Коэффициент полезного действия паровоза. Паровоз с тендером-конденсатором. Некоторые опытные локомотивы

Понятие о коэффициенте полезного действия

Для того чтобы оценить, насколько полно и выгодно используется в паровозе тепло, полученное от сжигания топлива, обычно пользуются понятием коэффициента полезного действия (сокращённо к. п. д.).

Коэффициентом полезного действия паровоза называется отношение количества тепла, которое использовано на работу по перемещению паровоза и поезда (т. е. полезно использованного тепла), к количеству тепла, которым располагало топливо, заброшенное в топку паровоза.

К. п. д. первых, даже наиболее совершенных паровозов, обычной конструкции редко превышал 7%. Это значит, что из каждой тонны сожжённого угля на передвижение поезда расходуется только 70 кг. Остальные 930 кг буквально «вылетают в трубу», т. е. для работы по передвижению поезда не используются.

Если учесть, что в паровозных топках сжигается около 1/4 части угля, добываемого в нашей стране, то станет ясно, что из-за чрезвычайно низкого к. п. д. паровоза на ветер выбрасываются тысячи тонн драгоценного топлива.

Вот почему при модернизации паровозов усилия конструкторов были направлены прежде всего на повышение их экономичности, так как даже самое незначительное, пусть на одну десятую процента, повышение к. п. д. паровоза в масштабе всей железнодорожной сети приобретает большое государственное значение.

Продолжая великое начинание своих соотечественников, знаменитых русских механиков Черепановых, наши паровозостроители шаг за шагом повышали мощность и экономичность паровоза.

Радикальное решение проблемы повышения к. п. д. было осуществлено в начале XX в., когда на паровозах был впервые применён перегретый пар. С тех пор было произведено немало конструктивных усовершенствований паровоза, повысивших его мощность. Однако добиться заметных результатов в повышении экономичности паровозов не удалось: со времени Черепановых мощность паровоза возросла больше чем в 100 раз, скорость увеличилась почти в 15 раз, а к. п. д. паровоза - только в 2 раза.

Чтобы понять, почему так трудно повысить к. п. д. паровоза, познакомимся с некоторыми сведениями о балансе тепловой энергии, затрачиваемой в нём.