Турбины сопротивляются

Воздушные колпаки располагали в трубопроводах непосредственно перед входом воды в турбину. Это привело к крайне неприятным последствиям, возникшим перед Стодолой, как и перед многими инженерами, занимавшимися проектированием и эксплуатацией водяных турбин.

Оказалось, что некоторые турбины, несмотря на наличие регулятора, на мощный и быстродействующий сервомотор и большой воздушный колпак, работали нестабильно. Причем малейшее изменение положения заслонки или нагрузки приводило к совершенно необъяснимым колебаниям скорости вращения турбины. Самым непонятным и опасным была непреодолимая тенденция к нарастанию этих колебаний. Погасить их удавалось лишь полным прекращением подачи воды — тогда турбина останавливалась, лишенная движущей силы.

Повторное включение приводило к тем же результатам. Вновь возникали нарастающие колебания, и турбину приходилось выключать.

Удивительным было и то, что не все турбины данной конструкции обладали таким недостатком. Большинство из них работало нормально, послушно следуя сигналам регулятора при самых различных уровнях нагрузки. Возникло подозрение, что причиной неустойчивости являются свойства трубопровода. Как правило, длина его, а иногда и сечение зависят от местных условий и оказываются различными на разных установках. Но предсказать, в каких случаях возникает неустойчивость и что делать для ее устранения, не мог никто.

Стодола при попытке теоретически исследовать эту ситуацию столкнулся с трудностью. Оказалось, что при математическом описании системы, содержащей турбину с регулятором и сервомотором, питающуюся через трубопровод, оборудованный воздушным колпаком и заслонкой, необходимо учитывать возможность одновременного изменения, по крайней мере, шести величин! А вопрос об устойчивости работы этой системы требовал исследования шести простейших алгебраических уравнений, что эквивалентно одному алгебраическому уравнению шестой степени.

В то время уже было доказано, что принципиально невозможно найти полные решения уравнения шестой степени в виде алгебраических формул. Но Стодола знал, что для определения устойчивости исследуемой им системы вовсе не нужно находить сами решения этого уравнения. Достаточно знать лишь некоторые их свойства.

В работах Вышнеградского, на которые опирался Стодола, нет ничего, что относится к уравнениям степени выше третьей. Ни у кого из математиков Стодола не обнаружил ничего полезного.

Не видя иного выхода, Стодола задумал начать исследования идеализированных случаев. Он отважился отбрасывать при изучении реальной сложной системы один за другим различные ее параметры — для того чтобы, рассматривая остальные, можно было применять метод, развитый Вышнеградский и приводящий к уравнению третьей степени.

Технологии производства автомобилей:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]