Otec parných turbín


Otec parných turbín

Slovensko je rodiskom mnohých významných osobností vedy a techniky, ktorých objavy a vynálezy využívajú milióny ľudí po celom svete. Jedným z nich je Aurel Stodola, ktorého 160. výročie narodenia si tento rok pripomíname.

Vo svojej činnosti sa zameriaval na oblasť teórie automatickej regulácie strojov, položil vedecké základy projekcie stavby parných a spaľovacích turbín.

Liptovskomikulášsky garbiar Ondrej Stodola spolu s manželkou Annou vychovali štyroch synov, z ktorých najslávnejším sa stal ich druhorodený syn Aurel. Práve jeho historici právom označujú za otca parných turbín, pretože položil vedecké základy projekcie a stavby parných a spaľovacích turbín. O jeho výnimočnosti svedčí aj skutočnosť, že v internetovom vyhľadávači je vyše 32 000 odkazov spojených s jeho menom.

Túžba po vedomostiach

Aurel Bohuslav Stodola (11. 5. 1859 – 25. 12. 1942) získal základné vzdelanie v Liptovskom Mikuláši, na nemeckej reálke v Levoči a na Vyššej štátnej reálke v Košiciach absolvoval stredoškolské štúdium. Po maturite v Košiciach sa v roku 1877 rozhodol pre štúdium techniky v Budapešti, odkiaľ v roku 1878 odišiel študovať na Technickú vysokú školu v Zürichu (Eidgenossische technische Hochschule).
Táto škola mala už od čias svojho vzniku v roku 1855 medzinárodný charakter. Pôsobili tu Nemci, Angličania, Američania, profesori z vtedajšieho cárskeho Ruska, z Rakúsko-Uhorska. Aj zloženie študentov bolo medzinárodné – keď prišiel Aurel Stodola do Zürichu, viac ako polovica študentov techniky bola zo zahraničia. V Zürichu študoval Stodola metafyziku, logiku, psychológiu, geometriu a súčasne navštevoval prednášky z angličtiny a francúzštiny. Keďže odmala ho rodičia viedli aj k hudbe a výborne vedel hrať na klavíri, hral aj v študentskom orchestri.

V rokoch 1881 – 1883 pracoval v Strojárňach štátnych uhorských železníc v Budapešti, ale v roku 1883 opäť pokračoval v štúdiu na Vysokej škole technickej v berlínskom Charlottenburgu, kde sa zameral na štúdium fyziky a národného hospodárstva. V roku 1884 prešiel do Paríža, kde opäť popri zamestnaní vo firme Hermann-Lachapelle študoval na parížskej Sorbonne, kde aj svoje štúdiá ukončil.

Rýchly rast v Rustonke

Po dvojročnej pomoci (1884 – 1886) pri obnove a modernizácii otcovej továrne v Liptovskom Mikuláši, ktorú zničil požiar, sa mladý inžinier zamestnal ako konštruktér vo firme Ruston a spol. v Prahe, ktorá bola všeobecne známa pod ľudovým názvom Rustonka. Išlo o jeden z prvých strojárenských podnikov v Prahe, ktorý v roku 1832 založili britskí podnikatelia bratia Thomasovci ako továreň na parné stroje. Tá v roku 1850 prešla do majetku významného britského podnikateľa Josepha Rustona, ktorého priezvisko potom dalo firme jej trvalý názov.

Joseph Ruston bol britský lodný staviteľ a podnikateľ v riečnej plavbe, prevádzkoval Pražskú paroplavebnú spoločnosť. Jeho firma vtedy vyrábala na mnohých miestach v Európe najmä rôzne strojné zariadenia a diely pre riečne aj zaoceánske lode určená lodiarom v Rakúsku a v Nemecku. V Prahe sa stavali najmä riečne plavidlá, zväčša parníky, no vyrábali sa tu aj parné stroje určené nielen pre paroplavbu.

V Rustonke sa Aurel Stodola vypracoval na vynikajúceho technika a konštruktéra, pričom sa zdokonalil aj v technickom kreslení. Nadriadení si veľmi rýchlo všimli Stodolove schopnosti a začali mu zverovať stavbu strojov. Ako konštruktér robil výpočty parných strojov, vodných turbín a kompresorov. Ani nie po roku pôsobenia v Rustonke sa stal hlavným inžinierom v sekcii parných strojov, piestových čerpadiel a dúchadiel.

Z početných strojných zariadení konštruovaných v Rustonke sa so Stodolovým menom spája najmä čerpadlo pre Javorno systému Corliss-Compound, parné stroje pre firmu Bedřich Kubinský v Beroune či strojné zariadenie pre vodáreň v Linci. Vypracoval aj návrh parníka Cisárovná Mária Terézia, ktorý premával na hladine Bodamského jazera.

Zemská jubilejná výstava v Prahe v roku 1891 predstavila veľkolepú prehliadku vtedajšieho strojárenstva. Vo viacerých pavilónoch bolo umiestnených celkovo šesťdesiat parných strojov rôznych systémov, z ktorých väčšinu predstavili návštevníkom za chodu. Niektoré z nich vyvinul a postavil tím pod vedením Aurela Stodolu.

Areál Rustonky v roku 1900, foto wikipédia

Láska zvaná turbína

Devätnáste storočie bolo storočím pary. Bol to však práve slovenský rodák Aurel Stodola, ktorý stál pri zrode novej generácie rotačných tepelných strojov – parných a plynových turbín, čo znamenalo koniec parnému stroju dominujúcemu v 19. storočí. Aurel Stodola totiž veľmi rýchlo pochopil, že piestové parné stroje musia nahradiť oveľa výkonnejšie motory – parné turbíny. Aj keď sa tento slovenský vedec označuje za otca parných turbín, nebol ich vynálezcom, ale bol konštruktérom prvého tepelného čerpadla na svete. Len mimochodom – ním zostrojené tepelné čerpadlo z roku 1928 doteraz pracuje vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody z jazera (ide o uzavretý kruh).

Aurel Stodola sa dokonale oboznámil s projektom rovnotlakovej parnej turbíny, ktorú si v roku 1883 patentoval švédsky inžinier Gustaf de Laval (1845 – 1913). Len o rok neskôr skonštruoval britsko-írsky vynálezca a technik Charles Algernon Parsons (1854 – 1931) pretlakovú, viacstupňovú turbínu, ktorá bola už lepšie použiteľná v praxi.

Plynová turbína je tepelný stroj, ktorý transformuje tepelnú energiu plynov na mechanickú prácu. Do plynovej turbíny sú privedené pracovnou látkou ohriate plyny alebo spaliny vznikajúce v iných strojoch. Plyny pri prechode turbínou odvádzajú svoju kinetickú energiu jej lopatkám. Parná turbína je klasickým typom plynovej turbíny pre veľké výkony, ktorá sa využíva ako pohon generátorov v jadrových a tepelných elektrárňach.

Aurel Stodola vypracoval teóriu prúdenia pár, navrhol najúčinnejšie trysky a lopatkovanie a začal snívať o turbíne s výkonom 60 MW, ktorá by nahradila 35 veľkých parných strojov.

Návrat do Zürichu

V roku 1892 dostal Aurel Stodola na odporúčanie svojho bývalého profesora H. Doerfla ponuku od predsedu školskej rady Vysokej škole technickej v Zürichu, ktorej bol sám absolvent, učiť na tejto vysokej škole. Hoci sa takáto možnosť neodmieta, tridsiatnik Stodola ju vážne zvažoval.

Mladý vedec napokon ponuku z Zürichu prijal a ešte v tom istom roku odišiel učiť na prestížnu zürišskú polytechniku. Zostal jej verný až do svojho dôchodku, teda celých 37 rokov, a to aj napriek iným výhodným či finančne lukratívnym ponukám z ôsmich európskych univerzít či viacerých strojárenských firiem.

Vo svojej činnosti sa zameriaval na oblasť teórie automatickej regulácie strojov, položil vedecké základy projekcie stavby parných a spaľovacích turbín. Pre paru vypočítal a aplikoval tzv. Mollierov entropický diagram, ktorý stále dopĺňal. Na poste vedúceho katedry stavby strojov sa venoval novému odboru parných turbín a plynových (spaľovacích) turbín. Predvídal nesmierny rozvoj a využitie týchto tepelných strojov tak presne, že jeho teoretické štúdie a matematické výpočty sú aktuálne doteraz.

 

Spracovala: redakcia časopisu Quark

Foto: wikipédia

Uverejnila: VČ

 

Viac o živote a vedeckom a technickom odkaze Aurela Stodolu, ako aj o iných zaujímavých témach, sa dočítate v časopise Quark (číslo 05/2019), ktorý nájdete v novinových stánkoch alebo si ho môžete predplatiť v elektronickej alebo papierovej verzii na www.quark.sk.

Súvisiace:

Hore
TVT 2019
Veda v Centre
Prechod VK na VND - jeseň
kúpa časopisov jún 2016
Publikácie Veda v CENTRE
TVT 2019
QUARK
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
V súčasnosti sa viac ako 10 % všetkej elektrickej energie stráca v prevodníkoch energie.
Zistite viac