11
По сравнению с котлом паровая машина расходует тепловую энергию пара ещё более расточительно. Подсчитано, что даже самый высокий к. п. д. лучшей паровой машины паровоза не превышает 12—14%. Больше всего энергии теряется из-за того, что отработавший пар, покидая паровую машину, уносит с собой большую часть тепловой энергии, сообщённой пару в котле. В самом деле, отработавший пар уходит через конус в атмосферу, обладая давлением до 1,5 am и температурой 120—180°. Теплосодержание его составляет 647—676 килокалорий, в то время как теплосодержание перегретого пара при давлении 16 am и температуре -380° составляет 766 килокалорий.Чем больше отсечка пара, тем большее количество энергии уносится с выхлопным паром. Эта огромная потеря тепла называется потерей с выхлопным паром, она достигает 38—40%. Неполное расширение пара, так называемое мятие пара при впуске и выпуске, теплообмен со стенками цилиндров и утечка пара через неплотности, противодавление на нерабочую сторону поршня вследствие несовершенства конусно-вытяжных устройств – всё это увеличивает потерю тепла. В результате полезная работа паровой машины резко снижается. Если при этом учесть, что часть энергии расходуется на преодоление постоянно действующих в движущем механизме сил сопротивления (сил трения), то фактически полезная работа машины окажется ещё меньше. Вот почему к. п. д. её не превышает 12—14%. Для наглядности баланс тепловой энергии современного паровоза при средних режимах его работы приведён в таблице и иллюстрирован на фиг. 144, из которых видно, что наибольшую долю тепла поглощают: а) в котле — потери с уходящими газами и потери, связанные с уносом топлива, и б) в машине — потери с выхлопным паром. Теперь не трудно подсчитать и полный к. п. д. паровоза. Его можно представить как произведение к. п. д. котла на к. п. д. машины, что при взятых нами средних данных составит 0,55 • 0,13 • 100 = 7,1%. Примерный баланс тепловой энергии паровоза Приход Расход Получено энергии от каменного угля, сжигаемого в топке …..100% Итого 100% Котёл 1. Потери от уноса и провала, потери со шлаком (механические потери)]………… 25% 2. Потери с уходящими газами . . 14% 3. Потери вследствие неполного сгорания (химические потери) . 5% 4. Потери на внешнее охлаждение котла …………. 1% Машина 5. Потери с выхлопным паром . . 38% 6. Потери от утечек пара….. 8% 7. Потери на внешнее охлаждение машины ……….. 1% 8. Потерн на трение в шарнирах механизма……….. 1% 9. Энергия перегретого пара, прекращённая в полезную работу . 7% Итого……..100%.