| 8695912 9216 5224 943 1>
Железо
25
12
ТЕПЛОВОЗ, один из видов локомотивов, на к-ром первичным двигателем является двигатель внутр. сгорания. Осн. элементы Т.: тепловозный двигатель, силовая передача, экипажная часть, вспомогат. оборудование. Установленный в машинном отделении Т. двигатель превращает тепловую энергию сжигаемого топлива в механич. или электрич. энергию, к-рая через механич., гидромеханич. или электрич. силовую передачу реализуется в движение колёсных пар.
Идея использования теплового двигателя на локомотиве возникла в кон. 19 в. Предшественники Т.- автодрезины, мотовозы, создававшиеся гл. обр. для внутризаводских перевозок. Рус. инж. В. И. Гриневецкий в 1908-12 создал опытный двигатель внутр. сгорания, приспособленный к переменным нагрузкам, возникающим при работе локомотива. Т. с таким двигателем и прямой передачей был спроектирован, но не был построен. В 1922 Т. оригинальной конструкции с механич. генератором газа предложил сов. инж. А. H. Шелест. (Его идея была осуществлена только в 50-е гг. 20 в. в Швеции.) Первый магистральный Т. (рис. 1) был создан в СССР в 1924 по проекту Я. М. Гаккеля. Наиболее распространены Т. с электрич. передачей (рис. 2, 3), в к-рых коленчатый вал осн. двигателя вращает якорь гл. электрогенератора, вырабатывающего электрич. ток для питания тяговых электродвигателей. Через зубчатую передачу вращение якорей тяговых электродвигателей передаётся колёсным парам.
К экипажной части Т. относятся гл. рама, двух-, трёх- или четырёхосные тележки с колёсными парами, буксами и рессорным подвешиванием (см. Подвеска). На гл. раме Т. располагается кузов. Т. выполняются одно-, двух- и трёхкузовными (одно-, двух- и трёхсекционными). В кузове размещается кабина машиниста, из к-рой осуществляется управление Т. Машинист при помощи контроллера устанавливает определённую частоту вращения вала двигателя, а изменение режимов работы электрогенератора и тяговых электродвигателей производится автоматически в зависимости от профиля ж.-д. пути. От машинной части кабину обычно отделяет аппаратная камера, в к-рой размещены приборы и аппараты для выполнения переключений в силовой цепи Т. В машинном отделении, кроме двигателя, находится гл. генератор, компрессор, аккумуляторная батарея, фильтры и т. п. Т.- экономичный локомотив, на к-ром энергия топлива используется примерно в 6 раз эффективней, чем на паровозе. Совр. Т. имеют расчётный кпд 28-32% , развивают скорость 120-160 км/ч и более.
Рис. 1. Первый магистральный тепловоз с дизелем мощностью 750 квт (1000 л. с.),построенный в СССР в 1924.
Рис. 2. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ10Л с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт (6000 л. с.). Ворошиловград. 1962.
Рис. 3. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ116-001 с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт (6000л. с.). Ворошиловград. 1971.
Лит.: Якобсон П. В., История тепловоза в СССР, М., 1960; Тепловоз ТЭЗ, 5 изд., М., 1973; Тепловозы СССР. Каталог-справочник, М., 1974. П.И.Кметик.
ТЕПЛОВОЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель внутр. сгорания (дизель), устанавливаемый на тепловозе. Отличие Т. д. от стационарных и судовых двигателей состоит в разнообразии режимов работы и частой их смене, что обусловлено различной массой поездов, переменным профилем пути, остановками, разными климатич. условиями (напр., темп-ра воздуха изменяется от -50 до 45 °С) и др. причинами. Удельный эффективный расход топлива Т. д. 204-230г/(квт-ч) [150-170 г/(л. с.-ч)]. Мощность Т. д. магистральных тепловозов достигает 4400 кет (=6000 л. с.), наблюдается тенденция к росту мощности до 6000 кет ("8100 л. c.). Т. д. присуща высокая степень форсирования по ср. эффективному давлению [ре = 1,6--2,0 Ми/м2(ре = 16-20 кгс/см2)]. Удельная масса (в пересчёте на эффективную мощность) 3,3-22 кг/кет (2,4-16 кг/л. c.). Макс, частота вращения коленчатого вала 750-1500 об /мин. В зависимости от мощности на Т. д. расположены 6-20 цилиндров в 1-2 ряда или V-образно. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 0,9-1,4. Цилиндровую мощность повышают в основном путём увеличения давления наддува до 0,3 Мн/м2 (3 кгс/см2) и промежуточного охлаждения наддувечного воздуха. На маневровых тепловозах устанавливают Т. д. мощностью 550-1400 кет (750-2000 л. с.). Т. д. характеризуются высокой степенью автоматизации, осуществляемой регуляторами частоты вращения и мощности, регуляторами темп-ры воды и масла, устройствами защиты от ненормальных режимов эксплуатации. Продолжительность работы Т. д. до первого капитального ремонта - до 35 тыс. ч, что соответствует пробегу до 1,2 млн. км. Лит.: Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, 3 изд., М., 1973. В. А. Дробинский.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах. В технике Т. б. используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д. Т. б. составляется в единицах энергии (джоулях, калориях) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 ч работы, на период времени (цикл) или на 1 кг израсходованного вещества. В науч. исследованиях Т. б. пользуются при решении мн. астрофизич., геофизич., химич., биологич. и др. проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).
Т. б. рассчитывается на основе физич. теплот (энтальпий), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих хим. реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, хим. технологии и т. д.) Т. б. предшествует построение материального баланса, т. е. сопоставление прихода и расхода масс веществ в этом процессе; при этом Т. б. установки часто получается как сумма Т. б. аппаратов, составляющих эту установку. Различают Т. б. расчётные и экспериментальные, составленные по данным тепловых испытаний.
Тепловой баланс автомобильного двигателя; а -полезно использованная теплота; б - потери с выхлопными газами; в - потерн с охлаждающей водой; г - прочие потери.
Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части к-poro суммируется приход теплоты, в другой - её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис.). Напр., Т. б. парового котла выражается след, уравнением:
[25J-1.jpg]
где Qpn - теплота сгорания топлива; Оф.т - физ. теплота топлива; Qв - физ. теплота воздуха; Q1 - теплота, переданная рабочему телу; Q2потеря теплоты с уходящими газами; Q3, Q4 - потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива; Q5 - потеря теплоты с излучением в окружающую среду.
По данным Т. б. определяют численное значение коэффициентов полезного действия как отд. частей, так и всей установки в целом. Для оценки экономичности установок, вырабатывающих неск. видов энергии, может применяться эксергический баланс (см. Эксергия).
Лит. см. при статьях Теплотехника п Теплоэнергетика. И. H. Розенгауз.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС Земли, соотношение прихода и расхода энергии (лучистой и тепловой) на земной поверхности, в атмосфере и в системе Земля -атмосфера. Основным источником энергии для подавляющего большинства физ., хим. и биол. процессов в атмосфере, гидросфере и в верхних слоях литосферы является солнечная радиация, поэтому распределение и соотношение составляющих Т. б. характеризуют её преобразования в этих оболочках.
Схема теплового баланса системы земная поверхность - атмосфера.
Табл. 1.- Тепловой баланс земной поверхности, ккал/смг год
Широта, градусы
Океаны
Суша
Земля в среднем
R
LE
Р
FO
R
LE
Р
R
LE
Р
Fo
70-60 с. ш.
23
-33
-16
26
20
-14
-6
21
-20
-9
8
60-50
29
-39
-16
26
30
-19
-11
30
-28
-13
11
50-40
51
-53
-14
16
45
-24
-21
48
-38
-17
7
40-30
83
-86
-13
16
60
|
