Sjómannablaðið Víkingur - 01.05.1951, Blaðsíða 29

hverfillinn láti í té 8000 hestöfl og af því notast 6000
til að snúa þjöppunni, en aðeins 2000 hestöfl komi að
notum til hagnýtrar vinnu. Þau 6000 hestöfl, sem
þjappan notar, eru þó ekki alveg- töpuð, nokkur hluti
þeirra kemur aftur með loftstraumnum, sem þjappan
blæs inn í brunaholið. 6000 hestöfl er því sú vinna,
sem hring-sólar í þjöppunni, brunaholinu og hverflin-
um. Úr brunaholinu verður því að fást sú orka, sem
nægileg- er til þess að vegna á móti tapinu í kerfinu
og au kþess sú orka, sem þarf til þess að framkvæma
þá vinnu, sem hverflinum er ætlað að skila.
Bæði hverfillinn og þjappan hafa ákveðið innra nota-
gildi, en það er, að hverfillinn breytir aðeins hluta af
þeirri orku, sem hann fær úr hinum heita loftsstraumi,
sem til hans streymir, í nothæfa vinnu, sama er að
segja um þjöppuna, hún skilar litlum hluta af þeirri
orku, er hún fær frá hverflinum, í loftstrauminum,
sem hún gefur frá sér.
Ef hinn áðurnefndi hverfill hefði hæfilega hátt nota-
gildi, bæði í hverfli og þjöppu, og ef hið innra nota-
gildi hverflsins yrði aðeins 1% minna, hvað myndi þá
ske? Hverfillinn myndi þá framleiða:
%oo ' 8000 = 80 hestöfl
minna, og þar sem þjappan notar 6000 hestöfl eins og
áður, þá myndi kerfið skila 80 hestöflum minna en áður,
eða 2000 -5- 80 = 1920 hestöfl. Þessi 80 hestöfl er því
tap sem nemur:
80 • 100
2000
þ. e. ef notagildi hverfillsins minnkar um 1%, minnkar
notagildi kerfisins um 4%. Eitthvað svipað þessu verður
það ef athugað er samskonar dæmi um þjöppuna. Ef
við athugum þetta nánar, er hægt að hugsa sér að
notagildi hverfilsins og þjöppunnar yrði 10% minna
hvers, og afköst kerfisins myndi þá minnka um:
10 10
jÖQ • 8000 + öoo ' 6000 = 800 + 600 = 1400 hestöfl.
þ. e. að í staðinn fyrir 2000 hestöfl myndi kerfið aðeins
skila 2000 -f- 1400 = 600 hestöflum. Er þá augljóst, að
ef notagildið minnkaði enn meir, myndi fljótlega koma
að því, að kerfið skilaði engri nothæfri vinnu.
Þó þessi dæmi, sem hér hafa verið sýnd, séu ein-
faldari en raunveruleikinn, sýna þau þó ljóslega, að
hægt er að slá föstum tveim megin-staðreyndum varð-
andi brennsluhverfilinn, en þær eru þessar:
Hverfill og þjappa verða að hafa ákveðið lágmarks
notagildi til að kerfið skili nokkurri orku. Notagildi
kerfisins breytist mikið við litla breytingu á notagildi
hverfils eða þjöppu.
Nú hefur verið skýrt, hvers vegna hinar fyrri til-
raunir með brennsluhvefla mistókust. Hverfillinn og
þó einkum þjappan höfðu of lágt notagildi og notuðu
of mikla orku, þannig að það varð alltof lítið eftir
til hinnar nothæfu vinnu. Það er því skiljanlegt, að
möguleikarnir fyrir hverfillinn urðu fyrst tímabærir
þegar hægt var að smíða hverfla og þjöppur með hæfi-
lega háu notagildi. Nú er innra notagildi hverfla um
86% og er stöðugt unnið að því að bæta það, því eins
og 1% lækkun á notagildi hverfilsins orsakaði 4%
lækkun notagildis kerfisins, eins mun 1% hækkun eins
notagildis orsaka 4% hækkun á notagildi kerfisins.
Ef meta á sparneytni véla, er það ekki hið innra nota-
gildi, sem er mikilvægast, heldur notagildi hitans (ter-
misk virkningsgrad). Þetta notagildi er hlutfallið á
milli þeirrar orku, er vélin skilar, reiknað í hitaeining-
um og orkuinnihaldi eldsneytisins sem vélin fær, einnig
reiknað í hitaeiningum. Þessi jafna er mest notuð:
632
11 — Ci • H
Ci er eldsneytiseyðslan á framleidd hestöfl í ldukku-
stund og H er hitagildi eldsneytisins.
Fyrirfram reikningur á notagildinu er frekar flók-
inn, en það hefur verið leitt í Ijós, að fyrir utan hið
fyrrnefnda notagildi fyrir hverfil og þjöppu, mun nota-
gildi hitans fara mikið eftir þjöppunarhlutfallinu í
þjöppunni og hitastigi loftsins þegar það fer inn í
hverfillinn.
Hvað viðvíkur þjöppunarhlutfallinu, er það þannig,
að við ákveðið hitastig á loftinu þarf ákveðið hlutfall
til þess að ná hæsta notagildi hitans. Þetta hlutfall er
hægt að reikna út, því það er hægt að velja það þjöpp-
unarhlutfall sem vinna á með og það er auðvitað valið
þannig, að notagildið verði sem hæst. Ef hitastigið við
innstreymið er 650° er þetta hlutfall um 6. Það er
stærra við hærra hitastig og minna við lægra.
Öðru máli er að gegna með hitastigið við innstreymið.
Það er þannig, að því hærra sem innstreymishitastigið
er, því hærra verður notagildi hitans (termisk v.). Eftir-
farandi dæmi skýrir þetta:
Ef hugsanlegt væri að brennsluhverfill, sem hefur
innra notagildi, sem er óháð hitastiginu og hefði hæfi-
lega hátt gildi (um 85%), og notað væri þjöppunar-
hlutfall, sem bezt hæfði hitastiginu, mundi þessi hverfill
hafa 20% hitafræðilegt notagildi (termesk v.) við 600°
C, 30% við 800° C og 40% við 1200° C.
Með þessu er hægt að finna nýja kenningu um þróun
hverfilsins, sem er: Því hærra hitastig, þeim mun
betri nýtni, en því meiri sem nýtnin er (hærri hiti),
þeim mun verr þolir efnið hina miklu áreynslu, sem
því er ætlað að þola. Það er því greinilegt, að útvegun
á efni er þolir háan hita og um leið mikla áreynslu, er
aðalvandamálið, sem þarf að leysa til að geta smíðað
sparneytinn hverfil. Hér kemur ein skýringin enn á
því, af hverju hinir eldri hverflar voru eyðslufrekir.
Það er því efalaust, að þróun brennsluhverfilsins í
framtíðinni er háð því, hvort það tekst að framleiða
efni er þolir ennþá hærra hitastig.
Nú hefur verið skýrt frá því af hverju tilraunirnar
lánuðust ekki með hina eldri hverfla. Það var ekki fyrr
en hverflar og þó einkum þjöppur, sem höfðu sæmi-
lega góða nýtni, og efni sem þoldi hátt hitastig, voru
fyrir hendi, að hægt var að smíða brennsluhverfil, sem
gat talist nothæf vél. Þróun hverfilsins sem sjálfstæð
aflvél, lagði þó krók á leið sína, því hann var fyrst
tekinn til raunhæfrar notkunar sem hjálparvél, er var
byggð á margra ára reynslu og vísindalegum rann-
sóknum, einkum hvað snerti smíði skóflanna og efnis-
rannsóknum, en þetta varð þó til þess, að hægt var
að smiða brennsluhverfilinn eins og hann lítur nú út.
Framhald.
V I K I N □ U R
143