Вверх
Паровой двигатель. Опыт Клода и Бушеро. Опыты
Касс!ная физика на Youtube

Занимательные фишки - 7 класс

Конспекты - 7 класс

Занимательные фишки - 8 класс

Занимательные фишки - 9 класс

Конспекты, учебники, видео - 10-11 класс
"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?

Викторины

Диафильмы по физике

Презентации по физике

Ребусы и  кроссворды

Паровой двигатель. Опыт Клода и Бушеро. Опыты

06.2012

ОПЫТ КЛОДА И БУШЕРО

Немного теории

Вы знаете, наверное, что  паровой двигатель может работать, когда температура пара, выходящего из котла, выше, чем температура окружающей среды. Тогда, соприкасаясь с ней, он снова превращается в жидкость. Эту жидкость можно снова закачать в котел, превратить в пар, и так без конца…
Температура  пара  на входе в турбину современной электростанции — б50° С. Отдав турбине часть своей внутренней энергии, пар попадает в конденсатор, где вновь превращается в воду.  Столь высокая начальная температура и котле помогает получить высокий КПД, но, вообще говоря,  не обязательна. Например, у огромного колесно-винтового парохода “Грейт Истерн” (1859 г.) температура пара не превышала 112°С (как в скороварке).


Немного  истории

В 1881 году  фaранцузский  врач Жак Арсен Д’Арсонваль (1851 — 1940) предложил необычный паровой двигатель.
 Д’Арсонваль предложил заменить в паровом двигателе воду сернистым ангидридом, который  кипит при температуре 20° — 30°С, а конденсируется при 4 — 6° С.

Более того,  Д’Арсонваль догадался, что для получения температуры 20 — 30° С у сернистого ангидрида не обязательно сжигать топливо.



Такую температуру имеют сточные воды многих заводов, горячие ключи, а также безграничный источник такого тепла —  воды тропических морей и океанов. На согреваемой солнцем поверхности их температура как раз 25 — 30° С , но на глубине 1 км вода всегда холодна — плюс 4 — 6° С.

Почему бы не приспособить эту разность температур для работы парового двигателя?

 Котел согревается теплом верхних слоев океана,  кипит сернистый ангидрид,  его пары вращают турбину. Пройдя через турбину, пар попадает в конденсатор. Его трубы охлаждает почти ледяная вода, поднятая с глубин. Сернистый ангидрид снова превращается в жидкость, и насос закачивает его в потел.
Дли работы такому двигателю не требуется ни грамма топлива!  Но, увы! Сернистый ангидрид — агрессивная разъедающая жидкость,  а  подобрать   другую легкокипящую жидкость не удалось.


Опыт


В 1926 году инженеры Клод и Бушеро заменили в двигателе Д’Арсонваля сернистый ангидрид на воду и продемонстрировали перед Французской академией наук паровой двигатель, в котором вода кипела при температуре 28°С, пар вращал турбину, а от генератора горели лампочки.

Ведь каждый знает, что вода может кипеть и при температурах, близких к нулю, нужно лишь создать пониженное давление.

Слева — бутыль с теплой водой. Справа — сосуд со льдом, через стенку которого проходит труба. Выходящий из нее пар устремляется на колесо паровой турбины. Турбина через ременную передачу вращает маленький генератор, от которого горят лампочки.
Турбину и генератор  Клод и Бушеро расположили под колпаком.

В 1928г. инженеры построили электростанцию в Бельгии. Источником тепла для нее служила вода, охлаждавшая домну. Далее эту воду сбрасывали в реку. Температура этой воды всегда была на 20° С выше, чем в реке, этой разности температур оказалось достаточно, чтобы кипящая при пониженном давлении вода приводила в действие турбогенератор мощностью 50 кВт. В 1930г. установка, работающая от разности температуры океанских вод, была построена на Кубе.
И все-таки строительство океанских электростанций на принципах Д’Арсонваля, Клода и Бушеро оказалось не выгодно. Слишком велики затраты на строительство установки,  а окупаются они через десятки лет. В настоящее время лишь в США и Японии есть отдельные экспериментальные установки такого рода.


ОПЫТ КЛОДА И БУШЕРО В ШКОЛЕ


Возьмите две колбы, в  одну из них налейте теплую воду, в другую бросьте мелко наколотый лед. После этого соедините их трубкой.  Через несколько секунд вода закипит: находящиеся в  воздухе пары воды сконденсируются на частицах льда, давление в колбах быстро понизится настолько, что вода  начнет кипеть.

Если  шланг гибкий и прозрачный, то его можно укрепить на столике проектора и увидеть на экране образующиеся у стенок шланга бурные завихрения, свидетельствующие о движении потока пара.

Для того чтобы опыт удался, колбу с водой нужно продуть паром, чтобы удалить из нее воздух, и всю систему быстро закрыть.

При температуре 28°С, как это было в опыте Клода и Бушеро , вода кипит при давлении 0,03 атм.  Скорость пара в трубке  может быть на удивление велика — 500 м/с!

Следующий шаг — заставить вращаться в этом потоке жестяную крыльчатку - турбинку.  Для этого ее нужно расположить в наглухо закрытом прозрачном сосуде. Его можно склеить из оргстекла.  Хорошо было бы  вывести наружу вал крыльчатки для последующего соединений с генератором. Но давление в  сосуде в тридцать раз ниже атмосферного, и воздух неизбежно проникает через отверстия для вывода вала.

Необходимо добиться быстрого вращения крыльчатки, а затем подумать о соединении крыльчатки с генератором.
Очень многое в этом опыте зависит от  крыльчатки.  В школах   есть  демонстрационная  модель паровой турбины.  Именно с ротором подобной модели Клод и Бушеро показывали свой знаменитый опыт!

Источник: журн. "Юный техник" 2007г.





По следам "английских ученых"

  • Можно ли вскипятить воду звуком?

    Если у вас в доме вдруг пропало электричество, не работает электрический чайник, плита, и кончились спички, но зато вопреки всему во всю силу гремит музыка, давайте зададимся вопросом: можно ли вскипятить воду, используя звук? Насколько это реально?


Устали? - Отдохнем!


Новости


Азбука физики
Азбука физики
Викторины
Викторины

Научные игрушки
Научные игрушки
Загадки прошлого
Викторины
Простые опыты
Простые опыты
Парадоксы
Парадоксы
Это интересно
Интересная физика
История техники
История техники
Физика детям
Физика для детей
Библиотека
Библиотека
Знаете ли вы
Знаете ли вы
История физики
История физики
Любознательным
Любознательным
Мысли вслух
Мысли вслух
Этюды об ученых
Ученые-физики
Задачи Г. Остера
Задачи Григория Остера
Умные книжки
Умные книжки по физике
Есть вопросик
Ответы на попросы по физике
Его величество
Все о человеке
Музеи науки
Научные музеи
Достижения
Новости науки и техники

Контакты



Выпускникам

Как сдавать экзамены?
Тактика тестирования
Знаешь ли ты себя?
На урок

Класс!ная физика для любознательных

Презентации и диафильмы по физике

My-shop.ru - Интернет-магазин товаров для образования



Интернет-магазин Лабиринт