43497. lajstromszámú szabadalom • Munkafolyamat hőerőgépeknél a hőenergia kedvező hasznosítására
tében a berendezések térigénye tetemesen növekedik, a komprimáláshoz pc dig több munka szükséges, mintha azt állandó vagy közel állaDdó nyomásnál végeznők. Ha a most jelzett módon végezzük a kompreszsziót, a fölhevített hűtővizet kazán táplálására használhatjuk. Ép így a sűrített levegő fölhevítésére szükséges hőt lehetőleg a kéményen át távozó égésterményeknek kell szolgáltatniok. Ha ily módon járunk el, elérhetjük, hogy valamely lokomotív a föntebb jelzett módon lóerőnként csak közel 1 kg. gőzt fogyasszon. Égésterményekkel dolgozó motoroknál eme föntebb jelzett thermodinámikai megfontolások elesnek, ekkor azonban a gőz bevezetésére kell szivattyút alkalmazni. Mint ezt föntebb jeleztük, kedvező hatásfok biztosítása céljából a levegő és gőz keverési arányának megfelelőnek kell lennie. A következőkben kifejtjük, mit kell ez alatt a kifejezés alatt érteni. Normális körfolyam a mondottak szerint az, melynél a lecsapódás az expanzióval kezdődik és végződik. Hogy a gőz és levegő keverékével normális körfolyamot végezhessünk, a keverési arányt a következő módon kell megszabni. Ha (N, F) valamely adott, a telített gőz hőmérsékletének megfelelő hőmérsékletű levegő térfogata, (F, B) az adiabatikus expanzió görbéje, (F, C) ugyanennek a levegő mennyiségnek föntebb körülírt telítési expanzió görbéje és ha a fáradt levegő elvezetése C-nél történik, az (F, C, Cl) terület adja azt a munkát méterkilogrammokban, melyet a rekuperáló körfolyammal nyerünk. Ha ezt a területet 425-tel szorozzuk, megkapjuk a rekuperált kalóriák számát, melyek közönséges gőzgépnél elvesznének. Ebből elemi számítások alapján megkapjuk ama gőz súlyát, mely ezeknek a kalóriáknak megfelel, tehát a gőz (F A) térfogatát, melyet az (N F) levegőmennyiséghez kell adnunk, hogy a normális rekuperáló körfolyamot kapjuk. Minthogy az (FA) gőztérfogat teljesen pontos, az (F, A, C) terület jelzi azt a munkát, melyet a gőz végez expandálódása közben. Ha az (M, L) vonal izothermikus, az (M, L, A, C, D) terület a legnagyobb, melyet elérhetünk, ha valamely adott mennyiségű folyadékot a levegő és gőzkeverék admissziónyomása és a fáradt keverék kifúvató nyomása között expandáltatjuk. Föntebb jeleztük, hogy ily viszonyok között — ha a komprimált levegőt a tüzelésből egyébként elszálló hő hatása alatt fölmelegítjük, a gőzfogyasztást lóerőnként körülbelül 1 kg.-ra szoríthatjuk le. Megjegyzendő, hogy ha a levegő menyíiyiségét csökkentjük is, a gőzfogyasztás csak kis mértékben növekedik. így pld. ugyancsak 31 kg. gőznyomás esetében a gőzfogyasztás lóerőnként 4 kg.-nál nem nagyobb, mikor a gőzhöz kevert levegő menynyisége a normális körfolyamnak megfelelő levegőmennyiségnek csak Via része. Viszont, ha a levegőmennyiséget a normális körfolyamnak megfelelő mennyiségnél nagyobbra vesszük, a hasznosítható munka igen hamar csökken és a teljes diagrammban burkok képződnek, melyek negativ munkaterületeket zárnak be, tehát az egész munkaterületet kisebbítik, sőt negatívvá is teszik. Ez egyrészt a levegő kis kiterjedési koefficiensére, másrészt pedig arra vezetendő vissza hogy az adiabatikus görbék meredekebbek, mint az izothermikus vagy telítési görbék. Ennek megfelelően az egymással keverendő levegő és gőz mennyiségét gondosan pld. a föntebb jelzett számlálómű, vagy bármely más műszer segélyével lehet szabályozni, főleg pedig nem szabad a levegő mennyiségét nagyobbra venni, mint amennyi a normális körfolyamnak megfelel. Ebben az esetben ugyanis nem rekuperáló körfolyammal fog a gőzgép dolgozni, mely a föntebb leírt módon a gőz munkaképességének maximumát engedi értékesíteni, hanem fölhevített sűrített légmótor gyanánt, melynél a kifejtett munka — ép úgy, mint minden más sűrített levegővel dolgozó motornál — kisebb, mint a levegő megsűrítésére szolgáló munka. Ezért ebben az esetben csakis azt érjük el, hogy a motort céltalanúl komplikáltuk és a közönséges gőzgép hatásfokánál is kedvezőtlenebb hatásfokú gépet állítottunk elő. Ebben a
