Первые паровые двигатели: Наука и технологии — Ferra.ru

Содержание

Гаврилов С. В. Судовые энергетические установки. История развития. Стр. 109-144

%PDF-1.6 % 157 0 obj > endobj 159 0 obj >stream 2006-08-30T16:13:432019-03-14T11:09:12+12:002019-03-14T11:09:12+12:00Acrobat Distiller 3.0 for Windowsapplication/pdf

  • Гаврилов С. В. Судовые энергетические установки. История развития. Стр. 109-144
  • uuid:28f633a5-4a70-4f9b-a2ad-a485a5f001b5uuid:1ae1063c-5b55-40e6-96e6-7f91e3e43131 endstream endobj 47 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 48 0 obj > endobj 85 0 obj > endobj 127 0 obj > endobj 124 0 obj > endobj 128 0 obj > endobj 132 0 obj > endobj 135 0 obj > endobj 139 0 obj > endobj 142 0 obj > endobj 143 0 obj >stream P8DC4b0D»Hf.
    \6BͰ[email protected]

    Первые паровые машины . Иван Кулибин. Иван Ползунов. Ефим и Мирон Черепановы

    В мае 1826 г. Черепановы приступили к созданию на Выйской «фабрике» парового двигателя собственной конструкции. Он предназначался для откачки воды с Анатольевской шахты. Это была не первая паровая машина конструкции Черепанова. Прежде он сделал небольшую машину, которая «заменяла силу четырех лошадей». Одновременно Ефим Черепанов поставил вопрос о возможности постройки еще одной паровой машины. Он хотел строить их одну за другой. Демидов же осторожничал, он ответил, что о двух паровых машинах говорить еще рано – не был уверен, что этот механизм окажется достаточно выгодным. Тем временем работа над машиной, предназначенной для шахты, кипела. По рисункам и деревянным моделям Черепанова изготовлялись чугунные и железные детали. Черепанов-младший принимал участие в работе. Его выдающиеся способности были замечены заводовладельцем, который известил Ефима Черепанова, что собирается отправить Мирона в Петербург, а после и за границу.

    В столице Мирон пробыл с января по март 1827 г. Петербургская контора докладывала Демидову, что он приобрел дополнительные познания в различных областях техники. Однако вскоре Мирон был вынужден покинуть столицу (не смог поехать и за границу). Причиной стало ухудшающееся здоровье отца, который уже не мог один, без надежного и умелого помощника, справляться с монтажом паровой машины в специально построенном для нее каменном корпусе, а также с другими заданиями, которые продолжали давать ему и сам Демидов, и заводская администрация.

    К осени 1827 г. сооружение паровой машины завершалось, она, вероятно, могла бы быть построена значительно быстрее, если бы Черепанова не отвлекали другими поручениями, мешавшими ему сосредоточиться на главной задаче. Тем не менее успехи Ефима и Мирона Черепановых, похоже, начали убеждать Н. Н. Демидова в необходимости продолжать оснащение уральских заводов паровыми машинами. Впрочем, не только уральских. Он послал Ефиму Черепанову письмо, в котором спрашивал, сможет ли Мирон самостоятельно создать такую же машину на суконной фабрике в Завадовке, расположенной в окрестностях Одессы.

    Черепанов ответил, что сын может это сделать, однако выполняет столь значительную часть работы по сооружению паровых машин на нижнетагильских заводах, что, если уедет, Ефиму будет весьма затруднительно справляться одному. Черепанов предложил хозяину создать такую машину в Нижнем Тагиле и уже готовую отправить в Одессу. Он также справлялся, для каких именно работ Демидов предполагает использовать эту машину. Может, ему сгодилась бы и та, самая первая, заменявшая «силу четырех лошадей»? Демидов долго не отвечал, а потом, скорее всего по наущениям управляющих, отказался от мысли использовать паровой двигатель в суконном производстве, о чем и уведомил Черепанова.

    Испытания паровой машины Черепановых состоялось в декабре 1827 г. Они прошли успешно. К февралю 1828 г. машину соединили с насосной установкой шахты, и она вступила в эксплуатацию. Постройка Анатольевской машины стала выдающейся победой мастеров-самоучек, в совершенстве овладевших той самой наукой практической механики, которую, по убеждению Демидова и его приказчиков, они совершенно не знали. К сожалению, в архивах не удалось обнаружить изображения Анатольевской паровой машины, так же как и ее предшественниц – небольших черепановских машин 1820 и 1824 гг. Однако, судя по устным описаниям, она принципиально не отличалась от одной из последующих черепановских машин, чертеж которой сохранился в Государственном архиве Свердловской области (ГАСО). В архивных документах разных лет мощность Анатольевской машины оценивается по-разному – в 20 и 30 лошадиных сил. В любом случае это уже был довольно мощный агрегат, особенно если учесть, что самые первые паровые машины «заменяли 4 лошадей». Черепановские недоброжелатели, правда, и тут нашлись – они попытались убедить начальство в том, что машина Черепанова «съедает» слишком много дров. Однако их коварный замысел разбился вдребезги, потому что на самом деле потребление топлива было очень умеренным. Зная недоверчивость своего хозяина, Черепанов решил сослаться на авторитеты. В письме от 13 апреля 1828 г. Е. А. Черепанов, отметив, что Анатольевская машина «действовала в продолжении 7 недель безостановочно и без малейшей поправки», сообщал: «Во время ее действия находился в заводах ваших начальник Богословских заводов, любопытствуя видеть оную и ее действие, изволил осматривать и нашел сию машину очень полезною для рудников».

    Сослался Черепанов также на положительный отзыв о машине «начальника Екатеринбургских горных заводов», который, узнав об Анатольевской машине, прислал своих специалистов для осмотра черепановского детища, и те остались довольны увиденным. Опираясь на эти мнения, Ефим Черепанов пишет Демидову: «Из сего изволите усмотреть, что полезные устройства, облегчая силы трудящихся, вместе обращают внимание на себя соседственных заводчиков и увеличивают славу заводов». Т. е. Черепанову приходилось постоянно убеждать заводовладельца в полезности своих изобретений – тот взял за правило вечно и совершенно безосновательно в ней сомневаться.

    Не только «соседственные заводчики» наведывались поглазеть на черепановскую машину, в Нижний Тагил наезжали и ученые мужи. Так, в 1828 г. на Урале побывал А. Я. Купфер, член Петербургской академии наук и профессор Института путей сообщения. Пять лет спустя Купфер выпустил в Париже книгу «Путешествие по Уралу». Описывая нижнетагильские заводы, он отмечал, что там начинается применение паровых машин.

    При этом никаких упоминаний о Черепанове в книге нет. Купфер назвал его «одним сибирским механиком». Что, впрочем, неудивительно – сведения о машине Купферу предоставили заводоуправления, те самые «правящие господа», которые всегда терпеть не могли Черепанова и завидовали ему. Также с профессором общался новый заводовладелец Павел Николаевич Демидов, который, по-видимому, тоже не счел нужным упомянуть имя строителя паровой машины.

    Паровые двигатели и их применение

    Паровые двигатели и их применение

    Подробности
    Просмотров: 513

    Паровые машины

    Герон Александрийский часто использовал энергию пара в своих изобретениях: для реализации раздвижных автоматических дверей в храмах, двигающих руками статуй богов и так далее. Он оставил много чертежей, по которым можно собрать реально действующие механизмы ……… читать

    Паровые машины Томаса Ньюкомена и Джеймса Уатта

    В 1705 году механик Томас Ньюкомен получил патент на изобретенную им тепловую машину. Паровой насос Ньюкомена начали использовать в Англии для откачки воды из шахт. Главной деталью его был поршень, уравновешенный грузом и двигавшийся в большом вертикальном цилиндре ……… читать

    Паровой двигатель И. Ползунова

    Впервые в мире машина работала без использования энергии воды. Однако это была всё ещё пароатмосферная машина, то есть пар использовался только для подъема поршня, который опускался под влиянием атмосферного давления. Машина эта могла быть использована для любых работ ……… читать

    Паровые автомобили. Паровые дилижансы

    Англичанин Ричард Трейвисик в 1801 году представил на суд публике «Пыхтящего Дьявола» — первый компактный паровой автомобиль, предназначенный для перевозки людей, а два года спустя — более удачный «Лондонский паровой экипаж». Скорость передвижения достигала 15 км/час ……… читать

    Паровой трактор и паровые кареты

    В 1822 году Давид Гордон взял патент на изобретенный им паровой трактор. Установленная в больших барабанах диаметром 2,7 м паровая машина через зубчатые колеса приводила барабаны во вращение. Впереди была приспособлена двухколесная тележка для управления трактором ……… читать

    Самолеты с паровым двигателем

    В середине XIX столетия француз Феликс де Тампль построил первый самолет с паровым двигателем. Установленная на самолете паровая машина имела два качающихся цилиндра, штоки которых соединялись с валом пропеллера, и трубчатый котел конструкции де Тампля ……… читать

    Самолеты с паровым двигателем (продолжение)

    В 1845 г. Уильям Хенсон совместно с механиком Д.Стрингфеллоу построил новую модель саолета с паровым двигателем. Этот летательный аппарат был значительно больше модели 1842-1843 гг. Эта модель имела размах крыльев — 6,1 м, взлетный вес ее составлял около 12 кг ……… читать

    Первые пароходы

    Началом применения паровых двигателей «на воде» был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировал первую лодку с паровым двигателем и гребными колесами. После испытания ее сломали лодочники, испугавшиеся конкуренции. Через 30 лет англичанин Джонатан Халлс изобрел паровой буксир ……… читать

    Титаник. Первые военные пароходы. Паровые подводные лодки

    Первый военный пароход был построен в США по проекту Р. Фултона в 1815г. Он предназначался для охраны акватории Нью-Йоркского порта и представлял из себя батарейный катемаран. Военные моряки называли его паровым фрегатом, однако Р. Фултон предпочитал называть его паровой батареей ……… читать

    Первые паровозы

    У Ричарда Трейвисика возникла идея поставить паровой автомобиль на рельсы. В 1804 году в Англии был создан первый паровоз — транспортное рельсовое средство, использующее в качестве двигателя паровую машину. Основные составные части паровоза: паровой котёл, паровая машина и тендер для топлива и воды ……… читать

    Паровоз Черепановых

    Всего Черепановыми было построено около 20 паровых машин для заводских и транспортных нужд мощностью от 2 до 60 лошадиных сил. Причем первая паровая машина была создана Е.А. Черепановым совершенно самостоятельно еще в 1820 году, т.е. до его поездки за границу ……… читать

    Боевая паровая сухопутная техника

    Изобретатель Николя Жозеф Куньо в 1770 году создал паровой тягач для транспортировки тяжелых орудий. Это была телега с установленным на ней паровым котлом. Котел имел топку, и огонь не приходилось разводить на земле, как в предшествующей модели ……… читать

    Паровая турбина

    В 1629 году Джованни Бранки была создана паровая турбина, где потенциальная энергия пара преобразовывалась в кинетическую и совершала работу. Здесь струя пара приводила в движение колесо с лопатками, напоминающее колесо водяной мельницы. Но первые турбины не могли создать высокое давление ……… читать

    Паровые велосипеды — первые мотоциклы

    C чего началась история мотоцикла? С того момента, когда люди устали крутить педали у велосипеда и попробовали установить на нем двигатель. Иенно так и появились велосипеды с паровыми двигателями, которые уже можно было назвать первыми мотоциклами ……… читать

    Паровые роботы

    В 1876 году Фрэнк Рид строит свою улучшенную версию Парового Человека — Steam Man Mark I. Второй «паровозочеловек» стал на пол метра выше (3,65 метра), получил фары вместо глаз, а пепел от сгоревших дров высыпался на землю через специальные каналы в ногах ……… читать

    Мастер паропанка

    Перед вами необычные робототехнические игрушки — миниатюрные модели танков, лодки, шагающего робота, робота-краба и других устройств, оснащенных паровыми котлами. Главная составная часть этих моделей — паровой котел. Вырабатываемый пар толкает поршни и обеспечивает вращательное движение ……… читать

    Паровые игрушки

    «Век пара» давно уже прошел, но и сегодня вы можете наяву посмотреть и попробовать в работе различные устройства с паровым двигателем. На этот раз это будут игрушечные действующие копии, которые можно приобрести в магазинах . …….. читать

    Первые пароходы. Паровые двигатели :: Класс!ная физика

    Началом применения паровых двигателей «на воде» был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировал первую лодку с паровым двигателем и гребными колесами. Предположительно после успешного испытания ее сломали лодочники, испугавшиеся конкуренции.

    Через 30 лет англичанин Джонатан Халлс изобрел паровой буксир. Э ксперимент закончился неудачно: двигатель оказался тяжелым и буксир затонул.

    В 1802 году шотландец Уильям Саймингтон продемонстрировал пароход «Шарлотта Дундас».


    Широкое использование паровых машин на судах началось в 1807 году с рейсов пассажирского парохода «Клермонт», построенного американцем Робертом Фултоном. С 1790-х годов Фултон занялся проблемой использования пара для приведения в движение кораблей. В 1809 году Фултон запатентовал конструкцию «Клермонта» и вошел в историю как изобретатель парохода. Газеты писали, что многие лодочники в ужасе закрывали глаза, когда «чудовище Фултона», изрыгающее огонь и дым, двигалось по Гудзону против ветра и течения.

    «Клермонт»

    Уже через десять-пятнадцать лет после изобретения Р. Фултона пароходы серьезно потеснили парусные суда. В 1813 г. в Питтсбурге в США заработали два завода по производству паровых двигателей. Через год к Нью-Орлеанскому порту было приписано 20 пароходов, а в 1835 г. на Mиссисипи и ее притоках работало уже 1200 пароходов.

    Речной пароход США (1810-1830гг.)

    К 1815 г. в Англии на р. Клайд (Глазго) работало уже 10 пароходов и семь или восемь на р. Темзе. В том же году был построен первый морской пароход «Argyle», который выполнил переход из Глазго в Лондон. В 1816 г. пароход «Majestic» выполнил первые рейсы Брайтон — Гавр и Дувр — Кале, после чего начинали открываться регулярные морские паровые линии между Великобитанией, Ирландией, Францией и Голландией.

    Первое паровое судно Европы «Comet» 1812г.

    В 1813 г. Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. Однако в России пароходов Фултон не создал. В 1815 г. он скончался, а в 1816 г. выданная ему привилегия была аннулирована.

    Начало 19 века и в России отмечается строительством первых судов с паровыми машинами. В 1815 году владельцем механико-литейного завода в Петербурге Карлом Бердом был построен первый колесный пароход «Елизавета». На деревянную «тихвинку» была установлена изготовленная на заводе паровая машина Уатта мощностью 4 л. с. и паровой котел, приводившие в действие бортовые колеса. Машина делала 40 оборотов в минуту. После успешных испытаний на Неве и перехода из Петербурга в Кронштадт пароход совершал рейсы на линии Петербург — Кронштадт. Этот путь пароход проходил за 5 ч 20 мин со средней скоростью около 9,3 км/ч.

    Российский пароход завода Берда.
    Началось строительство пароходов и на других реках России.

    Первый пароход в Волжском бассейне появился на Каме в июне 1816 г. Его построил Пожвинский чугунолитейный и железоделательный завод В. А. Всеволожского. Имея мощность 24 л. с., пароход совершил несколько опытных рейсов по Каме.

    К 20-м годам 19 века в Черноморском бассейне был всего лишь один пароход — «Везувий», не считая примитивного парохода «Пчелка» мощностью 25 л.с., построенного киевскими крепостными крестьянами, который через два года был проведен через пороги в Херсон, откуда и совершал рейсы до Николаева.

    Крупный сибирский золотопромышленник Мясников,. получивший привилегию на организацию пароходства по оз. Байкал и рекам Оби, Тоболу, Иртышу, Енисею, Лене и их притокам, в марте 1843г. спустил на воду пароход “Император Николай I” мощностью 32 л. с., который в 1844 г. был выведен на Байкал. Вслед за ним был заложен и в 1844 г. закончен постройкой второй пароход мощностью 50 л. с., получивший название “Наследник Цесаревич”, который также был переведен на оз. Байкал, где оба парохода и использовались на перевозках.

    В 40-50-е годы 19века пароходы стали регулярно ходить по Неве, Волге, Днепру и другим рекам. К 1850 г. в России было около 100 пароходов.

    В 1819 американское парусное почтовое судно «Саванна», дооборудованное паровой машиной и съемными бортовыми колесами вышло из г. Саванна США на Ливерпуль и совершило переход через Атлантику за 24 дня. В качестве двигателя на «Саванне» использовалась одноцилиндровая паровая машина низкого давления, простого действия. Мощность машины составляла 72 л.с., скорость при работе двигателя — 6 узлов (9 км/час). Двигателем пароход ьпользовался не более 85 часов и только в пределах прибрежной зоны.

    «Саванна»

    Рейс «Саванны» проводился для оценки необходимых запасов топлива на океанских маршрутах, т.к. сторонники парусного флота утверждали, что ни один пароход не сможет вместить достаточно количество угля для перехода через Атлантику. После возвращения судна в Соединенные Штаты паровой двигатель был демонтирован, а судно до 1822 г. использовалось на линии Нью-Йорк — Саванна

    В 1825 г. английский колесный пароход «Энтерпрайз», используя паруса при попутном ветре, выполнил рейс к Индии.

    Самый большой колесный пароход в истории флота «Великий восток»

    Первый рейс вокруг Европы совершил в 1830-1831 гг. небольшой русский пароход «Нева». Выйдя 17 августа 1830 года из Кронштадта, «Нева» прибыла в Одессу 4 марта 1831 г., затратив на рейс 199 суток. Длительность рейса объяснялась продолжительными стоянками в портах из-за сильных зимних штормов.

    Легендарный гигант «Титаник»:

    В котельных помещениях судна было установлено 29 паровых котлов — каждый весом в 100 тонн, которые разогревались жаром 162 топок. Угольные печи разогревали воду в котлах, чтобы получить пар. Затем пар подавался на поршневые двигатели. Как только пар попадал в один из четырех цилиндров двигателя, вырабатывалось необходимое усилие для вращения одного из гребных винтов. Лишний или потеряный пар конденсировался в испарителях и полученная вода могла быть возвращена в котлы для повторного нагревания. Изменение количества пара, поданного надвигатели управляло скоростью судна. Дым от топок и выхлопы двигателей выбрасывались через 3 первых трубы. Четвертая труба была фальшивой и использовалась для вентиляции. На «Титанике» все соответствовало последнему слову техники того времени.

    Первый военный пароход был построен в США по проекту Р. Фултона в 1815г. Он предназначался для охраны акватории Нью-Йоркского порта и представлял из себя батарейный катемаран. Военные моряки называли его паровым фрегатом, однако Р. Фултон предпочитал называть его паровой батареей и дал ему имя «Demologos» («Глас народа»). В 1829 г. пароход взорвался на рейде Нью-Йорка из-за неосторожного обращения матросов с огнем. В России первый пароходофрегат «Богатырь», ставший предтечей крейсеров, был построен в 1836 г.

    Колесный пароходофрегат «Тамань» 1849г.

    Лучшие образцы паровых машин 1870-х годов, предназначенных для нужд военно-морского флота, весили около 20 кг/л.с, а братьям Хересгофф в США удалось создать двигатель мощностью 4 л.с, вес которого вместе с котлом составлял всего 22,65 кг.

    Применение паровой машины на подводной лодке откладывалось в течение многих лет. Главной проблемой была подача воздуха для сжигания топлива в топке парового котла при нахождении лодки в подводном положении, т.к. при работе машины расходовалось топливо и изменялась масса подводной лодки, а она должна быть постоянно готовой к погружению. Несмотря на препятствия в истории изобретательства подводных кораблей было много попыток построить подводную лодку, снабженную паровым двигателем.

    Проект подводной лодки с паровой машиной первым разработал в 1795 г. французский революционер Арман Мезьер, но ему не удалось осуществить его.

    В 1815 году Роберт Фултон построил в Нью-Йорке большое подводное судно, снабженное мощной паровой турбиной, длиной восемьдесят футов и шириной двадцать два фута с экипажем в 100 человек. Однако Фултон умер до того, как «Mute» был спущен на воду, и эта подводная лодка пошла на слом.

    Построить подводный корабль удалось в 1846 г. соотечественнику Армана Мезьера доктору Просперу Пейерну. В подлодке, названной «Гидростатом», пар к машине поступал от котла, в герметически закрытой топке которого сжигались специально приготовленное топливо — спрессованные брикеты селитры с углем, при горении выделявшие необходимый для горения кислород. Одновременно в топку подавалась вода. Водяной пар и продукты сгорания топлива направлялись в паровую машину, откуда, совершив работу, отводились за борт через невозвратный клапан. Однако и этот проект оказался неудачным.

    Неудача Пейерна не отпугнула последователей. Уже в 1851 г. американец Лоднер Филиппс построил ПЛ с паровой машинной установкой. Но довести дело до конца изобретатель не успел. При одном из погружений на озере Эри ПЛ превысила допустимую глубину и была раздавлена, похоронив на дне озера экипаж вместе с Филиппсом.

    Летом 1866 г. была создана подводная лодка талантливого русского изобретателя И. Ф. Александровского. Она испытывалась в течение нескольких лет в Кронштадте. Было вынесено решение о ее непригодности ее для военных целей и нецелесообразности проведения дальнейших работ по устранению недостатков.


    Другие страницы по теме « Паровые двигатели »


    Паровые двигатели
    Паровой двигатель И. Ползунова
    Паровые автомобили
    Паровые самолеты
    Пароходы
    Паровозы
    Боевая паровая техника
    Паровая турбина
    Паровые велосипеды
    Паровые роботы
    Мастер паропанка
    Паровые игрушки
    Паровоз Черепановых

    Появление первых паровых машин на флоте

    Если обратиться к истории создания паровых двигателей, то наверняка покажется, что пароходы сильно затянули со своим появлением на свет Божий.

    Первым догадался использовать силу пара Архимед, создав паровую пушку — архитронито. Римские корабли испытали на себе мощь этого орудия еще в 215-212 гг. до н. э. — при осаде Сиракуз.

    Применить же движущую силу пара для кораблей впервые попытались во Франции. Еще в 1707 г. изобретатель Папен установил паровую машину на лодку, ходившую по реке Везер. Семьдесят лет спустя в Лионе было построено 45-метровое судно «Пироскаф». На глазах очевидцев оно поднялось вверх по реке, сумев пройти значительный отрезок пути против течения. Следующую попытку предприняли американцы.

    В 1787 г, изобретатель Джон Фитч построил паровую лодку под названием «Эксперимент». Она могла развивать скорость в 6,5 узла. В движение это судно приводила паровая машина, двигавшая тремя веслами, похожими на утиные лапы. Лодка совершала регулярные рейсы вверх и вниз по реке Делавэр, но пассажиры ее побаивались.

     

    Паровая лодка «Эксперимент» Дж. Фитча

    Первый пароход появился в Англии в 1788 г. У него было целых два корпуса, между которыми находилась пара гребных колес. Скорость его была сравнительно невелика — всего 5 узлов. Настоящий пароход с кормовым гребным колесом англичане построили только через четыре года. Его назвали «Шарлотта Дандас». Это судно длиной 17 м с мощной энергетической установкой в 12 лошадиных сил (л. с.) можно считать первым в истории судостроения буксиром. Своим официальным признанием паровое судоходство во многом обязано американцу Роберту Фултону — изобретателю и коммерсанту. Он первым понял, как обеспечить нормальное взаимодействие корпуса, машины и гребных колес.
    В 1802 г. Фултон предложил императору Наполеону проект паровых судов, которые могли бы перебросить пассажиров на территорию Англии. Но Наполеон не оценил по достоинству предложение изобретателя.

    Однако Фултон не пал духом и при финансовой поддержке друзей построил пароход «Клермонт». На нем он установил универсальную паровую машину Уатта. Правда, машина была маломощной, и скорость у корабля была всего 4,6 узла.

     

    Пароход «Клермонт» — первый пароход от Роберта Фултона

    В сентябре 1807 г. «Клермонт» отправился в свой первый коммерческий рейс по реке Гудзон, положив начало регулярно действовавшей пассажирской линии Нью-Йорк — Олбани. О пароходах как о судах, пригодных для морских плаваний, заговорили в 1809 г., когда паровое судно «Феникс» проделало путь от Нью-Йорка до Филадельфии.

    Первым пароходом, которому удалось пересечь Атлантику, была «Саванна». В 1819 г. она совершила 24-дневный рейс из Нью-Йорка в Ливерпуль. Но окончательно освоить трансокеанские линии пароходам удалось лишь через 30 лет после круиза «Феникса», и только благодаря дальнейшему усовершенствованию паровой энергетической установки.

    Не полагаясь полностью на паровую машину, некоторые корабелы оставляли на пароходах паруса. Прошло почти 50 лет, пока пароходам удалось потеснить парусные суда. Благодаря экономичной паровой машине они стали развивать хорошую скорость, кроме прочего им все реже приходилось заходить в порты, чтобы пополнить запасы угля. В 1881 г. пароход «Абердин» совершил переход из Англии в Австралию, затратив лишь 42 дня. Еще через пять лет общий тоннаж пароходов, ходивших на трансокеанских линиях, сравнялся с тоннажем торговых парусников.

    В России, как и в других морских державах, к появлению паровых судов сначала отнеслись с недоверием. Многие научные открытия русских ученых, способные сделать переворот в судостроении, зачастую «клали на полку». Талантливый русский механик И. П. Кулибин еще в 1782 г. создал «водоходное» судно с гидравлическим двигателем. Академик Б. С. Якоби в 1834 г. изобрел электродвигатель, а через четыре года опробовал его для привода судна. Правительство не сделало ничего, чтобы внедрить оригинальную новинку в промышленность. То же произошло и со многими другими изобретениями. И все-таки в первой половине XIX в. паровые суда появились и в России.

     

    «Водоходное» судно И. П. Кулибина

    Первый рейс парохода из Санкт-Петербурга в Кронштадт состоялся 3 ноября 1815 г. Весь путь паровой бот проделал за 5 часов 22 минуты со средней скоростью 9,3 км/ч. Длина судна равнялась 18,29 м, ширина — 4,57 м, осадка — 0,61 м. Гребные колеса диаметром около 2,5 м имели шесть длинных лопастей, закрепленных на спицах. Создателем первого русского парохода был К. Берд, владелец механико-литейного завода на Галерном острове.

    Первый паровой буксир «Скорый» спустили на воду в 1818 г. Через три года Николаевское адмиралтейство построило черноморский пароход «Везувий». Эти суда стали пробой сил для военного пароходостроения России.

    В 1833 г. русский флот получил боевой корабль «Геркулес», перестроенный в 28-пушечный колесный пароходофрегат.

    Во время работы паровой двигатель создавал сильную вибрацию, из-за которой деревянный корпус сильно расшатывался, появлялись течи и повреждения, сокращая и без того небольшой срок службы судна. Это привело к тому, что корпуса пароходов стали делать железными. В 1787 г. были построены первые железные баржи для перевозки угля. Они имели около 20 м в длину и поднимали до 20 т груза. Эти баржи курсировали в водных каналах Англии. Но со строительством железных пароходов явно не спешили. Первое такое судно под названием «Аарон Мэнби» было спущено на воду только в 1822 г. Оно на хорошей скорости в 8-9 узлов прошло путь из Лондона до Парижа.
    В 1837 г. англичане, завершив постройку океанского железного парохода «Рейнбоу», открыли новую пассажирскую линию между Лондоном и Антверпеном. Последний пароход с деревянным корпусом «Адриатик» был построен в США в 1857 г. Длина его достигала 107 м, и он мог брать на борт 376 пассажиров и 800 т груза.

     

    Черноморский пароход «Император Николай»

    Но несмотря на то что новые технологии позволяли делать железный корпус достаточно прочным, потопить железный пароход по- прежнему не представляло труда. Достаточно было нескольких пушечных ядер или хорошей фугасной бомбы. Однако пароходы поставили на вооружение. Первый из них — «Немезис» был спущен на воду англичанами в 1839 г. А всего через год английские ВМС пополнились еще тремя железными канонерскими лодками. Соединенные Штаты, не желая отставать от владычицы морей Англии, построили собственные железные корабли: «Мичиган», «Уотер Уитч» и «Аллегени».
    В середине XIX в. военные пароходы начали строить и в России. После проигранной Крымской войны Россия ускоряла темпы строительства судов с паровой машиной. В 1857 г. российское правительство утвердило новую судостроительную программу. После ее завершения Балтийский флот должен был получить более 150 паровых судов разных типов. За реализацию этой программы принялись столь ревностно, что уже в начале 1870-х годов законодательница мод Англия была вынуждена признать первенство российского судостроения.

    Пароходы становились все больше и больше. Железный корпус, даже если он имел значительную длину, позволял не беспокоиться о прочности судна, так как края листов обшивки теперь соединялись вплотную при помощи заклепок. Среди паровых судов начали появляться исполины. Так, английский пароход «Грейт Истерн», сошедший со стапелей в 1858 г., имел 210,4 м в длину, а его водоизмещение достигало 33 000 т. Его строили в расчете на 4 тысячи пассажиров. Паровая машина этого судна мощностью 8000 л. с. приводила в действие кормовой винт и два больших гребных колеса с лопастями, установленных по бортам. Первый большой военный пароход построили итальянцы. Через 20 лет после выхода в море «Грент Истерна» они спустили на воду бронепалубный крейсер «Италия» водоизмещением 15 200 т. При скорости хода 18 узлов огромный крейсер считался очень быстрым для парового судна своего времени.

     

    «Грейт Вестерн» — самый крупный колесный пароход своего времена

    Постепенно корабелы вместо железа начинают применять сталь. Первые стальные корабли появились в Англии в начале 1860-х гг. Их строили из дорогой пудлинговой стали, способ получения которой был известен с XVII в. Одно из таких судов — колесный военный корабль «Банши», отправленный англичанами в Штаты, прошел испытание в Гражданской войне Севера и Юга.
    Однако большинство судостроителей признало новый материал только после появления мягкой мартеновской стали. Получить ее удалось французам Пьеру и Эмилю Мартенам, переплавив чугун вместе с железным ломом в регенеративных пламенных печах. Прочность этой стали позволила уменьшить вес кораблей. Теперь можно было строить стальные корабли с большой грузоподъемностью. Но все-таки сталь была еще очень дорогой. Только к концу 1880-х гг. появилась возможность изготовлять прочные стальные конструкции, которые были тоньше и дешевле железных.

     

    ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ. План урока 8 класс. Физика

    Ход урока

    I. Организационный момент. 

    1. Здравствуйте, дорогие ребята!

    Меня зовут Светлана Михайловна, я учитель физики в школе №2 Всеволожска, и сегодняшний урок мы проведем вместе.

    Скажите, пожалуйста, зачем нам нужна физика? Ответы учеников….

    А кто такие физики? Ответы учеников….

    Вы считаете себя физиками? По определению американской академии физики

    «Физиком является тот, кто использует свое образование и опыт для изучения и практического применения взаимодействий между материей и энергией в области механики, акустики, оптики, тепла, электричества, магнетизма, атомной структуры и ядерных явлений».

    II. Мотивационно-ориентировочный этап (постановка проблемы)

    1. Как заставить тележку двигаться? – толкать самим, заставить толкать кого-то другого, применить механизм – двигатель. То есть, нам нужна энергия, которая приведет в движение эту тележку. Какие виды энергии вы знаете?

    — механическая кинетическая – шар катится и толкает тележку (надо приложить усилие – толкнуть шар)

    — механическая потенциальная – пружина разжимается и толкает тележку (надо приложить усилие – сжать пружину)

    — внутренняя (тепловая) – энергия пара.

    Может ли энергия пара заставить тележку двигаться? Вот было бы здорово, не прикладывая усилий ехать на тележке!

    Есть пар, есть тележка – надо соединить – паровой двигатель! Итак, тема сегодняшнего урока – ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ.

    Слайд 1 (тема урока)

    Слайд 2 (цель урока)

    1. Мы познакомимся сегодня с историей и устройством парового двигателя, сферами его применения и его эффективности, то есть оценим его КПД.

    III. Изучение новой темы

    1. Слайд3

    История парового двигателя уходит корнями в далекие века до нашей эры. Одно из первых упоминаний о применении энергии пара переносит нас в Древнюю Грецию, в 130 год до нашей эры, к трудам великого механика Герона Александрийского. Его изобретение, которое называется Эолипил, вы видите на экране. Принцип работы устройства, которое скорее было игрушкой, нежели полезным рабочим прибором, основывался на вращении сферического элемента, из которого выходил горячий пар, образованный разогретой водой. Это примитивное устройство уже можно считать первым прообразом паровой турбины.

    Слайд 4

    В 1629 году Итальянский ученый Джованни Бранки изобрел первую паровую турбину в виде колеса с лопатками. Как вы думаете, как можно было использовать это изобретение?

    Ответы учеников: мельница,

    Слайд 5

    Что же такое «турбина»?

    Обратимся к словарю. .. Турбина – от латинского ТУРБО – вращение — колесо с вертикальной осью Двигатель с вращательным движением, в котором используется энергия пара, газа или движущейся воды, преобразуемая в механическую работу.

    Запишем определение! турбина – это двигатель с вращательным …

    Из каких элементов состоит паровая турбина?

    Вращающийся Вал, на котором крепится рабочее колесо с лопатками (лопастями)

    Сопла, по которым направляются струи пара.

    Проблемный вопрос: Для чего же нужна турбина?

    Конечно, чтобы заставить что-то двигаться! Если есть вращающийся вал, приводимый в движение энергией пара, то на него можно надеть колесо, которое поедет по дороге! И получится…. Автомобиль!

    Слайд 6

    Первый паровой двигатель в мире (Паровая машина или Тепловой двигатель внешнего сгорания) изобрёл и построил Дени Папен в далёком 1690 году.

    Представил Папен паровой двигатель в Марбурге, машина совершала полезную работу за счёт нагревания и конденсации пара. Это был один из самых первых паровых котлов.

    Машина состояла из поршня, который с помощью кипящей воды перемещался в цилиндре вверх и за счет последующего охлаждения снова опускался – так создавалось усилие. Весь процесс происходил таким образом: под цилиндром, который выполнял одновременно и функцию кипятильного котла, размещали печь; при нахождении поршня в верхнем положении печь отодвигалась для облегчения охлаждения.

    Слайд 7

    Считается, что первый паровой автомобиль был построен ещё в 1769 г. французом по фамилии Куньо. Вот как выглядел этот автомобиль (кстати, он до сих пор хранится во французском музее).

    Первый автомобиль, так называемая малая телега Куньо, развивал на дороге скорость 4,5 км/ч, и только в течение 12 мин, поскольку на большее не хватало ни воды, ни пара. Необходимо было наполнить котел водой и вновь разжечь под ним костер, так как у первого автомобиля отсутствовала даже топка. Несмотря на свои недостатки, телега так понравилась военному министру, что он приказал тотчас же приступить к постройке улучшенного и увеличенного экземпляра, который можно было бы изготовлять в больших количествах для использования в войсках для транспортировки пушек. Куньо построил новый, больший по размерам экземпляр, котел которого уже имел собственную топку. Однако во время демонстрации у машины заклинило механизм управления, и машина, поехав не в ту сторону, врезалась в кирпичную стену, развалив её, а паровой котёл вдобавок взорвался…

    Слайд 8

    Усовершенствованные автомобили с паровым двигателем появились в 19 веке и были очень распространены. Вот такой автомобиль образца 1884 г. был недавно выставлен на аукцион, и, что интересно, до сих пор находится во вполне рабочем состоянии!

    Слайд 9

    В 19 в. паровые автомобили получают распространение. Интересно, что человек, управлявший автомобилем, назывался водителем, а человек, стоящий сзади, который разжигал паровой котёл, — шофёром.

    Но несмотря на все усовершенствования, паровые автомобили до конца 19 в. оставались весьма неудобными для эксплуатации.

    А в 20м веке паровые автомобили были вытеснены почти полностью.

    Проблемный вопрос: Где же еще применялись паровые двигатели?

    Слайд 10.

    Широкое использование паровых машин началось в 19 веке.

    На железных дорогах появились первые паровозы, паровые двигатели устанавливали на корабли, сельскохозяйственные машины и даже самолеты.

    Слайд 11

    Параллельно с транспортом паровые машины применялись и в других сферах жизни и деятельности человека.

    Совершенствование паровых машин Папена продолжил Томас Севери. В 1698 году Томас Севери изобрел паровой насос для откачки воды из шахт.

    Впервые паровая машина Севери начала работать в России. Она была заказана в Англии для Петра Первого. Машина поднимала воду на высоту 3 м от поверхности земли. Производительность ее была 3 бочки в минуту. Эта машина Севери качала воду из Фонтанки для фонтанов в Летнем саду  Санкт-Петербурга.

    В 1705 году механик Томас Ньюкомен получил патент на изобретенный им Паровой насос.  его начали использовать в Англии для откачки воды из шахт.

    Слайд 12

    В 1763 году русский изобретатель Иван Иванович Ползунов, работая механиком на алтайских горнорудных и металлургических заводах, создал первую в России паровую машину и первый в мире двухцилиндровый паровой двигатель.
    Ползунов модернизировал машину Ньюкомена и предложил использовать её для приведения в движение мехов плавильных печей.

    Слайд 13

    Совершить же настоящую революцию в этой области, было суждено шотландскому инженеру и изобретателю Джеймсу Уатту.

    в 1765 году Джеймс Уатт, на основе модели машины Ньюкомена, собрал модель паровой машины, которая была усовершенствована, системой двойного действия. Теперь паровая машина оказалась достаточно завершенной для использования в транспортных средствах, хотя из-за своих размеров лучше подходила для стационарных установок. Уатт предложил свои изобретения в промышленности и он построил машины для текстильных фабрик.. 

    Для измерения мощности паровых машин Уатт ввел понятие «лошадиная сила», которая в качестве общепринятой единицы мощности используется и по настоящее время. Одну из машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. Расчет показал, что каждую секунду лошадь поднимала 75 кг воды на высоту 1 метр, что и было принято за единицу мощности в 1 лошадиную силу.

    1 лошадиная сила = mgh / t = 75 кг*9,80*1м/1с = 735 Вт.

    Слайд 14

    В современной промышленности и энергетике паровые машины и особенно паровые турбины тоже имеют место.

    Современные турбины служат для производства тепловой и электрической энергии, и обслуживают промышленные предприятия, например, металлургические, текстильные, химические и пищевые производства, которые требуют больших механических мощностей.

    В Европе главными производителями паровых турбин являются компании Siemens (Германия), В США производителями мощных энергетических турбин являются компании General Electric, в Японии – Hitachi, Toshiba, Mitsubisi.

    Слайд 15

    Итак, давайте подведем итог, и назовем сферы применения паровых машин.

    Стационарные машины в промышленности и энергетике (силовые машины, паровые насосы и лебедки, турбины )

    Транспортные машины

    Паровой трактор

    1. Проблемный вопрос: Какое же взаимодействие материи и энергии вы увидели в этих изобретениях?

    Материя – вентилятор (турбина), колесо, машина… В любом из устройств происходит превращение одного вида энергии в другой!

    Давайте разберемся, что же происходит.

    В лопаточном аппарате паровой турбины потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую работу — вращение вала турбины

    Пар может разгонять вал турбины до 30 000 оборотов в минуту, при этом мощность наилучших образцов паровых турбин, изготовленных на сегодняшний день, может достигать 1 500 000 кВт.

    1. Главной характеристикой любого технического устройства и тепловой машины в частности является коэффициент полезного действия, который сокращенно в виде аббревиатуры называют КПД.

    Определение. Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии.

    Обозначение КПД:  «эта».

    Единицы измерения КПД: чаще всего в %, но иногда измеряют и просто числом, в виде так называемой доли, например, 50% = 0,5. КПД является безразмерной величиной.

    Коэффициент полезного действия является наиболее важной для любых технических устройств величиной, т. к. позволяет оценивать эффективность работы механизма, а следовательно, целесообразность и даже область его использования.

    Слайд 16

    КПД – это отношение полезной механической работы к затраченной энергии, выраженное в % или долях единицы. Коэффициент полезного действия не может быть равен и не может превышать 100 процентов. Таким образом, КПД всегда меньше 100% или меньше 1, если его выражать в долях.

    Давайте оценим КПД нашей паровой турбины.

    Итак, откуда мы взяли энергию? — сожгли топливо.

    Масса одной таблетки сухого спирта около 6 г

    Удельная теплота сгорания спирта в среднем, 27 * 10 в шестой дж\кг

    Куда эту энергию мы потратили? – на обогрев помещения, на нагрев воды, на кипение воды – процесс парообразования. А какая полезная работа была совершена? – колесо сделало несколько оборотов! То есть, у колеса появилась скорость, а, следовательно, кинетическая энергия.

    Первые тепловые двигатели имели очень низкий КПД, например, первый паровоз, который был создан в начале XIX века, имел коэффициент полезного действия около 3%, а последние паровозы , которые ходили по железным дорогам в прошлом веке, имели КПД повыше – около 7–9%.То есть из каждых 100 кг топлива на полезную работу тратилось всего лишь 7-9 кг!

    Тем не менее, даже при таких низких значениях КПД данные транспортные средства очень активно эксплуатировались, т. к. более совершенных агрегатов на то время попросту не было. На сегодняшний день КПД тепловых двигателей, конечно, гораздо выше, например, дизельный двигатель может иметь КПД до 40%, что является очень неплохим показателем. Паровая турбина может достигать еще более оптимального значения КПД в 60%, на сегодняшний день это наилучший показатель среди всех видов тепловых двигателей.

    Слайд 17

    Проблемный вопрос: Как же можно увеличить эффективность двигателя?

    — уменьшить трение частей двигателя

    — уменьшить потери энергии топлива вследствие его не полного сгорания

    Как мы видели, основные принципы работы тепловых двигателей уже давно открыты и получены эффективные технологии их изготовления, но возникает проблема экологичности их использования. Поскольку все тепловые двигатели потребляют топливо, то от них неизбежно возникают вредные выбросы в окружающую среду. Так вот одной из основных задач науки и техники в этой области является минимизация нанесения вреда окружающему нас миру от продуктов деятельности подобных устройств.

    Слайд 18.

    Сравнение с другими энергетическими установками

    Паровая машина

    8%-15%

    Практически любой вид топлива

    Выброс токсичных газов в атмосферу

    От получаса до нескольких часов

    Газовая турбина

    25%-30%

    Газ, мазут

    Выброс в атмосферу токсичных газов с достаточно высокой температурой

    15-30 минут

    Двигатель внутреннего сгорания

    30%-40%

    Мазут, дизельное топливо

    Токсичность отработавших газов повышена

    Практически мгновенно

    Паровая турбина

    35%-50%

    Уголь, мазут

    Выброс токсичных газов в атмосферу, слив горячей заборной воды

    От получаса до нескольких часов

    Ядерная энергетическая установка

    35%-50%

    Ядерное топливо (уран-235, плутоний и т.д.)

    Загрязнение отходами отработанного радиоактивного топлива

    Несколько дней при пуске из холодного состояния, из горячего состояния — минуты

    Слайд 19

    IV. Оценочно-рефлексивный этап

    Стали ли мы сегодня чуть больше физиками?

    «Физиком является тот, кто использует свое образование и опыт для изучения и практического применения взаимодействий между материей и энергией в области механики, акустики, оптики, тепла, электричества, магнетизма, атомной структуры и ядерных явлений».

    Использовали ли мы свои знания и опыт для изучения и практического применения взаимодействий между материей и энергией в области механики?

    Прошу ответить на этот вопрос посредством синквейна.

    Что такое синквейн? Вот пример.

    Мне очень понравилось работать с вами, и позвольте выразить вам свою признательность:

    Восьмой «А» —

    Любознательный, дружелюбный

    Мыслит, рассуждает, творит

    Очень рада знакомству,

    Юные физики!

    Слайд 20

    Первый ряд – ваша тема «ФИЗИК или ФИЗИКА»

    Второй ряд – «ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ или ПАРОВАЯ ТУРБИНА»

    Третий ряд – «КПД ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ»

    Спасибо за урок!

    ИСТОРИЯ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

    ИСТОРИЯ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

    Паровые двигатели — Справочник химика 21

        Таким образом, несмотря на то, что сжигание топлива первоначально кажется безвредным, оно может привести к образованию ряда загрязняющих соединений углерода. Когда были созданы первые паровые двигатели, инженеры полагали, что избыток кислорода поможет преобразовать весь углерод в СО2. Поэтому они приняли философию сжигания своего собственного дыма , что хотя и потребовало большого мастерства для осуществления, но в результате имело лишь ограниченный успех. [c.50]
        Бурение ударным способом происходило медленно. Ручная лебедка для подъема и опускания инструмента, изображенная на рис. 2, была затем заменена лебедкой с применением конной тяги, а в дальнейшем паровым двигателем. Тем не менее скорость бурения оставалась небольшой, так как подъем долота или желонки по мере углубления требовал все большего времени. При глубине скважины в несколько сот метров скорость проходки составляла меньше [c.17]

        Паровые двигатели стали основным источником энергии на больщинстве предприятий (взамен водяных, ветряных и приводимых в действие животными). Быстро развивающиеся наземные и водные средства передвижения вызывали необходимость повышения скорости. Для смазки в основном использовали оливковое масло, которое Джеймс Уатт рекомендовал для своего парового двигателя. [c.21]

        Желонка — металлический цилиндр высотой до 6 м на дне его имелся клапан. Желонку привязывали к канату, проходящему через блок буровой вышки, другой конец каната наматывали на вал лебедки, приводимой в движение конной тягой, позже — паровым двигателем. Когда желонка опускалась до дна скважины, клапан открывался, желонка заполнялась нефтью при подъеме ее клапан закрывался под тяжестью собственного веса и давления жидкости. [c.9]

        Примером устойчивых эмульсий является сырая нефть, в которой капельки воды образуют эмульсии обратного типа, а также прямые разбавленные эмульсии масла в воде, образующиеся при конденсации отработанного пара в паровых двигателях. Тип эмульсин в разбавленных эмульсиях определяется чаще всего объемным соотношением фаз — дисперсную фазу образует вещество, находящееся в системе в меньшем количестве.[c.280]

        В 1920-1930-е гг. осуществляется техническое перевооружение бурения скважин и добычи нефти. Происходит массовое внедрение вращательного (роторного) бурения взамен малоэффективного ударно-канатного, герметизируется процесс нефтедобычи, в (амен желонок внедряются скважинные насосы, принимаются меры к сбору и утилизации нефтяных газов, на промыслах паровые двигатели заменяются электрическими. Активно внедряются геофизические методы поиска и разведки нефти — гравиметрия, сейсмика, электроразведка. [c.25]

        Развитие теплоэнергетики, использование теплоты от сжигания топлива в паровых машинах позволили заменить ручной, оснащенный простыми механизмами труд паровыми двигателями. Применялись также нефтяные и газовые двигатели. Топливо стало основной потребностью человека, и было крайне [c.153]

        Общий полезный перепад температур в выпарной установке оказывает большое влияние на ее производительность и определяется давлением и температурой греющего пара в первом корпусе, а также -надлежащим вакуумом в последнем корпусе. Параметры греющего пара в свою очередь зависят от работы котельной или парового двигателя, а вакуум — от работы конденсатора и обеспечения его охлаждающей водой. [c.211]


        Во многих случаях первый корпус обогревается отработанным (мятым) паром паровых двигателей. Когда отработанного пара не хватает, в нагревательную камеру первого корпуса подводят, кроме мятого пара, также и свежий при снижении его давления до величины давления мятого пара. [c.409]

        Если рассмотреть состав различных топлив (табл. 2.4), видно, что они содержат сильно варьирующие количества серы. Наибольшее содержание серы найдено в углях и горючих маслах. Это виды топлива, используемые в стационарных источниках, таких, как котлы, печи (и традиционные паровые двигатели), домовые трубы, паровые турбины и электростанции. [c.50]

        Регулирование производительности поршневых компрессоров имеет своей целью обеспечить переменную подачу сжатого газа при сохранении его давления соответственно требованиям технологического процесса. Выгоднее всего регулировать производительность путем пропорционального изменения числа оборотов компрессора, что, однако, просто осуществляется лишь при его соединении с паровым двигателем. Электродвигатели переменного тока с плавным регулированием числа оборотов сложны и дороги, поэтому они не применяются для приведения в действие компрес- [c.145]

        Расширением называется процесс, сопровождающийся увеличением объема газа. При расширении давление газа может снижаться, оставаться без изменения или увеличиваться, что определяется количеством тепла, подводимого или отводимого в процессе. Процесс расширения используется в основе тепловых машин, производящих полезную работу. Например, паровой двигатель прямого действия, в котором за счет расширения пара приводится в действие поршень, в свою очередь приводящий в действие систему (паровоз или другую машину). [c.43]

        Разработка и применение для автотранспорта новых типов двигателей, например внешнего сгорания (паровые двигатели и двигатели Стирлинга), позволяют достичь низкого уровня вредных выбросов с продуктами сгорания и обеспечить перспективные жесткие нормы по токсичности. Однако в этом случае не решается проблема дефицита топливных ресурсов. Практическое применение новых схем двигателей для автомобильного транспорта связано с решением ряда сложных технических проблем, особенно это относится к двигателю Стирлинга. Кроме того, перестройка автомобильной промышленности потребовала бы колоссальных капиталовложении. Поэтому возможность широкого внедрения подобных двигателей отодвигается на довольно значительное время. [c.4]

        При наличии только одной электростанции, не имеющей резервного оборудования, от нее может питаться один из насосов, а второй насо.с должен приводиться в действие двигателем внутреннего сгорания или паровым двигателем, причем должно быть гарантировано включение насоса не позже, чем через 5 мин. с момента получения сигнала. [c.97]

        Используется, главным образом, для смазывания цилиндров паровых двигателей, работающих в условиях высоких температур и давлений, когда важными факторами являются пониженные нагарообразование и отпаривание .[c.223]

        Обычно ири процессах окисления воздухом применяют поршневые или шестеренные насосы с приводом от паровых двигателей. Битумный цилиндр и его патрубки оборудуются рубашкой парового обогрева все битумные линии также обогреваются паром. При процессах окисления остаточных битумов никаких эксплуатационных трудностей не возникает. [c.222]

        В качестве привода насосов могут также применяться паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания. [c.93]

        Регулирование производительности газодувки с паровым двигателем (паровой турбиной) достигается изменением числа оборотов паровой турбины. Это осуществляется изменением количества пара, подаваемого в турбину, и выполняется вручную или автоматически с помощью специальных регуляторов. С уменьшением количества пара, подаваемого в турбину, падает число оборотов турбины. В связи с этим уменьшается число оборотов приводимой ею в движение газодувки и, следовательно, ее производительность. При увеличении расхода пара на турбину производительность газодувки повышается. [c.70]

        Помещение насосов отделяется от помещения электромоторов брандмауэром, за исключением тех случаев, когда установлены паровые двигатели или электромоторы во взрывозащищенном исполнении. [c.271]

        Простейшие машины и механические приспособления и ранее применялись в мануфактурных производствах (мельницы, подъемники и пр.). Обычно они приводились в движение механической энергией воды. Крупные мануфактуры (например, железоделательные заводы в России) строились по берегам рек, на которых воздвигались плотины. Таким образом, проблема использования водной механической энергии сводилась лишь к ее п е р е-д а ч е к соответствующему устройству. В паровых двигателях была практически решена проблема превращения тепловой энергии в механическую. В связи с этим перед физикой и химией возникли новые задачи как в области изучения явлений горения, природы тепла, тепловых эффектов химических реакций и т. п., так и в области практического использования тепловой энергии. [c.254]


        Даже на современных больших электростанциях к. п. д, тепловых турбин не превышает 45%, для малых машин он еще ниже — например к. и, д. паровых двигателей на паровозах составляет лишь 5—7%. [c.102]

        I . Практически же принимают для компрессора с паровым двигателем [c.142]

        СЧ35 540 193-264 Ответственные высоконагруженные отливки с толщиной стенок до 100 мм (малые коленчатые валы, детали паровых двигателей и др.) [c.67]

        В большинстве случаев обогрев первого корпуса ведется отрабо- танным (мятым) паром паровых двигателей. В тех случаях, когда от- . i [c.349]

        Простейшие деревянные поршневые насосы, приводимые в действие преимущественно силой людей и животных, применялись еще в IV в. до и. э. Эти насосы использовались в течение многих столетий без существенных изменений в конструкции. Лишь в XVII] в. с появлением паровых двигателей и развитием горного дела н металлургии они были усовершенствованы. [c.3]

        Джемс Уатт (1736—1819) — английский ученый и изобретатель. И.эучил свойства водяного пара и зависимость температуры насыщенного пара от давления. В 1784 г. получил патент на изобретение универсального парового двигателя. [c.77]

        Первой машиной, которая превращала теплоту в механическую работу больших масштабах, был паровой двигатель, изобретенный в начале ХУ1П в. Т. Ньюкоменом. В конце века двигатель, усовершенствованный Дж. Уоттом, нашел практическое применение. Так как паровая машина производила работу путем передачи энергии в форме теплоты из горячего резервуара с паром в холодный резервуар с водой, наука о взаимопревращениях энергии и работы была названа термодинамикой — от греческих слов, означающих движение теплоты . [c.60]

        Касаясь всей отрасли обработки животных продуктов, автор отмечает, что крупные предприятия стали возникать в ней с 30-х гг. XIX в., но и тогда на мыловаренных предприятиях было в среднем, не более, чем по 10 рабочих. И в 50-х гг. лишь на немногих из них имелись паровые двигатели и при этом ничтожной мощности . В частности, упомянут мыловаренный завод А. Жукова, тогда как его еще не было, и ничего не сказано о развитии стеариново-свечной промышленности, хотя она заняла ведущую роль в обработке животных продуктов и содействовала развитию крупного мыловарения в Петербурге. Отметим, что в 1855 г. на фабрике стеаринового производства и мыла А. Геймбыргера были заняты 150 рабочих, 4 мастера и имелись 3 паровые маши- [c.273]

        В США первая скважина для добычи соляного раствора (рассола) была пробурена в 1806 в Западной Виргинии, близ г. Чарльстона.. 4 первая нефть из скважины бьипа получена случайно при поисках рассолов в 1826 г в шт. Кентукки. В 1859 г. началось механизация буровых работ, паровой двигатель впервые применил Г. Д. Романовский для бурения скважины близ г. Подольска. [c. 153]

        Проект управляемого аэростата с. двигателем впервые осу ществил француз А. Жнффар. В 1852 г, состоялся первый полет аэростата его конструкции с установленной в гондоле паровой машиной мощностью 3 л.с., вращающей толкающий винт. В России идею применения парового двигателя на аэростате впервые высказал изобретатель Н. Архангельский в 1851 г. Идея управления аэростатом с помощью парового двигателя и пропеллера была принципиально правильной. Однако в отсталой в техническом отношении России в те годы осу ществить указанные выше проекты наших соотечественников было невозможно [2]. [c.174]

        Установление того факта, что электрический заряд, движущийся в магнитном поле, испытывает воздействие силы, привело к весьма важным практическим приложениям. Обычный электрический генератор (динамо-машина) вырабатывает электричество именно благодаря этому 51влению. В электрическом генераторе проволока быстро движется в магнитном поле, направление которого перпендикулярно направлению проволоки. Движение проволоки (вместе с электронами, находящимися в ней) через магнитное поле приводит к тому, что электроны начинают двигаться относительно атомов, из которых состоит проволока, в направлении одного из концов проволоки, а именно к тому концу, который определяется правилом, схематически показанным на рис. 3.4. Таким образом, в проволоке возникает поток электронов (электрический ток). Практически всю электрическую энергию, потребляемую в мире, получают этим способом, а энергию, необходимую для приведения в движение электрических генераторов (для движения проволоки в магнитном поле), получают за счет течения воды в поле земного тяготения или за счет горения угля и нефти в паровых двигателях, а также за счет ядер-ной энергии. Небольшое количество электрической энергии получают непосредственно химическим путем, что будет рассмотрено в гл. 11. [c.55]

        Каждый двигатель можно рассматривать как устройство для преобразования определенного вида эиергни в механическую работу. Так, в механическую работу преобразуется в паровых двигателях тепловая энергия пара, в двигателях внутреннего сгорания тепловая энергия, полученная в результате сгорания топлива, в гидротурбинах потенциальная энергия воды и т. д. За некоторым исключением (например, реактивные двигатели), двигатели, как правило, предназначаются для создания вращательного движения, за счет которого приводятся в действие самые различные машины. Наиболее распространенной задачей автоматического регулирования двигателей является поддержание заданного числа оборотов двигателя. В качестве рабочей величины для регулирования чисел оборотов обычно принимают положение регулирующего органа, управляющего подводом энергии к двигателю ). В карбюраторных двигателях внутреннего сгорания рабочей величиной, например, является положение дроссельной заслонки, в дизельных двигателях — установка эффективного хода топливного насоса, в паровых турбинах — раскрытие регулирующих клапанов и т. д. [c.385]

        Как уже отмечалось, подавляющее большинство вентиляторов приводятся в действие электрическими двигателями. В отдельных случаях в качестве резерва возможно применение паровых двигателей или двигателей внутреннего сгорания. Для местного проветривания глухих выработок в шахтах, взрывоопасных по газу и пыли, применяются пневмовентиляторы серии ВП (см. приложение 4.3), которые в качестве привода используют турбинку, работающую на сжатом воздухе. Регулировка работы таких вентиляторов производится изменением расхода подаваемого в турбинку сжатого воздуха с помощью крана, установленного в сети. [c.981]

        Канализационная сеть представляет собой систему подземных водонепроницаемых трубопроводов, по которым сточные воды самотеком отводятся из городских районов в места сброса. Самые первые дренажные системы, сооруженные в городах в XVI и XVII столетиях, предназначались для отвода ливневых стоков с застроенных участков с целью защиты последних от затопления. Для удаления человеческих экскрементов использовались уборные и выгребные ямы, а хозяйственные сточные воды часто выливались на улицы. Хотя это и создавало антисанитарные условия, до 1850 г. в таких городах, как Лондон и Филадельфия, запрещался слив хозяйственных сточных вод в ливневые дренажи. Появление насосов, приводимых в движение паровым двигателем, и чугунных труб для подачи воды под напором привело к созданию в домах в0д0пр01в0да и смывных туалетов. Вскоре выгребные ямы были запрещены, и сточные воды по трубам выводились- в ливневые дренажи, что превратило последние в комбинированную (общесплавную) канализацию. Такая система отвода стоков улучшила санитарное состояние города, однако спуск неочищенных сточных вод производился непосредственно в поверхностные водные источники. [c.251]

        Примитивные поршневые насосы просуществовали столетия без каких-либо заметных из1менений в конструкции. Существенные усовершенствования конструкции поршневых насосов начались лишь в ХУП1 в. в связи с развитием производства чугуна и стали, машиностроения и в особенности в связи с развитием применения паровых двигателей.[c.3]


    Первая паровая машина, спроектированная и построенная в Соединенных Штатах Оливером Эвансом из Филадельфии, штат Пенсильвания, 1801 г. / Рисунок Тоса. Арнольд МакКиббин.

    Библиотека Конгресса не владеет правами на материалы в своих коллекциях. Поэтому он не лицензирует и не взимает плату за разрешение на использование такого материала и не может предоставлять или отказывать в разрешении на публикацию или иное распространение материала.

    В конечном счете, исследователь обязан оценить авторские права или другие ограничения на использование и получить разрешение от третьих лиц, когда это необходимо, прежде чем публиковать или иным образом распространять материалы, найденные в коллекциях Библиотеки.

    Для получения информации о воспроизведении, публикации и цитировании материалов из этой коллекции, а также о доступе к оригинальным материалам см.: Коллекция популярной графики — Информация о правах и ограничениях

    • Консультации по правам : Нет известных ограничений на публикацию.
    • Репродукция номер : LC-DIG-pga-07482 (цифровой файл оригинального товара) LC-USZC4-2758 (прозрачная цветная пленка) LC-USZ62-10198 (черно-белая копия на пленке, отрицательная.)
    • Телефонный номер : PGA — McKibbin — первая паровая машина (размер B) [P&P]
    • Консультативный доступ : —

    Получение копий

    Если отображается изображение, вы можете загрузить его самостоятельно. (Некоторые изображения отображаются только в виде эскизов за пределами Библиотеке Конгресса из соображений прав, но у вас есть доступ к изображениям большего размера на сайт.)

    Кроме того, вы можете приобрести копии различных типов через Услуги тиражирования Библиотеки Конгресса.

    1. Если отображается цифровое изображение: Качество цифрового изображения частично зависит от того, был ли он сделан из оригинала или промежуточного звена, такого как копия негатива или прозрачность. Если поле «Репродукционный номер» выше включает репродукционный номер, начинающийся с LC-DIG…, то есть цифровое изображение, которое было сделано прямо с оригинала и имеет достаточное разрешение для большинства целей публикации.
    2. Если есть информация, указанная в поле Номер репродукции выше: Вы можете использовать репродукционный номер для покупки копии в Duplication Services. Это будет сделано из источника, указанного в скобках после номера.

      Если в списке указаны только черно-белые («ч/б») источники и вам нужна копия, показывающая цвета или оттенка (при условии, что они есть у оригинала), обычно можно приобрести качественную копию оригинал в цвете, указав номер телефона, указанный выше, включая каталог запись («Об этом элементе») с вашим запросом.

    3. Если в поле Номер репродукции выше нет информации: Как правило, вы можете приобрести качественную копию через Duplication Services. Назовите номер телефона перечисленных выше, и включите запись каталога («Об этом элементе») в свой запрос.

    Прайс-листы, контактная информация и формы заказа доступны на Веб-сайт службы дублирования.

    Доступ к оригиналам

    Пожалуйста, выполните следующие действия, чтобы определить, нужно ли вам заполнять квитанцию ​​о звонке в разделе «Распечатки». и читальный зал фотографий, чтобы просмотреть исходные предметы. В некоторых случаях используется суррогатное изображение (замещающее изображение). доступны, часто в виде цифрового изображения, копии или микрофильма.

    1. Элемент оцифрован? (Эскиз (маленькое) изображение будет видно слева. )

      • Да, товар оцифрован. Пожалуйста, используйте цифровое изображение вместо того, чтобы запрашивать оригинал. Все изображения могут быть просматривать в большом размере, когда вы находитесь в любом читальном зале Библиотеки Конгресса. В некоторых случаях доступны только эскизы (маленьких) изображений, когда вы находитесь вне Библиотеки Конгресс, потому что права на предмет ограничены или не были оценены на предмет прав ограничения.
        В качестве меры по сохранению мы обычно не обслуживаем оригинальный товар, когда цифровое изображение доступен. Если у вас есть веская причина посмотреть оригинал, проконсультируйтесь со ссылкой библиотекарь. (Иногда оригинал просто слишком хрупок, чтобы служить. Например, стекло и пленочные фотонегативы особенно подвержены повреждениям. Их также легче увидеть онлайн, где они представлены в виде положительных изображений. )
      • Нет, элемент не оцифрован. Перейдите к #2.
    2. Указывает ли вышеприведенные поля Access Advisory или Call Number, что существует нецифровой суррогат, например, микрофильмы или копии?

      • Да, другой суррогат существует. Справочный персонал может направить вас к этому суррогат.
      • Нет, другого суррогата не существует. Перейдите к #3.
    3. Если вы не видите уменьшенное изображение или ссылку на другой суррогат, пожалуйста, заполните бланк вызова в читальный зал эстампов и фотографий. Во многих случаях оригиналы могут быть доставлены в течение нескольких минут. Другие материалы требуют назначения на более позднее время в тот же день или в будущем. Справочный персонал может проконсультировать вас как по заполнению бланка заказа, так и по срокам подачи товара.

    Чтобы связаться со справочным персоналом в читальном зале эстампов и фотографий, воспользуйтесь нашим Спросите библиотекаря или позвоните в читальный зал между 8:30 и 5:00 по номеру 202-707-6394 и нажмите 3.

    паровых двигателей прибыли в Лафайет | Лафайет, IN

    Испытание
    Суд состоялся 20 октября в старом павильоне возле еды на Ферри-стрит. Потребовалось 26 мужчин и мальчиков, чтобы дотащить машину до канала.Человек по имени Том Андервуд взял на себя задачу достать топливо для машины. И достаточно скоро из трубы вырвался черный дым, когда загорелось топливо, и через 9 минут и 30 секунд двигатель выбрасывал воду.

    Четыре эксперимента
    Машина была поставлена ​​через 4 разных эксперимента. Первый был с одной трубой, 1-дюймовым соплом и 1 секцией шланга. Паровая машина продвигала воду на 200 футов с хорошим потоком и постоянным объемом. Во 2-м эксперименте к двигателю присоединялся 2-й отрезок шланга и трубы (равный 1-му).Г-н Андервуд не верил, что машина может выбрасывать воду с помощью двух секций шланга, поэтому занял позицию в 125 футах от форсунок. Когда вода была включена, она ушла на расстояние 150 футов. Согласно Daily Journal, г-н Андервуд «… вскоре понял значение слова «крестить» и предусмотрительно удалился, чтобы сменить белье».

    В третьем эксперименте обе секции шланга были присоединены, поэтому они измеряли, какое давление они могли получить с помощью двигателя. Он выбрасывал воду на 200 футов при давлении 120 фунтов на квадратный дюйм (PSI), что было совсем неплохо.В четвертом и последнем эксперименте они взяли 400 футов своего «нового кожаного шланга» и протянули его до «блока Пердью». Датчик на двигателе показывал от 90 до 100 фунтов, а вода выбрасывалась на 160 футов.

    Покупка паровой машины
    Судебный процесс произвел впечатление на городских властей, и, наконец, после долгих дебатов и дискуссий городской совет принял постановление о выдаче сценария на покупку паровой машины для города Лафайет 17 ноября 1862 года. окончательное постановление было о выдаче облигаций на сумму 10 000 долларов с целью покупки паровой пожарной машины.Облигации должны были быть выпущены номиналом 5, 10, 15, 25 и 50 центов. Эти облигации также подлежали возврату для уплаты городских налогов.

    TT Benbridge
    Новая паровая машина прибыла в Лафайет 13 октября 1863 года. В те дни было принято называть пожарные машины в честь кого-то или чего-то важного для этого конкретного города. Было предложено назвать новый двигатель в честь члена «… горсовета, чей пожизненный труд в пожарной части справедливо заслужил эту честь….» В конце концов было решено, что имя будет TT Benbridge.

    Первые паровые машины | HowStuffWorks

    В конце 17 века Англия столкнулась с лесным кризисом, поскольку судостроение и дрова поглощали леса. Корабли были необходимы для торговли и обороны, но уголь был подходящей заменой дров. Однако для добычи большего количества угля необходимо было копать более глубокие угольные шахты, что увеличивает вероятность просачивания воды в шахты. Внезапно возникла острая потребность в новых способах откачки воды из шахт.

    В 1698 году Томас Савери, военный инженер, получил патент на паровой насос и начал предлагать свой « Друг шахтера » всем, кто готов был его слушать. Устройство состояло из камеры кипения, которая направляла пар во вторую емкость, где в воду, которую нужно было удалить, опускалась труба с обратным клапаном . Сосуд с паром заливали холодной водой, и по мере того, как водяной пар внутри охлаждался до жидкого состояния, образовавшийся вакуум подтягивал воду снизу.Всасываемая вода не могла течь обратно через обратный клапан и затем сливалась через другую трубу.

    К несчастью для Савери, паровой насос не добился успеха в горнодобывающей промышленности, на который он надеялся. Большая часть его продаж была сделана в частные владения, которые хотели слить лишнюю воду и перепрофилировать ее для нужд дома и сада. Поскольку нагревом и охлаждением паровой камеры приходилось управлять вручную, двигатель был несколько непрактичным. Двигатель также мог забирать воду только с ограниченной глубины — для глубокой шахты требовалось несколько двигателей, установленных на разных уровнях.

    Однако в 1712 году кузнец Томас Ньюкомен и помощник Джон Калли, стеклодув и сантехник, создали более эффективную насосную систему с паровым приводом. Двигатель Newcomen сочетал в себе разделение котла и парового цилиндра Савери с поршнем Папена с паровым приводом.

    В то время как Савери стремился заменить обычные насосы с конным приводом своим двигателем, Ньюкомен стремился использовать паровой насос для выполнения работы лошадей. Двигатель Ньюкомена был похож на двигатель Савери.Он включал заполненную паром камеру, которая охлаждалась быстрым впрыском холодной воды, чтобы создать изменение атмосферного давления, вызывающее вакуум. Однако на этот раз сила вакуума потянула поршень вниз и потянула цепь, которая привела в действие насос на другом конце подвесной балки. Когда вода в поршневом цилиндре снова превращалась в пар, она толкала поршень вверх, и груз с другой стороны балки перезапускал насос.

    Двигатель Ньюкомена имел большой успех и использовался на сотнях шахт по всей Великобритании и за рубежом.Пока двигатель работал в медленном темпе, стоимость его эксплуатации была дешевле, чем содержание конюшни с лошадьми. Вскоре инженеры начали возиться с двигателем Ньюкомена, улучшая цилиндры, клапаны и топливную экономичность парового насоса. Создание более прочного железа сделало двигатель более долговечным. Вскоре плавильни обнаружили, что им больше не нужно работать рядом с реками, поскольку двигатель Ньюкомена можно было использовать вместо водяных колес для привода сильфонов печи.

    В следующем разделе мы рассмотрим достижения Джеймса Уатта, чьи открытия во многом положили начало эре пара.

    Паровоз Ричарда Тревитика | Национальный музей Уэльса

    Пенидарренский локомотив

    21 февраля 1804 года первое в мире железнодорожное сообщение проложило 9 миль от металлургического завода в Пенидаррене до канала Мертир-Кардифф в Южном Уэльсе. Прошло несколько лет, прежде чем паровое движение стало коммерчески жизнеспособным, а это означало, что Ричард Тревитик, а не Джордж Стефенсон, был настоящим отцом железных дорог.

    В 1803 году Сэмюэл Хомфрей привез Ричарда Тревитика на свой металлургический завод Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе.Хомфрея интересовали двигатели высокого давления, которые корнуоллец разработал и установил на свои дорожные двигатели.

    Он призвал Тревитика изучить возможность преобразования такого двигателя в рельсовый локомотив для движения по недавно проложенной трамвайной дороге от Пенидаррена до пристани канала в Аберсиноне.

    Пари Кроушея

    Судя по всему, Тревитик начал работу над локомотивом осенью 1803 года и к февралю 1804 года она была завершена.Предание гласит, что Ричард Кроушей, владелец близлежащего металлургического завода Cyfarthfa, весьма скептически отнесся к новому двигателю, и он и Хомфрей заключили пари по 500 гиней каждый с Ричардом Хиллом (из металлургического завода в Плимуте) относительно того, сможет ли двигатель работать или нет. отвезти десять тонн железа в Аберсинон и вернуть пустые фургоны.

    Первый запуск состоялся 21 февраля и был подробно описан Тревитиком:

    ‘…вчера мы отправились в путь с паровозом, и мы везли десять тонн железа в пяти повозках, и на них ехали семьдесят человек весь путь…. двигатель во время работы развивал скорость почти пять миль в час; воды в котел не подавали с того времени, как мы отправились в путь, и до конца нашего пути… угля израсходовано было две центнера».

    К сожалению, на обратном пути сорвало болт, из-за чего котел протекал. Затем огонь пришлось потушить, и двигатель вернулся в Пенидаррен только на следующий день.

    Это дало Кроушею повод заявить, что пробег не был завершен, как указано в пари, но неизвестно, было ли это когда-либо урегулировано!

    Паровоз действительно оказался слишком тяжелым для рельсов.Позже он будет служить стационарным двигателем, приводящим в движение кузнечный молот на заводе в Пенидаррене.

    Паровой двигатель Факты для детей

    Полномасштабная рабочая копия того двигателя 1712 года, построенного Томасом Ньюкоменом для откачки воды из шахт в поместьях лорда Дадли. Живой музей Черной страны В этом огромном здании размещались четыре крупнейших лучевых двигателя в Британии. Они использовались для удаления сточных вод в Кросснессе, Бексли. Старая Бесс : лучевой двигатель Ватта, 1777 г., построен Боултоном и Ваттом.Лучевой двигатель использовался для подъема воды. Требовалась постоянная вода, потому что водяное колесо использовалось для привода машин на мануфактуре Бултона в Сохо в Бирмингеме.

    Паровой двигатель — это двигатель, в котором для движения используется пар из кипящей воды. Пар давит на детали двигателя, заставляя их двигаться. Паровые двигатели могут приводить в действие многие виды машин, включая транспортные средства и электрические генераторы.

    Паровые двигатели использовались в шахтных насосах с начала 18 века и были значительно усовершенствованы Джеймсом Уаттом в 1770-х годах. Они были очень важны во время промышленной революции, когда они заменили лошадей, ветряные и водяные мельницы рабочими машинами.

    Первые паровые двигатели были поршневыми. Давление пара давило на поршень, который заставлял его двигаться вдоль цилиндра, и поэтому они совершали возвратно-поступательное движение. Это может привести в движение насос напрямую или привести в действие рукоятку, чтобы повернуть колесо и привести в действие машину. Они работали при низком давлении и должны были быть очень большими, чтобы производить большую мощность.

    Паровые двигатели использовались на фабриках для работы машин и в шахтах для перемещения насосов.Позже были построены двигатели меньшего размера, которые могли приводить в движение железнодорожные локомотивы и паровые катера.

    Пар для питания паровой машины производится в котле, который нагревает воду для производства пара. В большинстве мест огонь нагревает котел. Топливом для костра могут быть дрова, уголь или нефть. Вместо огня можно использовать ядерную или солнечную энергию. Пар, выходящий из котла, воздействует на поршень. Клапан направляет пар к одному концу поршня, а затем к другому, чтобы заставить его двигаться вперед и назад.Затем движение поршня используется для вращения колес или других механизмов. Крейцкопф не дает штоку поршня выйти из линии, когда он толкает шатун. Тяжелый вращающийся маховик сглаживает мощность поршня. Регулятор регулирует скорость двигателя.

    Сегодня многие паровые машины все еще работают, но почти все они представляют собой турбины, которые не имеют поршней, а вращаются, как ветряная мельница, толкаемая струями пара. Они вращаются быстрее и с большей энергоэффективностью, чем оригинальные поршневые паровые двигатели.Они используются на электростанциях для работы генераторов, вырабатывающих электричество. Некоторые корабли также оснащены паровыми турбинами. Котлы паровых турбин могут обогреваться многими видами топлива, даже ядерным реактором на некоторых электростанциях и военных кораблях.

    Картинки для детей

    • Двигатель Boulton & Watt 1817 года выпуска, использовавшийся в Нетертоне на металлургическом заводе MW Grazebrook. Восстановлен на A38 (M) в Бирмингеме, Великобритания

      .
    • Паровой двигатель Jacob Leupold 1720

    • Насосный двигатель Early Watt

    • Судовая паровая машина тройного расширения на океанском буксире 1907 г. Геркулес

    • Промышленный котел для стационарной паровой машины

    • Индикаторный прибор Ричарда 1875 года.См.: Индикаторную схему (ниже)

    • Анимация упрощенного двигателя тройного расширения. Пар высокого давления (красный) поступает из котла и проходит через двигатель, выбрасываясь в виде пара низкого давления (синий), обычно в конденсатор.

    • Стационарный двигатель двойного действия. Это был обычный мельничный двигатель середины 19 века. Обратите внимание на золотник с вогнутой, почти D-образной нижней стороной.

    • Схематическая анимация прямоточной паровой машины.Тарельчатые клапаны управляются вращающимся распределительным валом в верхней части. Входит пар высокого давления, красный, и выхлопы, желтый.

    • Эолипил вращается за счет пара, выходящего из рук. Никакого практического использования этот эффект не получил.

    • Блок-схема четырех основных устройств, используемых в цикле Ренкина. 1). Насос питательной воды 2). Бойлер или парогенератор 3). Турбина или двигатель 4). Конденсатор; где Q = тепло и Вт = работа.Большая часть тепла отбрасывается в виде отходов.

    • Паровоз — GNR N2 Class No.1744 в Weybourne nr. Шерингем, Норфолк

    • Сохранившаяся британская паровая пожарная машина – образец передвижной паровой машины. Это гужевой транспорт: паровой двигатель приводит в движение водяной насос

      .

    Промышленная революция и технологии | Национальное географическое общество


    Промышленная революция (1750–1850 гг.) была, пожалуй, самым значительным преобразованием в истории человечества.Это оказало поистине широкомасштабное влияние на повседневную жизнь людей. Промышленная революция началась в Великобритании, а затем распространилась на другие европейские страны и США. В этот период впервые было представлено огромное количество новых инструментов и машин. Ниже приведены некоторые ключевые примеры произошедших важных изменений.

    Сельское хозяйство

    Европейские методы ведения сельского хозяйства медленно улучшались на протяжении веков. Однако в Британии 18  веков совпало несколько факторов, которые привели к значительному повышению продуктивности сельского хозяйства.К ним относятся новые виды оборудования, такие как сеялки. Также был достигнут прогресс в землепользовании, здоровье почвы и животноводстве. Были выведены и новые сорта сельскохозяйственных культур. Результатом стало огромное увеличение урожайности, способной прокормить быстрорастущее население.

    Та же самая комбинация факторов привела к сдвигу в сторону крупного товарного земледелия. Земля, которая когда-то была доступна всем, стала частной собственностью. Более бедным крестьянам было труднее сводить концы с концами за счет традиционного земледелия.Многие были вынуждены мигрировать в города, чтобы стать промышленными рабочими.

    Энергия

    К 16 веку вырубка лесов в Англии привела к нехватке дров для топлива. Затем уголь стал основным альтернативным источником энергии. Переход страны на уголь был завершен к концу 17 -го -го века. Паровая машина, работающая на угле, вскоре стала ключевой технологией промышленной революции.

    Энергия пара впервые использовалась для откачки воды из угольных шахт.На протяжении веков ветряные мельницы использовались в Нидерландах для примерно аналогичной операции по осушению низменных пойм. Однако ветер не был надежным источником энергии. Во всей доиндустриальной Европе энергия воды была более популярным выбором для измельчения зерна и других видов столярных работ. Однако к последней четверти 18 -го -го века паровые машины были усовершенствованы.

    Паровой двигатель быстро стал стандартным источником энергии для британской, а затем и европейской промышленности.Он приводил в действие машины, используемые для заводского производства. Его появление освободило производителей от необходимости размещать свои заводы вблизи источников гидроэнергетики. Крупные предприятия стали концентрироваться в быстрорастущих промышленных городах.

    Металлургия

    Многие ценные металлы можно найти в металлоносной породе, известной как руда. Металлургия — это процесс извлечения или удаления этого металла путем нагревания и плавления или плавки. Металл, нагретый до точки плавления, называется расплавленным.Металлургия также включает в себя обработку извлеченного металла.

    Металлургия существовала за тысячи лет до промышленной революции. Однако в этот период и в нем произошли большие изменения. Нехватка древесины в Великобритании вынудила перейти от древесного угля к коксу, угольному продукту, в процессе плавки. Заменитель топлива в конечном итоге оказался очень полезным для производства железа.

    Эксперименты привели к некоторым другим достижениям в 1700-х годах. Например, новый процесс «сгущения» или перемешивания расплавленного железа позволил производить большее количество кованого железа.Кованое железо более ковкое или формуемое, чем чугун. Это делает его более подходящим для изготовления машин и других промышленных целей.

    Текстиль

    Производство текстиля было ключом к экономическому росту Великобритании между 1750 и 1850 годами. Хлопок был самым важным из этих тканей. Производство хлопка долгое время было мелкомасштабным надомным производством, в котором сельские семьи ткали и пряли ткань в своих домах. В годы промышленной революции она превратилась в крупную фабрично-заводскую промышленность.

    Бум производительности начался с изобретения нескольких технических устройств. Среди них были прялка Дженни, прялка-мул и механический ткацкий станок. Внедрение энергии пара также изменило производство текстиля. Энергия пара использовалась для работы ткацких станков и другого оборудования. Еще одним известным изобретением стала хлопкоочистительная машина, изобретенная в США в 1793 году. Это устройство легко и быстро отделяет хлопковое волокно от семян. Это привело к увеличению выращивания хлопка в У.С. рабские состояния.

    Химия

    Химическая промышленность развивалась очень быстро в годы промышленной революции. Частично он возник в ответ на спрос на улучшенные отбеливатели для отбеливания хлопка и других тканей. Другие химические исследования были мотивированы потребностью в красителях, растворителях, удобрениях, лекарствах и взрывчатых веществах.

    Транспорт

    Огромный рост производства товаров и продукции привел к необходимости улучшения транспортных систем. Производители нуждались в более быстрых способах доставки своих товаров на рынок. В результате в Европе были построены улучшенные дороги. В Европе и Северной Америке были прорыты каналы для соединения существующих водных путей.

    Первые пароходы появились в начале 19 -го -го века. Паровые двигатели также приводили в действие железнодорожные локомотивы, которые ходили в Великобритании после 1825 года. Железные дороги быстро распространились по Европе и Северной Америке. Железные дороги стали одной из ведущих отраслей промышленности мира, поскольку они расширили границы индустриального общества.

    Как Америка слезла с лошадей и двинулась!

    J. Brosius, Erinnerungen an die Eisenbahn der Vereinigten Staaten von Nord-America , 1885

    Построенный в Великобритании, Stourbridge Lion был первым локомотивом в Соединенных Штатах.

    В одном из эпизодов детского телешоу Паровозик Томас однажды сказал: «Маленькие паровозики могут делать большие дела». Это идеальный способ описать скромное начало локомотивной промышленности.В сегодняшней Америке автомобили доставят вас туда, куда вам нужно, а самолеты доставят вас по всему миру, в то время как поезда оставлены в основном для систем метро или пригородных поездов. Даже там, где есть поезда для пересеченной местности, они эволюционировали далеко за пределы классического парового двигателя, такого как TGV во Франции, который развивает скорость более 300 миль в час, что примерно в 30 раз быстрее, чем первые американские поезда. Начиная с округа Уэйн на северо-востоке Пенсильвании, локомотивы с паровыми двигателями сыграли неотъемлемую роль в добавлении глав как в американскую, так и в технологическую историю.

    Поезда появились в результате изобретения парового двигателя во время промышленной революции. Британский инженер Джордж Стефенсон, известный как «отец железных дорог», завершил строительство первого локомотива с паровым двигателем в 1814 году. Первое практическое использование этих локомотивов произошло 11 лет спустя, в 1825 году. Этот локомотив считается первым паровым двигателем в Америке. был также британским поездом, отправленным в Нью-Йорк из Англии в 1829 году. Хотя он не был построен в Америке, это был первый подобный локомотив, работавший на американской земле.Этот локомотив назывался «Лев Стоурбриджа», и он положил официальное начало американской промышленности, которая привела к огромным достижениям в последующие десятилетия после

    года.

    Клайд Осмер Деленд, Первый локомотив. 8 августа 1829 г. Пробная поездка «Сторбриджского льва», Библиотека Конгресса , 1916

    Волнение первого локомотива в Америке было ощутимо в Хоунсдейле.

    Stourbridge Lion был одним из четырех локомотивов, первоначально заказанных в Англии, но в конечном итоге он был единственным, который действительно работал.Кроме того, это был не первый локомотив, отправленный из Англии, этот титул принадлежит «Гордости Ньюкасла», прибывшему почти двумя месяцами ранее. Stourbridge Lion был назван в честь местонахождения его производителя и льва, нарисованного спереди. Конструкция была простой и использовала простые термодинамические принципы. Поршни в двигателе соединялись с подвижными балками, установленными над котлом. Затем приводной стержень был соединен как с передней, так и с задней осью, и именно так локомотив использовал паровой двигатель для создания движения путем вращения колес.

    За несколько лет до прибытия паровоза торговец из Филадельфии Уильям Вуртс понял, что месторождения антрацитового угля в районе Карбондейла, графство Лакаванна, представляют большую ценность. В то время Нью-Йорк боролся с ограничениями на импорт британского битуминозного угля, от которого он зависел. Вуртс задумал построить канал, который соединит угольные месторождения Карбондейла с Кингстоном, штат Нью-Йорк, куда он затем был доставлен по каналу для снабжения города. Из этой идеи возникла компания Делавэр и Гудзон Канал, которая была открыта для судоходства в 1828 году.Затем компания продолжила строительство железной дороги, по которой первоначально ходили самоходные поезда без двигателя, перевозившие уголь через горы Мусик к каналу в Хонсдейле. Именно тогда состоялся исторический первый рейс американской паровой машины.

    Хоунсдейл, район в округе Уэйн, стал известен как родина американских железных дорог, потому что это место самого первого запуска парового локомотива в Соединенных Штатах. Расположенный к северо-востоку от Карбондейла, недалеко от границы штата Нью-Йорк, Хоунсдейл был важным пунктом транспортировки угля как до, так и после появления паровой машины.Он начинался как место самотечных железных дорог, по которым с гор поступал уголь для отправки по каналу. Позже штат Пенсильвания разрешил строительство железной дороги для использования паровых двигателей. Он пролегал от Хоунсдейла до Кингстона, штат Нью-Йорк, и компания надеялась, что его строительство позволит быстрее транспортировать уголь по каналам. Именно на этом пути паровой двигатель войдет в американскую историю.

    Р.А. попой

    На этой схеме паровой машины острый пар показан красным (горячим), а отработанный пар синим (холодным).

    Исторический первый заезд Stourbridge Lion состоялся 8 августа 1829 года в Хонсдейле. Это знаменательное путешествие составило шесть миль туда и обратно, поскольку поезд следовал в соседний Силивилл и обратно. Сам двигатель хорошо показал себя в первом испытании, но он работал на гусенице, рассчитанной на четыре тонны, в то время как Stourbridge Lion весил почти семь с половиной тонн. Возможно, это могло быть причиной того, что Stourbridge Lion больше не перевозил пассажирские поезда. Фактический двигатель Stourbridge Lion в значительной степени утерян.К 1845 году остался только котел. Некоторые части поезда в настоящее время находятся во владении Смитсоновского института, хотя есть некоторые сомнения в подлинности этих частей, поскольку некоторые из них могут быть копиями, созданными после пробного запуска 1829 года.

    Дальнейшее развитие американских паровозов последовало вскоре после появления Stourbridge Lion. Один из наиболее примечательных двигателей получил прозвище «Tom Thumb» из-за его небольшого размера. Питер Купер, торговец из Нью-Йорка, построил Tom Thumb, потому что директора железной дороги Балтимора и Огайо изучили испытания Stourbridge Lion и решили, что нечего терять, инвестируя во вторую модель. Купер купил небольшую паровую машину, построил котел из железа и использовал два старых мушкетных ствола в качестве дымоходов котла. Tom Thumb должен был просто показать, что вращательное движение может быть достигнуто без использования кривошипа и что можно делать короткие повороты. Купер не собирался использовать двигатель в реальных условиях.

    Дуг Керр

    Этой табличкой штат Пенсильвания отмечает достижения Stourbridge Lion.

    Всего через 395 дней после пробега Stourbridge Lion Том Тамб официально отправился в первое путешествие на локомотиве американского производства из Балтимора в Элликоттс-Миллс. Двигатель перевозил шесть человек плюс дополнительный легковой автомобиль с 36 мужчинами. В общей сложности поездка заняла 72 минуты, а скорость поезда составляла в среднем пять с половиной миль в час. Куда интереснее была обратная дорога.В этой поездке Tom Thumb продемонстрировал свою способность делать короткие повороты, не замедляясь намного ниже 15 миль в час, и достиг максимальной скорости в тот день 18 миль в час. Это было своеобразное событие, укрепившее место Тома-с-пальчика в истории и устранившее все сомнения в том, что поезда вскоре станут лучшим видом транспорта.

    На полпути, во время дозаправки, владельцы железной дороги Балтимор и Огайо, Стоктон и Стоукс, которые были уверены, что лошади по-прежнему имеют превосходство над этой новой формой технологии, вызвали Тома Пальца на скачки.Мужчины с Томом-с-пальчиком приняли вызов и согласились участвовать в гонках против лошади. Временами гонка шла ноздря в ноздрю, но в конце концов Том Тамб вышел вперед. Несмотря на это, лента, приводящая в движение шкив, соскользнула с барабана, что привело к неисправности двигателя и, таким образом, позволило лошади выиграть скачку. Несмотря на то, что лошадь победила, Том-с-пальчик продемонстрировал способность двигаться быстрее, и потребовалась лишь небольшая настройка, чтобы предотвратить подобную неисправность, чтобы сделать перевозки на лошадях и в повозке, запряженной лошадьми, устаревшими.

    Развитие парового двигателя значительно улучшило возможность путешествовать. По мере продвижения моделей стало легче путешествовать на большие расстояния за более короткие периоды времени. Сама железная дорога Балтимор и Огайо соединила несколько штатов на севере США, сократив время в пути между этими местами с дней до часов. Строительство и внедрение трансконтинентальной железной дороги было важным событием, которое продолжало совершенствовать этот новый вид транспорта.К 1869 году, когда железная дорога была завершена, прошло четыре десятилетия с момента запуска Stourbridge Lion. Паровые двигатели и поезда больше не были экспериментальной идеей; они становились очень важным средством передвижения.

    Дуг Керр

    Хоунсдейл почтил поезд, который привлек внимание к городу, собственным маркером в местном парке.

    Трансконтинентальная железная дорога, протянувшаяся на большую часть западной половины страны от Каунсил-Блаффс, штат Айова, до Сакраменто, штат Калифорния, была построена во время Гражданской войны для объединения Востока и Запада. Он был построен как две отдельные железные дороги, идущие на восток и запад, с праздничным соединением в Промонтори-Пойнт, штат Юта. Это произвело революцию в миграции на запад, которая происходила в Соединенных Штатах. Мигрантам больше не придется выдерживать месяцы опасного путешествия в крытых фургонах по Орегонской и Калифорнийской тропам. Интересно, что именно пенсильванская компания Baldwin Locomotive Company станет ведущим производителем двигателей для поездов до конца эпохи поездов.

    Кто знал, что из простой термодинамической модели может получиться так много? Эта простая модель была воплощена в жизнь сначала в Англии, а затем в Америке в виде локомотивов, и эти локомотивы произвели революцию в путешествиях, поскольку они были одним из первых шагов к уменьшению земного шара. От простых пробных заездов и скачек до железных дорог, соединяющих две половины страны, от едва превышающих 15 миль в час до скорости в 20 раз больше; паровой двигатель, безусловно, прошел долгий путь после испытательной поездки Stourbridge Lion в Хоунсдейле.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.