Развитие и совершенствование гидравлических машин

Развитие гидравлических машин, без которых невозможна работа кондиционера, — насосов, вентиляторов, компрессоров — было связано с потребностью развивающего капиталистического производства. Изобретение первых центробежных насосов относят примерно к 1700 г., однако они не нашли широкого применения ввиду крайнего несовершенства конструкции и низкого коэффициента полезного действия (к. п. д.). Первый центробежный вентилятор был разработан русским инженером А. А. Саблуковым в 1832 г. Он представлял собой круглый кожух с двухсторонним всасыванием и колесом, снабженным четырьмя прямыми лопатками. В 1835 г. этот вентилятор был применен для проветривания Чагирского рудника на Алтае и после этого получил широкое распространение в России и за границей. Позже А. А. Саблуков изобрел и применил для проветривания каменноугольных выработок осевой вентилятор, а в 1840 г. приспособил свои вентиляторы для подъема воды, то есть изобрел центробежный и осевой насосы («водогоны»). Известный гидродинамик О. Рейнольдс (Англия) первый предложил спиральную камеру насосов вместо цилиндрической, что существенно увеличило к. п. д. центробежных насосов и вентиляторов.

Основы теории лопастных машин были заложены членом Российской Академии наук Леонардом Эйлером еще в 1754 г. Он получил уравнение теоретического давления, развиваемого лопастным нагнетателем, впоследствии названное его именем. Профессор Н. Е. Жуковский, имя которого связано с историей развития отечественной авиации, является создателем теории осевых нагнетателей. Незадолго до смерти он создал Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Его последователи и ученики — И. И. Куколевский, Г. Ф. Проскура, К. А. Ушаков, В. И. Поликовский и др. — проводили исследования центробежных вентиляторов и их работы в сети, создали метод расчета, получивший имя ЦАГИ, который давал надежные результаты для распространенных в то время машин. На основании исследований 1941-1950 гг. были разработаны новые центробежные вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, у которых максимальное значение к. п. д. достигало 80%. Эти вентиляторы широко использовались и заменили вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, имевшие распространение в 1931-1940 гг., так как максимальный к. п. д. последних не превышал 70%. Дальнейшие систематические исследования проводились в ЦАГИ, в Московском отделении Центрального котлотурбинного института им. И. И. Ползунова (ЦКТИ), в Государственном тресте по организации и рационализации районных электрических станций и сетей (ОРГРЭС), в Институте горной механики и технической кибернетики им. М. М. Федорова (ИГМ и ТК), и за рубежом Пфляйдерером, Цейнером, Стодолом, Шиплеем, Экком и др. Эти исследования подготовили следующий шаг в усовершенствовании аэродинамических схем центробежных вентиляторов. В 1955-1960 гг. были разработаны новые схемы центробежных вентиляторов с сильно загнутыми назад листовыми и профильными лопатками. Такие вентиляторы имеют к. п. д., достигающий 85-88%, и широко используются в настоящее время. В последние годы в системах вентиляции широкое распространение получили канальные вентиляторы. Последняя конструкция канального вентилятора представляет собой центробежный вентилятор со свободно расположенным рабочим колесом без кожуха, который применяется в центральных кондиционерах.

При разработке конструкций насосов и компрессоров отечественные инженеры использовали опыт США, Германии и других промышленно развитых стран.

Для вращения рабочего колеса вентиляторов и насосов, первоначально использовалась ручная сила, затем энергия воды и пара, в том числе и для компрессоров, и только в начале XX в. в связи с открытиями и изобретениями в области электротехники стали использовать электродвигатели. XX в. называют также веком электричества. Ни один кондиционер, холодильная машина, насос и вентилятор не могут работать без электродвигателя. Известны работы зарубежных и русских изобретателей в создании первых источников электрического света, электродвигателей и установок для передачи электрической энергии, без которых невозможно было осуществить кондиционирование воздуха.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒