Kysymys:
Miksi useimmat höyryveturit käyttivät yksinkertaista laajennusta?
winwaed
2014-10-30 23:37:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Höyrykoneen paineiden noustessa havaittiin, että poistohöyryllä oli edelleen hyödyllinen paine. Yhdistelmämoottori keksittiin tämän hyödyntämiseksi. Pienen korkeapainesylinterin pakokaasu syötetään suurempaan matalapainesylinteriin jatkokäsittelyn saamiseksi. Tunnetuin esimerkki on luultavasti merenkulun Triple Expansion Engine, joka paransi huomattavasti merihöyrykoneiden tehokkuutta.

Yhdistelmämoottorit olivat suosittuja meri- ja staattisissa sovelluksissa, mutta niiden käyttö rautatievetureissa oli parhaimmillaan hajanaista. Vaikka suosittu muutamassa paikassa (mieleen tulee Ranska), valtaosa 1900-luvun höyryvetureista rakennettiin yksinkertaisilla laajennusmoottoreilla.

Miksi?

Tämän kysymyksen on tarkoitus työntää kirjekuorta eteenpäin suunnittelukysymyksissä, ja se on epäilemättä aiheen ulkopuolinen verrattuna muihin insinöörikysymyksiin. Mahdolliset vastaukset voivat sisältää tieteellisiä ja teknisiä käytäntöjä, mutta ne voivat olla myös kulttuurisia ja / tai taloudellisia.
En tiedä vastausta, mutta oletan, että vetureiden polttoainetalous oli toissijainen asia (toisin kuin aluksilla, joiden kyky matkustaa pitkiä matkoja ilman tankkausta on tärkeää). Vetureille tärkeämpää oli todennäköisesti moottorin kokorajoitus.
Neljä vastused:
winwaed
2014-11-17 09:03:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä kysymys lähetettiin alun perin kokeilemaan aiheiden ja aiheiden rajoja. Aion lähettää lopulta vastauksen, mutta näen, että meillä on kaksi vastausta. Minun mielestäni molemmat vastaukset tanssivat aihetta vähän, joten lisätään oma vastaukseni.


Tällainen kysymys tulee aina olemaan osittain subjektiivinen. Veturikehitystä tapahtui yleensä itsenäisissä osissa (yritykset, maat), ja se neuvotteli usein toistensa kanssa. Siksi kunkin syyn merkitys vaihtelee maittain ja yrityksittäin.

Yritän havainnollistaa syitäni esimerkeillä, mutta ne ovat vain esimerkkejä, ja Yhdistyneeseen kuningaskuntaan kohdistuu ennakkoluuloja, joissa minulla on enemmän tietoa .

  • Kustannukset . Suurempi tehokkuus tarkoittaa, että saat enemmän virtaa määrätylle hiilimäärälle tai tarvitset vähemmän hiiltä tietylle teholle. Tämä on tärkeää, jopa hiilirikkaassa maassa, kuten Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Sellaisenaan toimivan yhdistelmäjärjestelmän tulisi olla helppo 'valinta'. Tämä selittäisi valinnan joissakin myöhemmissä (1920-30-luvuilla) vetureissa, kuten Chapelon Ranskassa ( Gresley Observer vol. 156 ) ja Yhdysvaltain malletit.

    On kuitenkin olemassa useita kustannukset. Ison-Britannian tapauksessa ylläpitokustannukset estivät usein muuten "ilmeisiä" rahansäästökysymyksiä - esim. syöttövedenlämmittimet (esim. LNER B12) ja tehostimet (vrt. LNER: n kokemus S1, P1: stä). Näiden tapahtumien historia oli usein sovitettu ja poistettu muutama vuosi myöhemmin.

    Muut vastaukset ovat viitanneet monimutkaisuuteen. Todellisuus on, että on mahdollista puristaa neljä sylinteriä Yhdistyneen kuningaskunnan rajoitettuun mittariin (Yhdysvalloissa ja Manner-Euroopassa on enemmän tilaa). Kompromisseja on kuitenkin tehtävä höyrykanavien ja asettelujen suhteen. Tämä lisää tehottomuutta ja ylläpitokustannuksia. Nämä voidaan välttää Isossa-Britanniassa suositulla kolmen sylinterin asettelulla (esim. Stanier Duchess ja Gresley A3 & A4). Gresleyn A4 on jo mainittu (yhdellä on maailmanennätysennätys). Sisäistä virtaviivaistamista pidetään melkein yhtä tärkeänä kuin ulkoista (kuten Chapelon määritteli ja ilmoitti Gresleylle), ja monimutkainen asettelu, kuten neljä sylinteriä tai sekoitus, ei olisi mahdollistanut tätä virtaviivaistamista.

  • Tehokkuus . Tämä johtuu periaatteessa hyvästä suunnittelusta ja kouluttaa miehistöjä, jotka osaavat käyttää sekoitusta tehokkaasti. Varhaiset yritykset sekoittumiseen ainakin Yhdistyneessä kuningaskunnassa suunniteltiin epätäydellisesti. Ison-Britannian yritykset antoivat rajoitettua koulutusta veturimiehille, kun taas Ranska (etenkin Chapelonin alaisuudessa) toteutti korkean koulutuksen - joten heillä oli paljon enemmän menestystä sekoitusten päivittäisessä käytössä ( Gresley Observer vol. 156 )

  • Kulttuuri . Tätä on vaikeampi ilmaista määrällisesti, mutta näyttää siltä, ​​että brittiläiset yritykset myrkytettiin suurelta osin ideolle alkuperäisten epäonnistumisten jälkeen. Vaikka Koillis-rautatie onnistui vihdoin saamaan Walter Smithin kehittämän järjestelmän toimimaan tehokkaasti, se ei koskaan kehittänyt niitä edelleen hänen kuolemansa jälkeen. Tämä voi johtua patenttikuluista tai hallinnollisesta päätöksestä siirtyä pois pahentamisesta. Midlandin rautatie käytti tätä laajasti, mutta vain keskikokoisille 4-4-0 (joista nro 1000 säilyy kansalliskokoelmassa).

  • Vaatimukset . Myöhempi yhdistämisen käyttö oli yleensä vain silloin, kun muut tekijät tekivät siitä tehokkaamman. Esimerkiksi yhdisteiden käyttö Yhdysvalloissa Mallet-vetureissa. Nämä olivat yleensä suuria tavaraliikenteen vetureita, joissa oli nivel ja korkeapainekattilat. Jokaisessa moottoriajoneuvossa olisi kaksi sylinteriä. Paine ja tila mahdollistivat tehokkaan sekoittamisen, samoin Gresley käytti seosta W1 'Hush-Hush' -kokeessa. Tässä käytettiin kokeellista 'vesiputkikattilaa', joka toimi erittäin korkealla 400 psi: n paineella. Tämän korkeapaineen tehokkaan hyödyntämiseksi Gresley otti käyttöön yhdistelmäjärjestelmän, jossa oli kaksi korkeapaineista ja kaksi matalapainesylinteriä. W1 ei koskaan tullut tuotantoon, ja se oli ainoa esimerkki vesiputkikattilaveturista Isossa-Britanniassa.

Amit Tyagi
2014-11-15 07:18:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jokainen seuraavista viitteistä osoittaa, että "Yhdistetyt höyrykoneet" olivat nopeita lisääntyneen lämpötehokkuuden vuoksi.

Monimutkaisempien laitteiden korkeat ylläpitokustannukset ovat kuitenkin yleensä suurempia kuin hyötysuhteet.

  1. Link1
  2. ol>

    enter image description here

    1. Link2

      A: n välillä on suuri ero merenkulun VTE-moottori, joka toimii suhteellisen pienillä nopeuksilla, ja Vauclain- tai de Glehn -yhdiste, jotka ovat suuria nopeuksia. Lisäksi suurin osa varhaisista yhdistelmämalleista peruutettiin tulistamisen myötä. 1400-sarjan erilaiset D&H-kokeilut olivat monimutkaisia ​​ja erittäin huollettavia. Sanottiin, että he pystyivät vetämään hyvin, mutta joudut lähettämään puolet myymälävoimasta heidän kanssaan.

      1. Link3

    Ty4 oli PKP-palvelun tehokkain veturi ja nämä moottorit toimivat pääasiassa Itämeren rannikolla Ylä-Sleesian ja Gdynian välisellä hiilen runkolinjalla. . Ty246s: n ja myöhemmin myös Ty51: n korvaamat, ne katosivat tältä linjalta, mutta sotilaskuljetettiin muualla. Myöhemmin monia käytettiin raskaina kytkiminä, usein pienemmillä tarjouksilla. Näiden moottoreiden korjaukset olivat monimutkaisia ​​ja aikaa vieviä, koska niiden kolmisylinterinen rakenne teki niistä epätyypillisiä ja sopivat huoltotilat olivat niukat. Saatavuusaste oli siis ainakin aluksi melko matala.

    Tiedän, että tämä ei vaikuta täydelliseltä vastaukselta, mutta tämä on tutkimuksen ydin.

Voisitko sisällyttää viitteet linkkitekstiin. Tämä tekee siitä paremman vastauksen. Tällä hetkellä ei ole asiayhteyttä. Kiitos.
Se ei ole monimutkainen: P
Freddy
2014-11-16 10:02:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pienen tutkimuksen jälkeen sain seuraavat asiat:

Yhdysvalloissa, Euroopan maissa, Venäjällä jne. tehtiin paljon työtä yhdistelmähöyrykoneiden valmistamiseksi 1800- ja 1900-luvuilla. Nämä moottorit tunnettiin nimellä Mallets. Viimeisen yrityksen teki Venäjä vuosina 1954-55.

Mutta 1950-luvun puoliväliin mennessä, toisessa maailmansodassa tapahtuneen taloudellisen elpymisen myötä, dieselmoottoreiden tuotanto oli alkanut monissa maissa, ja dieselmoottorista oli tulossa hallitseva veturityyppi.

Myös nopeimmalla höyrykoneella ei ollut vuonna 1938 valmistettua yhdistelmämoottoria, mikä osoittaa, että yhdistelmämoottorit eivät ole yhtä nopeita kuin tavalliset höyrykoneet.

Joten luettuani vähän tulen seuraavaan johtopäätökseen:

  • Dieselmoottoreiden keksimisestä johtuen yhdistelmähöyrykoneita ei kehitetty.

  • Normaali höyry aerodynamiikkamallilla varustetut moottorit olivat nopeampia kuin yhdistelmämoottorit.

  • Yhdistelmämoottorin monimutkaisuuden vuoksi se oli huollon kannalta vaikeaa ja kallista.

Lähteet: Wikipedia - link11, link2, link3

Malletit ovat saattaneet käyttää yhdistelmää, mutta useimmat veturit eivät olleet malletteja. Esim. Chapelonin yhdisteet, Smith-järjestelmä (käytetään Ison-Britannian Midlandissa) ja van Borries -järjestelmä (NER käyttää sitä sekaisin tuloksin).
"Normaalit aerodynamiikkamallilla varustetut höyrykoneet olivat nopeampi kuin yhdistelmämoottorit." Entä yhdistelmämoottori, jolla on hyvä aerodynamiikka? Olet sanonut, että jotkut yhden laajennuksen paikannuslaitteet olivat nopeampia kuin useimmat tai kaikki yhdistetyt, mutta se ei tarkoita, että se johtuisi yhdestä laajennuksesta.
David K
2014-11-17 10:46:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Seuraamalla (lähinnä) erittäin mielenkiintoisia linkkejä, jotka on julkaistu muissa vastauksissa, huomasin, että yhdistelmävetureita koskevan Wikipedia-sivun mukaan yhdistelmämoottorien käyttö tien vetureissa oli todella yleistä. näyttää tukevan muita lähteitä, kuten tämä esimerkki ja nämä esimerkit.

Oli ilmeisesti myös hyvin tavallista, että tien veturit käyttivät sitä Uskon, että näin oli myös kolmoislaajenevilla merimoottoreilla. Toisaalta uskon, että kampiakselit olivat hyvin harvinaisia ​​höyrykäyttöisissä vetureissa; melkein kaikki kuvat osoittavat selvästi kampiakselit, jotka on kiinnitetty Voimansiirtomekanismien ja höyryvirtauksen hallinnan olisi pitänyt olla aivan erilainen tällaisissa moottoreissa kuin kampiakselilla varustetuissa moottoreissa. sijoitettu hyvin kauas toisistaan, mikä aiheuttaa vaikeuksia toimittaa hyvälaatuista höyryä sylinteristä toiseen.)

Jotkut rakentajat onnistuivat kuitenkin tuottamaan useita yhdistettyjä vetureita (mielenkiintoinen kuvaus tästä on täällä, jatkuu täällä, mukaan lukien paneelikeskustelu Samuel M. Vauclainin kanssa), ja siellä oli jopa joitain yhdistettyjä tieliikenteen vetureita, joissa oli yksi kampi, mutta kun otetaan huomioon vaadittava investointi uuteen tekniikkaan, se ei ehkä ole liian yllättävää harvat rakentajat yrittivät kehittää sitä ja vielä vähemmän onnistuivat ennen kuin diesel otti haltuunsa



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...