Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Ротор

Ротор – часть рабочих машин или двигателей, основное рабочее движение которых является вращательным. Конструкция ротора различается в зависимости от назначения и представляет собой диск, колесо или барабан. В двигателе ротор имеет соединение с ведущим валом. В рабочих машинах ротор имеет соединение с приводным валом. Части ротора во время работы или получают энергию от рабочего тела в двигателях, или отдают энергию рабочему телу в роторных насосах.

Сварочная горелка

Сварочная горелка – часть сварочного аппарата, различается по назначению и конструкции. Используется при электросварке и при газовой сварке. Во время электрической сварки подводит электрический ток к электроду и защитный газ к сварочной дуге. Во время газовой сварки направляет сварочное пламя и регулирует смешение газов. При ручной сварке сварочную горелку двигает вдоль свариваемого шва человек. При автоматической сварке движение горелки механизировано. Электроды

могут быть плавящиеся и неплавящиеся. Сварочная горелка для сварки плавящимся электродом снабжена направляющим токоподводящим мундштуком, имеющим сменный наконечник. Электродная проволока проходит через этот наконечник. Струя газа подводится и направляется через сопло. Эта газовая струя защищает электрод и место сварки от воздуха. Сварочная горелка для сварки неплавящимся электродом состоит из мундштука, который имеет токоподводящую зажимную цангу, газовой камеры, газового канала и газового вентиля. Газ также подводится через сопло. При газовой сварке сварочная горелка направляет к месту сварки горючие газы (кислород, ацетилен). Она имеет смесительную камеру, в которую направляются по каналам газы через регулировочные вентили. В камере газы смешиваются, образуют горючую смесь, которая поступает в мундштук. Горючий газ в сварочные горелки низкого давления направляется при помощи инжектора, в сварочные горелки высокого давления – из баллонов или газовых генераторов.

Свеча зажигания

Свеча зажигания – устройство в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания. При помощи искры, которая возникает между электродами свечи, воспламеняет рабочую смесь в цилиндре двигателя. Конструкция свечи зажигания включает стальной корпус, изолятор, контактную гайку. Боковой электрод расположен в корпусе. Центральный электрод расположен в изоляторе. Искра возникает при высоком напряжении в искровом промежутке между боковым и центральным электродами. Изолятор снабжен юбкой. Характеристикой свечи зажигания является длина этой юбки. Если юбка длинная, то такая свеча зажигания считается горячей. Если юбка короткая, то такая свеча зажигания считается холодной.

Слоевая топка

Слоевая топка – топка парового котла, обеспечивающая слоевое сжигание топлива. Принцип действия слоевой топки состоит в горении топлива в струе воздуха, которая продувает снизу вверх слои топлива, находящиеся на колосниковой решетке. Слоевые топки имеют различное расположение колосниковой решетки. Колосниковая решетка может быть неподвижна, на ней расположены также неподвижные слои топлива. Или решетка может быть также неподвижной, но наклонной, и топливо движется по ней с помощью силы тяжести. Также сама решетка может быть подвижной. Существенно улучшает режим горения регулирование движущегося слоя топлива, который в процессе движения подвергается подсушке, удалению и горению летучих веществ и кокса. В наше время слоевую топку сменила камерная топка, которая используется теперь для большого количества топлива. Слоевые топки сейчас используются только в печах и котлах с небольшой мощностью для сжигания небольшого количества топлива. Модификацией слоевой топки является топка с кипящим слоем, в которой теплообменники находятся в слое топлива и обеспечивают необходимую температуру слоя. Теплообменниками являются поверхности котла. Топка с кипящим слоем обладает высокой интенсивностью горения. Ввод адсорбирующих веществ в кипящий слой очищает топочные газы от окислов азота и серы.

Солнечная батарея

Солнечная батарея – фотоэлектрический полупроводниковый генератор, предназначенный для преобразования энергии солнечной радиации в электрическую энергию. Батарея солнечных элементов использует в своем действии явление внутреннего фотоэффекта. Первая солнечная батарея появилась в 1953 г. в США, ее конструкторы – К. Фуллер, Т. Пирсон, Д. Чапин. В России над созданием такой батареи работали Н. С. Лидоренко, В. С. Вавилов, В. К. Субашиев. Наиболее часто используемый материал для солнечных элементов – кремний с электронно-дырочной структурой, он обеспечивает самый большой КПД. Энергетическая характеристика солнечной батареи – это конструкция, структура солнечных элементов, их число в батарее, полупроводниковый материал. Конструкция солнечной батареи представляет собой плоскую панель, состоящую из солнечных элементов с защитным прозрачным покрытием. Площадь панели может составлять несколько десятков квадратных метров, и в ней может находиться до нескольких сотен солнечных элементов. Вырабатываемый солнечной батареей ток может достигать нескольких сотен ампер (А), напряжение – нескольких десятков вольт (В), мощность – нескольких десятков киловатт (кВт). Солнечная батарея – это экологически чистый источник энергии, она работает, не загрязняя окружающую среду. Она имеет небольшую массу и габариты, проста и надежна в эксплуатации. Но ее существенным недостатком является большая стоимость, это тормозит распространение солнечной энергетики. Поэтому пока солнечные батареи используются в космических целях как самые эффективные по сравнению с другими источниками энергопитания космических устройств. Системы жизнеобеспечения и научные аппараты космических кораблей, станций и спутников снабжаются электрической энергией от солнечных батарей. Также солнечные батареи используются для зарядки электрических аккумуляторов в теневых участках орбиты. На Земле солнечные батареи также имеют применение. Они обеспечивают

питанием устройства автоматики радиостанций и радиоприемников, осуществляют катодную антикоррозионную защиту нефтепроводов и газопроводов, подзаряжают буферные аккумуляторы, обеспечивают электрической энергией маяки и навигационные устройства. Такие маяки, работающие на солнечных батареях, уже есть в России, Японии, США.

Солнечная печь

Гелиоустановка – печь, создающая высокую температуру (до 3600 °С) для плавки и термообработки материала. Конструкция печи включает приемное устройство, в котором располагается материал, короткофокусный гелиоконцентратор и автоматическую систему, которая наблюдает за движением Солнца и осуществляет непрерывный поворот гелиоконцентратора для постоянной направленности его оси на Солнце. В фокусе гелиоконцентратора находится приемное устройство – это камера, имеющая светопроницаемое окно. При необходимости в этой камере создают вакуум или инертную атмосферу. Солнечные печи иногда имеют ориентир – плоское зеркало. Оно направляет солнечные лучи на гелиоконцентратор, который в этом случае неподвижен, так как вслед за Солнцем поворачивается ориентир. Солнечные печи позволяют обеспечить условия обработки, исключающие попадание в плавящийся материал нежелательных примесей. Но пока такие солнечные печи используются нечасто, так как они имеют высокую стоимость.

Солнечная энергетическая установка

Солнечная энергетическая установка – гелиоустановка, которая принимает солнечную радиацию и преобразует энергию солнечной радиации в электрическую или тепловую энергию. По этому виду вырабатываемой энергии различают установки. Они бывают электрическими или тепловыми. Тепловые солнечные энергетические установки вырабатывают горячую воду, пресную воду, технологический пар, искусственный холод. Горячую воду получает солнечный водонагреватель, это гелиоустановка, подогревающая воду до 60 °С, такая установка – это термоизолированный ящик, в котором находится котел с водой для нагрева. Котел бывает трубчатый или плоский. Термоизолированный ящик сверху покрыт защитным стеклом, через которое проникают солнечные лучи и, концентрируясь на зачерненных стенках котла, тем самым нагревают воду. Котел постоянно пополняется холодной водой, которая поступает вместо израсходованной горячей воды. Циркуляция воды может быть как естественной, так и принудительной, которую осуществляет насос. Котел бывает сориентирован на юг и имеет небольшой угол наклона к горизонту, который меняется в зависимости от высоты Солнца над горизонтом.

Пресную воду вырабатывает солнечный опреснитель. Конструкция такого устройства очень проста, она представляет собой теплоизолированный сосуд, внутри зачерненный, покрытый прозрачным материалом – полимером, оргстеклом, в сосуд наливают морскую соленую воду. Солнечные лучи проникают через покрытие сосуда, при этом вода нагревается и испаряется. Пар конденсируется на внутренней поверхности покрытия и постепенно стекает в специальный сборник пресной воды. Сосуд ориентирован на юг и имеет угол наклона, который зависит от высоты Солнца над горизонтом, и должен также обеспечить стекание пресной воды. Такие установки имеют производительность до 5 л/м² в сутки и успешно используются в районах с нехваткой пресной воды и с избытком морской соленой воды.

Электрические солнечные энергетические установки различаются по принципу преобразования солнечной энергии в электрическую. Фотоэлектрическая установка – это солнечная батарея, термоэлектрическая установка – это солнечный термоэлектрогенератор, термоэмиссионная установка – это термоэмиссионный преобразователь энергии (солнечная энергетическая станция). Низкотемпературные солнечные энергетические установки, преобразуя солнечную радиацию естественной плотности, вырабатывают горячую воду с температурой не более 70 °С. Также вырабатывают пары таких жидкостей, как фреон, хлорэтил, которые работают в холодильных машинах. Высокотемпературные солнечные энергетические установки преобразуют солнечную радиацию с искусственно повышенной плотностью (в 100 000 раз). Плотность увеличивается при помощи гелиоконцентраторов. Электрические солнечные энергетические установки в космосе снабжают электроэнергией искусственные спутники и космические корабли. Но на Земле они еще имеют не такое широкое распространение, так как обладают высокой стоимостью. Но со временем, при нехватке минерального топлива и с возникающими экологическими проблемами, их применение имеет перспективу.

Солнечный термоэлектрический генератор

Солнечный термоэлектрический генератор – модификация солнечной энергетической установки, преобразующая солнечную энергию в электрическую. Конструкция состоит из термоэлектрического генератора, системы, концентрирующей энергию солнечной радиации, системы, наблюдающей за движением Солнца, механической опоры. Гелиоконцентратор увеличивает плотность теплового солнечного потока, который проходит через термоэлемент. Плотность увеличивается и с помощью теплопроводных пластин с площадью большей, чем поперечное сечение термоэлемента. Свойства полупроводников термоэлемента определяют КПД солнечного термоэлектрогенератора. По способу концентрации плотности солнечные термоэлектрогенераторы бывают оптические и панельные. Солнечные термоэлектрогенераторы используются для обеспечения энергией устройств, имеющих небольшую мощность, не более нескольких сотен ватт (например, космические аппараты, некоторые сельскохозяйственные устройства).