5
— — с постоянной
скоростью . . 755
Электродвигатели
синхронные с
регулировкой
скорости . • . .
с сериесной
характерист. .
с шунтовой
характеристикой
— трехфазные
асинхронные
коллекторные
сериесные . . .
—,—- с шунтовой
характеристикой .
Электродвигатель
Осноса
— синхронный как
машина
реактивной мощности .
— трехфазный
коллекторный . . .
Электрод вига теля
асинхронного
использование и
допусти v-ые
нагрузки материала
короткозамк-
нутого пуска .
• переключение
обмотки статора
со звезды на
треугольник .
ток холостого
хода и
короткого замыкания .

трансформаторное действие
статора ....
— однофазного
коллекторного се-
риеснсго э. д. с.
н омическое
сопротивление . .
— постоянного тска
принцип работы
—- синхронного U-об-
разные кривые .
— трехфазного
вращающий момент
коллекторного
якорь
— — сериесного
регулирование
числаоборотов
Электр од вижу шая
сила
гальванических элементов 716,
машин
постоянного тока 759,
Электродвиж,у- -
щей силы
единица . 706, 708*,
Электродинамические
измерительные
приборы ....
756
755
755
819
855
861
840
819
837
827
832
883
820
819
847
775
816
830
8^5
855
746*
760
709*
905
Электродинамические
счетчики ....
Электроды . . .715,
Электроизмерення
дистанционные .

Электроизмерительные приборы . 908
для
переменного тока 907,
постоянного
тока . . .
Э л е ктр оизм t p итель-
ных приборов
для пост, тока
внутр. потери. .

градуировка . . .
вочное
противление . .
пенсация

температурных
колебаний ....
ность
потери . 920*,
собственные
Электролита
омическое падение
напряжения ....
Электролитическая
ванна
Электролитический
Электролитической
ванны
напряжение разложения
Электролитов
напряжение разложе-
Электролиты . . 707,
Электромагнитная
абсолютная
система единиц . .
Электромагнитные из
мерительные при
боры для пост.
и перем. тока . .
Электромагнитов
подъемная сила .
Электрометр квад-
Элсктрона масса . .
Электронов число
испускаемых в
единицу времени. ,
Электрэны накала .
Элек1. станций вы-
сор системы то-
915
746*
923
910
909
903
904
904
904
S04
903
921*
917
716
716
715
716
716
717*
714
706
901
728
907
712
712
713
713
947

Алфавитный- хюаза'Рел-ь
1183
Электростанций
выключающие
устройства
установок для
собственных нужд . . 979
~~ главные
генераторы -967
— дымососы, подача
Воздуха в топки
под давлением,
привод топочной
решетки 975"-
— защита против
пожара . . . .974, 975
— защитные
приспособления против
перегрузок
током .. . . .973, 974
•— золоудаление,
краны,
компрессоры, отопление
и вентиляция,
зарядный
агрегат 975,;
— машинная часть . 967 *
— освещение . . . 975
— охлаждение
трансформаторов . . 975*'
— переменного тока
возбуждение
пост, тока индви-
дуальное .... 968

централизованное 967

распределение
активной и
реактивной
нагрузки и

регулирование
напряжения . . . 971
, _
соотношения между
длительным
током
короткого
замыкания и

номинальным током 973*
, токи
короткого
замыкания

шин—ударный и
установившийся 972
— переменный ток . 947
— питательные
насосы 975*
— подача угля и

централизованное пылеприго-
товление .... 975*
— подвоз нефти . . 975ч
Электростанций
постоянный ток . 948
— приготовление
охлаждающей и
питательной воды 975*"
— реакторы
установок для
собственных нужд . . 978
— синлронные ё
асинлронные
генераторы .... 967
— угольные
мельницы 975-'
— установки для
собственных
нужд 975, 976
— напряжение,
снабжение
энергией и
устройство сети .... 977
— установок для
собственных нужд
потребление мощ- •
ности 976
— —.
система тока . . 976
— устройства для
получения угольной
пыли 975*
Электростатическая
абсолютная
система единиц . . 706
Электротехника . . . 705
Электротехническая
международная
комиссия .... /06
Электростатические
измерительные
приборы посто-
яннного тока . . 907
Электротехнического
всесоюзного IX
съезда нормы
для испытания
электрических
машин 754
Электроустановки
переменного
тока с
непосредственным
питанием
распределительных сетей 956
• — смешанные . 957
-с
трансформированием
энергии . . 957
Электроустановок
постоянного
тока
двухпроводная система... 951
Электрохимический
эквивалент ... 715
Электрохимического
эквивалента
значения ........ 715
Электроцентралей
выбор системы
тока....... 947
— измерительные
приборы .... 966
— переменного тока
проводники ... 958
распределит.
устройства . 957
Электростанций
переменного тока
схемы
соединений 956
— постоянного тока
динамомашины с
напряже4ИсМ . . 954
. _ трехТгровод-
ные машины 954
— пульт
управления 967
— сигнальные
приборы 966
— системы
переменного тока .... 948
— трехфазного тока
частота и
предельные
напряжения 950
Электроцентрали . . 947
Элемент Вестона . . 707
-— международный . 745
— Даниэля 716
Элементов
гальванических
деполяризующие тела . . 746"*
отводящий
электрод . . . 746"-

растворяющаяся жидкость. . 746
с доставление . 746

электродвижущая сила . . . 746*
Элементы
гальванические как
источники тока.... 746
вторичные . . 747
нормальные . . 745
Эллипс
золотниковый 270, 297
Энергии
термохимическое
преобразование ..... 410
Энергия общего
количества пара к
концу впуска . . 241
— пара при начале и
конце сжатия . . 241
Энтропийная
диаграмма .... 252, 253
Энтропии
приращение и
уменьшение в двигат.
внутр. сгорания . 410

1184
Алфавитный указатель
Эрстед 707*", 709*
Эсхалнт 742*
Эффект Феранти . , 736
Якорная катушка . . 762
обмотка . . . .762, 763
Якорное поле .
г фиктивное . .
Якорные обмотки
одно- и
трехфазные
Якорь вторичный
асинхронных
электрических машин
— и якорная
обмотка машин
переменного тока ....
763
763
791
826
Якорь и якорная
обмотка машин
постоянного
тока 761, 762
— турбогенераторов 796
Якоря ампер-витки .
— индуктивное
сопротивление . .
— компенсационная
обмотка 764
— кривые
магнитного поля 763
— магнитное поле . 763
— полезный поток . . 764
— реакция . . . 763, 764
— синхронных
машин ампер-витки
допустимая
нагрузка
материалов

магнитодвижущие силы 802
763
790
802
794
Якоря синхронных
машин об мотка .
х
протяжкой . . .
— охлаждение
реакция 801,

результирующая и
фиктивная э. д. с.
степень
использования
стержневая
обмотка . .
фиктивный
магнитный
поток . . .

характеристика
холостого хода .
Яркости единица . .
790
790
789
802
802
794
790
802
802
763
1053
1053
И квартал 1936 г. Индекс МС-10-5-5. Сдано в набор 9/VI1934 г. Подписано к печати
14Д1 1935 г! Формат 72X105 VM. B1 бум. л. 110 000 зн. Печ. л. 74. Учетно-авт. л. 93,66.
Уполномоченный Главлита №В-31903. Заказ № 2893. Тир а* 60.000. Изд. № 208-М.
2-я тип. ОНТИ им. Евг. Соколовой. Ленингр., пр. Кр.* команд., 29.