Regulator odśrodkowy obrotów - Polski Serwis Naukowy

Wizerunek regulatora Watta na gmachu ZUT w Szczecinie

Schemat regulatora Watta

Odśrodkowy regulator obrotów – urządzenie automatyczne, wykorzystujące siłę odśrodkową do stabilizacji obrotów przez dławienie za pomocą przepustnicy dopływu pary w maszynie parowej. Zastosowany pierwszy raz w 1788 przez Jamesa Watta.

Koło zębate – element czynny przekładni zębatej oraz element innych mechanizmów takich jak sprzęgło zębate, połączenia wielowpustowe, pompa zębata i innych.

Siła odśrodkowa w fizyce – jedna z sił bezwładności występująca w obracających się układach odniesienia. Układy takie zalicza się do układów nieinercjalnych.

W maszynie parowej istniał problem sterowania mocą. Trudne było utrzymywanie stałej prędkości obrotowej, przy zmieniającej się odbieranej mocy. Regulator Watta samoczynnie zmniejszał lub zwiększał dopływ pary utrzymując stałą prędkość obrotową.

Jeśli maszyna jest w spoczynku to ciężarki (kulki) są na samym dole, a przepustnica jest maksymalnie otwarta. Jeśli otworzymy dopływ pary to maszyna parowa zacznie pracować. Obracające się koło maszyny parowej połączone jest z regulatorem obrotów - kulki zaczynają się obracać. Na kulki regulatora działają dwie siły. Siła grawitacji przyciągająca kulki pionowo w dół oraz siła odśrodkowa odciągająca kulki na zewnątrz, co przy takiej konstrukcji regulatora powoduje unoszenie się kulek ku górze. Unoszące się kulki powodowały zamykanie się przepustnicy, a to skutkowało mniejszą ilością pary dostarczanej do maszyny parowej. Maszyna zwalniała, malała więc siła odśrodkowa, kulki opadały w dół więc przepustnica się otwierała i tym samym dostarczała więcej pary do maszyny.

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie (ZUT) – publiczna uczelnia akademicka powstała 1 stycznia 2009 roku w Szczecinie z połączenia Akademii Rolniczej w Szczecinie i Politechniki Szczecińskiej. Pierwszym rektorem Uniwersytetu został profesor Włodzimierz Kiernożycki, do tej pory pełniący funkcję rektora Politechniki Szczecińskiej. Uniwersytet posiada 10 wydziałów z 47 kierunkami. Uczelnia zatrudnia 2,3 tys. pracowników, a studiuje na niej ok. 15 tys. studentów . Według ogólnoświatowego rankingu szkół wyższych Webometrics Ranking of World Universities opracowanego przez hiszpański instytut Consejo Superior de Investigaciones Científicas uczelnia zajmuje 9. miejsce w Polsce wśród uczelni technicznych, a w świecie 1693. pośród wszystkich typów uczelni.

Sterowanie (regulacja) polega na takim oddziaływaniu na obiekt sterowania, za pomocą sygnałów wejściowych, aby jego sygnały wyjściowe osiągnęły pożądaną wartość.

W zależności od dobranych wielkości maszyny, regulatora, dopływu pary i obciążenia maszyna parowa mogła rytmicznie oscylować wokół pewnej prędkości obrotowej lub jeśli parametry były dobrze dobrane ustalała się jedna stała prędkość.

Regulator pokazany na rysunku jest regulatorem tylko grawitacyjnym, to znaczy przy jego pomocy można było uzyskać tylko jedną prędkość obrotową maszyny. Aby zmienić tę prędkość należało zatrzymać maszynę i wymienić kulki na lżejsze (niższa prędkość obrotowa) lub cięższe (wyższa prędkość obrotowa). Późniejsze regulatory posiadały w swojej budowie dodatkowo sprężynę z regulacja napięcia. W ten sposób do dwóch sposobów regulacji prędkości obrotowej opisanych powyżej doszła trzecia - dużo prostsza i szybsza.

Przepustnica - element układu zasilania silników spalinowych, parowych oraz urządzeń pneumatycznych służący do regulacji dopływu czynnika roboczego do urządzenia.

Urządzenie jest to przedmiot umożliwiający wykonanie określonego procesu, często stanowiący zespół połączonych ze sobą części stanowiących funkcjonalną całość, służący do określonych celów, np. do przetwarzania energii, wykonywania określonej pracy mechanicznej, przetwarzania informacji, mający określoną formę budowy w zależności od spełniających parametrów pracy i celu przeznaczenia.

Ciekawostka

Nad wejściem głównym do dawnej Wyższej Szkoły Budowy Maszyn (obecnie ZUT) w Szczecinie zachował się wizerunek regulatora Watta na tle koła zębatego - co dowodzi jak ważną rolę w mechanice odgrywały oba te elementy na początku XX w. (to jest w okresie budowy gmachu).

Para wodna - stan gazowy wody. Jako prawie czysty gaz, występuje w naturze w gejzerach, w gorących jaskiniach, jest wyrzucana z podziemi, jest wytwarzana i używana w technice oraz w gospodarstwie domowym. Jest też składnikiem powietrza atmosferycznego, jej zawartość w powietrzu zmienia się.

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Regulator odśrodkowy obrotów