Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков

Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков

Помимо рассмотренных водных путей, имевших большое значение для функционирования и развития экономики России, в эти же годы велось строительство и менее значимых гидротехнических объектов практически по всей стране. Меньшая их значимость обусловливалась либо местным, локальным характером перевозок, либо неудачами реализации строек.

Коротко упомянем о некоторых из этих строек.

1. В 1795 году перечень искусственных водных путей России пополнился Огинским каналом, соединявшим по рекам Щара (приток Немана) и Ясельда (приток Припяти) верховья Днепра и Немана.

Канал строился в 1770 – 1784 годы, имел 4 шлюза, но не был полностью закончен и в таком виде эксплуатировался. Проложенный в торфяных грунтах и недостроенный канал заплыл, бечевники осели настолько, что затапливались Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков весенней водой. Поэтому в 1802 – 1804 годы были проведены работы по его восстановлению и достройке. Вместо 4 шлюзов было построено 10, каждый длиной 34 и шириной 5 м. Общая длина канала составляла около 33 км, а глубина позволяла проходить судам с осадкой до 70 см. Экономическое значение канала было невелико, хотя по нему и транспортировались лесные и некоторые другие грузы для экспорта.

2. Проблема соединения Днепра с Вислой через Припять и Западный Буг возникла в первой половине XVII столетия. Идея строительства судоходного канала, соединяющего бассейны Припяти и Буга, впервые была озвучена на сейме в 1655 году коронным канцлером Речи Посполитой Юрием Оссолинским. Активными сторонниками прокладки канала были Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков гетман Великого княжества Литовского Михаил Казимир Огинский и пинский судья и мечник Матеуш Бутримович. Однако от предложения и до его осуществления прошло более 100 лет. Развитие торговых связей в конце XVIII века вновь выдвинуло на очередь вопрос соединения Днепра с Балтийским морем.

В 1775-1783 годах между реками Пина (приток Припяти; бассейн Днепра) и Мухавец (приток Западного Буга; бассейн Вислы) был прорыт канал. Для питания канала были построены водопитательные системы Белоозерская и Ореховская. Так появился Днепро-Бугский водный путь.

Весной 1784 года по инициативе Матеуша Бутримовича суда, гружёные копченой рыбой, мёдом, воском и другими местными товарами, впервые отправились по каналу из Пинска в Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков Варшаву и далее в Гданьск. В сентябре того же года строительство канала посетил король, который официально открыл судоходство на канале, проплыв по нему со свитой в 40 человек на выдолбленном из одного дубового ствола судне. Король четыре дня провёл в местечке Городец под Кобрином – с тех пор канал стал называться Королевским.

Строительства канала было продолжено в 1837 году уже российскими властями. Основные работы осуществлялись в период с 1846 по 1848 год. Были построены разборные деревянные плотины, позволявшие поддерживать необходимый для стабильного судоходства уровень воды в любое время навигации. Всего к 1867 году от Пинска до Бреста были построены и эксплуатировались 22 плотины. Ширина по дну пути была доведена Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков до 14 м, а максимальная осадка судов составляла 70 см

В XIX и начале XX века канал имел для Российской империи стратегическое значение, так как был единственным судоходным каналом – внутренним водным путем, соединяющим Балтийское и Черное моря. В частности, в 1886 и 1890 годы на буксире колесного парохода и силами бурлаков по нему от места постройки в Эльбинге в Севастополь были переведены пять миноносцев водоизмещением от 89 до 164 тонн – одни из первых в составе Черноморского флота.



В 1919 году территория канала оказалась в составе Польши. Польские власти, осознавая значимость канала, начали его планомерную реконструкцию. В период с 1929 по 1939 год построено два ближайших к Пинску шлюза Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков (Дубой и Переруб), реконструированы сооружения Белоозерской водопитательной системы, сооружен 7-километровый канал по новой трассе Кобрин – Выгода.

В 1939 году после воссоединения Западной Беларуси с БССР канал оказался на территории СССР. За 7 месяцев (с декабря 1939 по июль 1940 года) проведено проектирование и основное строительство восьми гидроузлов, проложена сократившая протяженность водного пути на 12 км новая трасса канала Выгода – Кобрин. В августе 1940 года судоходство по каналу было возобновлено.

Немецкие оккупационные власти начали активно использовать канал уже с июня 1941 года. Однако весной 1943 года партизанами были взорваны шлюзы, и тем самым канал был выведен из строя.

После освобождения Белоруссии началось активное восстановление канала. Основные ремонтные работы проходили Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков в период с сентября 1944 по июль 1945 года. Уже в 1945 году судоходство было восстановлено при транзитных глубинах 100 см. Окончательные работы растянулись до июля 1946 года.

В советское время развитие канала не прекращалось. В связи с ростом перевозок и эксплуатацией более крупных судов в период с 1952 по 1956 год шлюзованный участок канала продлён на 50 км. На нём были построены железобетонные гидроузлы № 11 «Качановичи» Пинского района и № 12 «Стахово» Столинского района. В 1976 году начались работы по капитальному улучшению габаритов русла канала (ширина по дну – 40 м, глубина – 240 см, радиус закругления – 400 м). За период с 1973 по 1992 годы было построено вместо деревянных 7 водопропускных плотин и 8 водоспусков Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков из железобетона.

Согласно Европейскому соглашению о важнейших внутренних водных путях международного значения от 19 января 1996 года канал является частью магистрального Днепровско-Вислянского водного пути Е-40 (Гданьск – Варшава – Брест – Пинск – Мозырь – Киев – Херсон). С помощью канала теоретически возможна водная связь бассейнов Балтийского и Чёрного морей. Тем не менее, сквозное судоходство по этому водному пути в настоящее время невозможно из-за того, что участок от Бреста до Варшавы по реке Западный Буг не судоходен, а также из-за того, что река Мухавец перегорожена в Бресте глухой плотиной.

В 1997 Советом Министров Республики Беларусь принята программа развития речных и морских перевозок до 2010 года, включающая Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков план реконструкции гидротехнических сооружений Днепровско-Бугского канала. В ходе выполнения программы осуществлена реконструкция шлюзов с учётом требований европейского судоходного стандарта внутренних водных путей класса Vа, замена устаревших гидротехнических сооружений и другие виды работ.

Запад Белоруссии. Огинский и Днепро-Бугский каналы

Днепро-Бугский канал, 1940 год


Плотина на канале, 1940 год

Днепровско-Бугский канал в 1941 году

Очистка дна канала

Гидроузел «Дубой» с малой ГЭС


Днепро-Бугский канал

Днепро-Бугский канал


3. В 1796 году было принято решение о сооружении Березинского канала для соединения Днепра с Западной Двиной по рекам Березина и Улла, строительство которого началось в 1797 году. Березинская водная система была построена в 1797 – 1805 годах. Сооружение системы позволило установить сквозное водное сообщение между реками бассейнов Черного Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков и Балтийского морей. Начиналась Березинская водная система Сергучским каналом – 490 км от устья реки Березины и заканчивалась устьем реки Уллы – 519 км от устья Западной Двины. Протяженность водной трассы между этими пунктами – 169 км. Имелось 14 шлюзов и полушлюзов и 4 бейшлота. Система эксплуатировалась преимущественно в XIX веке. К 1810 году Березинский канал оказался занесенным илом настолько, что глубина его в отдельных местах упала до 30 см, потребовалось проводить работы по очистке, углублению и закреплению его берегов. Перевозки по Березинской системе не получили существенного развития и ограничились в основном транспортировкой лесоматериалов.

4. Предпринимались попытки улучшения судоходства в Днепровских порогах. Работы по расчистке порогов начались с Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков 1783 года, но без особого успеха.

В 1787 году было начато сооружение деривационного канала и двух шлюзов у Ненасытецкого порога. 6 марта 1808 года Главный директор водяных коммуникаций в своем докладе царю сообщал, что «... два дворных шлюза по особому деривационному каналу, ископанному для сего предмета с немалым затруднением, чрез дикие каменные утесы совершенно окончены, и ...сквозь построенные шлюзы пропущена была барка вверх и вниз с надлежащим успехом». Но спустя два года выяснилось, что построенные шлюзы из-за своих небольших размеров непригодны для сплавлявшихся судов и плотов, и вскоре они были заброшены. Днепровские пороги по-прежнему были проходимы только весной, в летнее время их могли Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков преодолеть лишь небольшие суда.

В 1824 – 1826 годах инженером Шишовым был разработан проект, который предусматривал устройство по обоим берегам Днепра судоходных каналов со шлюзами для раздельного судоходства вверх и вниз по течению. После длительных обсуждений в 1833 – 1837 годах были проведены только обычные камнеуборочные работы для улучшения судоходства в самом верхнем Старо-Кодакском пороге.

5. С 1825 по 1838 годы велись работы по сооружению Августовского канала, соединявшего Вислу с Неманом. Канал начинался с озера Сервы, находящемся на территории Польши неподалеку от городка Августов. Именно в честь этого города и получил он свое название. Весь Висло-Неманский водный путь имел общую протяженность около 424 км, в том Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков числе Августовский канал (104 км), который соединяет систему реки Вислы и реки Немана через посредство речки Черной Ганчи, впадающей в Неман, и Нетты (в нее впадает Бебжа), впадающей в Бобр, который, как приток Нарева, принадлежит к бассейну Вислы.

Кроме того, в канал входило несколько мелких озер. На канале имелось 19 шлюзов, а ширина его по поверхности воды была всего 20 м. К настоящему времени общая длина канала составляет 102 км, из которых 22 км приходится на белорусскую часть и 80 км – на польскую. В транспортном отношении канал имел только местное значение.



6. В 1845 году были начаты работы по строительству Сайменского канала, соединяющего озеро Сайма с Балтийским морем в Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков районе Выборга. Трасса канала на протяжении 32 км проходила в выемках и 27 км – по системе озер. Канал был открыт 26 августа 1856 года и затем ежегодно пропускал около 3500 судов, играя важную роль в экономике районов, примыкавших к обширной Сайменской системе озер.


7. В конце XIX века была реализована возникшая сто лет назад идея соединения водным путем важнейших рек Сибири – Оби и Енисея. Первые изыскания в этом районе были организованы еще в 1800 году. В 1878 году была сделана нивелировка трассы по рекам Кеть (притоку Оби) и Кае (притоку Енисея) с использованием также находившегося на водоразделе озера Большое. В 1878 же году был составлен и проект канала Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков. Он предусматривал расчистку и расширение рек, а также строительство 18 плотин и 29 шлюзов. Предполагалось, что здесь смогут проходить суда длиной 44 метра, шириной 7 метров и грузоподъемностью 300 тонн. Стоимость строительных работ, рассчитанных на 7 лет, составляла 8 млн. руб. Проект строительства Обь-Енисейского канала был рассмотрен в 1882 году на заседании Государственного совета и получил одобрение. В 1884 году началось строительство. До 1898 года было построено 14 шлюзов, в том числе 2 шлюза длиной 60 м с тем, чтобы пропускать баржи с пароходами.

Началом соединительной системы служит речка Озёрная, впадающая справа в реку Кеть, в 587 км от её впадения в Обь, по южному её, Тогурскому рукаву. Озёрная входит в Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков систему канала на 15 км своего течения, затем канал направляется по притоку её реке Ломоватой на протяжении 50 км, из неё направляется по мелководному притоку её речке Язевой до истока ее из Большого озера, на протяжении 34 км. Большое озеро имеет 5 км длины, 700 м ширины и 1 — 1,5 м глубины. От этого озера до реки Малый Кас прокопан на волоке канал длиной 8 км, при ширине по дну 10 м, глубиной до 2 м, входящий в реку Малый Кас, и по ней на 95 км; средняя глубина этой речки на фарватере был до 130 см, расход воды в секунду всего 9 м3. Малый Кас впадает в Большой Кас, который в Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков 213 км далее вливается в Енисей.

На протяжении почти 217 км канал проходит по мелководным, извилистым и маловодным речкам. Местность, где проходит Обско-Енисейская система – глухая, необитаемая тайга, болотистая и каменистая, лишённая всяких удобств для заселения.

В 1891 году канал был открыт для плавания небольших судов, хотя фактически еще пять лет достраивались шлюзы, плотины и прочие сооружения. Для полного окончания всех необходимых сооружений требовалось ещё несколько миллионов рублей, однако, ввиду постройки Сибирской железной дороги, дальнейшие работы были приостановлены. Водный путь был весьма мелководен: большую часть навигации он мог быть используем судами водоизмещением до 500 пудов (8 тонн); в мае, в «большую воду» по нему могли Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков пройти суда водоизмещением 5000 пудов (80 тонн). В шлюзах могли поместиться баржи длиной 22 метра, шириной 7,5 метра и осадкой 1,25 метра. Навигация по каналу могла бы продолжаться не более 3,5 месяцев в году.

В 1911 году было принято решение расширить канал, но из-за начавшейся Первой мировой войны работы были отложены. В 1918 году белогвардейцы попытались пройти на речных судах по каналу до Енисея, но шлюзы оказались слишком узкими, тогда они разрушили и шлюзы и дорогу, идущую вдоль канала.

В 1942 году канал использовался в последний раз – по нему провели из Енисея в Обь три колёсных парохода «Капитан», «Пограничник», «Механик» и катер «Газоход-24», при этом пришлось частично Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков разбирать как канал, так и суда.

В настоящее время Обь-Енисейский соединительный водный путь изредка используется в туристических целях. Сохранилась система шлюзов. Стены шлюзов и прокопанного канала и в наши дни поражают своей добротностью: многометровые лиственницы плотно подогнаны друг к другу, скреплены коваными вручную болтами, которые до сих пор не проржавели.


На строительстве Обь-Енисейского канала почти все сооружения были сделаны топором, лопатой и кувалдой

Обь-Енисейский канал. Фото 1892 года

Обь-Енисейский канал. Фото 1892 года

С вводом Транссибирской железнодорожной магистрали Обь-Енисейский канал утратил свое значение и был заброшен

Памятник природы «Обь-Енисейский соединительный водный путь»

Ныне Обь-Енисейский канал – одно из Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков самых безлюдных мест в Сибири

До сих пор гидросооружения выполняют свою работу.

Но людям она уже давно не нужна

До сих пор гидросооружения выполняют свою работу.

Но людям она уже давно не нужна

В некоторых местах Обь-Енисейский канал сегодня выглядит так


8. В 1911 году Министерство путей сообщения начало работы по шлюзованию Северского Донца. За четыре года на низовом участке реки протяженностью 230 км, от станицы Гундоровской до устья, было построено 6 гидроузлов. Каждый из них состоял из железобетонной разборчатой плотины длиной 100 – 150 м и однокамерного шлюза длиной 100 м и шириной 17 м. Глубина на порогах шлюзов достигала 2,35 м, а напоры на гидроузлах колебались от 2,6 до 2,8 м. Кроме того Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков, на Дону, ниже устья Северского Донца, вблизи станицы Кочетовской была начата постройка аналогичного гидроузла, напор которого обеспечивал такую же глубину на нижнем участке Северского Донца, что и на его шлюзованной части – 1,75 м (строительство этого гидроузла было закончено уже при Советской власти в 1921 году и послужило началом осуществленной позднее реконструкции Дона). Шлюзование Северского Донца существенно улучшило условия судоходства на этом водном пути.

Низконапорная плотина на реке Северский Донец


Приведенный выше краткий обзор работ по развитию водных путей России свидетельствует о больших масштабах гидротехнического строительства в первой половине XIX века. Были созданы и усовершенствованы такие системы, как Вышневолоцкая, Мариинская, Северо-Двинская Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков, которые обеспечивали транспортные потребности страны того времени и исправно несли свою службу на протяжении многих десятилетий. Положение существенно изменилось во второй половине XIX века – строительство межбассейновых соединений резко сократилось. Единственное исключение в конце XIX века представляла Мариинская система.

Гидроэнергетика

В течение XVIII – первой половины XIX веков водная энергия использовалась так же, как и в предыдущие столетья – с помощью водяных колес. Они являлись основой работы мельниц, заводов, рудников – везде, где требовалась механическая энергия для замены мускульной силы. Однако в XIX веке они уже не отвечали возросшим требованиям производства. Их усовершенствования уже не приводили к увеличению мощности и повышению эффективности. Водяные Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков колеса повсеместно ста­ли вытесняться другими двигателями, в частности паровыми машинами. Тем не менее, возможности водяного колеса оказались далеко не исчерпаны, позволив превратить его в новый совершенный гидравлический двигатель – гидравличес­кую турбину. С изобретением в первой половине XIX века водяной турбины с высоким КПД гидроэнергетика пережила второе рождение. А с началом использования электроэнергии в мире развернулось строительство электростанций, на которых электрогенераторы получают привод от гидравлических турбин различной конструкции. Кроме того, в небольших населенных пунктах, где имеются дешевые гидроресурсы: ручей с быстрым течением, водопад или порожистая река, зачастую и до сих пор используются простейшие водяные двигатели – они просты Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков по конструкции, не требуют топлива и имеют сравнительно высокий КПД.

Как известно, водяное колесо насаживалось на вал, который вращался вместе с колесом, а от него движение (либо вращение, либо преобразованное в возвратно-поступательное движение) передавалось тем машинам и механизмам, которые необходимо было привести в действие. Механическая энергия водяных колес использовалась на месте ее производства или в непосредственной близости к нему. Серьезной проблемой использования энергии движущейся воды был невысокий КПД водяных колес, обусловленный большими потерями энергии при ударе воды о лопатки колеса. Эту проблему на примере сегнерова колеса исследовал Л. Эйлер, указавший на то, что потери энергии можно уменьшить, если избежать Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков удара, то есть резкого изменения направления скорости движущейся воды. Эйлер предложил устраивать для подачи воды на колесо направляющий аппарат, который бы подводил воду в направлении вращения и со скоростью вращения. В этом случае в идеале вода будет отдавать колесу всю свою скорость, то есть всю энергию. Научные изыскания Л. Эйлера в этой области были не востребованы более семидесяти лет.

Французский ученый-математик Ж. В. Понселе предложил подливные колеса новой конструкции. Он придал лопаткам изогнутую форму (такие лопатки было нетрудно сделать из металла). Вода поступала на лопатки в направлении их кривизны, проходила некоторое расстояние, а затем, возвращаясь, выходила наружу. При Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков таком течении устранялся удар воды о поверхность лопаток. КПД колеса Понселе достигал 70 %.

Колесо Понселе

Подливные колеса Ж. В. Понселе

Впервые направляющий аппарат к водяному колесу применил профессор Бюрден в 1827 году. Он же первый назвал свою машину «турбиной» (от turbo – быстрое вращение). Первую практически применимую турбину создал в 1832 году французский инженер Бенуа Фурнейрон.

Его турбина состояла из двух концентрических колес: внутреннего неподвижного (1 или К на рис), представляющего из себя направляющий аппарат, и внешнего с изогнутыми лопатками (2 или а на рис), которое и было рабочим турбинным колесом. Вода поступала сверху через трубу, охватывающую вал турбины, и попадала на лопатки направляющего аппарата. Эти лопатки изменяли направление Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков движения воды, и она вытекала горизонтально на лопатки турбинного колеса без удара одновременно по всей окружности, отдавая ему энергию. Поступающая и стекающая (удаляемая) вода нигде не смешивались. Турбинное колесо (2 или а на рис) было жестко соединено с валом 3, приводя его во вращение.

Турбина Фурнейрона

Турбина Фурнейрона (вид сверху)

КПД турбины Фурнейрона достигал 80 %. Эта конструкция имела громадное значение для дальнейшей истории турбиностроения. Основное преимущество турбины Фурнейрона перед водяным колесом заключалось в следующем. В водяном колесе вода входила и выходила в одном и том же месте. Поэтому скорость и направление движения воды при ее прохождении через колесо в разные моменты времени были Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков разными, колесо затрачивало часть энергии на преодоление сопротивления струи. В турбине Фурнейрона вода входила на лопатку, протекала по ней и выходила с другой кромки. То есть, вода не меняла своего направления, не останавливалась, не меняла направление движения на обратное, а от входных до выходных кромок текла непрерывно. В результате скорость вращения турбины теоретически зависела только от скорости поступающей воды, поэтому турбина могла вращаться в несколько раз быстрее водяного колеса. Другое отличие – вода в турбине поступала на все лопатки сразу, а не на некоторые, как в водяном колесе. Поэтому энергия воды в турбине использовалась гораздо полнее, и при одинаковой Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков мощности с водяным колесом размеры турбин можно было сделать гораздо меньшими.

На промышленной выставке 1839 году в Париже Фурнейрон демонстрировал свою гидравлическую турбину и был удостоен большой золотой медали.

Гидравлическая турбина И. Е. Сафонова, установленная

на Нейво-Шайтанском заводе

В России, богатой реками и имевшей к началу XIX века значительное количество предприятий, на которых использовались водяные колеса, проблема их усовершенствования тоже была актуальной. И в 1837 году в России была построена водяная турбина того же типа, что и турбина Фурнейрона. Ее конструктор, плотинный мастер И. Е. Сафонов, установил ее на Алапаевском металлургическом заводе.

Игнатий Сафонов создал и установил в 1837 году водяную турбину, расходовавшую воды Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков не больше, чем верхнебойное колесо, и развивавшую вдвое большую мощность. Первая русская водяная турбина превзошла все ожидания. «Горизонтальное водяное колесо», как назвал Сафонов свою гидротурбину, приводила в движение прокатный стан.

Современников Игнатия Сафонова поразило то, что новый водяной двигатель при большой мощности был сравнительно невелик. Диаметр турбины Сафонова был немногим более двух метров – в несколько раз меньше диаметра водяного колеса, а работу она выполняла такую же, как и водяное колесо. Кроме того, турбина позволяла точнее регулировать мощность и число оборотов вала и расходовала гораздо меньше воды.

Первая турбина Сафонова полезно использовала примерно такую же часть энергии воды, как и Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков хорошее колесо – коэффициент её полезного действия был равен 53 %. В машинах, построенных Сафоновым позже, коэффициент полезного действия достигает уже 70 – 75 %.

Сафонов не ограничился первым успехом. Вслед за Алапаевским заводом он установил еще более совершенные водяные турбины: в 1839 году на Ирбитском заводе и в 1841 году на Нейво-Шайтанском заводе, которая приводила в действие листопрокатный, плющильный и резной станы.

В то время на Урале считали, что наиболее совершенные водяные колеса действуют на Нижне-Исетском заводе под Екатеринбургом, где три верхнебойных колеса, работавших при напоре 6,4 метра, требовали для своей работы в общей сложности 800 литров воды в секунду. Нейво-Шайтанская турбина Сафонова работала Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков при напоре порядка 3,5 метра и расходовала около 240 литров воды в секунду, выполняя большую работу, чем все три нижне-исетских колеса. Это был отнюдь не единичный опыт, а большое практическое дело. Турбины Сафонова были успешно применены для привода важнейших горнозаводских механических агрегатов. Нейво-шайтанская турбина приводила в действие плющильный, листокатальный и резной станы.

Турбины Сафонова действовали так хорошо, что в 1849 году все хвостовые молоты Алапаевских заводов перевели на привод от турбин. Перевод полностью оправдал себя.

Игнатий Сафонов не только создал, но и уверенно ввел в практику водяные турбины в России. При этом каждую новую турбину он выполнял более совершенной, чем предшествующая.

Работы Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков И. Е. Сафонова 1835 – 1837 годов хронологически следовали за работами Фурнейрона, однако он вел их самостоятельно, многие отдельные вопросы он решал, исходя из собственного опыта, и по-другому, чем Фурнейрон.

В последующие годы выработалось несколько основных видов гидравлических турбин. Турбины XIX века условно можно разделить на два основных типа: реактивные и струйные (активные).

Схема реактивной гидравлической турбины:

а – рабочее колесо; б – направляющий аппарат

Реактивная (работающая за счет реакции на давление воды) – ее прототипом и является турбина Фурнейрона – имела колесо, жестко соединенное с валом. На колесе имелись особым образом искривленные лопатки. У турбины был направляющий аппарат, который располагался либо внутри Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков турбинного колеса, либо снаружи. Направляющий аппарат представлял собой неподвижное колесо с направляющими лопатками. Вода через направляющий аппарат устремлялась на турбинное колесо и вращала его. Реактивные турбины называли еще полными или напорными, потому что вода заполняла все каналы между лопатками направляющего аппарата и рабочего колеса. Такие турбины оказались очень удобны там, где напор воды невелик, порядка 10 – 15 м. Они способны работать при больших расходах воды, поэтому они способны развивать большие мощности при небольших напорах и больших расходах.

Другим типом турбин были струйные (активные).

Схема активной гидравлической турбины:

а – рабочее колесо; б – сопла

Принцип их действия заключался в том, что струя воды под Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков сильным напором ударяла в лопатки колеса, заставляя его вращаться. Этим они были схожи с нижнебойными колесами. Вода проходит через турбину свободно, не заполняя всего рабочего колеса, действуя только на часть его лопаток. Поэтому направляющий аппарат может быть устроен в виде отдельных сопел с регулированием подачи воды. Струйные (активные) турбины могут действовать в условиях малого количества воды, но при больших напорах.

Простейшая струйная турбина

В 1884 году американский инженер А. Пельтон значительно усовершенствовал струйную турбину, создав новую конструкцию рабочего колеса. В этом колесе гладкие лопатки были заменены особенными вогнутыми, имеющими вид двух соединенных вместе ложек. При таком устройстве лопаток вода практически вся работала на вращение Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков колеса, только малая ее часть терялась. Колесо Пельтона может приводиться во вращение несколькими струями, выходящими из соответственно расположенных сопел.

Колесо Пельтона может вращаться с большими скоростями – до 1000 об/мин. КПД турбины Пельтона приближался к 85 %, поэтому она получила широкое распространение.

Турбина Пельтона и ее ковш (лопатка)

После того, как в 80-е годы XIX века была разработана система передачи электрической энергии на расстояние, появилась возможность сосредоточить производство электроэнергии на электростанциях, в частности, на электростанциях, использующих в качестве устройств для вращения электрогенераторов гидравлические турбины. Началась новая эра в турбиностроении. К началу XX века в практике закрепились два основных вида турбин – радиально Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков-осевая реактивная турбина и ковшевая турбина (турбина Пельтона).

Понятно, что первые ранние турбины были небольшой мощности и использовались для строительства ГЭС на малых реках. С развитием техники и ростом потребности в электроэнергии увеличивались размеры турбин, совершенствовалась их конструкция.


documentamnkkkv.html
documentamnkrvd.html
documentamnkzfl.html
documentamnlgpt.html
documentamnloab.html
Документ Другие гидротехнические стройки XVIII – XX веков