Jump to content

Ридный водотрубный котел

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

Водотрубный котел Рид
Водотрубный котел Reed, построенный для HMS Janus в 1895 году: [ 1 ] неполный кожух позволяет увидеть расположение парогенерирующих трубок. Две большие внешние трубы на ближнем конце и еще одна пара на дальнем конце, известные как «нисходящие трубы», пропускали более холодную воду из верхней камеры в две нижние камеры, тем самым улучшая циркуляцию.

представлял Водотрубный котел Рида собой тип водотрубного котла, разработанный Дж. У. Ридом, руководителем моторного завода Palmers Shipbuilding and Iron Company из Джарроу , Англия, где он производился с 1893 по 1905 год . интегрированный бизнес: на своей верфи в Джарроу, используя железную руду из собственного рудника в Северном Йоркшире , она производила железо и сталь, необходимые для своих кораблей, а также двигатели и котлы собственной разработки.

предназначенный для использования в паровых двигателях Водотрубный котел Рида, кораблей, был похож на другие котлы, такие как Норманд и Ярроу , которые сами были развитием котла Дю Темпл . Они отличались от паровозных котлов, также известных как « жаротрубные котлы », тем, что, в то время как жаротрубный котел состоял из цилиндра, наполненного водой, которая нагревалась проходящими через него трубами, несущими выхлопные газы из печи , в водяной трубе В котле ситуация была обратной: вода проходила через парогенерирующие трубы, установленные непосредственно над топкой. К преимуществам водотрубного котла относились сравнительная легкость и способность работать при более высоком давлении. Около 170 водотрубных котлов Рида были установлены на кораблях Королевского флота , на двух из которых они были установлены взамен забракованных Адмиралтейством котлов .

Водотрубный котел Рида был разработан и запатентован в 1893 году Дж. У. Ридом, руководителем моторного завода компании Palmers Shipbuilding and Iron Company , которая его производила. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] К последней четверти XIX века компания Palmers стала одним из крупнейших кораблестроителей Великобритании и за время своей деятельности с 1851 по 1933 год произвела «более 900» кораблей. [ 5 ] Однако это был вертикально интегрированный бизнес: примерно с 1857 года он обладал собственным источником железной руды , добываемой недалеко от побережья Северного Йоркшира в окрестностях Уитби и Солтберна , и, по мнению местных историков Джима Катберта и Кена Смита, «это Говорили, что [верфь Палмерса] привозила железную руду с одного конца... и снова отправляла ее с другого конца в виде готовых кораблей». [ 6 ] [ Фн 1 ] Таким образом, водотрубный котел Reed стал естественным дополнением к продукции компании, которая ранее помимо паровых двигателей включала в себя и другие конструкции котлов, такие как котел Бельвилля . [ 7 ] [ Фн 2 ]

Он был похож на своего предшественника, котел Дю Темпл , и другие его разработки, такие как котлы Норманд и Ярроу , в том, что каждый имел три цилиндрические водяные камеры, расположенные в форме треугольника или, если смотреть с одного конца, в форме перевернутой буквы «V». : весь котел был заполнен водой, за исключением верхней части верхней камеры, допускавшей сбор пара, и соединялся двумя рядами парообразующих трубок с двумя нижними камерами, между которыми находилась печь . [ 9 ] [ Фн 3 ] Водотрубные котлы могли работать при более высоком давлении и были намного легче локомотивных котлов, также известных как « жаротрубные котлы » или, при использовании на судах, как «морские котлы». В них вода содержалась в одном барабане, через который по трубкам проходили выхлопные газы из печи: котел локомотива пришлось строить из более тяжелых материалов, поскольку больший размер одиночного барабана требовал более толстой оболочки, и, в то время как трубы в водотрубном котле подвергались только напряжению из-за пара и воды под давлением внутри, трубы котла локомотива подвергались сжатию снаружи, что опять же требовало более толстых материалов. [ 11 ] [ Фн 4 ]

продольный и поперечный разрезы водотрубного котла Рид
Продольный и поперечный сечения водотрубного котла Reed, установленного на эсминце миноносца HMS Lightning 1895 года: черные линии рядом с парогенерирующими трубами и над ними в поперечном сечении представляют собой перегородки, предназначенные для оптимизации прохождения горячих газов вокруг труб. . Обе диаграммы иллюстрируют расчетный уровень воды в верхней камере, ниже которого подключались парогенерирующие трубы.

В котле Норманд трубы были сравнительно прямыми, а часть труб во внутреннем и внешнем рядах каждого ряда была сформирована в «стенки труб» для направления горячих газов, образующихся в печи, через котел. [ 13 ] В котле Рида трубы были изогнуты в четко выраженные изгибы разного радиуса, чтобы максимизировать площадь поверхности и, следовательно, производство пара, а для направления горячих газов использовались перегородки. [ 14 ] Самая нижняя секция самых нижних труб котлов Reed изначально была изогнута в виде плотных «волнистых» изгибов, также для увеличения площади поверхности, но это было прекращено к 1901 году, поскольку это препятствовало потоку воды и, следовательно, пара. [ 15 ] Кроме того, внешний диаметр трубок сужался на нижних концах от От 1 + 1 16 дюймов (27 мм) до 7 дюйма ( 22 мм) для улучшения прохождения горячих газов между ними. [ 14 ] Они были соединены перпендикулярно камерам на каждом конце, как и трубы в котле Норманд, чтобы уменьшить напряжение. Однако в котле Рида эти соединения выполнялись полусферическими гранями, что допускало «определенный угловой люфт». [ 14 ] [ 16 ] Трубки закреплялись гайками внутри камер на каждом конце. [ 17 ] [ Фн 5 ] Люки давали доступ к нижним камерам, а люк давал доступ к верхней камере, что позволяло быстро заменять дефектные трубки. [ 17 ] В котлах обоих типов парогенерирующие трубы присоединялись к верхней камере ниже расчетной ватерлинии, чтобы предотвратить их перегрев: в водотрубном котле другого типа, « Торникрофт» , парогенерирующие трубы присоединялись к верхней камере выше ватерлинии, и было замечено, что их вершины «раскалялись докрасна, когда воды было мало». [ 18 ] Перегретые трубки могли выйти из строя. [ 19 ] Большие внешние «нисходящие» трубы перекачивали воду из верхней камеры в две нижние. [ 20 ] [ 21 ] Таким образом, сливные трубы способствовали конвекции внутри котла, которая должна была быть быстрой из-за небольшого диаметра труб и составляла «существенную часть [его] каркаса». [ 19 ] [ 22 ] [ 17 ]

Пар собирался внутри купола над верхней камерой, из которого он выходил из котла для использования через органы управления машинным отделением, а в котле Рида все, кроме купола и концов трех водяных камер, было заключено в двойную камеру. - многослойная оболочка с воздушной прослойкой и асбестовой облицовкой, снижающей температуру наружного слоя. [ 17 ] Кожух поднимался вверху, образуя выход горячих газов в воронку . Уголь в печь подавался кочегарами через дверцы топки на одном конце, и, в то время как котлу Норманд требовался огонь глубиной около 18 дюймов (460 мм), котлу Рида требовался меньший огонь — от 8 до 12 дюймов (200–200 мм). 300 мм). [ 23 ] Воздух в топку поступал через воздушный зазор в корпусе котла, обеспечивая тем самым подачу нагретого воздуха, который направлялся в заднюю часть зольника . [ 24 ] Этот воздух поступал в зольник через три дверцы, которые вместе с дверцами топки закрывались автоматически в случае выхода из строя трубы, с целью предотвратить попадание пламени, пара и мусора в котельную . [ 17 ] [ 25 ] [ 26 ] Постоянная подача чистой воды была необходима для котла этого типа, так как нехватка воды быстро привела бы к тому, что пустой котел мог бы серьезно повредить печь, а отложение любых загрязнений, таких как известковый налет , могло бы привести к значительному повреждению печи. потеря эффективности и может заблокировать трубки. [ 27 ] [ 28 ] [ Фн 6 ] Чтобы решить эту проблему, питательная вода котла циркулировала в закрытой системе от котла в виде пара к двигателям, а затем к конденсаторам , из которых она возвращалась в котел в виде воды, завершая таким образом цикл. Однако некоторая случайная потеря воды из системы была неизбежна, и французский военно-морской инженер Луи-Эмиль Бертен считал потерю 5% воды за цикл максимальной, которую можно было выдержать в водотрубной котельной установке. [ 31 ] Поэтому требовалась дополнительная питательная вода, и она подавалась с помощью такого аппарата, как испаритель , который был установлен на HMS Spiteful , построенном Палмерсом и спущенном на воду в 1899 году. [ 32 ] [ 33 ] Каждый котел имел собственный насос питательной воды и регулятор питательной воды также конструкции Рида. [ 17 ]

схемы соединений водяных трубок и водяных камер
Разрез и план соединения водяных трубок с водяной камерой камышового котла. Сфероидальные наконечники «3» навинчиваются на трубки, которые затем вставляются в отверстия в стенке водяной камеры, диаметр которых немного больше диаметра трубок; затем трубки закрепляются гайками «N» на внутренней стороне камеры.

Другим типом котла, похожим на котел Дю Темпл и более поздним, был котел Ярроу, в котором обычно не использовались внешние сливные трубы после того, как его конструктор Альфред Ярроу продемонстрировал в 1896 году, что они не необходимы для циркуляции воды внутри котла. этого типа. [ 34 ] [ Фн 7 ] Однако, хотя в котле Ярроу использовались полностью прямые трубы, по которым вода и пар циркулировали более свободно, некоторые современные авторы по этому вопросу, такие как Лесли С. Робертсон, считали его «отстающим» в своей циркуляции из-за отсутствия стояков. . [ 36 ] [ Фн 8 ] В то время как котлы Ярроу, установленные на броненосном крейсере HMS Warrior 1905 года, испаряли 11,664 фунта (5,291 кг) воды на фунт (454 г) угля при температуре 100 градусов по Цельсию (212 градусов по Фаренгейту ) с естественной тягой , по тем же меркам котел Рида установленный на эсминце миноносца HMS Star образца 1896 года, испарилось 12 фунтов. (5,44 кг). [ 38 ] [ 39 ] Преимущество котла Ярроу заключалось в весе: [ 40 ] тогда как котлы Reed на крейсере HMS Pegasus 1897 года производили 38,5 указанной лошадиной силы (ИГЛ) на тонну (1016 кг) котла при полной мощности, по тем же показателям котлы Ярроу на несколько более раннем Swordfish класса эсминце торпедного катера производили 73 ИГЛ. . [ 41 ] Но, в то время как, например, Star эсминцу торпедного катера класса 1896 года требовалось четыре котла Reed для достижения заданной максимальной скорости в 30 узлов , аналогичному кораблю класса Swordfish требовалось восемь котлов Yarrow для достижения заданной максимальной скорости в 27 узлов. [ 42 ] [ 43 ] установленный на эсминце HMS Lightning в 1895 году, весил 13,25 тонны (12,44 тонны). Сухой котел Reed, [ 17 ]

Котел Reed мог быть спроектирован для работы при внутреннем давлении до 300 фунтов на квадратный дюйм (2068 килопаскалей ) и, как и сконструированный для эсминцев торпедных катеров, таких как Spiteful , способных двигаться со скоростью 30 узлов, комплект из четырех котлов и Для сопутствующего оборудования потребовалось около 25 миль (40 километров) труб. [ 44 ] В целом, каждый из ее четырех котлов имел длину около 12 футов (3,7 м), ширину 10 футов (3 м), а с учетом платформ, на которых работали ее кочегары, так называемые «растопочные площадки», высоту около 10 футов (3 м). [ 33 ] [ Фн 9 ] В то время как каждый из восьми котлов Reed в Pegasus имел площадь колосниковой решетки около 45 квадратных футов (4,2 м2). 2 ) и отапливаемой площадью около 2360 квадратных футов (219 м²). 2 ), вместе они производили до 7127 ИГП (5315 киловатт ) . [ 45 ] [ Фн 10 ]

Производство и использование

[ редактировать ]
Вид на котельную в Палмерсе.
Большинство основных компонентов котла на этом снимке котельной в Палмерсе примерно в 1900 году предназначены для водотрубных котлов Reed.

Водотрубные котлы Рид были «специализацией» моторостроительного завода Палмерса, который был способен производить один «тяжелый морской котел» в неделю, не считая «большого количества водотрубных котлов». [ 47 ] В то время как оборудование, разработанное Ридом, использовалось на торговых судах , например, на судне SS Hanoi , построенном в Сандерленде в 1893 году для французской почтовой службы между Хайфоном во Вьетнаме и Гонконгом в Китае, около 170 его водотрубных котлов использовались на кораблях Королевского флота. Военно-морской . [ 48 ] [ 49 ] В их число входили крейсеры, эсминцы и канонерские лодки , а также эсминцы торпедных катеров, которых только Палмерс построил 16. [ 49 ] [ 50 ] Среди них был Spiteful , котлы которого позже были приспособлены для сжигания мазута . [ 51 ] Герконовые котлы устанавливались также на кораблях, заказанных Адмиралтейством у других судостроителей, например на реке Клайд в Шотландии. [ 52 ] Два эсминца торпедных катеров, построенные Ханной, Дональдом и Уилсоном из Пейсли , HMS Fervent и HMS Zephyr , спущенные на воду в 1895 году, были оснащены четырьмя котлами Reed каждый по заказу Адмиралтейства и стоимостью 14 200 фунтов стерлингов после того, как оно отказалось от локомотива . котлы, установленные их строителями. [ 53 ] [ Фн 11 ] Аналогично HMS Niger , торпедная канонерская лодка, построенная судостроительной компанией Barrow в Барроу-ин-Фернесс , Камбрия , в 1892 году, в 1902 году ее котлы были заменены на котлы Reed. [ 55 ] Производство водотрубного котла Reed прекратилось в 1905 году. [ 4 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Palmers дополнила свои собственные поставки железной руды гематитовой рудой более высокого качества из Испании. [ 6 ]
  2. ^ «[Следует] отметить, что на этих заводах был изготовлен первый комплект двигателей тройного расширения, использовавшихся в британском флоте». [ 8 ]
  3. ^ На схеме котла Reed, установленного на эсминце миноносца HMS Lightning 1895 года, показано наличие 694 парогенерирующих трубок. [ 10 ]
  4. Более полная оценка преимуществ водотрубных котлов на военно-морских судах была опубликована в журнале Page's Magazine в 1902 году: «Проведя тщательное сравнение водотрубных и [жаротрубных] котлов, мы обнаружили, что первые поднимают пар больше. быстрее и поддерживать его более равномерно и при гораздо большем давлении. Их гораздо легче обновлять или ремонтировать, не прибегая для этого к стоянке корабля или подтягиванию его палуб. Они не так опасны в действии и не пострадают. так серьезно от небольших снарядов воздействие на корабельную компанию в случае взрыва будет не столь катастрофическим, поскольку они содержат лишь очень небольшое количество воды для выработки пара. Они гораздо легче и производят больше лошадиных сил на тонну. Их можно «заставить» или заставить производить большее количество пара в течение более длительных периодов времени и, следовательно, продолжать работу. пропаривание на более высоких мощностях и в этому соединению также способствует большая площадь каминной решетки, которая позволяет им с большей легкостью поддерживать пар на максимальной мощности». [ 12 ]
  5. На кораблях HMS Lightning и HMS Janus , выпущенных в 1895 году, «всего [было] более 30 000 [этих] соединений, и хотя они [были] много раз под паром, ни одной утечки… не произошло». [ 17 ]
  6. ^ HMS Pegasus , построенный Палмерсом и спущенный на воду в 1897 году, имел восемь котлов Reed и был выведен из строя, когда его конденсаторы протекли и в котлы попала морская вода. [ 29 ] [ 30 ]
  7. ^ В котлах Ярроу группы труб иногда закрывались перегородками для создания внутренних сливных труб, или трубы могли использоваться в качестве опор , служивших той же цели. [ 35 ]
  8. Вопрос был спорным: в то время как изобретатель Хирам Максим считал неудачники «совершенно лишними», судостроитель Джон Торникрофт считал их «незаменимыми». [ 37 ]
  9. План 1901 года, исправленный на 28 сентября 1905 года, для эсминца торпедного катера HMS Spiteful, показывает расположение и пропорции ее четырех котлов Reed. [ 33 ]
  10. ^ В 2011 году среднее домохозяйство в Соединенном Королевстве потребляло 3300 киловатт-часов электроэнергии в год. [ 46 ]
  11. ^ «Изначально фирма предлагала установить водотрубные котлы собственной конструкции, но Адмиралтейство, предположительно опасающееся неиспытанного типа котла, вместо этого предложило паровозные котлы. Однако [они] оказались совершенно неадекватными... на испытаниях». в конце лета и осенью 1895 года. ... Строители [снова] предложили свою собственную конструкцию, но Адмиралтейство предпочло заказать котлы Reed у Palmer's». [ 54 ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ МакФарланд 1898 , с. 427.
  2. ^ Диллон 1900 , стр. 32–4.
  3. ^ Робертсон 1901 , с. 38.
  4. ^ Jump up to: а б «Модель водотрубного котла Джозефа В. Рида» . Группа музеев науки. nd Архивировано из оригинала 13 февраля 2017 года . Проверено 13 февраля 2017 г.
  5. ^ Катберт и Смит 2004 , стр. 5 и 40.
  6. ^ Jump up to: а б Катберт и Смит 2004 , с. 9.
  7. ^ Диллон 1900 , стр. 31–6, особенно. 32.
  8. ^ Диллон 1900 , с. 36.
  9. ^ Робертсон 1901 , стр. 38, 126, 130, 136.
  10. ^ «Разрезы герконового водотрубного котла» . Викисклад. 2017 . Проверено 17 февраля 2017 г.
  11. ^ Робертсон 1901 , стр. 2–3.
  12. ^ Анон. 1902б , стр. 423–5.
  13. ^ Робертсон 1901 , с. 130.
  14. ^ Jump up to: а б с Робертсон 1901 , с. 137.
  15. ^ Робертсон 1901 , стр. 136–7.
  16. ^ Басли 1902 , с. 570.
  17. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Анон. 1896 , с. 172.
  18. ^ Басли 1902 , с. 563.
  19. ^ Jump up to: а б Робертсон 1901 , стр. 59–60.
  20. ^ Робертсон 1901 , стр. 126, 130, 136–7.
  21. ^ Басли 1902 , с. 569.
  22. ^ Басли 1902 , стр. 537, 568–9.
  23. ^ Ливерсидж 1906 , с. 319.
  24. ^ Сеннетт и Орам 1899 , с. 96.
  25. ^ Бертен 1906 , с. 533.
  26. ^ Ливерсидж 1906 , с. 367.
  27. ^ Робертсон 1901 , стр. 191–2.
  28. ^ Ричи Лиск 1892 , стр. 189–91.
  29. ^ Робертсон 1901 , стр. 138–9.
  30. ^ Анон. 1899 , с. 427.
  31. ^ Бертен 1906 , с. 520.
  32. ^ Ричи Лиск 1892 , стр. 191–2.
  33. ^ Jump up to: а б с «План корабля HMS Spiteful (1899 г.)» . Королевские музеи Гринвича . nd Архивировано из оригинала 27 января 2017 года . Проверено 13 февраля 2017 г. {{cite web}}: CS1 maint: год ( ссылка )
  34. ^ Робертсон 1901 , стр. 55, 58, 152–4.
  35. ^ Робертсон 1901 , стр. 153–4.
  36. ^ Робертсон 1901 , с. 327.
  37. ^ Басли 1902 , стр. 568–9.
  38. ^ Бертен 1906 , с. 473.
  39. ^ Робертсон 1901 , с. 138.
  40. ^ Бертен 1906 , с. 470.
  41. ^ Робертсон 1901 , стр. 139, 157.
  42. ^ Лион 2005 , стр. 78, 85.
  43. ^ Робертсон 1901 , с. 157.
  44. ^ Диллон 1900 , с. 34.
  45. ^ Робертсон 1901 , с. 139.
  46. ^ «Типичные показатели внутреннего энергопотребления» (PDF) . драгоценный камень . nd Архивировано (PDF) из оригинала 21 января 2017 г. Проверено 16 февраля 2017 г. {{cite web}}: CS1 maint: год ( ссылка )
  47. ^ Диллон 1900 , стр. 30–4.
  48. ^ Анон. 1893 , с. 38.
  49. ^ Jump up to: а б Анон. 1932 , с. 303.
  50. ^ Лион 2005 , стр. 77–81.
  51. ^ Анон. 1904 , с. 27.
  52. ^ Анон. 1902а , с. 615.
  53. ^ Лион 2005 , стр. 75–6.
  54. ^ Лион 2005 , с. 75.
  55. ^ НЕ 1902 , с. 413.

Библиография

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c4cf56d4404ff5ce66a497a4df7fc96e__1640898360
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c4/6e/c4cf56d4404ff5ce66a497a4df7fc96e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Reed water tube boiler - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)