Роторный паровой двигатель: Роторный паровой двигатель — Паровые двигатели

Содержание

Роторный паровой двигатель — Паровые двигатели

Вот замечательная подборка на тему того что такое роторные паровые двигатели и зачем они не нужны: http://www.aqpl43.ds…s/rotaryeng.htm

Идёт эта идея ещё от Уатта (который Ватт). С непременной стабильностью. Проблемы просты и нерешаемы: уплотнения, клапана и прочие перегородки, степень расширения.

С уплотнениями всё просто.Роторный двигатель только в плане выглядит красиво. С дугой проекции видны громадные трущиеся плоскости, которые изнашиваются и уплотнить их невозможно никак. Это вам не масляный насос. И множество лопастей, дверок, заслоноу, и прилегающих тел хитрой формы со скользящей линией контакта тоже не способствуют применению пружинных колец и других хороших штук.

Перегородки и дверки в роторном двигателе должны перемещаться туда-сюда очень быстро (большие обороты — главное заявленное достоинство роторных двигателей), плотно прижиматься к куда надо (потому что уплотнение) и держать большие давления.

И это несочетаемо. Прижмёшь неплотно или чуть раньше откроешь — пар уйдёт из впуска в выпуск напрямую. Прижмёшь плотнее или задержишься с открытием — ударит и оторвёт. Сделаешь принудительное вращение и хитрую форму — будут щели, увеличивающиеся от износа.

Степень расширения же полностью перечёркивает весь смысл роторных двигателей. Потому что её чуть менее чем нет. То есть на паре такие двигатели перекачивают пар из котла в выхлоп, а не выдают мощность.

Почему работают пневматические роторные двигатели? Потому что сжатый воздух не пар. У него температура комнатная, смазку он не сжигает и не вымывает. Давление его небольшое, а расход не важен, сжать воздух компрессором гораздо проще, чем вскипятить и перегреть массу воды.

Роторный паровой двигатель не совсем вечный, но близок к тому.

Кстати, пожарные насосы это чуть ли не единственное реальное применение роторных паровых двигателей. Роторный двигатель питается от примитивного, но мощного, котла и крутит роторный же насос.

Весь чуть примятый пар уходит на создание тяги в топке. На эффективность всем плевать, главное что компактно, мощно, и сразу готово к действию.

Изменено 26 декабря, 2014 пользователем John Jack

Роторный паровой двигатель. Современный паровой двигатель. Конструкция и механизм действия паровой машины

Поршневые машины давно не устраивают прогрессивное человечество. И всем известный изобретатель Феликс Ванкель, первым создавший реальный образец роторного двигателя был, оказывается, далеко не первым человеком, поставившим себе задачу избавиться от привычной и надежной, но, тем не менее, изначально порочной схемы поршневой машины с классическим кривошипно- шатунным механизмом. Были и другие, не менее гениальные изобретатели, среди которых есть и наши соотечественники.Разумеется в этой статье при всем желании не удастся рассказать все, представленные машины- лишь малая толика известных конструкций.

Итак, знакомьтесь: роторные паровые машины, существовавшие как в чертежах, так и в металле, неудачные и реально работавшие.

ПАРОВАЯ МАШИНА БРАМЫ И ДИКЕНСОНА

Всем хороша схема шиберной паровой машины- и надежна, и герметизацию хорошую обеспечивает. Только вот… неработоспособна она на мало- мальски серьезных оборотах. Перегрузки создают усилия, намного превышающие предел прочности не только древних, но и современных материалов. Потому и нашла она применение лишь в качестве… водяного насоса. А вот работающей паровой машины по этой схеме создать так и не удалось…

ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ КАРТРАЙТА

Попробовал схитрить изобретатель- сделал шиберы откидными. Только и проблему ударов этим не решил, и уплотнение еще более ухудшил. Плохо!

РОТОРНАЯ МАШИНА ФЛИНТА

Здесь проблема «исчезновения» шиберов в момент прохождения лопасти решается уже более красиво и рационально- поворотными заслонками в виде полумесяцев- i и k на схеме. Но улучшив одно, создатель сего девайса не смог справиться с другой проблемой- уплотнение рабочих полостей здесь просто отвратительное! Точность обработки в те времена была не ахти, материалы также не блистали ни прочностью, ни износостойкостью. Поршневая схема этот «букет» со скрипом, но прощала, а вот роторная машина не смогла. В итоге- неработоспособная конструкция.

РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТРОТТЕРА

Еще одна попытка уйти от проблем за счет… дальнейшего усложнения конструкции. Здесь роторов уже не один, а два- лопасть и кольцо. В итоге и новые уплотнения, и новые трущиеся поверхности, и несбалансированные инерционные нагрузки. Результат предсказуем…

ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ДОЛГОРУКОВА

А вот это уже реальная машина- работала, крутила генератор и даже успела побывать на Международной Выставке d»Electricit. Где и была оценена по достоинству. Оно и понятно- схема ее даже на сегоднящний день вполне современна: это классический двухроторный объемный нагнетатель.

Пара синхронизированных роторов взаимно «обкатывает» друг друга, поджимая рабочее тело и перемещая его от нагнетательной полости к выпускной. Уплотнение терпимое, рывков и ударов нет. Ну чего ей не работать!

Все изображения и отчасти материалы взяты с сайта npopramen. ru/information/story
При наличии интереса эту тему можно продолжить, а пока рекомендую заглянуть и на этот сайт. Не пожалеете!

Современный мир заставляет многих изобретателей снова возвращаться к идее применения паровой установки в средствах, предназначенных для перемещения. В машинах есть возможность использовать несколько вариантов силовых агрегатов, работающих на пару.

Поршневой мотор

Современные паровые двигатели можно распределить на несколько групп:

Конструктивно установка включает в себя:

пусковое устройство;
силовой блок двухцилиндровый;
парогенератор в специальном контейнере, снабженный змеевиком.

Процесс происходит следующим образом. После включения зажигания начинает поступать питание от аккумуляторной электробатареи трех двигателей. От первого в работу приводится воздуходувка, прокачивающая воздушные массы по радиатору и передающая их по воздушным каналам в смесительное устройство с горелкой.

Одновременно с этим очередной электромотор активирует насос перекачки топлива, подающий конденсатные массы из бачка по змеевидному устройству подогревательного элемента в корпусную часть отделителя воды и подогреватель, находящийся в экономайзере, в паровой генератор.

До начала запуска пару нет возможности пройти к цилиндрам, так как путь ему перекрывают клапан дросселя или золотник, которые приводятся в управление кулисной механикой. Поворачивая ручки в сторону, необходимую для передвижения, и приоткрывая клапан, механик приводит в работу паровой механизм.
Отработанные пары по единому коллектору поступают на распределительный кран, в котором разделяются на пару неодинаковых долей. Меньшая по объему часть попадает в сопло смесительной горелки, перемешивается с воздушной массой, воспламеняется от свечи. Появившееся пламя начинает подогревать контейнер. После этого продукт сгорания переходит в водоотделитель, происходит конденсирование влаги, стекающей в специальный бак для воды.

Оставшийся газ уходит наружу.

Паровая установка может напрямую соединяться с приводным устройством трансмиссии машины, и с началом ее работы машина приходит в движение. Но с целью повышения кпд специалисты рекомендуют использовать механику сцепления. Это удобно при буксировочных работах и разных проверочных действиях.

Аппарат отличается способностью работать практически без ограничений, возможны перегрузки, имеется большой диапазон регулировки мощностных показателей. Следует добавить, что во время любой остановки паровой двигатель перестает работать, чего нельзя сказать про мотор.

В конструкции нет необходимости устанавливать коробку переключения скоростей, страртерное устройство, фильтр для очистки воздуха, карбюратор, турбонаддув. Кроме этого, система зажигания в упрощенном варианте, свеча только одна.

В завершении можно добавить, что производство таких машин и их эксплуатация будут обходиться дешевле, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, так как топливо будет недорогим, материалы, применяемые в производстве – самыми дешевыми.

12 апреля 1933 г. Уильям Беслер стартовал с муниципального аэродрома города Окленд в Калифорнии на самолете с паровым двигателем.
Газеты написали:

«Взлет был нормальным во всех отношениях, за исключением отсутствия шума. Фактически, когда самолет уже отделился от земли, наблюдателям казалось, что он не набрал еще достаточной скорости. На полной мощности шум был заметен не более, чем при планирующем самолете. Можно было слышать только свист воздуха. При работе на полном паре винт производил только небольшой шум. Можно было различать через шум винта звук пламени…

Когда самолет шел на посадку и пересекал границу поля, то винт останавливался и пускался медленно в обратную сторону с помощью перевода реверса и последующего малого открывания дросселя. Даже при очень медленном обратном вращении винта снижение заметно становилось круче. Немедленно после касания земли пилот давал полный задний ход, который вместе с тормозами быстро останавливал машину. Краткий пробег особенно был заметен в этом случае, так как во время испытания была безветренная погода, и обычно пробег при посадке достигал нескольких сот футов».

В начале XX века рекорды высоты, достигнутой самолетами, ставились чуть ли не ежегодно:

Стратосфера сулила немалые выгоды для полета: меньшее сопротивление воздуха, постоянство ветров, отсутствие облачности, скрытность, недосягаемость для ПВО. Но как взлететь на высоту, например, 20 километров?

Мощность [бензинового] мотора падает быстрее, чем плотность воздуха.

На высоте 7000 м мощность мотора уменьшается почти в три раза. С целью повышения высотных качеств самолетов еще в конце империалистической войны делались попытки применять наддув, в период 1924-1929 гг. нагнетатели еще больше внедряются в производство. Однако обеспечить сохранение мощности двигателя внутреннего сгорания на высотах свыше 10 км становится все труднее.

Стремясь поднять «предел высоты», конструкторы всех стран все чаще и чаще обращают свои взоры на паровую машину, имеющую ряд преимуществ в качестве высотного двигателя. Отдельные страны, как, например, Германию, толкнули на этот путь и стратегические соображения, а именно — необходимость на случай большой войны добиться независимости от привозной нефти.

За последние годы были сделаны многочисленные попытки установить паровой двигатель на самолет. Быстрый рост авиационной промышленности накануне кризиса и монопольные цены на ее продукцию позволили не спешить с реализацией опытных работ и накопившихся изобретений. Эти попытки, принявшие особый размах в период экономического кризиса 1929-1933 гг. и наступившей затем депрессии, — не случайное явление для капитализма. В печати, в особенности в Америке и Франции, часто бросались упреки крупным концернам о наличии у них соглашений об искусственной задержке реализации новых изобретений.

Наметились два направления. Одно представлено в Америке Беслером, установившим на самолет обычную поршневую машину, другое же обусловлено применением турбины в качестве авиационного двигателя и связано, главным образом, с работами немецких конструкторов.

Братья Беслер взяли за основу поршневую паровую машину Добля для автомобиля и установили ее на биплан Тревел-Эр [описание их демонстрационного полета приведено в начале поста].
Видео того полета:

Машина снабжена реверсивным механизмом, при помощи которого можно легко и быстро изменять направление вращения вала машины не только в полете, но и при посадке самолета. Двигатель помимо пропеллера приводит в движение через соединительную муфту вентилятор, нагнетающий воздух в горелку. При старте пользуются небольшим электрическим моторчиком.

Машина развивала мощность в 90 л.с., но в условиях известной форсировки котла ее мощность можно довести до 135 л. с.
Давление пара в котле 125 aт. Температура пара поддерживалась около 400-430°. В целях максимальной автоматизации работы котла был применен нормализатор или прибор, помощью которого вода впрыскивалась под известным давлением в перегреватель, как только температура пара превышала 400°. Котел был снабжен питательным насосом и паровым приводом, а также первичным и вторичным подогревателями питающей воды, обогреваемыми отработанным паром.

На самолете были установлены два конденсатора. Более мощный переделан из радиатора мотора ОХ-5 и установлен сверху фюзеляжа. Менее мощный сделан из конденсатора парового автомобиля Добля и расположен под фюзеляжем. Производительность конденсаторов, как утверждали в печати, оказалась недостаточной для работы паровой машины на полном дросселе без выпуска в атмосферу «и приблизительно соответствовала 90% крейсерской мощности». Опыты показали, что при расходе 152 л горючего необходимо было иметь 38 л воды.

Общий вес паровой установки самолета составлял 4,5 кг на 1 л. с. По сравнению с мотором ОХ-5, работавшим на этом самолете, это давало лишний вес в 300 фунтов (136 кг). Не подлежит сомнению, что вес всей установки мог быть значительно снижен при облегчении деталей двигателя и конденсаторов.
Топливом служил газойль. В печати утверждали, что «между включением зажигания и пуском на полный ход прошло не более 5 мин.».

Другое направление в развитии паросиловой установки для авиации связано с использованием паровой турбины в качестве двигателя.
В 1932-1934 гг. в иностранную печать проникли сведения о сконструированной в Германии на электрозаводе Клинганберга оригинальной паровой турбине для самолета. Автором ее называли главного инженера этого завода Хютнера.
Парообразователь и турбина вместе с конденсатором здесь были объединены в один вращающийся агрегат, имеющий общий корпус. Хютнер замечает: «Двигатель представляет силовую установку, отличительная характерная особенность которой состоит в том, что вращающийся генератор пара образует одно конструктивное и эксплоатационное целое с вращающейся в противоположном направлении турбиной и конденсатором».
Основной частью турбины является вращающийся котел, образованный из целого ряда V-образных трубок, причем одно колено этих трубок соединено с коллектором для питательной воды, другое — с паросборником. Котел показан на фиг. 143.

Трубки расположены радиально вокруг оси и вращаются со скоростью в 3000-5000 об/мин. Поступающая в трубки вода устремляется под действием центробежной силы в левые ветви V-образных трубок, правое колено которых выполняет роль генератора пара. Левое колено трубок имеет ребра, нагреваемые пламенем от форсунок. Вода, проходя мимо этих ребер, превращается в пар, причем под действием центробежных сил, возникающих при вращении котла, происходит повышение давления пара. Давление регулируется автоматически. Разность плотностей в обеих ветвях трубок (пар и вода) дает переменную разность уровней, являющуюся функцией центробежной силы, а следовательно, и скорости вращения. Схема такого агрегата показана на фиг. 144.

Особенностью конструкции котла является расположение трубок, при котором во время вращения создается разрежение в камере сгорания, и таким образом котел выполняет как бы роль всасывающего вентилятора. Таким образом, как утверждает Хютнер, «вращением котла обусловливаются одновременно и питание его, и движение горячих газов, и движение охлаждающей воды».

Пуск турбины в ход требует всего 30 сек. Хютнер рассчитывал получить к. п. д. котла 88% и к. п. д. турбины 80%. Турбина и котел нуждаются для запуска в пусковых моторах.

В 1934 г. в печати промелькнуло сообщение о разработке проекта большого самолета в Германии, оборудованного турбиной с вращающимся котлом. Два года спустя во французской прессе утверждали, что в условиях большой засекреченности военным ведомством в Германии построен специальный самолет. Для него сконструирована паросиловая установка системы Хютнера мощностью в 2500 л. с. Длина самолета 22 м, размах крыльев 32 м, полетный вес (приблизительный) 14 т, абсолютный потолок самолета 14000 м, скорость полета на высоте в 10000 м — 420 км/час, подъем на высоту 10 км — 30 минут.
Весьма возможно, что эти сообщения в печати значительно преувеличены, но несомненно, что германские конструкторы работают над этой проблемой, и предстоящая война может здесь принести неожиданные сюрпризы.

В чем же заключается преимущество турбины перед двигателем внутреннего сгорания?
1. Отсутствие возвратно-поступательного движения при высоких скоростях вращения позволяет сделать турбину довольно компактной и меньших размеров, нежели современные мощные авиационные моторы.
2. Важным преимуществом является также относительная бесшумность работы парового двигателя, что важно как с точки зрения военной, так и в смысле возможности облегчения самолета за счет звукоизолирующего оборудования на пассажирских самолетах.
3. Паровая турбина, не в пример моторам внутреннего сгорания, почти не допускающим перегрузки, может быть перегружаема на короткий период до 100% при постоянной скорости. Это преимущество турбины дает возможность уменьшить длину разбега самолета и облегчает его подъем в воздух.
4. Простота конструкции и отсутствие большого количества подвижных и срабатывающихся деталей составляют также немаловажное преимущество турбины, делая ее более надежной и долговечной по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.
5. Существенное значение имеет также отсутствие на паровой установке магнето, на работу которого можно воздействовать с помощью радиоволн.
6. Возможность использовать тяжелое топливо (нефть, мазут) помимо экономических преимуществ обусловливает большую безопасность парового двигателя в пожарном отношении. Создается к тому же возможность теплофицировать самолет.
7. Главное же преимущество парового двигателя заключается в сохранении его номинальной мощности с подъемом на высоту.

Одно из возражений против парового двигателя исходит, главным образом, от аэродинамиков и сводится к размерам и возможностям охлаждения конденсатора. Действительно, паровой конденсатор имеет поверхность в 5-6 раз большую, нежели водяной радиатор двигателя внутреннего сгорания.
Вот почему, стремясь снизить лобовое сопротивление такого конденсатора, конструкторы пришли к размещению конденсатора непосредственно по поверхности крыльев в виде сплошного ряда трубок, следующих точно контуру и профилю крыла. Помимо придания значительной жесткости это уменьшит и опасность обледенения самолета.

Имеется, конечно, еще целый ряд других технических трудностей в эксплоатации турбины на самолете.
— Неизвестно поведение форсунки на больших высотах.
— Для изменения быстрой нагрузки турбины, что является одним из условий работы авиационного двигателя, необходимо иметь либо запас воды, либо паросборник.
— Известные трудности представляет и разработка хорошего автоматического устройства для регулировки турбины.
— Неясно также и гироскопическое действие быстро вращающейся турбины на самолете.

Все же достигнутые успехи дают основания надеяться, что в ближайшее время паровая силовая установка найдет свое место в современном воздушном флоте, в особенности на транспортных коммерческих самолетах, а также на больших дирижаблях. Самое трудное в этой области уже сделано, и практики-инженеры сумеют добиться конечного успеха.

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Паровой роторный двигатель (паровая машина роторного типа) является уникальной силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени не получило должного развития.

С одной стороны- разнообразные конструкции роторных двигателей существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов. Но качество и точность изготовления таких паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они имели малый КПД и невысокую мощность. С тех пор малые паровые машины ушли в прошлое, но вместе с действительно малоэффективными и бесперспективными поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых сегодня осуществляется около 75% выработки электроэнергии в нашей стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах. Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность при уменьшении их размеров.

…. Именно поэтому силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно работали на паре, получаемом от сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в товарном предложении коммерческой нише), в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности, могут и должны занять своё очень достойное место паровые роторные двигатели. И потребность в них только в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и лесных делянках, и пр. и др.
…..

..
Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
… — 1) Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2) Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3) Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т.е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4) Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5 ) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что делает затраты на их изготовление относительно невысокими. В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ — паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для преобразования давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и горючих отходов в механическую мощность и в электрическую энергию.

Автором настоящего сайта, уже получены более 5 патентов на изобретения по разным аспектам конструкций паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

При этом автором сайта ведется разработка паровых аксиально поршневых двигателей с оппозитным — встречным движением поршней. Данная компоновка является наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.
Данные двигатели в малых размерах получаются несколько дешевле и проще роторных моторов и уплотнения в них использхуються самые традиционные и самые простые.

Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

В настоящее время идет изготовление такого аксиально-поршневого оппозитного двигателя на 30 кВт. Ресурс двигателя ожидается в несколько сотен тысячах моточасов ибо обороты парового двигателя в 3-4 раза ниже оборотов двигателя внутреннего сгорания, в пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC. Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри .

Вот анимация принципа работы похожего по компоновке такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

Паровая машина за всю свою историю имела много вариаций воплощения в металл. Одним из таких воплощений — был паровой роторный двигатель инженера-механика Н.Н. Тверского. Этот паровой роторный двигатель (паровая машина) активно эксплуатировался в различных областях техники и транспорт. В русской технической традиции 19-го века такой роторный двигатель назывался — коловратная машина. Двигатель отличался долговечностью, эффективностью и высоким крутящим моментом. Но с появлением паровых турбин был забыт. Ниже представлены архивные материалы, поднятые автором этого сайта. Материалы весьма обширны, поэтому пока здесь представлена только часть их.

Пробная прокрутка сжатым воздухом (3,5 атм) парового роторного двигателя.
Модель расчитана на 10 кВт мощности при 1500 об/мин на давлении пара в 28-30 атм.

В конце 19-го века паровые двигатели — «коловратные машины Н.Тверского» были забыты потому, что поршневые паровые машины оказались проще и технологичнее в производстве (для производств того времени), а паровые турбины давали большую мощность.
Но замечание в отношении паровых турбин справдливо лишь в их больших массо-габаритных размерах. Действительно — при мощности болше 1,5-2 тыс. кВТ паровые многоцилиндровые турбины выигрывают по всем параметрам у паровых роторных двигателей, даже при дороговизне турбин. И в в начале 20-го века, когда судовые силовые установки и силовые агрегаты электростанций начинали иметь мощность во многие десятки тысяч киловатт, то только турбины и могли обеспечить такие возможности.

НО — у паровых турбин есть другой недостаток. При масштабировании их массо-габаритных парамеров в сторону уменьшения, ТТХ паровых турбин резко ухудшаются. Значительно снижается удельная мощность, падает КПД, при том что дороговизна изготовления и высокие обороты главного вала (потребность в редукторе) — остаются. Именно поэтому — в области мощностей менее 1,5 тыс. кВт (1,5 мВт) эффективную по всем параметрам паровую турбину найти практически невозможно, даже за большие деньги…

Именно поэтому в этой диапазоне мощностей появился целый «букет» экзотических и мало известных конструкций. Но чаще всего- так же дорогостоящих и малоэффективных… Винтовые турбины, турбины Тесла, осевые турбины и проч.
Но- почему-то все забыли про паровые «коловратные машины» — роторные паровые двигатели. А между тем — эти паровые машины многократно дешевле, чем любые лопаточные и винтовые механизмы (это я говорю со знанием дела- как человек изготовивший на свои деньги уже более десятка таких машин). При этом паровые «коловратные машины Н.Тверского» — имеют мощный крутящий момент с самых малых оборотов, обладают средней частотой вращения главного вала на полных оборотах от 1000 до 3000 об/мин. Т.е. такие машины хоть для электрогенератора, хоть для парового авто (автомобиля- грузовика, трактора, тягача) — не будут требовать редуктора, счепления и проч., а будут своим валом на прямую содиняться с динамо-машиной, колесами парового автомобиля и проч.
Итак- в виде парового роторного двигателя — системы «коловратной машины Н.Тверского» мы имеем универсальную паровую машину, которая прекрасно будет вырабатывать электричество питаясь от котла на твердом топливе в отдалённом лесхозе или таежном поселке, на полевом стане или вырабатывать электричество в котельной сельского поселения или «крутиться» на отходах технологического тепла (горячем воздухе) на кирпичном или цементном заводе, на литейном производстве и пр и др.
Все подобные источники тепла как раз и имеют мощность менее 1 мВт, поэтому и общепринятые турбины тут малопригодны. А других машин для утилицации тепла путем перевода в работу давления полученного пара- общая техническая практика пока не знает. Вот и не утилизирыется это тепло никак — оно просто теряется глупо и безвозвратно.
Я уже создал «паровую коловратную машину» для привода электрогенератора в 3.5 — 5 кВт (зависит от давления в пара), если все будет как планирую- то скоро будет машина и в 25 и в 40 кВт. Как раз — то что надо, чтобы обеспечивать дешевым электричеством от котла на твердом топливе или на отходах технологического тепла сельскую усадьбу, небольшое фермерское хозяйство, полевой стан и пр. и др.
В принципе — роторные двигатели хорошо масштабируются в сторону увеличения, поэтому — насаживая на один вал множество роторных секций легко многократно увеличивать мощность таких машин, просто увеличивая количество стандартных роторных модулей. Т.е вполне можно создавать паровые роторные машины мощностью 80-160-240-320 и более кВт…

Но, кроме средних и относительно крупных паросиловых установок, паросиловые схемы с малыми паровыми роторными двигателями будут востребованы и в малых силовых установках.
Например- одно из моих изобретений- «Походно-туристический электрогенератор на местном твердом топливе».
Ниже представлено видео, где испытывается упрощенный прототип такого устройства.
Но маленький паровой двигатель уже весело и энергично крутит свой электрогенератор и на дровах и прочем подножном топливе выдает электроэнергию.

Основное направление коммерческого и технического применения паровых роторных двигателей (коловратных паровых машин) — это выработка дешевого электричества на дешевом твердом топливе и горючих отходах. Т.е. малая энергетика- распределенная электрогенерация на паровых роторных двигателях. Представьте, как будет отлично вписываться роторный паровой двигатель в схему работы лесопилки- пилорамы, где нибудь на Русском Севере или в Сибири (Дальнем Востоке) где нет центрального электроснабжения, электричество дает задорого дизель-генератор на привозной издалека солярке. Зато сама лесопилка производит в день минимум полтонны щепы- опилок — горбыля, который девать некуда…

Таким древесным отходам — прямая дорога в топку котла, котел дает пар высокого давления, пар приводит в действие роторный паровой двигатель и тот крутит электрогенератор.

Точно так же можно сжигать безграничные по объемам миллионы тонн пожнивных отходов сельского хозяйства и проч. А есть еще дешевый торф, дешевый энергетический уголь и проч. Автор сайта посчитал, что затраты на топливо при выработке электричества через малую паросиловую установку (паровую машину) с паровым роторным двигателем мощностью в 500 кВт будут от 0,8 до 1,

2 рубля за киловатт.

Еще интересный вариант применения парового роторного двигателя — это установка такой паровой машины на паровой автомобиль. Грузовик — тягач паровой автомобиль, с мощным крутящим моментом и применяющий дешевое твердое топливо — очень нужная паровая машина в сельском хозяйстве и в лесной отрасли. При применении современных технологий и материалов, а так же использование в термодинамическом цикле «Органичесокго цикла Ренкина» позволят довести эффективный КПД до 26-28% на дешевом твердом топливе (или недорогом жидком, типа «печного топлива» или отработанного машинного масла). Т.е. грузовик — тягач с паровой машиной

и мощностью роторного парового двигателя около 100 кВт, будет расходовать на 100 км около 25-28 кг энергетического угля (стоимость 5-6 руб за кг) или около 40-45 кг щепы- опилок (цена которых на Севере- забирай даром)…

Есть еще много интересных и перспективных областей применения роторного парового двигателя, но размеры этой странички не позволяют все их подробно рассмотреть. В итоге- паровая машина может занять еще очень заметное место во многих областях современной техники и во многих отраслях народного хозяйства.

ЗАПУСКИ ОПЫТНОЙ МОДЕЛИ ПАРОСИЛОВОГО ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА С ПАРОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Май -2018г. После длительных экспериментов и опытных образцов сделан малый котел высокого давления. Котел опрессован на 80 атм давления, так что будет держать рабочее давление в 40-60 атм без затруднений. Запущен в работу с опытной моделью парового аксиально-поршневого двигателя моей конструкции. Работает прекрасно- смотри видео. За 12-14 минут от розжига на дровах готов давать пар высокого давления.

Сейчас я начинаю готовиться к штучному производству таких установок- котел высокого давления, паровой двигатель (роторный или аксиально-поршневой), конденсатор. Установки будут работать по замкнутой схеме с оборотом «вода- пар- конденсат».

Спрос на такие генераторы весьма большой, ибо 60% теорритории России не имеют центрального электроснабжения и сидят на дизельгенерации. А цена солярки все время растет и уже достигла 41-42 руб за литр. Да и там где электричество есть- энергокомпании тарифы все поднимают, а за подключение новых мощностей требуют больших денег.

Схема устройства и принцип работы паровой машины. Паровой двигатель без станков и инструментов Принцип работы паровой машины кратко

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

..
Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
… — 1) Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2) Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3) Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т.е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4) Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5 ) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

Интерес к водяному пару, как доступному источнику энергии, появился вместе с первыми научными познаниями древних. Приручить эту энергию люди пытались на протяжении трёх тысячелетий. Каковы основные этапы этого пути? Чьи размышления и проекты научили человечество извлекать из него максимальную пользу?

Предпосылки появления паровых двигателей

Потребность в механизмах, способных облегчить трудоёмкие процессы, существовала всегда. Примерно до середины XVIII века для этой цели использовались ветряные мельницы и водяные колеса. Возможность использования энергии ветра напрямую зависит от капризов погоды. А для использования водяных колёс фабрики приходилось строить по берегам рек, что не всегда удобно и целесообразно. Да и эффективность тех и других была чрезвычайно мала. Нужен был принципиально новый двигатель, легко управляемый и лишённый этих недостатков.

История изобретения и совершенствования паровых двигателей

Создание парового двигателя — результат долгих размышлений, удач и крушений надежд множества учёных.

Начало пути

Первые, единичные проекты были лишь интересными диковинками. Например, Архимед сконструировал паровую пушку, Герон Александрийский использовал энергию пара для открывания дверей античных храмов. А заметки о практическом применении энергии пара для приведения в действие иных механизмов исследователи находят в трудах Леонардо да Винчи.

Рассмотрим наиболее значительные проекты по этой тематике.

В XVI веке арабский инженер Таги аль Дин разработал проект примитивной паровой турбины. Однако практического применения она не получила из-за сильного рассеяния струи пара, подаваемой на лопасти колеса турбины.

Перенесемся в средневековую Францию. Физик и талантливый изобретатель Дени Папен после многих неудачных проектов останавливается на следующей конструкции: вертикальный цилиндр заполняли водой, над которой устанавливали поршень.

Цилиндр нагревали, вода закипала и испарялась. Расширяющийся пар приподнимал поршень. Его закрепляли в верхней точке подъёма и ожидали остывания цилиндра и конденсации пара. После конденсации пара в цилиндре образовывался вакуум. Освобожденный от крепления поршень под действием атмосферного давления устремлялся в вакуум. Именно это падение поршня предполагалось использовать как рабочий ход.

Итак, полезный ход поршня был вызван образованием вакуума из-за конденсации пара и внешним (атмосферным) давлением.

Потому паровой двигатель Папена как и большинство последующих проектов получили название пароатмосферных машин.

Эта конструкция обладала весьма существенным недостатком — не была предусмотрена повторяемость цикла. Дени приходит к идее получать пар не в цилиндре, а отдельно в паровом котле.

В историю создания паровых двигателей Дени Папен вошел как изобретатель весьма важной детали — парового котла.

А поскольку пар стали получать вне цилиндра, сам двигатель перешел в разряд двигателей внешнего сгорания. Но из-за отсутствия распределительного механизма, обеспечивающего бесперебойную работу, эти проекты почти не нашли практического применения.

Новый этап в разработке паровых двигателей

Около 50 лет для откачки воды в угольных шахтах использовался паровой насос Томаса Ньюкомена. Он во многом повторял предыдущие конструкции, но содержал весьма важные новинки — трубу для вывода сконденсированного пара и предохранительный клапан для выпуска излишнего пара.

Его существенным минусом было то, что цилиндр приходилось то нагревать перед впрыскиванием пара, то охлаждать перед его конденсацией. Но потребность в таких двигателях была столь высока, что, несмотря на их очевидную неэкономичность, последние экземпляры этих машин прослужили вплоть до 1930 года.

В 1765 году английский механик Джеймс Уатт, занявшись усовершенствованием машины Ньюкомена, отделил конденсатор от парового цилиндра.

Появилась возможность цилиндр держать постоянно нагретым. КПД машины сразу вырос. В последующие годы Уатт значительно усовершенствует свою модель, оснастив её устройством для подачи пара то с одной, то с другой стороны.

Стало возможным использовать эту машину не только как насос, но и для приведения в действие различных станков. Уатт получил патент на свое изобретение — паровой двигатель непрерывного действия. Начинается массовый выпуск этих машин.

К началу XIX века в Англии работало более 320 паровых машин Уатта. Их стали закупать и другие европейские страны. Это способствовало значительному росту промышленного производства во многих отраслях как самой Англии, так соседних государств.

Двадцатью годами ранее Уатта, в России над проектом паровой машины работал алтайский механик Иван Иванович Ползунов.

Заводское начальство предложило ему построить агрегат, который приводил бы в действие воздуходувку плавильной печи.

Построенная им машина была двухцилиндровой и обеспечивала непрерывное действие подсоединённого к ней устройства.

Успешно проработав более полутора месяцев, котёл дал течь. Самого Ползунова к этому времени уже не было в живых. Ремонтировать машину не стали. И замечательное творение русского изобретателя-одиночки было забыто.

В силу отсталости России того времени мир узнал об изобретении И. И. Ползунова с большим опозданием….

Итак, для приведения в действие паровой машины необходимо, чтобы пар, вырабатываемый паровым котлом, расширяясь, давил на поршень или на лопасти турбины. А затем их движение передавалось другим механическим частям.

Применение паровых машин на транспорте

Несмотря на то, что КПД паровых двигателей того времени не превышал 5%, к концу XVIII века их стали активно использовать в сельском хозяйстве и на транспорте:

во Франции появляется автомобиль с паровым двигателем;
в США начинает курсировать пароход между городами Филадельфия и Берлингтон;
в Англии продемонстрирован железнодорожный локомотив на паровой тяге;
российский крестьянин из Саратовской губернии запатентовал построенный им гусеничный трактор мощностью 20 л. с.;
неоднократно предпринимались попытки построить самолёт с паровым двигателем, но, к сожалению, малая мощность этих агрегатов при большом весе самолёта делала эти попытки неудачными.

Уже к концу XIX столетия паровые двигатели, сыграв свою роль в техническом прогрессе общества, уступают место и электродвигателям.

Паровые устройства в XXI веке

С появлением новых источников энергии в XX и XXI веке снова появляется потребность в использовании энергии пара. Паровые турбины становятся неотъемлемой частью АЭС. Пар, приводящий их в действие, получают за счёт ядерного топлива.

Широко используются эти турбины и на конденсационных тепловых электростанциях.

В ряде стран проводятся эксперименты по получению пара за счёт солнечной энергии.

Не забыты и поршневые паровые двигатели. В горных местностях в качестве локомотива до сих пор используют паровозы.

Эти надёжные труженики и безопаснее, и дешевле. Линии электропередач им не нужны, а топливо — древесина и дешёвые сорта угля всегда под рукой.

Современные технологии позволяют улавливать до 95% выбросов в атмосферу и повысить КПД до 21%, так, что люди решили пока с ними не расставаться и работают над паровыми локомотивами нового поколения.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

Паровой двигатель

Сложность изготовления: ★★★★☆

Время изготовления: Один день

Подручные материалы: ████████░░ 80%

В этой статье я расскажу вам о том, как сделать паровой двигатель своими руками. Двигатель будет небольшой, однопоршневой с золотником. Мощности вполне хватит, чтобы вращать ротор небольшого генератора и использовать этот двигатель в качестве автономного источника электричества в походах.

Телескопическая антенна (можно снять со старого телевизора или радиоприёмника), диаметр самой толстой трубки должен составлять не менее 8 мм
Маленькая трубка для поршневой пары (магазин сантехники).
Медная проволока с диаметром около 1,5 мм (можно найти в катушке трансформатора или радиомагазине).
Болты, гайки, шурупы
Свинец (в рыболовном магазине или найти в старом автомобильном аккумуляторе). Он нужен, чтобы отлить маховик в форме. Я нашёл готовый маховик, но вам этот пункт может пригодиться.
Деревянные бруски.
Спицы для велосипедных колёс
Подставка (в моём случае из листа текстолита толщиной 5 мм, но подойдёт и фанера).
Деревянные бруски (куски досок)
Банка из под оливок
Трубка

Суперклей, холодная сварка, эпоксидная смола (стройрынок).
Наждак
Дрель
Паяльник
Ножовка

Как сделать паровой двигатель

Схема двигателя

Цилиндр и золотниковая трубка.

Отрезаем от антенны 3 куска:
? Первый кусок 38 мм длиной и 8 мм диаметром (сам цилиндр).
? Второй кусок длиной 30 мм и 4 мм диаметром.
? Третий длиной 6 мм и 4 мм диаметром.

Возьмём трубку №2 и сделаем в ней отверстие диаметром 4 мм посередине. Возьмем трубку №3 и приклеим перпендикулярно трубке №2, после высыхания суперклея, замажем все холодной сваркой (например POXIPOL).

Крепим круглую железную шайбу с отверстием посредине к куску №3 (диаметр — чуть больше трубки №1), после высыхания укрепляем холодной сваркой.

Дополнительно покрываем все швы эпоксидной смолой для лучшей герметичности.

Как сделать поршень с шатуном

Берём болт (1) диаметром 7 мм и зажимаем его в тисках. Начинаем наматывать на него медную проволоку (2) примерно на 6 витков. Каждый виток промазываем суперклеем. Лишние концы болта спиливаем.

Проволоку покрываем эпоксидкой. После высыхания, подгоняем поршень шкуркой под цилиндр так, чтобы он свободно там двигался, не пропуская воздух.

Из листа алюминия делаем полоску длиной 4 мм и длиной 19 мм. Придаём ей форму буквы П (3).

Сверлим на обоих концах отверстия (4) 2 мм диаметром, чтобы можно было засунуть кусочек спицы. Стороны П-образной детали должны быть 7х5х7 мм. Клеим её к поршню стороной, которая 5 мм.

Шатун (5) делаем из велосипедной спицы. К обоим концам спицы приклеиваем на два маленьких кусочка трубок (6) от антенны диаметром и длиной по 3 мм. Расстояние между центрами шатуна составляет 50 мм. Далее шатун одним концом вставляем в П-образную деталь и шарнирно фиксируем спицей.

Спицу с двух концов подклеиваем, чтобы не выпала.

Шатун треугольника

Шатун треугольника делается похожим способом, только с одной стороны будет кусок спицы, а с другой трубка. Длина шатуна 75 мм.

Треугольник и золотник

Кривошип поршневой тяги должен быть 8 мм, а кривошип золотника — 4 мм.

Паровой котёл

Паровым котлом будет служить банка из под оливок с запаянной крышкой. Также я впаял гайку, чтобы через неё можно было заливать воду и герметично закручивать болтом. Также припаял трубку к крышке.
Вот фото:
Фото двигателя в сборе
Собираем двигатель на деревянной платформе, размещая каждый элемент на подпорке
Видео работы парового двигателя
Версия 2.0

Косметическая доработка двигателя. Бак теперь имеет свою собственную деревянную площадку и блюдце для таблетки сухого горючего. Все детали покрашены в красивые цвета. Кстати в качестве источника тепла лучше всего использовать самодельную

Зачастую при упоминании «паровых двигателей» на ум приходят паровозы или автомобили Стэнли Стимер, но применение этих механизмов не ограничивается перевозками. Паровые двигатели, которые впервые были созданы в примитивном виде около двух тысячелетий назад, за последние три столетия стали крупнейшими источниками электропитания, а сегодня паровые турбины производят около 80 процентов мировой электроэнергии. Чтобы глубже понять природу физических сил, на основе которых работает такой механизм, мы рекомендуем вам сделать свой собственный паровой двигатель из обычных материалов, воспользовавшись одним из предложенных здесь способов! Для начала переходите к Шагу 1.

Шаги

Паровой двигатель из жестяной банки (для детей)

Отрежьте нижнюю часть алюминиевой банки на расстояние 6,35 см. При помощи ножниц по металлу ровно отрежьте нижнюю часть алюминиевой банки примерно на треть высоты.

Загните и прижмите ободок при помощи плоскогубцев. Чтобы не было острых краев, загните ободок банки внутрь. Выполняя это действие, следите за тем, чтобы не пораниться.

Надавите на дно банки изнутри, чтобы сделать его плоским. У большинства алюминиевых банок из-под напитков основание будет круглым и выгнутым вовнутрь. Выровняйте дно, надавив на него пальцем или воспользовавшись небольшим стаканом с плоским дном.

Выполните два отверстия в противоположных сторонах банки, отступив 1,3 см от верха. Для выполнения отверстий подойдет как бумажный дырокол, так и гвоздь с молотком. Вам потребуются отверстия диаметром чуть более трех миллиметров.

Разместите по центру банки маленькую греющую свечу. Скомкайте фольгу и положите ее под низ и вокруг свечки, чтобы она не двигалась. Такие свечки обычно идут в специальных подставках, поэтому воск не должен плавиться и вытекать в алюминиевую банку.

Обмотайте центральную часть медной трубки длиной 15-20 см вокруг карандаша на 2 или 3 витка, чтобы получился змеевик. Трубка диаметром 3 мм должна легко сгибаться вокруг карандаша. Вам потребуется достаточное количество изогнутой трубки, чтобы протянуть поперек банки через верх, плюс дополнительные прямые 5 см с каждой из сторон.

Проденьте концы трубок в отверстия в банке. Центр змеевика должен расположиться над фитилем свечи. Желательно, чтобы прямые участки трубки с обеих сторон банки были одинаковой длины.

Согните концы труб при помощи плоскогубцев, чтобы получился прямой угол. Согните прямые участки трубки таким образом, чтобы с разных сторон банки они смотрели в противоположные направления. Затем снова согните их, чтобы они опустились ниже основания банки. Когда все будет готово, должно получиться следующее: змеевидная часть трубки находится по центру банки над свечкой и переходит в два наклонных, смотрящих в противоположные стороны «сопла» с двух сторон банки.

Опустите банку в миску с водой, при этом концы трубки должны погрузиться. Ваша «лодка» должна надежно держаться на поверхности. Если концы трубки недостаточно погружены в воду, попытайтесь немного утяжелить банку, но ни в коем случае не утопите ее.

Заполните трубку водой. Самым простым способом будет опустить один конец в воду и потянуть с другого конца как через соломинку. Также можно пальцем перекрыть один выход из трубки, а второй подставить под струю воды из-под крана.

Зажгите свечу. Через время вода в трубке нагреется и закипит. По мере превращения в пар она будет выходить через «сопла», в результате чего вся банка начнет вращаться в миске.

Паровой двигатель из банки из-под краски (для взрослых)

Прорежьте прямоугольное отверстие возле основания четырехлитровой банки из-под краски. Сделайте горизонтальное прямоугольное отверстие размером 15 x 5 см сбоку банки возле основания.
- Необходимо убедиться, что в этой банке (и в еще одной используемой) была только латексная краска, а также тщательно вымыть ее мыльной водой перед использованием.
Отрежьте полоску металлической сетки 12 x 24 см. По длине с каждого края отогните по 6 см под углом 90 o . У вас получиться квадратная «платформа» 12 x 12 см с двумя «ножками» по 6 см. Установите ее в банку «ножками» вниз, выровняв ее по краям прорезанного отверстия.
Сделайте полукруг из отверстий по периметру крышки. Впоследствии вы будете сжигать в банке уголь, чтобы обеспечить паровой двигатель теплом. При нехватке кислорода уголь будет плохо гореть. Чтобы в банке была необходимая вентиляция, просверлите или пробейте в крышке несколько отверстий, которые образуют полукруг вдоль краев.
- В идеале диаметр вентиляционных отверстий должен быть около 1 см.
Сделайте змеевик из медной трубки. Возьмите около 6 м трубки из мягкой меди диаметром 6 мм и отмерьте с одного конца 30 см. Начиная с этой точки, выполните пять витков диаметром 12 см. Оставшуюся длину трубы согните в 15 витков диаметром по 8 см. У вас должно остаться около 20 см.
Пропустите оба конца змеевика в вентиляционные отверстия в крышке. Согните оба конца змеевика таким образом, чтобы они были направлены вверх и пропустите оба через одно из отверстий в крышке. Если длины трубы не хватает, то потребуется немного разогнуть один из витков.
Поместите змеевик и древесный уголь в банку. Поместите змеевик на сетчатую платформу. Заполните пространство вокруг и внутри змеевика древесным углем. Плотно закройте крышку.
Просверлите отверстия под трубку в банке меньшего размера. По центру крышки литровой банки просверлите отверстие диаметром 1 см. Сбоку банки просверлите два отверстия диаметром 1 см – одно возле основания банки, а второе над ним возле крышки.
Вставьте закупоренную пластмассовую трубку в боковые отверстия меньшей банки. При помощи концов медной трубки проделайте отверстия в центре двух пробок. В одну пробку вставьте жесткую пластмассовую трубку длиной 25 см, а в другую пробку – такую же трубку длиной 10 см. Они должны плотно сидеть в пробках и немного выглядывать наружу. Вставьте пробку с более длинной трубкой в нижнее отверстие меньшей банки, а пробку с более короткой трубкой в верхнее отверстие. Закрепите трубки в каждой пробке при помощи хомутов.
Соедините трубку большей банки с трубкой меньшей банки. Разместите меньшую банку над большей, при этом трубка с пробкой должна быть направлена в противоположную сторону от вентиляционных отверстий большей банки. При помощи металлической ленты закрепите трубку из нижней пробки с трубкой, выходящей из нижней части медного змеевика. Затем аналогичным образом закрепите трубку из верхней пробки с трубкой, выходящей из верхней части змеевика.
Вставьте медную трубку в соединительную коробку. При помощи молотка и отвертки удалите центральную часть круглой металлической электрораспределительной коробки. Зафиксируйте хомут под электрический кабель стопорным кольцом. Вставьте 15 см медной трубки диаметром 1,3 см в хомут кабеля, чтобы трубка выходила на несколько сантиметров ниже отверстия в коробке. Затупите края этого конца вовнутрь при помощи молотка. Вставьте этот конец трубки в отверстие в крышке меньшей банки.
Вставьте шпажку в дюбель. Возьмите обычную деревянную шпажку для барбекю и вставьте ее в один конец полого деревянного дюбеля длиной 1,5 см и диаметром 0,95 см. Вставьте дюбель со шпажкой в медную трубку внутри металлической соединительной коробки таким образом, чтобы шпажка была направлена вверх.
- Во время работы нашего двигателя шпажка и дюбель будут действовать как «поршень». Чтобы движения поршня было лучше видно, можно прикрепить к нему небольшой бумажный «флажок».
Подготовьте двигатель к работе. Снимите соединительную коробку с меньшей верхней банки и заполните верхнюю банку водой, позволяя ей выливаться в медный змеевик, пока банка не будет заполнена водой на 2/3. Проверьте отсутствие утечек во всех местах соединений. Плотно закрепите крышки банок, застучав их молотком. Снова установите соединительную коробку на место над меньшей верхней банкой.
Запускайте двигатель! Скомкайте куски газеты и положите их в пространство под сеткой в нижней части двигателя. Когда древесный уголь разгорится, дайте ему прогореть около 20-30 минут. По мере нагревания воды в змеевике в верхней банке начнет накапливаться пар. Когда пар достигнет достаточного давления, он вытолкнет дюбель и шпажку наверх. После сброса давления поршень опустится вниз под действием силы тяжести. При необходимости, срежьте часть шпажки, чтобы снизить вес поршня – чем он легче, тем чаще будет «всплывать». Постарайтесь сделать шпажку такого веса, чтобы поршень «ходил» в постоянном темпе.
- Можно ускорить процесс горения, усилив приток воздуха в вентиляционные отверстия феном.
Соблюдайте безопасность. Полагаем, само собой разумеется, что при работе и обращении с самодельным паровым двигателем необходимо соблюдать осторожность. Никогда не запускайте его в помещении. Никогда не запускайте его возле таких воспламеняющихся материалов, как сухие листья или нависающие ветви деревьев. Используйте двигатель только на прочной негорючей поверхности вроде бетона. Если вы работаете с детьми или подростками, то они не должны оставаться без присмотра. Детям и подросткам запрещается подходить к двигателю, когда в нем горит древесный уголь. Если вам не известна температура двигателя, то считайте, что он настолько горячий, что к нему нельзя прикасаться.
- Удостоверьтесь, что пар может выходить из верхнего «котла». Если по какой-либо причине поршень застрянет, то внутри меньшей банки может накопиться давление. При самом худшем раскладе банка может взорваться, что очень опасно.

Поместите паровой двигатель в пластмассовую лодку, опустив оба конца в воду, чтобы получилась паровая игрушка. Можно вырезать лодку простой формы из пластиковой бутылки из-под газировки или отбеливателя, чтобы ваша игрушка получилась более «экологичной».

Начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой но это материал для совершенно отдельной статьи.

Паровой двигатель Тауэра / Хабр

Вместо привычного нам цилиндра в этой паровой машине была сфера. Полая сфера, внутри которой все и происходило.

В сфере вращался и колебался диск, на каждой из сторон которого «перекидывались» туда-сюда четвертинки шара. Как видите, на словах это объяснить невозможно, поэтому гифка:

чуть помедленнее, гифка

Красные стрелки — подача свежего пара, синие — выпуск отработанного.

Валы размещались под углом 135 градусов друг к другу. Пар через отверстие в четвертинке поступал под прижатую к диску плоскость, расширялся (производя полезную работу) и после поворота четвертинки выходил через то же отверстие. Четверти, таким образом, выполняли функции клапанов подачи/удаления пара. Болтающийся диск делал то, что в обычной паровой машине делает поршень. А кривошипно-шатунного механизма не было вовсе, потому не надо было преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное.

Главный узел:

Пока по одну сторону четвертинки происходил рабочий ход (расширение пара), по другую ее сторону производился холостой ход (выпуск отработанного пара). По ту сторону диска происходило то же самое со сдвигом по фазе на 90 градусов. Из-за взаимного положения четвертинок диску придавалось вращение и колебания.

По сути, это была карданная передача с внутренним источником энергии. Зеленый диск-крестовина карданной передачи совершает такие же вращательно-колебательные движения:

Вращение передавалось на два вала, выходящие из мотора. Снимать энергию можно было с обоих, но на практике, судя по рисункам, для привода использовали один.

Как отмечал французский журнал «La Nature» 1884-го года, сферический двигатель допускал повышенные по сравнению с поршневыми собратьями скорости вращения и, следовательно, хорошо подходил в качестве привода электрогенератора.

Двигатель обладал низкими уровнями шума и вибрации и был очень компактен. Мотор с внутренним диаметром шара 10 см и частотой вращения 500 об/мин при давлении пара 3 атм выдавал 1 лошадиную силу, при 8,5 атм — 2,5 л.с. Самая же большая модель диаметром 63 см обладала мощностью в 624 «лошадки».

Но. Сферический мотор был сложен в изготовлении, требовал больших расходов пара. Он выпускался и некоторое время реально эксплуатировался в качестве привода генераторов в британском флоте и на железных дорогах Great Eastern Railway (устанавливался на паровой котел и служил для электроосвещения вагонов). Однако из-за указанных недостатков не прижился.

P.S. Необходимо заметить, что изобретатель сферического ~~коня~~ двигателя Бошам Тауэр (Beauchamp Tower) не пропал для инженерии.

Судя по всему, он был первым, кто наблюдал «масляный клин» в подшипниках скольжения и измерял давления в нем. Т.е. современное машиностроение пользуется исследованиями мистера Тауэра до сих пор.

Почерпнуто здесь и там.

Роторно-лопастной двигатель | Роторно-лопастная паровая машина

Период 19-го — начала 20-го века ознаменовался расцветом и угасанием паровых машин — «железяк», которые вытащили мировую экономику на новый уровень. Все видели паровоз, одну из весьма распространенных реализаций паровой машины. Даже сегодня его можно найти почти в каждом депо на железной дороге — в смазке, «как жар горя». Красивые машины. Но низкий КПД и так и не решенная проблема смазки поршня и разделения паромасляной смеси не позволили жить этим интересным устройствам.

Каким требованиям должна соответствовать современная паровая машина? Вот некоторые из них:

Минимальное время выхода на рабочий режим;
Работать в широком диапазоне нагрузок, быстро реагировать на изменение нагрузки;
Иметь эффективный КПД, сравнимый с КПД двигателя внутреннего сгорания;
Обладать высокой удельной мощностью, сравнимой с тем же ДВС;
Превосходить имеющиеся установки по экологическим параметрам.

Чтобы добиться хороших параметров, нужно решить проблему котла и расширительной машины.

Современный парогенератор – это совсем не паровой котел 18 века. Да и вода не лучший теплоноситель. Параметры современных парогенераторов существенно улучшились и можно сделать установку, которая будет весьма эффективной. При этом двигатель внешнего сгорания, которым является пара котел — расширительная машина, лучше двигателя внутреннего сгорания хотя-бы из-за стационарности процессов горения топлива, что дает более полное сгорание топлива, а значит уменьшает количество вредных выбросов. Современные парогенераторы имеют очень высокую удельную мощность, позволяют быстро менять режимы работы. Так что есть над чем подумать.

С другой стороны, роторно-лопастной двигатель – превосходная малогабаритная расширительная машина. К тому же не требующая добавления смазывающих ингредиентов в пар. Роторы подвешены на подшипниках, «сухое» трение присутствует только в элементах уплотнения, силы трения на порядоки меньше сил трения пары поршень-цилиндр.

Современная паровая машина может быть более эффективна по сравнению с поршневым ДВС.

Промышленный OEM-производитель роторный паровой двигатель с впечатляющими предложениями Local After-Sales Service

Alibaba.com предлагает высокую производительность и эффективность. роторный паровой двигатель, которые идеально подходят для всех типов коммерческих и промышленных целей. Эти продукты оснащены всеми новейшими технологиями, чтобы работать на оптимальном уровне и повышать вашу производительность. Файл. роторный паровой двигатель, представленные на сайте, изготовлены из прочной качественной нержавеющей стали, которая предотвращает все формы ржавчины и обладает многофункциональной системой осушения, применимой во многих отраслях промышленности. Эти мощные. роторный паровой двигатель доступны с различной производительностью, а систему сушки можно полностью настроить в соответствии с вашими требованиями.

Обтекаемая и прочная. роторный паровой двигатель полезны для сушки нескольких предметов, таких как продукты питания, отходы, химикаты и многое другое, в зависимости от ваших конкретных требований. Модернизированный и жесткий. роторный паровой двигатель на сайте неизбежно появляются машины для пищевой и овощной или сельскохозяйственной промышленности, которые впитывают всю избыточную влагу и работают на методе электрического нагрева. Вес этих. роторный паровой двигатель может различаться в зависимости от модели.

Вы можете выбрать одну из множества. роторный паровой двигатель на Alibaba.com в зависимости от цвета, размера, дизайна и утилит. Эти. роторный паровой двигатель оснащены отдельными температурами входящего и выходящего воздуха с использованием методов сушки с центробежным распылением для повышения производительности. Лучшая часть покупки этих эффективных. роторный паровой двигатель — это послепродажное обслуживание, которое включает техническое обслуживание и другие связанные с этим действия.

Alibaba.com предлагает комплексные возможности. роторный паровой двигатель диапазоны, которые помогут вам сэкономить много денег и получить высококачественные товары. Эти продукты доступны в виде заказов OEM и ODM вместе с индивидуальными вариантами упаковки. Они также имеют сертификаты ISO, CE, SGS для большей надежности.

Пятитактный роторный двигатель — это… Что такое Пятитактный роторный двигатель?

Пятитактный роторный двигатель — роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов.

История

Впервые такая схема расширительной машины в виде насоса была описана британским изобретателем Д. Эвом в 1820-х годах и опубликована в английской книге Т. Юбанка в 1850 году «Гидравлические и другие машины».

Но первую известную и реально действующую машину на этом принципе создал русский инженер-механик из Санкт-Петербурга Н. Н. Тверской в 80-х годах 19-го века. Его паровая «коловратная машина» (паровой роторный двигатель) ставился на паровые катера, вращал динамомашины и даже, работая сжатым аммиаком, приводил в движение «подводную миноноску» (подводную лодку) конструкции Н. Н. Тверского, на которой сам инженер опускался в воды Финского залива. Паровая машина Н. Н. Тверского стояла даже на императорской паровой яхте «Штандарт». Однако потом эти двигатели по непонятной причине были забыты и не получили в России, да и в мире, дальнейшего развития.

В 20-м веке с появлением двигателя внутреннего сгорания производились попытки приспособить такую схему роторного двигателя к осуществлению циклов двигателя внутреннего сгорания. Например, в специальной технической литературе Европейских стран и США середины 20-го века описаны схемы двигателей конструкции Ф. Унзина и С. Беймана, которые пытались развить именно эту схему роторных машин применительно к режиму работы двигателя внутреннего сгорания. Однако эти попытки были явно неудачными и о реализации этих схем в металле ничего неизвестно.

Отечественным инженером и изобретателем И. Ю. Исаевым в 2009 году была предложена схема реализации циклов двигателя внутреннего сгорания в конструктивной компоновке данного типа роторных машин, которая значительно отличалась от всего предложенного ранее. Главным отличием этого изобретения является вынесение в отдельные конструктивно обособленные камеры технологического цикла «горение рабочей смеси—образование газов горения высокого давления». То есть впервые в конструкции двигателя внутреннего сгорания привычный для всех типов двигателей внутреннего сгорания такт «горение—расширение», разделен на два технологических процесса «горение» и «расширение», которые реализуются в разных рабочих камерах двигателя. Именно поэтому изобретатель называется свой двигатель 5-тактным, так как в нем в различных конструктивных объемных камерах последовательно реализуются следующие технологические такты:

— всасывание рабочей смеси.
— сжатие рабочей смеси.
— поджиг и горение рабочей смеси.
— расширение рабочих газов.
— выпуск отработавших газов.

Литература

Т. Юбанк. Гидравлические и другие машины. — 1850. (на английском языке)
Записки Русскаго Императорскаго Техническаго общества, 1885.
Е. Акатов, В. Бологов и другие. Судовые роторные двигатели — 1967.

Ссылки

Роторный паровой двигатель

> ENGINEERING.com

(HDPE), и его очень легко разрезать с помощью ножа Xacto или другого острого универсального ножа.

Рядом с носом лодки стоит небольшая свеча, например, те, которые используются для согревания еды на столе. Я выбрал свечу, которая идет в комплекте с маленькой алюминиевой банкой и имеет высоту менее дюйма, чтобы она сидела низко в лодке и не капала воск. Алюминиевая чашка удерживает расплавленный воск на месте, поэтому лодка может ходить часами.Я использовал небольшое количество липкой ленты, чтобы удерживать ее на месте.

Двигатель изготовлен из мягкой медной трубки диаметром 1/8 дюйма. Его можно найти в лучших хозяйственных магазинах, и обычно он используется в холодильниках. Вы можете использовать мягкую медную трубку диаметром 1/4 дюйма, которую легче найти, но 1/8 лучше всего работает с небольшим источником тепла свечи и меньше весит, поэтому вероятность опрокидывания лодки меньше.

Лучше всего разрезать трубку с помощью резака для трубок (купите его в хозяйственном магазине, когда получите трубку).Можно использовать ножовку, но придется убрать мусор из среза ножом или наждачной бумагой.

Осторожно согните трубку вокруг большой ручки или карандаша (я использовал ручку деревянной ложки), чтобы сформировать спираль в центре. Проделайте два отверстия в задней части лодки гвоздем и протолкните медные трубки через отверстия. Отверстия в мягком пластике закроются вокруг трубки, образуя водонепроницаемую посадку. Также можно просто положить трубку на верхнюю часть задней части лодки, а затем согнуть ее так, чтобы концы оказались под водой и были направлены назад.

Осторожно согните трубку так, чтобы змеевик находился чуть выше верхней части того места, где будет пламя свечи. Лодка закончена и готова к спуску на воду.

Медные трубки должны быть заполнены водой, и оба открытых конца должны находиться под водой. Самый простой способ наполнить трубки — держать один конец под водой и сосать другой конец.

Когда трубки наполнены водой, и лодка находится в воде с обоими концами трубки под водой, зажгите свечу.

Когда змеевик из медных трубок станет достаточно горячим, чтобы вскипятить воду внутри, лодка резко рванет вперед, а затем начнет равномерно двигаться вперед. Если вы опустите пальцы в воду сразу за трубками, вы почувствуете небольшие пульсации воды, примерно 5 или 10 импульсов в секунду. Эти импульсы толкают лодку.

Малые двигатели в качестве расширителей пара нижнего цикла для двигателей внутреннего сгорания

Нижние циклы рекуперации тепла для двигателей внутреннего сгорания открыли новые возможности для исследований малых пародетандеров (Stobart and Weerasinghe, 2006). Надежные данные для небольших пародетандеров позволят нам спрогнозировать их пригодность в качестве двигателей с нижним циклом и экономию топлива, достигаемую при их использовании в качестве двигателей с нижним циклом. Настоящая статья основана на результатах экспериментов, проведенных на маломасштабных двигателях Ванкеля и двухтактных поршневых двигателях в качестве расширителей воздуха и пародетандеров. Испытательная установка, разработанная в Сассексе, используемая для измерений, состоит из измерений крутящего момента, мощности и скорости, электронного срабатывания клапанов, синхронизированного сбора данных о давлении и температурах пара и внутри двигателей для паровых циклов и циклов внутреннего сгорания.Результаты представлены для четырех режимов двигателя, а именно, поршневой двигатель в режиме расширения парового потока и в режиме расширения воздуха и роторный двигатель Ванкеля в режиме расширения пара и режиме расширения воздуха. Воздушные испытания предоставят базовые данные о трении и влиянии движения, тогда как паровые испытания покажут, насколько эффективными будут двигатели в этом режиме. Результаты для мощности, крутящего момента и диаграмм сравниваются, чтобы определить изменение производительности от режима расширения воздуха к режиму расширения пара.

1.Введение и мотивация

Поиск подходящего нижнего цикла для рекуперации низкопотенциального тепла, регенерированного из двигателя внутреннего сгорания, основывается на температурном диапазоне работы и ожидаемой эффективности. Термоэлектрическая рекуперация тепла обеспечивает относительно чистый и менее сложный вариант, но с очень низкой эффективностью. С другой стороны, было доказано, что пар работает в циклах рекуперации тепла с приличным диапазоном эффективности. Атмосферный двигатель Томаса Ньюкомена, который сегодня называют двигателем Ньюкомена, был первым практическим устройством, которое использовало силу пара для создания механической работы.Джеймс Ватт развил его дальше, и паровые поршневые двигатели используются в течение последних 200 лет [1]. Использование паровых двигателей уменьшилось с появлением двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Однако паровые двигатели по-прежнему используются в различных инженерных приложениях, особенно в электроэнергетике. Малые паровые расширительные машины используются ограниченно [2]; Обычно это связано с тем, что также требуется парогенераторная система, что делает их неэкономичными. Были попытки использовать пародетандеры в качестве основной силовой установки автомобиля [3]; однако настоящая работа основана на паровых двигателях малой мощности в качестве расширителей нижнего цикла.В этой области не проводилось много исследований. В частности, нет данных о характеристиках этих двигателей. Работа предназначена для создания платформы для разработки небольших паровых двигателей, которые могут быть использованы в качестве тепловых детандеров нижнего цикла. Существуют различные варианты пародетандеров, например, лопастные роторы и микротурбины. Однако поршневые детандеры и двигатели Ванкеля легко доступны в виде небольших двигателей, которые можно преобразовать в паровые детандеры. Диапазон двигателей в исследовании был ограничен размером и мощностью, которые могут быть установлены на испытательном стенде, настольном динамометре. По сути, этот мод ограничился объемом цилиндров менее 20 куб. Основные параметры двух двигателей, которые использовались в исследовании, перечислены в таблице 1.


Двигатель	Четырехтактный поршневой двигатель	Роторный двигатель Ванкеля

Модель	OS 32 SX	OS 49 PI
Диаметр отверстия (мм)	19.5	Н / Д
Ход (мм)	17,5	Н / Д
Объем (см3)	5,23	4,97
Степень сжатия	10: 1	7 : 1 (приблизительно)

1.1. Цикл Ренкина

Паровая машина обычно работает по термодинамическому циклу Ренкина. Циклы Ренкина [4] широко используются как в первичных двигателях, так и в расширителях нижнего цикла. Возвратно-поступательный цикл Ренкина использовался в локомотивах, кораблях и стационарных двигателях. Роторные детандеры, в первую очередь паровые турбины, используются в электроэнергетике. Использование роторного двигателя ограничено оптимальным рабочим диапазоном, который он предлагает по сравнению с широким диапазоном, предлагаемым поршневым двигателем. Использование расширителя пара, используемого в этом исследовании, в основном нацелено на двигатель с прямым соединением, который может работать синхронно с двигателем внутреннего сгорания. Поршневой двигатель имеет такие же характеристики крутящего момента и мощности, что и двигатель внутреннего сгорания.Другое главное преимущество — наличие небольших двигателей, которые можно преобразовать в паровые детандеры.

1.1.1. Цикл Ренкина с возвратно-поступательным детандером

Цикл Ренкина с возвратно-поступательным движением, показанный на Рисунке 1, объясняется следующими этапами: (1-2) Впуск пара под давлением парового резервуара. (2-3) Расширение пара до открытия выпускного отверстия. (3-4 ‘) Продувка пара до давления конденсатора. (4-5) Выпуск пара до закрытия выпускного отверстия. (5-1) Сжатие пара, оставшегося в цилиндре.

Работу и тепло для цикла можно определить, получив удельные энтальпии, где это относится к шагам на Рисунке 1. Теоретическая работа цикла дается выражением, а подводимое тепло выражается как. Эффективность определяется по формуле. Работой насоса пренебрегают, поскольку она мала по сравнению с поступающим теплом. Поршневые паровые детандеры были наиболее распространенным типом расширителей, известных своим высоким крутящим моментом и простотой в эксплуатации. В основном они используются как морские тягачи и тягачи старых локомотивов.Скорость, доступная для больших паровых машин, ограничена. Возможны прямоточные и противоточные устройства с возвратно-поступательными детандерами [1]. Однако клапанные устройства становятся более сложными с противоточным расположением [5]. Считается, что поршневые двигатели легче реализовать, чем двигатели Ванкеля [6].
1.1.2. Роторные паровые двигатели
Паровые турбины являются эффективными устройствами, но диапазон их работы ограничен, поэтому они не очень подходят для автомобильных применений.Основное преимущество турбинного цикла — высокий общий КПД при эксплуатации. Однако гибкость работы перевешивает коэффициент полезного действия и делает возвратно-поступательный цикл Ренкина более практичным. Кроме того, способность адаптироваться к условиям колебания крутящего момента и скорости возвратно-поступательного цикла делает его предпочтительным устройством для автомобильных приложений. Тем не менее, если энергия, вырабатываемая турбиной, преобразуется в электричество и используется для привода электродвигателя, это приводит к практическому решению для гибридных транспортных средств [7].
Промежуточным решением является роторный детандер Ванкеля [8]. Двигатель Ванкеля предлагает некоторые преимущества как турбинного цикла, так и гибкости поршневого двигателя [9, 10]. Двигатели Микро-Ванкеля могут быть изготовлены с использованием улучшенной технологии изготовления [11]. Были предприняты попытки правильно имитировать работу двигателя Ванкеля [12], но текущее приложение использует пар в качестве рабочего тела без внутреннего сгорания. На рисунке 2 показан теоретический цикл Ренкина и диаграмма давления-объема цикла Ренкина.

1.2. Рекуперация отходящего тепла
Главной достопримечательностью цикла Ренкина [13] сегодня является его применимость в системах рекуперации отходящего тепла [12]. В электроэнергетике турбины Ренкина приводятся в действие паром, вырабатываемым за счет утилизации отходящего тепла. Поршневые двигатели в системах утилизации отработанного тепла используются редко. С другой стороны, использование роторных паровых двигателей в малых масштабах не является обычным явлением. Способность цикла Ренкина работать с низкопотенциальными источниками тепла, такими как пар, делает его привлекательным для использования в нижнем цикле [14]. В приложениях цикла Ренкина применялись два основных типа расширителей, которые бывают двух типов: первый — это скоростной тип, такой как осевые турбины и турбины с радиальным потоком; другой — поршневого типа, такого как спиральные расширители, винтовые расширители, поршневые расширители и пластинчато-поворотные расширители [15]. Эти детандеры подпитываются паровым резервуаром благодаря рекуперации тепла в нижнем цикле [16, 17].
2. Экспериментальная установка
Экспериментальная установка состоит из динамометра, системы сбора данных, управляемой программным обеспечением LabVIEW, источника пара / воздуха и конденсатора.Входы датчиков поступают в систему через карту многоканального сбора данных. На рисунке 3 показаны компоненты системы и их взаимосвязь.

2.1. Динамометр
для испытаний малых двигателей предлагает такие преимущества, как мобильность, меньшее количество инструментов, низкие затраты на место и гибкость. Однако нет доступных динамометрических установок для испытаний небольших двигателей. Следовательно, небольшой динамометрический стенд, изображенный на рисунке 4, должен был быть разработан для установки небольших двигателей для испытаний.Динамометр был заимствован из токарного станка моделистов, а трансмиссия была модифицирована для поглощения мощности и работы двигателя при необходимости. Выходной вал двигателя установлен на одной линии с валом токарного станка. Конструкция датчика крутящего момента соединяет выходной вал двигателя и вал токарного станка. Двигатель постоянного тока мощностью 400 Вт приводит в движение главный вал, который также может поглощать мощность. На конце приводного вала установлен импульсный датчик, который генерирует три потока импульсов, а именно: (i) импульс на оборот (ppr), (ii) импульс на оборот — 90 ° (индикатор направления) и (iii) импульс на оборот. градус угла поворота коленчатого вала (pcd).

В качестве двигателей использовались доработанные модели двигателей Hobby производства OS (Япония). Имеются следующие данные об используемых двигателях.
Для использования в качестве расширителей пара необходимо было модифицировать впускные и выпускные отверстия для впуска и выпуска пара. Головки двигателя были модифицированы для подключения пара.
На рис. 4 схематически показана конфигурация впускных и выпускных патрубков и клапанов. На рисунке показана конфигурация элементов управления портами, а также подачи и выпуска пара.Устройство такое же, как и у роторного двигателя, за исключением того факта, что роторный двигатель имеет два впускных клапана и два выпускных клапана. Открытие и закрытие поворотных клапанов двигателя происходит без электронного управления.
2.2. Расширители пара
расширители пара доступны в виде поршневых расширителей и роторных расширителей. В данном контексте тестируются однопоточный поршневой детандер и роторный двигатель Ванкеля.
2.2.1. Поршневой паровой двигатель
Двухтактный двигатель внутреннего сгорания был модифицирован для обеспечения впуска пара через верхний клапан с электрическим приводом. С этой целью был модифицирован автомобильный клапан впрыска топлива. Пар поступает через впускной клапан с электроприводом и выходит через порт на НМТ. Время впуска пара имеет решающее значение для приведения в движение. Время газораспределения было установлено на 3 ° до ВМТ и выдержано на уровне 100 ° для впускного клапана. Отвод осуществляется через порт длиной 6 мм и шириной 25 мм перед BDC.
2.2.2. Расположение клапанов для двухтактного поршневого двигателя
Карта сбора данных использует два потока импульсов от оптического кодировщика: импульс на оборот (ppr) и импульс на градус угла поворота коленчатого вала (pcd).Импульс ppr совмещен с верхней мертвой точкой поршня. Программное обеспечение LabVIEW, которое контролирует срабатывание клапана и производит выборку данных для хранения, использует импульс pcd в качестве источника тактовых импульсов и импульс ppr в качестве триггера для выходного импульса. Время срабатывания клапана синхронизировано с импульсом pcd и может меняться.
2.2.3. Паровой двигатель Ванкеля
Модифицированный небольшой двигатель внутреннего сгорания Ванкеля используется в качестве расширителя пара. Поток через двигатель Ванкеля является прямоточным, и непрерывная генерация крутящего момента доступна с тремя расширениями за цикл ротора.Диаграмма цикла Ванкеля Ренкина в литературе отсутствует. Однако на рисунке 9 показан график зависимости давления от угла поворота коленчатого вала, поскольку он более уместен, чем диаграмма. Двигатель Ванкеля 5 см модели ³ был модифицирован для работы в качестве парового детандера Ванкеля. Есть два впускных и два выпускных отверстия. Они были изменены для достижения оптимальной производительности. Впускной канал расположен под углом 20 ° к исходной линии двигателя, а выпускные клапаны были заменены на боковые выпускные клапаны, как показано на Рисунке 5.

2.3. Контрольно-измерительные приборы и измерения
Двигатель снабжен воздухом или паром в зависимости от ситуации, а расход жидкости регулируется электронным способом. Измерения проводились при двух установленных давлениях: 7 бар и 15 бар для воздуха и пара соответственно. Сигналы давления, температуры, крутящего момента, скорости и импульсов подаются через карту сбора данных National Instruments (NI) на компьютер. Связь с весами осуществляется через соединение RS232. Весь сбор данных и контроль выполняются с помощью программного обеспечения LabVIEW.Выборка запускалась импульсом на каждый импульс угла поворота коленчатого вала (pcd) от оптического кодировщика.
2.3.1. Давление
Измерения давления были получены на входе в двигатель, выходе из двигателя, внутри цилиндра, на входе в подогреватель и на выходе из подогревателя с помощью пьезоэлектрических датчиков давления.
2.3.2. Температура
Температуры на входе в двигатель, на выходе из двигателя, внутри двигателя, на входе в подогреватель и на выходе из подогревателя были получены с помощью термопар.
2.3.3. Крутящий момент и скорость
Крутящий момент и скорость получаются с помощью встроенного датчика крутящего момента, мощность по этим показаниям определяется как
2.
3.4. Массовый расход
Конденсат из двигателя собирается в емкость на электронных весах. Увеличение веса во времени дает массовый расход.
2.3.5. Качество пара
Для анализа качества отработанного пара потребовалась установка нового устройства. Пар, выходящий из двигателя, является влажным, и, следовательно, давление и температура сами по себе не могут определить состояние пара.Секция подогревателя установлена на выхлопных трубах, которая доводит пар до состояния перегрева, при котором только давление и температура могут дать состояние пара. На рис. 6 показаны точки отбора температуры и давления, а на рис. 7 — анализатор качества пара.

Датчики давления и температуры размещаются на входе в SQA (ri) и на выходе из SQA (re). Показания используются для получения удельной энтальпии при re из таблиц пара.Тогда где — масса воды, собранной за время т . VI — зарегистрированные напряжение и ток, используемые секцией подогревателя. Наиболее важные измерения системы — это давление и температура на входе, выходе и внутри двигателя. Эти измерения можно использовать для определения условий на входе и выходе пара и, следовательно, для разработки баланса энергии.
2.3.6. КПД двигателя
КПД двигателя можно рассчитать с помощью значений тепловложения и мощности, развиваемой двигателем.
3. Результаты испытаний двигателя
На рисунках 10 и 13 показаны кривые мощности для различных давлений на впуске двигателя. Оптимальное давление подачи составляет около 30 бар, что было подтверждено предыдущим изданием Prasad [7]. Давление выше этого диапазона будет иметь отрицательный эффект, что объясняется внимательным анализом диаграммы Мольера для воды. Насыщенный пар при давлении выше 30 бар сохраняет меньшую энтальпию, чем пар при 30 бар. Были проведены измерения давления от пика до пика, и данные приведены относительно нулевого давления подачи.Показания наносятся с учетом смещения и отражают абсолютное значение.
3.1. Воздушные испытания двигателя Ванкеля
Данные воздушных испытаний были получены для значений частоты вращения 100, 200, 300, 500, 700, 900, 1100, 1300, 1500, 1700, 2000 и 2300. Диаграмма давления и объема для испытаний воздуха на двигателе Ванкеля Двигатель показан на Рисунке 9 для давления воздуха 7 бар. Взаимосвязь между давлением и углом поворота коленчатого вала показана на рисунке 8. Когда давление подачи низкое, имеет место существенная работа двигателя, что иллюстрируется отрицательными давлениями на диаграмме.

Данные воздушных испытаний были получены для значений частоты вращения 200, 300, 500, 900, 1300 и 1700.
3.2. Паровые испытания двигателя Ванкеля
Паровые испытания проводились при давлении подачи 10 бар и давлении подачи 15 бар. Здесь показаны результаты в 15 бар, поскольку 15 бар было самым высоким давлением, при котором данные регистрировались, как на рисунках 11 и 12. Испытания проводились с подачей пара с регулируемым давлением от промышленного котла. Основное наблюдение, которое ожидается от характеристик давления при паровых испытаниях, — это эффект расширения.

3.3. Испытания поршневого двигателя воздухом и паром
Были проведены измерения расширения пара при давлении 10 бар в поршневом двигателе. Данные были получены только при 200-800 об / мин. Это считается целесообразным, поскольку предполагается, что двигатель будет работать на более низких оборотах, чем двигатель внутреннего сгорания. Форма диаграммы в значительной степени соответствует теоретической диаграмме, показанной на Рисунке 14. Характеристики удельной мощности и крутящего момента показаны на Рисунке 15 при давлении 10 бар.

Диаграмма крутящего момента также впечатляет и имеет ожидаемую форму, за исключением показаний при 400 об / мин. Однако в целом поведение соответствует ожиданиям.
В таблице 2 приведены результаты, полученные для испытаний на воздухе и на пару. Диаграммы воздушных испытаний здесь не показаны, поскольку они были сделаны только в целях проверки.
Двигатель Ванкеля Поршневой двигатель
Максимальная мощность (воздух) 1400 Вт / кг 2800 Вт / кг
Максимальный крутящий момент (воздух) 0.80 Нм 0,38 Нм
Максимальная мощность (пар) 5550 Вт / кг 2600 Вт / кг
Максимальный крутящий момент (пар) 11,65 Нм 0,45 Нм
3.4. Анализ результатов
Представлены диаграммы расширения воздуха и пара в роторных и прямоточных поршневых двигателях. Характеристики расширителя Ванкеля показаны на рисунках 9 и 12.Диаграмма зависимости давления от угла поворота коленчатого вала двигателя Ванкеля показывает явное расширение пара на низких оборотах. Эффект расширения уменьшается с увеличением скорости. Это лучше объяснить кривой крутящего момента для того же самого. Развиваемый крутящий момент высок на более низких скоростях. Очевидной причиной такого поведения является время, необходимое пару для расширения [18]. Расширение пара намного выше, чем у воздуха, и выделение энергии хорошо видно. Кривая максимальной мощности для воздуха дает максимум при 1000 об / мин, тогда как для пара — около 400 об / мин.Это показывает более высокую скорость расширения воздуха. Пар, выходящий из двигателей во влажном состоянии, означает, что в процессе расширения происходит фазовый переход. Процесс фазового перехода происходит медленнее, чем прямое расширение воздуха. Однако, когда они используются в качестве нижних циклов, необходимо иметь передаточное число около 10: 1 для работы параллельно с двигателем внутреннего сгорания. Это связано с тем, что оптимальная рабочая частота вращения паровых детандеров находится в пределах от 100 до 250, тогда как двигатели внутреннего сгорания оптимально работают около 2000 об / мин.
Медленная работа пара не делает его менее предпочтительным кандидатом в качестве расширительной среды нижнего цикла. Это позволяет пару накапливаться и потребляться с меньшей скоростью. После правильной настройки он должен обеспечивать достаточный крутящий момент наддува через трансмиссию.
Помимо результатов, полученных в ходе тестирования, во время тестирования были выявлены некоторые проблемы. Качество пара имеет решающее значение для продолжительной работы двигателя [19]. Следовательно, система с замкнутым циклом предпочтительнее открытого цикла.Конструкция впускного клапана пара имеет решающее значение при впрыске пара в цилиндр. Механическое устройство может быть более прочным, по крайней мере, для частей, контактирующих с паром. Маленькие двигатели могут страдать из-за того, что они маленькие, что снижает их ресурс. Ожидается, что эти двигатели будут обеспечивать лучшую выносливость.
Правильное масштабирование может быть выполнено, когда для двигателей доступны все данные моделирования и испытаний.
4. Заключение и дальнейшая работа
Измерения рабочих характеристик были проведены для прогнозирования пригодности малых двигателей в качестве пародетандеров.Двигатели были модифицированы с учетом парового расширения. Диапазон рабочих скоростей пара намного ниже, чем у двигателя внутреннего сгорания. Это мешает нам проводить прямые сравнения. Воздушные испытания предоставляют очень сопоставимый набор данных для расширителей. Сравнивая данные о максимальной мощности и крутящем моменте двух двигателей, становится очевидным, что двигатель Ванкеля представляет собой гораздо лучшее устройство в качестве расширителя.
Основная цель этой работы — измерить пригодность парового цикла Ренкина в качестве нижнего цикла рекуперации тепла и сравнить характеристики двух типов двигателей, поршневого двигателя и двигателя Ванкеля.Характеристики мощности и крутящего момента, показанные для небольших двигателей, делают их очень подходящими для этой цели. Работа включает разработку полного цикла определения дна Ренкина, включая элементы управления. Это включает в себя систему рекуперации тепла и тепловое регулирование двигателя внутреннего сгорания и парового цикла. Необходимо провести ресурсные испытания паровых двигателей, разработанных для проверки долговечности [3, 20]. Отдельная работа ведется по разработке стратегий и методов борьбы.
Уменьшенный динамометр, разработанный для измерения производительности двигателя, представляет собой очень полезный инструмент для тестирования масштабированных моделей.Полученные кривые крутящего момента и мощности могут быть увеличены для полноразмерного двигателя.
Время газораспределения для двухтактного двигателя является важным фактором в работе двигателя. Небольшие двигатели не позволяют нам гибко это изменить. С электронным запуском можно изменить только время. В полномасштабном двигателе можно использовать клапаны гораздо большего размера, и будет место для более точной регулировки.
Тесты выявили ряд областей, требующих улучшения. Серьезной проблемой могла быть надежность двигателей. Использование паромасла, повышающего надежность, возможно при замкнутом цикле. В открытом цикле это становится проблемой выбросов, поскольку он будет выброшен в атмосферу.
Использование малых двигателей для определения характеристик двигателей является основой для проектирования средних паровых двигателей. Результаты могут быть подтверждены моделированием после того, как будет доступен полный набор данных. Авторы намерены провести дальнейшие испытания на более крупном двигателе с системой рекуперации тепла, прикрепленной к двигателю внутреннего сгорания.
4.1. Моделирование двигателя
Результаты можно сравнить с результатами, полученными на основе результатов одномерного моделирования двигателя. Могут быть получены значения для расширения воздуха и оптимальная рабочая точка. На данный момент результаты моделирования не представлены. Однако первоначальные сравнения, которые здесь не представлены, предполагают, что измерения могут быть подтверждены моделированием. Эти результаты показывают, что пародетандеры, даже в небольших масштабах, являются подходящими устройствами для нижних циклов рекуперации тепла.Полный набор имитаций, как описано выше, можно использовать для увеличения результатов для коммерческих приложений двигателей. Ожидается, что моторный эффект и трение в небольших двигателях высоки в процентах. Однако они предоставляют концепцию, подтверждающую достоверную статистику.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Авторы выражают благодарность EPSRC за финансирование работы [Grant no.GR / T19810 / 01], профессору Р. К. Стобарту, главному исследователю, Яну Уоллису и Барри Джексону из Университета Сассекса за их поддержку в проведении исследования, а также компании Spirax Sarco Ltd., Великобритания, за предоставление парового оборудования и поддержку.
Вращающийся паровой двигатель Бултона и Ватта, 1788
Роторно-лучевой двигатель Бултона и Ватта — «круговой» двигатель. Это старейший в мире роторный двигатель без переделок.Построенный Джеймсом Ваттом в 1788 году, он включает в себя все его самые важные усовершенствования паровой машины. Этот двигатель использовался на мануфактуре Мэтью Бултона в Сохо в Бирмингеме, где он управлял 43 станками для полировки (или «притирки») металла в течение 70 лет.
Роторный двигатель Boulton & Watt. Используемый на заводе Boulton & Watt в Сохо, этот двигатель известен как «круговой», поскольку он приводил в движение ряд станков для полировки (или «притирки») металла.Это самый старый из сохранившихся лучевых двигателей Ватта, который сохранился почти полностью и без изменений, и был первым, кто был оснащен центробежным регулятором. К 1800 году, когда сотрудничество Бултона и Ватта закончилось, был построен 451 двигатель, из которых 268 были ротационными. К концу 19 века паровая машина стала основным источником энергии для промышленности и транспорта.
Джеймс Ватт был производителем научных приборов, который заинтересовался паром «при ремонте модели двигателя Ньюкомена для университета Глазго в 1765 году.Он понял, что тепло тратится впустую из-за конденсации пара внутри цилиндра, значительная масса которого должна нагреваться и охлаждаться при каждом двойном такте двигателя.
Лекарство Ватта от обнаруженной им неисправности состояло в том, чтобы добавить отдельную камеру, в которой поддерживался вакуум, и открыть ее для цилиндра, когда пар должен был конденсироваться. Пар проходил в этот отдельный конденсатор и охлаждался, при этом цилиндр оставался горячим.Удельный расход топлива был снижен до менее чем одной трети по сравнению с двигателем типа Newcomen.
Партнер Ватта, Мэтью Бултон, хотел применить паровой двигатель для привода мельничных механизмов, и Ватт сконструировал для этой цели ротационный двигатель, ранним примером которого является этот экспонат, использованный в собственных работах Бултона и Ватта. От насосного двигателя он отличается не только возможностью вращательного движения, но и двойным действием (
поршень дает силовые ходы в обоих направлениях движения).Необходимость подталкивать конец балки вверх, а также тянуть его вниз, привела к замене цепей двигателя Ньюкомена жесткой связью, и Ватт изобрел свое «параллельное движение», чтобы направлять соединение между штоком поршня и поршнем. короткое соединительное звено, расположенное по прямой линии. Зубчатая передача, которая заменяет обычный кривошип, известна как шестерня «Солнце и Планета» и была разработана, чтобы избежать нарушения существующего патента. В нем есть любопытный
свойство сообщать маховику полное вращение за каждый односторонний ход поршня.
20 ноября 1847 г. Stock Photo 4220-20398961: Superstock
Детали
Номер изображения: 4220-20398961
Права управляемого
Кредит: Illustrated London News Ltd / Pantheon
Разрешение модели: Нет
Разрешение собственности: Нет
Детали: 4500 x 5367px | 15 дюймов x 17 дюймов89 дюймов | 72,45 МБ | 300 точек на дюйм
ПРОСТОЕ ЛИЦЕНЗИРОВАНИЕ RM
250 долларов США
Издательское дело / образование
400
Прямой маркетинг — внутреннее использование
$ 1600
Продлить лицензию
Для индивидуальных тарифных планов со скидкой, без водяных знаков или пакетов изображений для частных лиц или корпораций нажмите кнопку
НУЖНЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ ниже.

В поисках запаса подписки посетите наш дочерний сайт PURESTOCK .
Добавить в корзину Нужны дополнительные параметры?
×
Свяжитесь с нами
Мы здесь, чтобы помочь! Свяжитесь с нами, если вам нужны более гибкие варианты лицензирования.
Позвоните нам по телефону 866-236-0087
. Представители доступны с 9:00 до 18:00 EST.
Ключевые слова
Пожалуйста, свяжитесь с
Продажи и исследования SuperStock
Эл. Почта: [email protected]
Телефон: 1-866-236-0087
Великобритания / ЕС: +44 (0) 20 7036 1800
Промышленный роторный паровой двигатель OEM в впечатляющих предложениях Местное послепродажное обслуживание
Alibaba.com предлагает высокопроизводительный и эффективный роторный паровой двигатель , который идеально подходит для всех типов коммерческих и промышленных целей. Эти продукты оснащены всеми новейшими технологиями, чтобы работать на оптимальном уровне и повышать вашу производительность. Роторный паровой двигатель , доступный на месте, изготовлен из прочной качественной нержавеющей стали, которая предотвращает все формы ржавчины, и обладает многофункциональной системой осушения, применимой во многих отраслях промышленности. Эти мощные роторные паровые машины доступны с различной производительностью, а систему сушки можно полностью настроить в соответствии с вашими требованиями.
Обтекаемый и прочный роторный паровой двигатель полезен для сушки нескольких предметов, таких как пищевые продукты, отходы, химикаты и многое другое, в зависимости от ваших конкретных требований. Модернизированная и жесткая роторная паровая машина на объекте — неизбежные машины для пищевой, овощной или сельскохозяйственной промышленности, которые впитывают всю избыточную влагу и работают на методе электрического нагрева. Вес этих роторных паровых машин может варьироваться в зависимости от модели.
Вы можете выбрать из широкого ассортимента роторных паровых двигателей на Alibaba.com в зависимости от цвета, размера, дизайна и оснащения. Эти роторные паровые двигатели оснащены различными температурами входящего и выходящего воздуха с использованием методов сушки с центробежным распылением для повышения производительности. Лучшая часть покупки этих эффективных роторных паровых двигателей — это послепродажное обслуживание, которое включает техническое обслуживание и другие сопутствующие мероприятия.
Алибаба.com предлагает широкий ассортимент роторных паровых двигателей серии , которые могут сэкономить вам много денег и получить высококачественную продукцию. Эти продукты доступны в виде заказов OEM и ODM вместе с индивидуальными вариантами упаковки. Они также имеют сертификаты ISO, CE, SGS для большей надежности.
Экспериментальный роторный паровой двигатель — Лабелль, Флорида, США —
Экспериментальный роторный паровой двигатель — Лабелль, Флорида, США — Добавил: BoomersOTR
с.ш. 26 ° 46.120 Вт 081 ° 26.308
17R E 456408 N 2960888
Краткое описание: Экспериментальный роторный паровой двигатель, перенесенный в исторический район Даунтаун Лабель.
Местоположение: Флорида, США
Дата создания: 24.08.2018 8:44:08
Код пути: WMZ160
Просмотры: 4
Длинное описание:
Исторический текст маркера:
Экспериментальный роторный паровой двигатель
Разработан и построен в 1938 году изобретателем Эдвардом Кристофером Уорреном, бывшим соратником знаменитого изобретателя Никола Тесла, для установки на 114-футовой челночной яхте «Navette», первоначально введенной в эксплуатацию. финансист Дж.Pierpont «Джек» Морган и построенный Herreshoff Yard, Бристоль, Род-Айленд в 1917 году. «Наветт» был построен для ежедневных поездок «Джека» Моргана с Лонг-Айленда на Уолл-стрит.
После смерти Моргана оно хранилось в течение многих лет, прежде чем было продано Уоррену, который планировал использовать его для испытания своих роторных паровых двигателей. После установки двигателя Уоррен переместил яхту на восточное побережье от пристани для яхт Всемирной выставки в Нью-Йорке. Во время Второй мировой войны лицензированных инженеров, необходимых для перемещения пароходов, не хватало; Итак, дочь Уоррена Марджори получила лицензию инженера паровых яхт определенных размеров, по общему мнению, первая женщина, получившая такую лицензию.
К началу 1950-х он достиг своей последней швартовки на тупиковой старице, образовавшейся в результате дноуглубительных работ на Caloosahatchee в 1930-х годах. Уорренсы стали «неотъемлемой частью» в Лабелле, для многих после смерти Уоррена его дочери Марджори и Дороти с их племянником Дэвидом Жил на «Наветте». В конце концов, Марджори поселилась в передвижном доме рядом с останками затонувшей яхты.
«Наветта» теперь затоплена в старице, которая была его последним пристанищем. Его утилизированный двигатель выставлялся в Музее наследия Лабеля, пока музей не переехал на постоянное место в центре Лабеля.LaBelle дает лучшую экспозицию, чем то, что доступно на территории музея.
Посетите Музей наследия Лабелля, расположенный в одном квартале на восток и в одном квартале на юг, по адресу 360 North Bridge Street, чтобы узнать больше о компании «Navette», Warren Engine Company и семье Уорренов.
Город Лабель
Музей наследия ЛаБель
Инструкции по посещению:
В своем журнале укажите, узнали ли вы что-то новое и нашли ли вы дополнительное время для изучения местности после остановки на исторической путевой отметке.
Пожалуйста, разместите фото на месте маркера.
Паровоз · Истоки и длительный эффект транспортной революции · Молодая Американская Республика
Промышленная и транспортная революция вызвана, главным образом, развитием паровых двигателей. Эти двигатели будут лежать в основе многих новых машин и оборудования, которые появятся в будущем. Первый коммерческий паровой двигатель был изобретен в 1712 году англичанином по имени Томас Ньюкомен, эти оригинальные модели будут использоваться для откачки воды из затопленных шахт.Хотя это было новшество, они были далеки от двигателей, которые могли бы стимулировать экономику 19 ^-го века, они должны были стать более надежными и последовательными, чтобы их можно было применять в производстве.
В 1781 году они наконец нашли способ достичь более практичной формы власти с помощью Джеймса Ватта. Новый двигатель Ватта был разработан для создания вращательной энергии и мог работать постоянно, пока присутствовал источник тепла. Этим оригинальным машинам для работы требовалось большое количество древесины и воды, что привело к тому, что многие фабрики промышленной революции были построены рядом с реками и другими постоянными и надежными источниками воды.Этим оригинальным машинам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем их можно будет практически использовать для транспортировки.
Паровоз стал целью первых экспериментаторов, первые прототипы которого датируются концом 18, ^-го,-го века. Ричард Тревитик будет первым, кто разработает рабочую и практичную модель в 1804 году. Новое нововведение будет включать паровую систему высокого давления, которая сделает всю систему более эффективной. Наблюдая за успехами железных дорог в Англии, американские промышленники стремились привезти их в Соединенные Штаты.Затворные ворота откроются в августе 1829 года, когда в Соединенные Штаты будут импортированы первые паровозы.
В американской истории есть несколько таких знаковых вещей, как паровые лодки, которые ходили по рекам и каналам в Америке 19, ^-го,-го века. Эти корабли привнесут новый уровень надежности в американскую промышленность, рейсы, которые раньше занимали дни или недели, теперь могут выполняться намного быстрее и в соответствии с предсказуемым графиком. Эти корабли начали плавать еще в 1807 году и до сих пор ходят по южным рекам, как живая история во многих случаях.