Большая Советская Энциклопедия (ТУ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 50

50

  В. И. Бакулев.

Принципиальная схема вертолетного турбовинтового двигателя: 1 — воздушный винт; 2 — редуктор; 3 — воздухозаборник; 4 — осевой компрессор; 5 — камера сгорания; 6 — турбины для привода компрессора и воздушного винта; 7 — сопло для отвода газов.

Турбовоз

Турбово'з, автономный локомотив, первичным двигателем которого служит турбина. На Т. могут использоваться паровые и газовые турбины. Паровая турбина не нашла применения на локомотивах, главным образом из-за громоздкости паротурбинной установки и низкого общего кпд. В качестве первичного двигателя используются газовые турбины. Первый газотурбовозбыл создан и начал эксплуатироваться в 1948 (США). Однако больших успехов турбовозостроение не достигло. Развитие и совершенствование Т. связано с возможностью создания локомотива большой агрегатной мощности (с кпд до 30%) при достаточно низкой удельной массе (масса, приходящаяся на единицу мощности) и с дальнейшим улучшением их энергетических и конструктивных качеств.

Турбогенератор

Турбогенера'тор, генератор электрической энергии, приводимый во вращение паровой или газовой турбиной. Обычно Т. — это синхронный генератор, непосредственно соединённый с турбиной тепловой электростанции (ТЭС). Так как турбины, используемые на ТЭС, работающих на органическом топливе, имеют наилучшие технико-экономические показатели при больших частотах вращения, то Т., находящиеся на одном валу с турбинами, должны быть быстроходными. Частота вращения n Т. определяется из условия f = р (n) где f — частота переменного тока, р — число пар полюсов Т. В СССР промышленная частота тока f = 50 гц, поэтому наивысшая частота вращения Т. составляет 50 сек- –1(при р = 1).

  Т. — электромашина горизонтального исполнения (рис.). Обмотка возбуждения Т. расположена на роторе с неявно выраженными полюсами, трёхфазная рабочая обмотка — на статоре. Ротор, испытывающий наиболее сильные механические напряжения, выполняют из целых поковок высококачественных сталей. По условиям прочности линейная скорость точек ротора v не должна превышать 170—190 м/сек, что ограничивает его диаметр при n = 50 сек –1 величиной D = v/pn = 1,2—1,3 м. Относительно малый диаметр ротора обусловливает его сравнительно большую длину, которая, однако, ограничена допустимым прогибом вала и не превышает 7,5—8,5 м. На поверхности ротора профрезерованы продольные пазы, в которые укладывают витки обмотки возбуждения. Обмотку крепят клиньями, закрывающими пазы, и массивными бандажами из немагнитной стали, охватывающими лобовые (торцевые) части обмотки. Питается обмотка от возбудителя электрических машин.

  Статор Т. состоит из корпуса и сердечника с пазами для обмотки. Сердечник изготовляют из нескольких пакетов, набираемых из листов электротехнической стали толщиной 0,35—0,5 мм, покрытых слоем лака. Между отдельными пакетами оставляют вентиляционные каналы шириной 5—10 мм. В пазах обмотку крепят клиньями, а её лобовые части укрепляют на специальных кольцах, расположенных в торцевой части статора. Сердечник помещают в стальной сварной корпус, закрываемый с торцов щитами.

  Т. атомных электростанций обладают некоторыми особенностями, связанными с тем, что пар, вырабатываемый в ядерном реакторе, имеет относительно низкие параметры, обусловливающие экономическую целесообразность применения турбин с частотой вращения 25 сек –1. Такая частота требует наличия двух пар полюсов на роторе Т. и позволяет выполнять сам ротор с большим диаметром (до 1,8 м). При этом размер поковки ротора ограничивается технологическими возможностями её изготовления (максимальная масса поковки достигает 140—180 т).

  Т. мощностью до 30 Мвт имеют замкнутую систему воздушного охлаждения; при мощности свыше 30 Мвт воздушную среду заменяют водородной (с избыточным давлением около 5 кн/м2). Использование водорода в качестве теплоносителя позволяет увеличить съём тепла с охлаждаемых поверхностей (так как теплоёмкость водорода в несколько раз превышает теплоёмкость воздуха) и соответственно повысить мощность Т. при заданных размерах. Циркуляция теплоносителя обеспечивается вентиляторами, расположенными на одном валу с Т. Тепло снимается с поверхностей изолированных проводников и стальных сердечников. Нагревшийся теплоноситель поступает в специальный охладитель (при водородном охлаждении он встраивается в Т. и вся система охлаждения тщательно герметизируется). Для интенсификации охлаждения при мощности Т. свыше 150 Мвт давление водорода в системе повышают до 300—500 кн/м2, а при мощности свыше 300 Мвт используют внутреннее охлаждение проводников обмотки водородом или дистиллированной водой. При водородном охлаждении проводники обмотки делают с боковыми вырезами-каналами, а при водяном охлаждении применяют полые проводники. В крупных Т. охлаждение обычно комбинированное: например, обмотки статора и ротора охлаждаются водой, а сердечник статора — водородом.

  Повышение мощности Т. приводит к снижению удельного расхода материалов и в конечном счёте к снижению затрат на его изготовление (в расчёте на квт мощности). Так, у Т. мощностью 30 Мвт расход материала на каждый квт мощности составляет 2,75 кг, а у Т. мощностью 200, 500, 800 и 1200 Мвм — соответственно 1,53, 0,69, 0,58 и 0,457 кг. Таблица иллюстрирует рост мощности Т., выпускаемых в СССР

Рост максимальной мощности турбогенераторов, производимых в СССР.

Мощность, Мвт 1925 1931 1937 1945 1964 1969 1975 5 24 100 200 500 800 1200

  Кпд Т. 98—99%, напряжение на зажимах — до нескольких десятков кв.

  Лит.: Вольдек А. И., Электрические машины, Л., 1974.

  М. Д. Находкин.

Турбогенератор мощностью 1200 Мвт (напряжение 24 кв, частота вращения ротора 50 сек—1, кпд 99%).

Турбокомпрессор

Турбокомпре'ссор, 1) основной агрегат турбокомпрессорного двигателя, состоящий из механически связанных компрессора и авиационной газовой турбины. Иногда Т. применяют для наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания; в этом случае выхлопные газы двигателя расширяются в турбине, которая вращает компрессор, повышающий давление подаваемого в цилиндры воздуха. 2) Лопаточный компрессор (центробежный или осевой) для сжатия и подачи газов; обеспечивает больший, чем у поршневого компрессора, кпд и исключает пульсации давления подаваемого газа.

Турбокомпрессорный двигатель

Турбокомпре'ссорный дви'гатель,газотурбинный двигатель. Применяемые в авиации Т. д. разделяются на турбовинтовые двигатели, в которых основная тяга создаётся воздушным винтом, и турбореактивные двигатели, в которых тяга создаётся струей газов, вытекающих из реактивного сопла.

Турбомолекулярный насос

Турбомолекуля'рный насо'с, вакуумный насос, действие которого основано на сообщении молекулам откачиваемого газа дополнительной скорости в направлении их движения вращающимся ротором. Ротор состоит из системы дисков. Вакуум, получаемый Т. н., до 10–8н/м2(10-10мм рт. ст.).