Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Диаграмма индикатора Ватта
Индикаторная схема для паровоза
Индикаторный инструмент Ричарда 1875 года

Индикаторная диаграмма является диаграмма , используемая для измерения теплового, или цилиндр, производительность возвратно - поступательного движения пара и двигателей и компрессоров внутреннего сгорания. [1] Индикаторная диаграмма регистрирует давление в цилиндре в зависимости от объема, охваченного поршнем, на протяжении двух или четырех ходов поршня, которые составляют цикл двигателя или компрессора. Индикаторная диаграмма используется для расчета проделанной работы и мощности, производимой в цилиндре двигателя [2] или используемой в цилиндре компрессора.

Индикаторная диаграмма была разработана Джеймса Уатта и его сотрудником Джон Южной , чтобы помочь понять , как улучшить эффективность в паровых двигателях . В 1796 году Саутерн разработал простой, но важный метод построения диаграммы, закрепив доску так, чтобы она двигалась вместе с поршнем, тем самым отслеживая ось «объема», в то время как карандаш , прикрепленный к манометру , перемещался под прямым углом. к поршню, отслеживая «давление».

Датчик позволял Ватту рассчитывать работу, совершаемую паром, при этом гарантируя, что его давление упало до нуля к концу хода, тем самым гарантируя, что вся полезная энергия была извлечена. Общую работу можно рассчитать по площади между осью «объема» и проведенной линией. Последний факт был осознан Дэвисом Гилбертом еще в 1792 году и использован Джонатаном Хорнблауэром в судебном процессе против Ватта по патентам на различные образцы. Даниэль Бернулли также понимал, как рассчитывать работу.

Ватт использовал диаграмму для радикального улучшения характеристик парового двигателя и долгое время держал ее в секрете. Хотя он был обнародован в письме в Quarterly Journal of Science в 1822 году, [3] он оставался несколько неясным, Джон Фари-младший узнал о нем только тогда, когда увидел, что его использовали, вероятно, люди Ватта, когда он посетил Россию в 1826 году .

В 1834 году Эмиль Клапейрон использовал диаграмму зависимости давления от объема, чтобы проиллюстрировать и прояснить цикл Карно , подняв его на центральное место в изучении термодинамики . [4]

Более поздние инструменты для паровой машины ( илл. ) Использовали бумагу, обернутую вокруг цилиндрического цилиндра с поршнем давления внутри него, при этом вращение ствола было связано с поршневой траверсой с помощью проволоки, натянутой под действием веса или пружины.

Индикаторы, разработанные для паровых двигателей, были улучшены для двигателей внутреннего сгорания с их быстрыми изменениями давления в результате сгорания и более высокими скоростями. В дополнение к использованию индикаторных диаграмм для расчета мощности они используются для понимания событий зажигания, времени впрыска и сгорания, которые происходят вблизи мертвой точки, когда поршень двигателя и индикаторный барабан практически не движутся. Во время этой части цикла получается гораздо лучшая информация. путем смещения движения индикатора на 90 градусов к кривошипу двигателя, что дает диаграмму смещения индикатора. События записываются, когда скорость барабана близка к максимальной, и отображаются в зависимости от угла поворота коленчатого вала, а не хода. [5]

E850 Лорд Нельсон , с приютом-индикатором, около 1926–1927 гг.

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Engineering Thermodynamics Work and Heat Transfer, Second edition, Rogers and Mayhew 1967, Longman's Green and Co. Ltd., p.350-354.
  2. ^ Морские дизельные и газотурбинные двигатели Pounders, восьмое издание 2004 г., под редакцией Дуга Вудярда, ISBN  0 7506 5846 0 , стр. 3
  3. ^ (Анонимный), "Отчет об индикаторе паровой машины", Ежеквартальный научный журнал , вып. 13, стр.95 (1822).
  4. ^ Клапейрон, Э. (1834) "Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur" (Воспоминания о движущей силе тепла), Journal de l'École Royale Polytechnique , vol. 14, вып. 23, страницы 153–190, 160–162.
  5. ^ Теория и конструкция двигателей внутреннего сгорания, Малеев, Первое издание 1933, McGraw-Hill Book Company, Inc., стр. 33

Библиография [ править ]

  • Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: подъем термодинамики в раннюю индустриальную эпоху . Хайнеманн: Лондон. С. 79–81. ISBN 0-435-54150-1.
  • Пейси, А.Дж. и Фишер, С.Дж. (1967) "Даниэль Бернулли и видение сжатого воздуха", Британский журнал истории науки 3 (4), стр. 388–392, DOI : 10.1017 / S0007087400002934
  • Руководство Британской транспортной комиссии (1957 г.) для машинистов железнодорожных паровозов , Лондон: BTC, p. 81, (факсимильная копия опубликована Яном Алланом (1977), ISBN 0-7110-0628-8 ) 

Внешние ссылки [ править ]

  • Уолтер, Джон. «Индикатор двигателя. Справочник коллекционеров по механическим и оптико-механическим конструкциям с 1800 г. по настоящее время» . Канадский музей изготовления .