Эолипил или шар Герона. Самый древний паровой двигатель
Живя в современном высокотехнологическом обществе, мы очень гордимся изобретениями современности, развитием технологий, этих главных характеристик, «визитных карточек», как мы считаем, нашей цивилизации.
Однако стоит оглянуться хотя бы на две тысячи лет назад, и мы с удивлением обнаружим, что наши изобретения не такие уж и наши. Нечто подобное, оказывается, было уже изобретено и даже вполне успешно применялось. И речь здесь не идет о палеоконтактах или «дарах богов», скорее всего, это обычные, хотя и далеко не рядовые плоды человеческой инженерной мысли
Многие их подобных перлов инженерной мысли просто намного опередили свое время, и только этим я лично могу объяснить как они, несмотря на свою пользу, могли быть забыты человечеством, да еще и настолько, что впоследствии получали вторую жизнь. Именно так произошло с самым первым паровым двигателем.
Герон Александрийский
Heron Alexandrinus, или Герон Александрийский, родился в 10 году нашей эры в Александрии (сейчас это территория Египта и второй по величине город после Каира). О жизни Герона мало сведений, однако, известно, что его родители были греками, которые переехали в Александрию после завоевания ее Александром Македонским. Герон был математиком и изобретателем, одним из величайших изобретателей древности.
В эпоху Герона великая Александрийская библиотека находилась в расцвете и, как считают ученые, Герон имел возможность пользоваться этим хранилищем человеческой мудрости, знаний и опыта.
Эолипил — сфера Герона
На самом деле, немногие знают, что Герон был еще и изобретателем первой паровой машины, устройства, которое получило название эолипил или «двигатель Герона», или «шар Герона».
Хотя некоторые исследователи считают, что существовали устройства, похожие на эолипил еще до Герона, все же он был первым, кто подробно описал его конструкцию и способ изготовления в своей книге «Пневматика», где помимо того были описаны еще 78 устройств. Многие из идей Герона были усовершенствованиями другого греческого изобретателя, который жил в Александрии за 300 до него, некого Ктесибия Александрийского, впервые упоминавшего о науке сжатого воздуха.
Так что же представлял из себя этот самый эолипил, самый древний паровой двигатель? Это сфера, способная вращаться вокруг своей оси. Двигалась сфера благодаря пару, выбрасываемому под давлением из пары сопел. Сопла были направлены в противоположные стороны, в результате чего образовывался крутящий момент. Именно этот крутящий момент и заставлял сферу крутиться вокруг своей оси. Принцип действия показан в видео в конце этой статьи.
Пар генерировался кипячением воды либо внутри сферы или под ней, как на рисунке. Если котел находится под сферой, то он подключается к ней с помощью пары труб, которые одновременно служат для нее осями. Воспроизведенная современная копия парового двигателя Герона способна разгоняться до 1500 оборотов в минуту при относительно низком давлением 0,7 кг на квадратный дюйм.
Это изобретение было незаслуженно забыто вплоть до 1577 года, когда паровой двигатель был заново изобретен философом, астрономом и изобретателем Таки Аль-Дином. Принцип действия описываемого им устройства в основном повторял принцип паровой машины Герона Александрийского, за исключением того, что потоки пара приводили в движение колесо.
Реконструкция одного из изобретений Герона
Другим изобретением, приписываемым Герону, а по сути, являвшимся его усовершенствованием уже изобретенного Ктесибием гидравлоса, было «ветряное колесо». Это была ветряная установка, которая применялась для работы некоего устройства, похожего на современный орган.
Герон изобрел также самый первый торговый автомат по продаже святой воды, автоматическое открывание дверей, пожарную машину, автономный фонтан и многие механизмы для греческого театра.
В его наследии описаны машины, работающие на воздухе, паре или воде под давлением, архитектурные устройства для подъема тяжелых объектов, методы вычисления поверхностей и величин (в том числе способ вычисления квадратного корня), военные механизмы, а также способы управления светом при помощи отражателей и зеркал.
«Чудесное» открывание дверей. Изобретение Герона. Анимированные изображения P. Hausladen, RS. Vöhringen
Определенно, Герон был гением для своего времени, невероятно прогрессивным человеком. К сожалению, большинство его оригинальных сочинений были утеряны, за исключением нескольких сохранившихся арабских рукописей. Кто знает, сколько еще невероятных забытых ныне изобретений древнего мира были описаны Героном более чем 2000 лет назад.
И на закуску — видео о том как работал самый древний паровой двигатель
www.brain-food.ru
Любой человек знает, что сердцем всякого транспортного средства является мотор. И большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но все эти навороченные движки являются внуками или даже правнуками такого агрегата, как паровой двигатель. А началось все с изобретения Томаса Сэйвери. Он в 1689 году построил первый паровой агрегат, который исполнял роль насоса. С его помощью откачивали воду, которая заливала шахты. Конструкция этой машины была совсем простой. В этом насосе пар конденсировался и превращался в небольшое количество воды. Это позволяло создать в нем частичный вакуум, благодаря которому вода отсасывалась из глубины шахтного ствола.
И большой вклад в это дело внес Томас Ньюкомен, который в 1712 году изобрел поршневой насос. Этот агрегат приводился в действие паром. А в 60-е годы 18 века Джеймс Ватт усовершенствовал конструкцию этого аппарата и создал более эффективный паровой двигатель. Его изобретение нашло свое применение на производстве. С помощью такого двигателя работали станки на фабриках того времени. А первая паровая турбина появилась в конце 19 века, в 1883 году. Ее создал швед Густав Лаваль. А англичанину Чарльзу Парсону достался патент за изобретение многоступенчатой реактивной турбины, которую он разработал специально для того, чтобы приводить в действие электрогенератор. И эта турбина стала широко применяться на тепловых электростанциях.
Паровые турбины используются и сейчас. Они крутят генераторы электростанций и винты больших кораблей. Эти турбины тепловую энергию превращают во вращательное движение. И работать они могут как на обычном топливе (мазут), так и от атомного реактора. А устройство парового двигателя немного отличается от устройства турбины. Он тоже работает на пару, который получается при нагреве воды. И этот пар двигает поршни, которые расположены в цилиндрах. Эти поршни создают возвратно-поступательное движение. А специальный механизм уже преобразует его во вращательное движение. И такие поршневые двигатели стоят на паровозах.
В свое время паровой двигатель пытались внедрить и в автомобильном транспорте. Так в СССР в 50-е годы прошлого века разрабатывали специальную «всеядную» модель Победы. Это было связано с тем, что в послевоенном Союзе были проблемы с энергоносителями. И советские инженеры в качестве парогенератора решили использовать водотрубный котел. Тогда такой котел был самым эффективным паровым двигателем. С его помощью можно было получать высокий теплосъем с рабочей поверхности, создавая при этом давление до 170 кг/см2, и без опасности взрыва этого котла. В этих агрегатах были некоторые недостатки. Но советским специалистам их удалось устранить.
И в начале 1956 года на экспериментальном заводе при НИИ 21 подготовили первые четыре такие машины. А весной того же года эти автомобили участвовали в сравнительном автопробеге, цель которого - выявить преимущества и недостатки этих моделей. В этом пробеге принимали участие также традиционные модели Победы. И в процессе испытаний паровой двигатель показал себя с самой лучшей стороны. Во время автопробега применялось топливо самых разных видов. Это горючие сланцы, каменный уголь, торф и сырая нефть. Также машина прекрасно работала на таком топливе как мазут, керосин, бензин, березовые дрова, отработанное машинное масло и спиртовые смеси. Правда, подготовка к старту такого автомобиля занимала до 35 минут. Зато она обладала более высокой проходимостью в условиях бездорожья. Испытания эти прошли весьма успешно, но вскоре энергетический кризис миновал и в серийное производство эта разработка не попала. И в наше время, когда с энергоносителями опять становится туго, возможно придется пересматривать отношение к паровым двигателям.
загрузка...
fjord12.ru
Любой человек знает, что сердцем всякого транспортного средства является мотор. И большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но все эти навороченные движки являются внуками или даже правнуками такого агрегата, как паровой двигатель. А началось все с изобретения Томаса Сэйвери. Он в 1689 году построил первый паровой агрегат, который исполнял роль насоса. С его помощью откачивали воду, которая заливала шахты. Конструкция этой машины была совсем простой. В этом насосе пар конденсировался и превращался в небольшое количество воды. Это позволяло создать в нем частичный вакуум, благодаря которому вода отсасывалась из глубины шахтного ствола.
Но изобретение Сэйвери было лишь первым шагом в длинном пути развития паровых машин. И еще до второй половины 18 века в «ходу» были только водяные двигатели. Их использовали для производственных нужд, то есть на фабриках и заводах. Это были очень громоздкие и дорогостоящие устройства. В них механическое движение передавалось от водяного колеса. Для этого приходилось эти фабрики строить на берегах рек, а это не всегда было удобно. К тому же, чтобы водяной двигатель эффективно работал, нужно было строить плотины, устраивать пруды, короче делать много подготовительных работ. Да и мощности таких агрегатов не всегда хватало для нужд производства. А зимой или в засуху они вообще «умирали». Такая ситуация долго продолжаться не могла. И паровые двигатели стали в то время именно «двигателями прогресса».
И большой вклад в это дело внес Томас Ньюкомен, который в 1712 году изобрел поршневой насос. Этот агрегат приводился в действие паром. А в 60-е годы 18 века Джеймс Ватт усовершенствовал конструкцию этого аппарата и создал более эффективный паровой двигатель. Его изобретение нашло свое применение на производстве. С помощью такого двигателя работали станки на фабриках того времени. А первая паровая турбина появилась в конце 19 века, в 1883 году. Ее создал швед Густав Лаваль. А англичанину Чарльзу Парсону достался патент за изобретение многоступенчатой реактивной турбины, которую он разработал специально для того, чтобы приводить в действие электрогенератор. И эта турбина стала широко применяться на тепловых электростанциях.
Паровые турбины используются и сейчас. Они крутят генераторы электростанций и винты больших кораблей. Эти турбины тепловую энергию превращают во вращательное движение. И работать они могут как на обычном топливе (мазут), так и от атомного реактора. А устройство парового двигателя немного отличается от устройства турбины. Он тоже работает на пару, который получается при нагреве воды. И этот пар двигает поршни, которые расположены в цилиндрах. Эти поршни создают возвратно-поступательное движение. А специальный механизм уже преобразует его во вращательное движение. И такие поршневые двигатели стоят на паровозах.
В свое время паровой двигатель пытались внедрить и в автомобильном транспорте. Так в СССР в 50-е годы прошлого века разрабатывали специальную «всеядную» модель Победы. Это было связано с тем, что в послевоенном Союзе были проблемы с энергоносителями. И советские инженеры в качестве парогенератора решили использовать водотрубный котел. Тогда такой котел был самым эффективным паровым двигателем. С его помощью можно было получать высокий теплосъем с рабочей поверхности, создавая при этом давление до 170 кг/см2 , и без опасности взрыва этого котла. В этих агрегатах были некоторые недостатки. Но советским специалистам их удалось устранить.
И в начале 1956 года на экспериментальном заводе при НИИ 21 подготовили первые четыре такие машины. А весной того же года эти автомобили участвовали в сравнительном автопробеге, цель которого - выявить преимущества и недостатки этих моделей. В этом пробеге принимали участие также традиционные модели Победы. И в процессе испытаний паровой двигатель показал себя с самой лучшей стороны. Во время автопробега применялось топливо самых разных видов. Это горючие сланцы, каменный уголь, торф и сырая нефть. Также машина прекрасно работала на таком топливе как мазут, керосин, бензин, березовые дрова, отработанное машинное масло и спиртовые смеси. Правда, подготовка к старту такого автомобиля занимала до 35 минут. Зато она обладала более высокой проходимостью в условиях бездорожья. Испытания эти прошли весьма успешно, но вскоре энергетический кризис миновал и в серийное производство эта разработка не попала. И в наше время, когда с энергоносителями опять становится туго, возможно придется пересматривать отношение к паровым двигателям.
Источник: fb.ruКомментарии
Идёт загрузка... Похожие материалы
Спорт и Фитнес Чичарито - футболист с перспективным будущимОдним из наиболее популярных и амбициозных мексиканских нападающих является Чичарито. Футболист сегодня широко известен. Вообще, его настоящее имя – Хавьер Эрнандес Балькасар. Парень родился в 1988 году, 1 июня....
Путешествия Село Починки, Нижегородская область - непростое прошлое и перспективное будущееСело Починки Нижегородской области – небольшой населенный пункт в 220 километрах от Нижнего Новгорода, на берегу речки Рудня. Здесь проживает около 12 тысяч человек. Село является самым крупным в области.
Бизнес Почему не делают самолеты с паровым двигателем? Перспективы развития современного авиастроенияЧеловечество всегда стремилось в небо, а легенда об Икаре - лишь одно из свидетельств тому. Только отсутствие подходящих материалов и технологий удерживало от свободного полета. Уже в 18 веке выдающимися учеными была ...
Путешествия Банковский мост в Санкт-Петербурге: памятник прошлому с надеждой на будущееОчарование белых ночей и великолепие Зимнего дворца, вставший на дыбы «Медный всадник» и четкая перспектива Невского проспекта, величественный Исаакиевский собор и искусная решетка Летнего сада – все...
Автомобили Двигатель ВАЗ-2112 с двумя распредваламиНа автомобильном рынке России большую популярность завоевал автомобиль ВАЗ-2112. За такую славу следует благодарить завод-производитель, который наладил производство машин с двигателями различных модификаций. У ...
Здоровье Kent – сигареты с большим будущимВ наши дни довольно часто на прилавках табачных магазинов можно встретить пачки с коротким названием Kent. Сигареты с таким именем имеют относительно короткую, но очень интересную историю.Путь становления брен...
Искусство и развлечения Таисса Фармига - юная актриса с большим будущимТаисса Фармига, американская актриса, родилась 17 августа 1994 года в семье украинских эмигрантов. Фармига Михаил - отец - системный компьютерный аналитик. Мать - Фармига Любовь - учительница в средней школе. Кроме Та...
Новости и общество Сколько живет людей в Санкт-Петербурге: прошлое, настоящее и будущееНе хочется верить, что северная Венеция повторяет судьбу столицы и превращается в "резиновый город". Мегаполис разрастается невиданными темпами, население увеличивается за счет приезжих, застройка уплотняется, а архит...
Новости и общество Государственный флаг Киргизии: прошлое, настоящее и будущееВ восточной части Средней Азии есть небольшая страна с древней историей и исключительными природными особенностями – Киргизия или, согласно национальной фонетике, Республика Кыргызстан. Как каждое независимое го...
Новости и общество Синергетика в философии, ее прошлое, настоящее и будущееСлово «синергетика» обязано своим происхождением древнегреческому «сенергейя», что означает содействие, сотрудничество и соучастие. Синергетика изучает так называемое, междисциплинарное, не ...
monateka.com
Любой человек знает, что сердцем всякого транспортного средства является мотор. И большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но все эти навороченные движки являются внуками или даже правнуками такого агрегата, как паровой двигатель. А началось все с изобретения Томаса Сэйвери. Он в 1689 году построил первый паровой агрегат, который исполнял роль насоса. С его помощью откачивали воду, которая заливала шахты. Конструкция этой машины была совсем простой. В этом насосе пар конденсировался и превращался в небольшое количество воды. Это позволяло создать в нем частичный вакуум, благодаря которому вода отсасывалась из глубины шахтного ствола.
Но изобретение Сэйвери было лишь первым шагом в длинном пути развития паровых машин. И еще до второй половины 18 века в «ходу» были только водяные двигатели. Их использовали для производственных нужд, то есть на фабриках и заводах. Это были очень громоздкие и дорогостоящие устройства. В них механическое движение передавалось от водяного колеса. Для этого приходилось эти фабрики строить на берегах рек, а это не всегда было удобно. К тому же, чтобы водяной двигатель эффективно работал, нужно было строить плотины, устраивать пруды, короче делать много подготовительных работ. Да и мощности таких агрегатов не всегда хватало для нужд производства. А зимой или в засуху они вообще «умирали». Такая ситуация долго продолжаться не могла. И паровые двигатели стали в то время именно «двигателями прогресса».
И большой вклад в это дело внес Томас Ньюкомен, который в 1712 году изобрел поршневой насос. Этот агрегат приводился в действие паром. А в 60-е годы 18 века Джеймс Ватт усовершенствовал конструкцию этого аппарата и создал более эффективный паровой двигатель. Его изобретение нашло свое применение на производстве. С помощью такого двигателя работали станки на фабриках того времени. А первая паровая турбина появилась в конце 19 века, в 1883 году. Ее создал швед Густав Лаваль. А англичанину Чарльзу Парсону достался патент за изобретение многоступенчатой реактивной турбины, которую он разработал специально для того, чтобы приводить в действие электрогенератор. И эта турбина стала широко применяться на тепловых электростанциях.
Паровые турбины используются и сейчас. Они крутят генераторы электростанций и винты больших кораблей. Эти турбины тепловую энергию превращают во вращательное движение. И работать они могут как на обычном топливе (мазут), так и от атомного реактора. А устройство парового двигателя немного отличается от устройства турбины. Он тоже работает на пару, который получается при нагреве воды. И этот пар двигает поршни, которые расположены в цилиндрах. Эти поршни создают возвратно-поступательное движение. А специальный механизм уже преобразует его во вращательное движение. И такие поршневые двигатели стоят на паровозах.
В свое время паровой двигатель пытались внедрить и в автомобильном транспорте. Так в СССР в 50-е годы прошлого века разрабатывали специальную «всеядную» модель Победы. Это было связано с тем, что в послевоенном Союзе были проблемы с энергоносителями. И советские инженеры в качестве парогенератора решили использовать водотрубный котел. Тогда такой котел был самым эффективным паровым двигателем. С его помощью можно было получать высокий теплосъем с рабочей поверхности, создавая при этом давление до 170 кг/см2, и без опасности взрыва этого котла. В этих агрегатах были некоторые недостатки. Но советским специалистам их удалось устранить.
И в начале 1956 года на экспериментальном заводе при НИИ 21 подготовили первые четыре такие машины. А весной того же года эти автомобили участвовали в сравнительном автопробеге, цель которого - выявить преимущества и недостатки этих моделей. В этом пробеге принимали участие также традиционные модели Победы. И в процессе испытаний паровой двигатель показал себя с самой лучшей стороны. Во время автопробега применялось топливо самых разных видов. Это горючие сланцы, каменный уголь, торф и сырая нефть. Также машина прекрасно работала на таком топливе как мазут, керосин, бензин, березовые дрова, отработанное машинное масло и спиртовые смеси. Правда, подготовка к старту такого автомобиля занимала до 35 минут. Зато она обладала более высокой проходимостью в условиях бездорожья. Испытания эти прошли весьма успешно, но вскоре энергетический кризис миновал и в серийное производство эта разработка не попала. И в наше время, когда с энергоносителями опять становится туго, возможно придется пересматривать отношение к паровым двигателям.
загрузка...
worldfb.ru
МОУ Чурапчинская улусная гимназия
Д О К Л А Д
«История изобретения паровых машин»
работа
ученика 8 мат.класса
Корякина Вани
Руководитель
Хоютанова М.И.
Чурапча 2009г.
Содержание:
Введение
1.Создание двигателя
2. Паровая машина Ползунова
3. Джеймс Уатт. Универсальная паровая
машина двойного действия
Заключение
Введение
С древнейших времен люди нуждались в двигательной силе, или в двигателях, которые бы приводили в действие приспособления для подачи воды на поля, вращали жернова, моловшие зерно, и т.д. В странах Древнего Востока, в Древнем Египте, Индии для этой цели использовали животных и рабов.
На смену живым двигателям пришло водяное колесо. В средние века водяные колеса приводили в действие прядильные и ткацкие станки.
В XV11 в. персы изобрели ветряную мельницу. С появлением таких мельниц началась история ветряных двигателей, использовавшихся для того, чтобы молоть зерно, качать воду.
Водяные колеса и ветряные двигатели вплоть до ХV11в. оставались единственными типами двигателей. В конце ХV11-начале ХV111 в. во Франции, Англии, Швеции и других странах делались неоднократные попытки использовать энергию пара – создать паровой двигатель.
1.Создание двигателя
Первым механическим двигателем, нашедшим практическое применение, была паровая машина. Вначале она предназначалась для использования в заводском производстве, но позднее паровой двигатель стали устанавливать на самодвижущихся машинах - паровозах, пароходах, автомобилях и тракторах.
Вплоть до второй половины XVIII века люди использовали для нужд производства в основном водяные двигатели. Постепенно стала остро ощущаться нужда в принципиально новом двигателе: мощном, дешевом, автономном и легкоуправляемом. Именно таким двигателем на целое столетие стала для человека паровая машина.
Идея парового двигателя была отчасти подсказана его изобретателям конструкцией поршневого водяного насоса, который был известен еще во времена античности. Принцип его работы был очень прост: при подъеме поршня вверх вода засасывалась в цилиндр через клапан в его дне. Боковой клапан, соединявший цилиндр с водоподъемной трубой, в это время был закрыт, так как вода из трубы также стремилась войти внутрь цилиндра и тем самым закрывала этот клапан. При опускании поршня он начинал давить на воду в цилиндре, благодаря чему закрывался нижний клапан и открывался боковой. В это время вода из цилиндра подавалась вверх по водоподъемной трубе. В поршневом насосе работа, получаемая извне, расходовалась на продвижение жидкости через цилиндр насоса.
Лишь на рубеже 17 - 18 веков удалось найти способ производить полезную работу с помощью пара. Пар приводил в действие насос, качавший воду в резервуар. Вытекая из резервуара и падая на водяное колесо, вода заставляла его вращаться. Водяное колесо, в свою очередь, приводило в движение заводские механизмы и машины. Таким образом, и после изобретения парового насоса непосредственным двигателем рабочих машин оставалось водяное колесо. Прошло еще немало времени, прежде чем пытливый человеческий ум создал надежный двигатель, способный непосредственно приводить в действие разнообразные машины и механизмы. Прошло более чем два столетия, прежде чем появился двигатель, ставший одной из предпосылок появления нового вида боевых машин - танков.
Первая попытка поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 году: машина Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Сам изобретатель назвал ее "огневой машиной" и широко разрекламировал как "друга шахтеров". Для получения пара, приводившего машину в действие, требовался огонь, но изобретение Сэйвери еще не было двигателем в полном смысле этого слова, поскольку кроме нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей.
Первая удачная паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном , в 1698 году он построил паровую машину. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем внутри, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Таким образом, посредством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например насосы.
2.Паровая машина Ползунова
Проект первой в мире паровой машины, способной непосредственно приводить в действие любые рабочие механизмы, предложил 25 апреля 1763 года русский изобретатель И. И. Ползунов , механик на Колывано-Воскресенских горнорудных заводах Алтая. Паровая машина Ползунова получила признание.Ползунов предлагал построить вначале небольшую машину, на которой можно было бы выявить и устранить все недостатки, неизбежные в новом изобретении. Заводское начальство с этим не согласилось и решило строить сразу огромную машину для мощной воздуходувки. Постройку машины поручили Ползунову, в помощь которому были выделены "не знающие, но только одну склонность к тому имеющие из здешних мастеровых двое" да еще несколько подсобных рабочих. С этим "штатом" Ползунов приступил к постройке своей машины. Строилась она год и девять месяцев. Когда машина уже прошла первое испытание, изобретатель заболел скоротечной чахоткой и за несколько дней до завершающих испытаний умер.
Машина Ползунова имела два цилиндра с поршнями. Штоки поршней были соединены цепью, перекинутой через шкив. Движение шкива передавалось стержням, которые с помощью «ладоней» передвигали серповидный маятник .
Маятник был соединен зубчатыми колесами с механизмом, управляющим кранами , которые осуществляли попеременный пуск пара и холодной воды в цилиндры. Когда, например, в цилиндр В подавался пар и поршень b поднимался, то в цилиндр A впрыскивалась холодная вода и поршень а опускался. Таким образом машина Ползунова работала непрерывно и все действия в ней проходили автоматически.
23 мая 1766 года ученики Ползунова Левзин и Черницын одни приступили к последним испытаниям паровой машины. В "Дневной записке" от 4 июля было отмечено "исправное машинное действие", а 7 августа 1766 года вся установка - паровая машина и мощная воздуходувка - была сдана в эксплуатацию. Всего за три месяца работы машина Ползунова не только оправдала все затраты на ее постройку в сумме 7233 рублей 55 копеек, но и дала чистую прибыль в 12640 рублей 28 копеек. 10 ноября 1766 года котел дал течь, и машина остановилась. Несмотря на то, что эту неисправность можно было легко устранить, заводское начальство, не заинтересованное в механизации, забросило творение Ползунова. В течение последующих тридцати лет машина бездействовала, а в 1779 году тогдашние управители алтайских заводов отдали распоряжение машину разобрать, "находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить, на что годен будет". Так созданный в 1763г. русским механиком И.И.Ползуновым паровой двигатель не получил распространения.
3.Джеймс Уатт. Универсальная паровая машина двойного действия
Примерно в это же время в Англии над созданием паровой машины работал шотландец Джеймс Уатт . Первую вполне работоспособную универсальную паровую машину запатентовал в 1784г. С небольшими усовершенствованиями она более ста лет оставалась единственным промышленным двигателем: приводила в движение станки и паровозы, пароходы и даже первые автомобили. Основная часть машины- чугунный цилиндр, в котором ходит поршень. Рядом с цилиндром расположен парораспределительный механизм - золотниковая коробка, сообщающаяся с паровым котлом. Кроме котла коробка соединена еще с конденсатором и с цилиндром посредством двух окон. В коробке находится золотник – стержень с двумя клапанами, своеобразный переключатель, ведающий попеременной подачей пара то с одной, то с другой стороны поршня. Для повышения КПД машины применил специальное устройство - конденсатор, охлаждаемый водой сосуд, в котором пар конденсировался, т.е. превращался в воду.
Таким образом, паровая машина Уатта стала изобретением века, положившим начало промышленной революции.В 1785 году одна из первых машин Уатта была установлена в Лондоне на пивоваренном заводе Сэмюэла Уитбреда для размалывания солода. Машина выполняла работу вместо 24 лошадей. Диаметр ее цилиндра равнялся 63 см, рабочий ход поршня составлял 1,83 м, а диаметр маховика достигал 4,27 м. Машина сохранилась до наших дней, и сегодня ее можно увидеть в действии в сиднейском музее "Пауэрхауз". Двигатель Уатта годился для любой машины, и этим не замедлили воспользоваться изобретатели самодвижущихся механизмов.
Благодаря различным усовершенствованиям к началу ХХ в. были построены паровые машины мощностью 15 МВт, развивающие до 1000 об/мин. При этом кпд таких машин удалось поднять более чем в 60 раз по сравнению с машиной Уатта.
Заключение
Громоздкие, тяжелые и неэкономичные паровые машины в наше время полностью вытеснены паровыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания.
Любая машина и технологический процесс ее изготовления непрерывно совершенствуются. Изобретатели и рационализаторы, работающие на производстве, создают новые машины, оборудование, приборы и вносят много различных предложений по усовершенствованию действующих машин и оборудования.
Задача техники- преобразовывать природу и мир человека в соответствии с целями, поставленными людьми на основе их нужд и желаний. Без техники люди не смогли бы справиться с окружающей их природной средой. Техника следовательно, - это необходимая часть человеческого существования на протяжении всей истории…
Использованная литература:
1.Энциклопедия для детей «Техника»
2.Энциклопедический словарь юного техника
3.Интернет-сайт works.tarefer.ru
mirznanii.com
МОУ Чурапчинская улусная гимназия
Д О К Л А Д
«История изобретения паровых машин»
работа
ученика 8 мат.класса
Корякина Вани
Руководитель
Хоютанова М.И.
Чурапча 2009г.
Содержание:
Введение
1.Создание двигателя
2. Паровая машина Ползунова
3. Джеймс Уатт. Универсальная паровая
машина двойного действия
Заключение
Введение
С древнейших времен люди нуждались в двигательной силе, или в двигателях, которые бы приводили в действие приспособления для подачи воды на поля, вращали жернова, моловшие зерно, и т.д. В странах Древнего Востока, в Древнем Египте, Индии для этой цели использовали животных и рабов.
На смену живым двигателям пришло водяное колесо. В средние века водяные колеса приводили в действие прядильные и ткацкие станки.
В XV11 в. персы изобрели ветряную мельницу. С появлением таких мельниц началась история ветряных двигателей, использовавшихся для того, чтобы молоть зерно, качать воду.
Водяные колеса и ветряные двигатели вплоть до ХV11в. оставались единственными типами двигателей. В конце ХV11-начале ХV111 в. во Франции, Англии, Швеции и других странах делались неоднократные попытки использовать энергию пара – создать паровой двигатель.
1.Создание двигателя
Первым механическим двигателем, нашедшим практическое применение, была паровая машина. Вначале она предназначалась для использования в заводском производстве, но позднее паровой двигатель стали устанавливать на самодвижущихся машинах - паровозах, пароходах, автомобилях и тракторах.
Вплоть до второй половины XVIII века люди использовали для нужд производства в основном водяные двигатели. Постепенно стала остро ощущаться нужда в принципиально новом двигателе: мощном, дешевом, автономном и легкоуправляемом. Именно таким двигателем на целое столетие стала для человека паровая машина.
Идея парового двигателя была отчасти подсказана его изобретателям конструкцией поршневого водяного насоса, который был известен еще во времена античности. Принцип его работы был очень прост: при подъеме поршня вверх вода засасывалась в цилиндр через клапан в его дне. Боковой клапан, соединявший цилиндр с водоподъемной трубой, в это время был закрыт, так как вода из трубы также стремилась войти внутрь цилиндра и тем самым закрывала этот клапан. При опускании поршня он начинал давить на воду в цилиндре, благодаря чему закрывался нижний клапан и открывался боковой. В это время вода из цилиндра подавалась вверх по водоподъемной трубе. В поршневом насосе работа, получаемая извне, расходовалась на продвижение жидкости через цилиндр насоса.
Лишь на рубеже 17 - 18 веков удалось найти способ производить полезную работу с помощью пара. Пар приводил в действие насос, качавший воду в резервуар. Вытекая из резервуара и падая на водяное колесо, вода заставляла его вращаться. Водяное колесо, в свою очередь, приводило в движение заводские механизмы и машины. Таким образом, и после изобретения парового насоса непосредственным двигателем рабочих машин оставалось водяное колесо. Прошло еще немало времени, прежде чем пытливый человеческий ум создал надежный двигатель, способный непосредственно приводить в действие разнообразные машины и механизмы. Прошло более чем два столетия, прежде чем появился двигатель, ставший одной из предпосылок появления нового вида боевых машин - танков.
Первая попытка поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 году: машина Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Сам изобретатель назвал ее "огневой машиной" и широко разрекламировал как "друга шахтеров". Для получения пара, приводившего машину в действие, требовался огонь, но изобретение Сэйвери еще не было двигателем в полном смысле этого слова, поскольку кроме нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей.
Первая удачная паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном, в 1698 году он построил паровую машину. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем внутри, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Таким образом, посредством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например насосы.
2.Паровая машина Ползунова
Проект первой в мире паровой машины, способной непосредственно приводить в действие любые рабочие механизмы, предложил 25 апреля 1763 года русский изобретатель И. И. Ползунов, механик на Колывано-Воскресенских горнорудных заводах Алтая. Паровая машина Ползунова получила признание.Ползунов предлагал построить вначале небольшую машину, на которой можно было бы выявить и устранить все недостатки, неизбежные в новом изобретении. Заводское начальство с этим не согласилось и решило строить сразу огромную машину для мощной воздуходувки. Постройку машины поручили Ползунову, в помощь которому были выделены "не знающие, но только одну склонность к тому имеющие из здешних мастеровых двое" да еще несколько подсобных рабочих. С этим "штатом" Ползунов приступил к постройке своей машины. Строилась она год и девять месяцев. Когда машина уже прошла первое испытание, изобретатель заболел скоротечной чахоткой и за несколько дней до завершающих испытаний умер.
Машина Ползунова имела два цилиндра с поршнями. Штоки поршней были соединены цепью, перекинутой через шкив. Движение шкива передавалось стержням, которые с помощью «ладоней» передвигали серповидный маятник .
Маятник был соединен зубчатыми колесами с механизмом, управляющим кранами , которые осуществляли попеременный пуск пара и холодной воды в цилиндры. Когда, например, в цилиндр В подавался пар и поршень b поднимался, то в цилиндр A впрыскивалась холодная вода и поршень а опускался. Таким образом машина Ползунова работала непрерывно и все действия в ней проходили автоматически.
23 мая 1766 года ученики Ползунова Левзин и Черницын одни приступили к последним испытаниям паровой машины. В "Дневной записке" от 4 июля было отмечено "исправное машинное действие", а 7 августа 1766 года вся установка - паровая машина и мощная воздуходувка - была сдана в эксплуатацию. Всего за три месяца работы машина Ползунова не только оправдала все затраты на ее постройку в сумме 7233 рублей 55 копеек, но и дала чистую прибыль в 12640 рублей 28 копеек. 10 ноября 1766 года котел дал течь, и машина остановилась. Несмотря на то, что эту неисправность можно было легко устранить, заводское начальство, не заинтересованное в механизации, забросило творение Ползунова. В течение последующих тридцати лет машина бездействовала, а в 1779 году тогдашние управители алтайских заводов отдали распоряжение машину разобрать, "находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить, на что годен будет". Так созданный в 1763г. русским механиком И.И.Ползуновым паровой двигатель не получил распространения.
3.Джеймс Уатт. Универсальная паровая машина двойного действия
Примерно в это же время в Англии над созданием паровой машины работал шотландец Джеймс Уатт. Первую вполне работоспособную универсальную паровую машину запатентовал в 1784г. С небольшими усовершенствованиями она более ста лет оставалась единственным промышленным двигателем: приводила в движение станки и паровозы, пароходы и даже первые автомобили. Основная часть машины- чугунный цилиндр, в котором ходит поршень. Рядом с цилиндром расположен парораспределительный механизм - золотниковая коробка, сообщающаяся с паровым котлом. Кроме котла коробка соединена еще с конденсатором и с цилиндром посредством двух окон. В коробке находится золотник – стержень с двумя клапанами, своеобразный переключатель, ведающий попеременной подачей пара то с одной, то с другой стороны поршня. Для повышения КПД машины применил специальное устройство - конденсатор, охлаждаемый водой сосуд, в котором пар конденсировался, т.е. превращался в воду.
Таким образом, паровая машина Уатта стала изобретением века, положившим начало промышленной революции.В 1785 году одна из первых машин Уатта была установлена в Лондоне на пивоваренном заводе Сэмюэла Уитбреда для размалывания солода. Машина выполняла работу вместо 24 лошадей. Диаметр ее цилиндра равнялся 63 см, рабочий ход поршня составлял 1,83 м, а диаметр маховика достигал 4,27 м. Машина сохранилась до наших дней, и сегодня ее можно увидеть в действии в сиднейском музее "Пауэрхауз". Двигатель Уатта годился для любой машины, и этим не замедлили воспользоваться изобретатели самодвижущихся механизмов.
Благодаря различным усовершенствованиям к началу ХХ в. были построены паровые машины мощностью 15 МВт, развивающие до 1000 об/мин. При этом кпд таких машин удалось поднять более чем в 60 раз по сравнению с машиной Уатта.
Заключение
Громоздкие, тяжелые и неэкономичные паровые машины в наше время полностью вытеснены паровыми турбинами и двигателями внутреннего сгорания.
Любая машина и технологический процесс ее изготовления непрерывно совершенствуются. Изобретатели и рационализаторы, работающие на производстве, создают новые машины, оборудование, приборы и вносят много различных предложений по усовершенствованию действующих машин и оборудования.
Задача техники- преобразовывать природу и мир человека в соответствии с целями, поставленными людьми на основе их нужд и желаний. Без техники люди не смогли бы справиться с окружающей их природной средой. Техника следовательно, - это необходимая часть человеческого существования на протяжении всей истории…
Использованная литература:
1.Энциклопедия для детей «Техника»
2.Энциклопедический словарь юного техника
3.Интернет-сайт works.tarefer.ru
doc4web.ru
