【新坑】神灯计划（番外篇）——蒸的好吗1.7完结撒花

大桶领

武警中队，县公安局

晚到的约瑟

王炸B 发表于 2022-5-13 17:01
有点没理解为什么滑阀最大的优点是适应负载变化大的工况……

普通滑阀蒸汽机一次做功周期中停止进气在半行程后。在直接作用式蒸汽机上，只需少量高压蒸汽就能利用蒸汽膨胀输出需要的功。
因此，滑阀能方便改变输出马力（不追求高转速），当停气时间提早，气缸内气体膨胀比小，输出马力小；当停气时间延迟，气体膨胀比大，输出马力大。

王炸B

晚到的约瑟 发表于 2022-5-13 17:34
普通滑阀蒸汽机一次做功周期中停止进气在半行程后。在直接作用式蒸汽机上，只需少量高压蒸汽就能利用蒸汽 ...

这个改变凸轮动作角度也行吧？

晚到的约瑟

王炸B 发表于 2022-5-13 19:07
这个改变凸轮动作角度也行吧？

可以的，实际上发展到后期的滑阀都升级被两个偏心轮带动，一个带动滑块，一个带动膨胀块，膨胀块就是控制件，控制停气点的。这种滑阀叫“膨胀滑阀”

张浩-雷霆万钧

天朝有个成功经验是举国之力上马一个大项目，然后培养一批带动一个行业，葛洲坝、三峡，后来的高铁，现在的大飞机。
更接近一点的例子，我认识某老哥八十年代同济毕业后就在南浦大桥工地实习，他们一批实习同学，到工地现场与工人一起，到设计师哪儿打下手(总设计后来成了院士)。
九十年代全国钢索斜拉桥到处开花，这批同学迅速成为骨干。
中国解放初有个玉门油田，后来全国石油大发展，玉门技术人员遍天下，当时号称天下玉门是一家。

约瑟老师写的蒸汽同人很不错，建议写个大项目带动蒸汽行业大发展的同人。
我建议是利用立春级后续舰项目发展帕森斯蒸汽轮机。
帕森斯蒸汽轮机在十九世纪八九十年代开始用于发电，二十世纪初开始舰用1905年的无畏舰就使用了蒸汽轮机，1910后加了减速齿轮后更发挥优势。
从元老院发展立春级后续舰来说，装备了帕森斯蒸汽轮机后，热效率提高，同样燃煤可以更大续航，更高速度，全马力工作下更长运行。
蒸汽轮机体积小，节约舰艇宝贵空间，即使锅炉蒸汽输出不变，但由于热效率提高，可以拥有更大马力。
即使帕森斯汽轮机不太适合高温高压蒸汽(这方面换不如三涨机，所以二战美帝自由轮使用了三涨机)，热效率也有百分之十多，比当时蒸汽机效率高一倍吧！
而且元老院搞的帕森斯蒸汽轮机换可以用在发电上，火力发电可以在蒸汽锅炉不变情况下提高发电量。

而且可以与其他元老合作推进立春后续舰艇项目，譬如主炮速射炮、光学瞄准、有线电话指挥系统等

张浩-雷霆万钧

张浩-雷霆万钧 发表于 2022-11-19 11:05
天朝有个成功经验是举国之力上马一个大项目，然后培养一批带动一个行业，葛洲坝、三峡，后来的高铁，现在的 ...

发现元老院发展舰用蒸汽轮机是效费比极高的方案。
1可以在锅炉与携煤量不变的情况下增加航程(或者同样航程耗煤减少)。
2蒸汽轮机体积小，节约舰艇空间。
3由于热效率提高，在蒸汽锅炉不变情况下，可以输出更大马力。蒸汽轮机也适合更长时间高速运行。
4蒸汽轮机相对更少消耗钢铁。
5帕森斯蒸汽轮机不太适合高温高压蒸汽，更符合元老院现状。
而元老院超前的机加工能力，更适合蒸汽轮机减速齿轮箱提前出现，更好提高蒸汽轮机效率。

综合上面，元老院蒸汽机升级方向应该是蒸汽轮机，而不是三涨机，即使将来锅炉水平提高，帕森斯蒸汽轮机不适合，也能发展其它类型。中国九十年代进口的俄罗斯现代级也是蒸汽轮机(据说最高热效率近28%)。
元老院现在发展蒸汽轮机可以节约钢铁及煤炭消耗。
应该以立春后续舰为抓手发展帕森斯蒸汽轮机，然后推广到901，再对立春级及现役901升级改造时使用。

W-sheep

往复机用铸钢甚至铸铁都行，汽轮机叶片非不锈钢不行吧，不知道冶金口元老什么时候能拿出合格的材料？

张浩-雷霆万钧

W-sheep 发表于 2022-11-19 13:37
往复机用铸钢甚至铸铁都行，汽轮机叶片非不锈钢不行吧，不知道冶金口元老什么时候能拿出合格的材料？ ...

1884年帕森斯蒸汽轮机投入实际使用，用于发电，1905年无畏级使用了帕森斯蒸汽轮机，1910年蒸汽轮机加装减速齿轮。
而不锈钢这时还没有出来，帕森斯蒸汽轮机不少部件如缸盖还是铸铁的。
帕森斯蒸汽轮机对蒸汽压力温度要求不高，甚至二十年代锅炉材料技术进步后，过高的温度压力导致帕森斯蒸汽轮机振动，无法正常工作，还不如复涨机三涨机更能发挥锅炉的性能，美帝二战自由轮就使用多涨机。
如果元老院材料技术焊接技术影响锅炉蒸汽性能，正好使用帕森斯蒸汽轮机，即使帕森斯蒸汽轮机性能差，热效率百分之十几(据说中国购买俄罗斯的现代级蒸汽轮机热效率近28%)，而且相比蒸汽机体积重量小，可以节约空间与载重，也节约大量钢铁材料。

后面是一段摘文。
1897年，透平尼亚号在维多利亚女王的观舰式上横空出世，她达到了前所未有的34.5节的航速，使整个世界为之震动。查尔斯.帕森斯的精彩表演向全世界表明，蒸汽轮机一种船舶新动力已经具备了挑战传统往复式蒸汽机的能力。
    帕森斯的蒸汽轮机的输出功率不断提升，在13年前，他建造了世界上第一台实用的蒸汽轮机，当时功率只有5千瓦。经过不断改进，用于发电的蒸汽轮机的功率已经提升到300KW，而透平尼亚的功率则猛增5倍，达到1500千瓦（2000马力）。在观舰式上的成功，使帕森斯迅速赢得了海军部的订单，那就是为海军建造两艘驱逐舰-VIPER号和COBRA号建造发动机，她们均为4轴推进，单舰总功率为10000马力。
    帕森斯能把他的汽轮机的功率越做越大，是因为他设计的精巧，他把低速和低应力的设计方法融合在他的汽轮机中，从而使他的公司在近50年中保持行业的领先地位。他的第一艘船透平尼亚号的轮机设计中，他采用了多达71级的反动式设计。每一级包含一圈固定在缸体上、起导向作用的静叶片（喷嘴）以及位于转子上的动叶片，蒸汽的进气压力为157PSI，排气压力为1PSI。
     由于每一级的压力只减少2PSI，蒸汽流的能量在每一级上缓慢而均匀的释放，因此帕森斯式蒸汽轮机不需要承受很大应力。如果要增加输出功率，只需要将叶片的面积加大，提高蒸汽的流量即可。由于蒸汽的流速不高，因此对材料的要求也相应降低，可靠性也不会随着功率的提升而降低。
     基于这一设计原理思路，帕森斯的轮机可以满足费希尔上将所需要的在海军竞赛时期日益增长的舰船推进需要。1904年，第一艘无畏舰采用了蒸汽轮机，综合性能当然是无与伦比的。1909年，帕森斯为TIGER号战列巡洋舰提供了总功率为108000马力的蒸汽轮机，就此一项，就可比采用蒸汽机减少1000吨重量。
     在民用领域，第一艘安装蒸汽轮机的是1900年建造的650吨轮船KING EDWARD号。1905年，ALIEN航运公司的Virginian和Victorian分别装上总功率1.1万马力的蒸汽轮机，成为第一批远洋汽轮机轮船，邱纳德公司卡帕西亚号则达到了2.1万马力
     更为令人振奋的是，1907年，毛里塔尼亚号从德国人那些装备沉重蒸汽机的邮轮手中重新夺回了蓝缎带，这艘3.6万吨的豪华邮轮装备的就是帕森斯蒸汽轮机。帕森斯为毛里塔尼亚号装备了总功率为7.3万马力的蒸汽轮机，这是当时世界上最强大的动力，使毛里塔尼亚号的27节的航速记录保持了22年。
     早期的反动式汽轮机采用的是铸铁缸盖，缸盖与下部缸体通过螺栓紧固在一起，而转子就放置在缸体内。缸体上固定有叶片，其两端分别位于沟槽的内表面，转子上也安装有叶片，转子叶片与固定叶片交叉设置。
     气流流过静叶片对气流起到偏转作用，气流吹动转子的叶片，同时在转子中气体膨胀，气流速度加快，从而对动叶片产生一个反冲作用，因此反冲式汽轮机由此得名。早期的蒸汽轮机都是直接通过传动轴推动螺旋桨的，但螺旋桨需要较低的转速才能发挥效能，而汽轮的转速又比较高。1910年，单级齿轮减速蒸汽轮机的出现解决了两者之间的匹配问题。
   
     在一战前，蒸汽轮机的压力在200-250PSI左右，也没有采用过热蒸汽，所以效率相对比较低。毛里塔尼亚号的煤耗为1.5磅/马力.小时，总体热效率为11.5%，船上需要200名司炉工日夜工作，直到1921年，她被改造成烧油。
     从1920年代开始，由于采用新的材料，锅炉的性能得到极大提高，1930年，650华氏度，350PSI的蒸汽锅炉已经很普遍了。而陆地上，发电厂使用锅炉的蒸汽温度已经提高到750华氏度。英国海军部提出了提高动力系统的效率需求，并要求帕森斯采用高温高压蒸汽。不幸的是，在驱逐舰ACHERON上测试的结果表明，帕森斯式蒸汽轮机在采用高温高压蒸汽后产生了严重的振动问题，不得不放弃测试。
   皇家海军没有别的选择，只能继续使用这种可靠有余但效率不足的主机。二战的爆发使这种低效率充分的体现出来。
     1930年代中期，随着美国海军的扩张，对蒸汽轮机的需求愈发强烈，美国人深感不能依靠英国技术。他们决定在蒸汽轮机制造领域进行自主研发。最终美国人决定采用通用电气公司GE研制的冲动式蒸汽轮机装备本国战舰，这些汽轮机的蒸汽压力为600PSI，825华氏度，参数比帕森斯蒸汽轮机高出许多。GE的汽轮机采用了标准化的设计，每套蒸汽轮机组采用1个高压和1个低压透平并排方式，轮机的转子输出连接到一台双级链式齿轮减速器上，链式减速器的齿轮输入端连接到主减速齿轮上，主齿轮再与次级齿轮连接驱动螺旋桨。
     虽然原理非常简单，但是由于轮机输出的功率大，各级齿轮之间受力情况复杂，齿轮间需要精密配合和协作才能完成传动，齿轮的加工需要依赖精密切割机床加工。而当时全世界美国拥有这种加工技术，这使他们可以利用高温、高压蒸汽并采用高转速的冲动式原理制造出大功率、高效能的蒸汽轮机。
   GE汽轮机的高压透平的转速高达6000转/分，低压透平的转速也有5000转，在通过低压透平后，蒸汽进入冷凝器凝积成水产生真空，从而提高效率。蒸汽压力越高、轮机转速也越快、效率也越高，因此整套GE机组只需要用18级降压，其中高压11级，低压7级。
     冲动式轮机的转子与反动式轮机鼓型的转子也完全不同，转子上有串有多个碟形圆盘。早期这些盘的截面为向轴方向收缩，现在采用的是整体锻造。叶片则镶嵌在这些圆盘外延的四周。在1940-1946年间，GE提供了804套冲动式蒸汽轮机，输出功率在25000-53000马力之间，它们在重量和尺寸方面明显比早期的汽轮机小得多。
     在二战期间，特别是对航程要求较高的太平洋战场。GE蒸汽轮机的燃油效率得到充分的体现。战后，蒸汽轮机普遍采用了冲动式设计。
不过解决转子高速旋转稳定性问题的还得归功于英国人Wilfred Campbell提出的，他加入的正是美国GE公司。正是他在1924年在美国机械工程师协会上发表的一篇论文对当代冲动式汽轮机的发展起到了至关重要的作用。
     

张浩-雷霆万钧

在一战前，蒸汽轮机的压力在200-250PSI左右，也没有使用过热蒸汽。
200PSI也就是14公斤压力，那么更早一点的蒸汽轮机使用蒸汽压力更低。
当然使用蒸汽压力低意味着热效率低，但也远高于当时的蒸汽机。
舰用动力正合适，蒸汽轮机体积重量小，效率高，航程速度性能都能提高

zxcvfdaswe

晚到的约瑟 发表于 2021-1-4 15:46
这梗你都看出来了！

你暴露年龄了

乔厂长上任，还真没看过
查了一下才知道，是1979年的获奖的优秀短篇小说

1979年有读这类小说的能力至少也要中学生了，到2020年年龄至少五六十岁是有的

张浩-雷霆万钧

zxcvfdaswe 发表于 2022-11-20 02:47
乔厂长上任，还真没看过
查了一下才知道，是1979年的获奖的优秀短篇小说

1979年获奖不等于79看，1980-1990之间看也很正常，1990后面也许不太流行了，毕竟时代不同吧！

兰度

W-sheep 发表于 2022-11-19 13:37
往复机用铸钢甚至铸铁都行，汽轮机叶片非不锈钢不行吧，不知道冶金口元老什么时候能拿出合格的材料？ ...

倒不一定非得用不锈钢，帕森斯透平机问世时根本没有不锈钢材料。问题在于饱和蒸汽在透平中放热、热能转换成机械能的过程中，会迅速产生大量液态水滴。液态水滴会冲击涡轮叶片，产生“汽蚀”，很容易损坏叶片，因此必须进行数级再热或者除湿，在提高汽轮机内效率的同时，改善涡轮叶片的工作条件。往复式蒸汽机就没这么多麻烦。

W-sheep

兰度 发表于 2022-11-20 12:03
倒不一定非得用不锈钢，帕森斯透平机问世时根本没有不锈钢材料。问题在于饱和蒸汽在透平中放热、热能转换 ...

难道没有再热器？ 500废再废也不会按部就班的去踩坑吧

兰度

W-sheep 发表于 2022-11-20 13:37
难道没有再热器？ 500废再废也不会按部就班的去踩坑吧

再热器要装在高低压汽缸之间，而且重量体积都很大。至少中小型往复机是很难用透平机取代。

W-sheep

表述错误，应该是过热器

张浩-雷霆万钧

     看到文章里约瑟元老由于焊接技术未过关，大量使用铆接，重量大，管道连接也只能使用丝口连接一段段钢管，使用压力受限制。
     元老院由于限制使用携带物资，要使用本时空物资复制，所以有些地方受限，但工艺思路可以借鉴后来出现新办法。
  譬如压力管道连接，钟博士提过一个不用焊接的改进方法（他实验室及项目中使用过），可以避免一段段管道要丝口连接（也无法电焊），就是先在钢管加工、热处理厂里，把钢管加工成两边带法兰的标准管道，然后安装中用螺栓连接，当然这种只能是直线及标准段长度相加，遇到设备间角度或者长度需要调整如何办？
钟博士说，预先备不同长度带S弯的这种管道，需要时选择接近类似，然后用手拉葫芦、大锤敲击，调整到合适长度，然后就是垫片加螺栓固定。
这样预制管道加葫芦大锤，代替电焊在管道上应用。