Выхлопная система паровоза

Простое дымовой трубы расположение

Позже двойной дымоход с Кылчапа . дымовыми трубами

состоит Выхлопная система паровоза из тех частей паровоза , которые вместе отводят выхлопной пар из цилиндров с целью увеличения тяги при пожаре. Обычно он состоит из дымовой трубы (или сопла первой ступени), дымовой камеры и дымохода , хотя более поздние конструкции также включают сопла второй и третьей ступени.

История

Первенство открытия эффекта направления выхлопного пара вверх по дымовой трубе как средства обеспечения тяги через огонь является предметом некоторых споров, Аронс (1927) уделил этому вопросу значительное внимание. Выхлопы из цилиндров первого паровоза, построенного Ричардом Тревитиком , были направлены вверх по дымоходу, и он отметил в то время его влияние на увеличение тяги через огонь. В Уайламе Тимоти Хакворт также использовал дымовую трубу на своих первых локомотивах, но неясно, было ли это независимым открытием или копией конструкции Тревитика. Вскоре после Хакворта Джордж Стивенсон также применил тот же метод, но опять же неясно, было ли это независимым открытием или копией конструкции одного из других инженеров.

В локомотивах того времени использовался либо котел с одним дымоходом , либо один обратный дымоход с противопожарной решеткой на одном конце дымохода. Для котлов этой конструкции струя дымовой трубы с суженным отверстием была слишком сильной и могла поднять пламя. Лишь после разработки многотрубного котла центрально расположенная дымовая труба с суженным отверстием стала стандартом. Сочетание многотрубного котла и парового дутья часто называют основной причиной высоких характеристик « Ракеты 1829 года» на испытаниях в Рейнхилле .

Описание

Вскоре после того, как была открыта сила парового дутья, стало очевидно, что под дымоходом необходима дымовая камера , чтобы обеспечить пространство, в котором выхлопные газы, выходящие из труб котла, могут смешиваться с паром. Это имело дополнительное преимущество, заключающееся в возможности сбора золы, выносимой сквозняком через дымовые трубы. Дымовая труба, из которой выходит пар, монтировалась непосредственно под дымовой трубой в нижней части дымовой коробки.

Паровой дутье в значительной степени саморегулируется: увеличение скорости расхода пара цилиндрами увеличивает дутье, что увеличивает тягу и, следовательно, температуру пожара.

Современные локомотивы также оснащены нагнетателем — устройством, которое выпускает пар непосредственно в дымовую камеру для использования, когда необходима большая тяга без прохождения большего объема пара через цилиндры. Примером такой ситуации является внезапное замыкание регулятора или проезд поезда через туннель. Если однопутный туннель плохо вентилируется, въезжающий на высокой скорости локомотив может вызвать быстрое сжатие воздуха внутри туннеля. Этот сжатый воздух может попасть в дымоход со значительной силой. Это может быть крайне опасно, если дверца топки в это время будет открыта. По этой причине в таких ситуациях часто включают вентилятор, чтобы противодействовать эффекту сжатия.

Дальнейшее развитие

Целью разработки выхлопной системы является получение максимального вакуума в дымовой камере при минимальном обратном давлении на поршни.

Небольшое развитие основных принципов конструкции дымовой камеры имело место до 1908 года, когда первое комплексное исследование производительности пароподъёма было проведено У.Ф.М. Госсом из Университета Пердью . были приняты на Великой Западной железной дороге Черчвордом Эти принципы , а затем развиты Сэмюэлем Эллом в 1950-х годах с использованием стационарного испытательного завода GWR (тогда национализированного в рамках BR). Эллу удалось удвоить максимальную скорость испарения класса GWR Manor за счет, по-видимому, незначительных изменений в конструкции передней части, и более чем вдвое увеличить скорость для LNER V2.

Андре Шапелон внес значительные улучшения в свою выхлопную систему Kylchap , которая включала в себя распределитель Kylälä (сопло второй ступени) и кожух третьей ступени между дымовой трубой (сопло первой ступени) и дымоходом. Он стал популярным в конце эры пара (начало-середина 20-го века) и использовался на сэра Найджела Гресли » «Крякве , которая является официальным мировым рекордом скорости для паровозов. Другие современные разработки включают выхлопные системы Giesl и Lemaître , которые достигают той же цели разными способами.

Дальнейшую разработку продолжил друг Шапелона Ливио Данте Порта , разработавший выхлопные системы Kylpor , Lempor и Lemprex . Он также разработал сложные математические модели для оптимизации их использования для конкретных локомотивов.

С прекращением коммерческих паровых операций на магистральных железных дорогах во всем мире финансирование для дальнейшего развития технологии паровозов было недостаточным, несмотря на достижения в области технологии материалов и методов компьютерного моделирования, которые могли бы обеспечить дальнейшее повышение эффективности.

Ссылки

• Семменс, PWB; Щегол, Эй Джей (2003). Как на самом деле работают паровозы . ОУП. ISBN  0-19-860782-2 .
• Ролт, LTC (1978). Джордж и Роберт Стивенсоны: Железнодорожная революция . Пеликан. ISBN  0-14-022063-1 .
• Аронс, Э.Л. (1927). Британский паровоз 1825-1925 гг .