Зачем вода нужна паровозу и как она попадает в него?
Вода, то без чего не сможет поехать ни один топочный паровоз, она же основная составляющая образования пара - главной движущей силы. Запасы воды хранятся в специальной повозке или тендере, прицепленному сзади к паровозу. Снабжение паровозов водой производится из гидравлических колонок в депо или на станциях. Вода к ним подаётся водонасосными станциями на водонапорные башни из водоёмов (озера, речки, а иногда скважины) и под большим напором хлещет в тендер паровоза, заполняя всего за 20-30 минут его огромный объём в несколько десятков кубических метров.
По своему качеству вода делится на "мягкую", которая не образует практически накипи внутри на стенках котла, и "жёсткую", безбожно загрязняющую котлы. С этой целью строят специальные водоумягчительные станции.
Какие процессы и превращения энергии происходят в паровозе?
Внутри паровоза происходят сложные процессы превращения энергии:
сжигание топлива - превращение химической энергии топлива в тепловую энергию газов;
образование пара повышенного давления (сначала насыщенного, потом перегретого) - превращение тепловой энергии газов в потенциальную энергию пара.
Из 10 лопат с углём, забрасываемых в топку паровоза, только 1 лопата идёт на полезную работу!
КПД паровоза по сравнению с тепловозом или тем более электровозом крайне низок. Самым высоким КПД, что был достигнут в СССР, обладал товарный паровоз серии ЛВ, коэффициент которого равнялся 9,27.
Можно ли увидеть пар?
"Вы все уверены, конечно, что видели водяной пар уже много раз в жизни, видите его почти ежедневно. Между тем, увидеть водяной пар совершенно невозможно, как нельзя видеть воздух. Дело в том, что пар, настоящий пар, полностью прозрачен и невидим глазу. Тот белый дымок, который вырывается из носика чайника, или те белые клубы, которые выпускает струями во все стороны при трогании с места паровоз, – вовсе не пар в строгом смысле слова, хотя его так называют в обиходе. Это туман, а не пар".
Чем отличается туман от пара?
"Пар – газ прозрачный и невидимый; туман же – газ, сгустившийся в мельчайшие водяные капельки, которые, как пылинки, парят в воздухе и, как пыль же, делают его непрозрачным. Туман белого цвета по той же причине, по какой бел снег: всякое мелкое, раздробленное прозрачное вещество (в снеге – лед, в тумане – вода) имеет белый цвет".
"Итак, тот пар, которым мы пользуемся в технике как источником энергии, совершенно невидим, – все равно, будет ли это пар «насыщенный» (т. е. не могущий уже при своей температуре заключать больше влаги в отведенном ему пространстве) или «перегретый». Если вы желаете в этом убедиться, взгляните в кочегарке на водомерное стекло – трубку, показывающую уровень воды в паровом котле".
"Вы увидите в трубке воду, но над водой не заметите ничего. А между тем всю верхнюю часть трубки над уровнем воды занимает пар – тот самый пар, горячий и сжатый, который образуется в котле и работает в паровом цилиндре. Если бы вы могли проникнуть взглядом в паровой цилиндр, то увидели бы странную, неожиданную картину: поршень быстро снует вперед и назад, а того пара, который его толкает и является источником работы всей машины, совершенно не видно".
Перельман Яков Исидорович, отрывок из книги "Физика на каждом шагу"
Ставьте лайк, если вам понравилось и подписывайтесь на канал "Заповедная магистраль", чтобы не пропускать новые публикации. Спасибо за просмотр!
P.S. личная страничка для обратной связи автора канала, пишите мне буду рад в Instagram и ВК