Історія/3. Істрія науки та техніки

Олійник О.А.

Одеський національний політехнічний університет, Україна

До історії питання бестопочних парових котлів

В 1871 році в Одесі будо відкрито відділення Російського технічного товариства. Перші роки його діяльності не вирізнялись особливою активністю членів, але з приходом нових, ситуація докорінно змінилась. Так, в 1874 році до Товариства вступив молодий вчений, викладач Новоросійського університету – Валеріан Миколайович Лігін. Він одразу зарекомендував себе, як прогресивний науковець, людина з активною громадською позицією та талановитий організатор. І вже через рік йому запропонували керівництво механічним відділом. Лігін В.М. керував цим відділом до 1884 року, доки його не було обрано на посаду Голови Одеського Імператорського технічного товариства.[1, с. 45.]

Як голова Механічного відділу, Валеріан Миколайович дуже часто виступав з доповідями про важливі та актуальні винаходи свого часу. Так, на засіданні РТТ 13 лютого 1884, він виступив з доповіддю «Про бестопочні парові машини Гонігмана». [2, с. 4.]

В 1883 році власником аміачно-содової фабрики в Тревенберге, що біля Ахена, Моріцем Гонігманом було створено унікальний апарат. Він досяг найбільшого успіху у виробництві кальцинованої соди шляхом аміачного процесу. Моріц Гонігман вдало вирішив задачу насичення аміачного розсолу не в колонах, а в послідовно з'єднаних циліндричних резервуарах. Однак несприятливою відмінністю способу Гонігмана є періодичність процесу. Саме на основі свого виробництва та унікального метода було створено його винахід.

Давно відомий факт, що водні розчини деяких з’єднань (наприклад, кухонної солі, хлористого кальцію, їдкого калію, їдкого натрію та інші), розчини, точка кипіння яких перевищує точку кипіння чистої води, приходять в контакт з парами води, здатні нагріватись не тільки до температури цих парів, але і до більш високої температури, що відповідає точці кипіння розчину. Знаючи про ці можливості, Гонігман поставив собі завдання утилізувати цю теплоту, що без користі губляться в звичайних парових машинах. Його парова машина відтворює замкнений цикл на основі фізичного та хімічного процесів, де теплота відпрацьованого пару віддається лужному розчину та вживається на користь машини.

В концентрованому розчині їдкого натру водяній пар продовжує поглинатись весь без залишку майже до досягнення точки кипіння розчину. Гонігман пропускав через такий розчин м’ятий (відпрацьований) пар парової машини і , зібраною таким чином теплотою, користувався для отримання нових водяних парів. Котрі поступали в машину та приводили її до дії. Водяний пар таким чином утворював замкнений цикл змін, при котрому утилізувалась на роботу та подолання неминучих та в шкідливих спротивів вся його явна та прихована теплота. – Це складало фізичну сторону процесу.

Хімічний процес складався з утворення гідрату при поступовому розрідженні лужного розчину. Саме цей процес лежить в основі ефективності принципу дії машини. Дослідження проведені з машинами Гонігмана показали, що при використанні розчину їдкого натрію, температура обох рідин не тільки не падає, але й через деякий час і підвищується. Це відбувається при розрідженні лужного розчину і вивільнюється нова кількість тепла. Таким чином хімічний процес приходить на допомогу фізичному, підпитуючи резервуар теплоти в розчині і збільшуючи час роботи машини.

Сама машина складається з двох циліндричних сосудів, один з яких оточує інший. Зовнішній сосуд призначений для розчину їдкого натрію і не підлягає ніякому тиску. Занурений в нього другий резервуар – це паровий котел. Водяний пар виходить через трубку з котла в парову машину. Парова трубка з м’ятим паром входить в натронний сосуд і проходить по дну, тут трубка має кілька отворів, через які розчин і насичується парою. Розчин нагрівається в наслідок хімічної реакції і віддає своє тепло паровому котлу – утворюється новий пар, що і далі рухає машину – цикл повторюється. [3, с. 2-4.]

Машина працює на концентрованому лужному розчині, доки розчин не розріджується до 50%. Продовжити роботу машини можна додаванням сухого їдкого натрію, або випарюванням вже існуючого розрідженого розчину.

В своїй доповіді Лігін В.М. докладно розглянув конструкцію машини, привів (у вигляді таблиці) данні про ефективність винаходу при різній концентрації лужного розчину. Також Валеріан Миколайович наголосив на економічній спроможності даного винаходу. В результаті випарювання їдкий натрій майже не втрачається, але сам процес дуже швидко зношує ємності для випарювання. Можливо, саме останній факт виявився вирішальним і винахід не набув розповсюдження, хоча на 1874 рік був дійсно інноваційним.

Література:

1. Некролог. В.Н. Лигин.// Записки Одесского Отделения Императорского Русского Технического общества. – В. 1., 1900. – с. 44-49.

2. Отчет о деятельности Одесского Отделения Императорского Русского Технического общества за 1884 г. с краткими рефератами сделанных в отделении докладов. – Одесса, 1885. – с. 18.

3. Лигин В.Н. О безтопочных паровых машинах Гонигмана. – Одесса, 1884. – с. 4.