Содержание
Паровой двигатель кто придумал
Главная » Raznoe » Паровой двигатель кто придумал
Паровая машина
Способность пара производить механическую работу давно известна человеку. Начиная с глубокой древности, появляется целый ряд механизмов, основанных на использовании силы пара. Известно, что еще Леонардо да Винчи оставил описание паровой машины, которая, по его словам, была изобретена Архимедом.
Большое значение имело творчество французского физика Дени Папена, изобретателя парового котла и предохранительного клапана. Он первым в 1690 г. правильно описал пароатмосферный цикл, в котором использовалось атмосферное давление.
Сущность пароатмосферного цикла заключалась в следующем. В цилиндр наливалась вода, до уровня которой опускался поршень. Подогревая воду, получали пар, поднимавший поршень до верхнего положения. Затем упоркой заклинивался шток, огонь убирался, и цилиндр поливался водой. В результате создавались конденсация пара и безвоздушное пространство.
Когда убиралась упорка, то поршень под давлением атмосферы опускался, что и позволяло поднимать груз на определенную высоту.
Первый универсальный тепловой двигатель был изобретен в России в 60‑х годах XVIII в. выдающимся русским теплотехником Иваном Ивановичем Ползуновым.
В результате своих исследований И. И. Ползунов в 1763 г. разработал проект создания «огнедействующей машины для заводских нужд». Он предполагал построить двухцилиндровую пароатмосферную машину. По проекту Ползунова пар из котла подавался в один цилиндр, где поднимал поршень до крайнего верхнего положения. Затем из резервуара в цилиндр впрыскивалась струя холодной воды, что приводило к конденсации пара. В результате давления атмосферы на поршень он опускался, в то время как во втором цилиндре в результате давления пара поршень поднимался. Водо– и парораспределение в машине Ползунова осуществлялось специальным автоматическим устройством. Непрерывное рабочее усилие от поршней машины передавалось на шкив, насаженный на вал, с которого движение передавалось водо‑парораспределительному устройству, питательному насосу, а также рабочему валу, от которого приводились в движение воздуходувные меха.
И. И. Ползунов уже в первом проекте паровой машины, созданном в 1763 г., четко сформулировал задачу создания именно универсального теплового двигателя.
Универсальный паровой двигатель, пригодный для практической эксплуатации, был изобретен английским теплотехником Джемсом Уаттом. Работу над паровыми машинами Уатт начал в 1764 г., когда ему поручили исправить модель пароатмосферной машины Ньюкомена. Он обратил внимание на большой непроизводительный расход пара и топлива в машине.
Проведя целый ряд глубоких исследований и опытов, Уатт наконец разрешил эту сложную техническую задачу: он предложил производить конденсацию пара в отдельном резервуаре‑конденсаторе, сообщающемся с цилиндром. Изобретение конденсатора – важнейшее изобретение Уатта на первом этапе работы над паровой машиной.
Патент на него Уатт получил в 1769 г. В заявке на патент он определил свое изобретение как «новый метод уменьшения расхода пара, а следовательно, и топлива в огненных машинах».
Первая машина Уатта значительно удешевила получение механической энергии преимущественно для нужд горной промышленности.
С 1778 г. Уатт начинает разрабатывать машину с непрерывным вращательным движением. В результате была создана машина двойного действия, которая и стала универсальным тепловым двигателем. Патент на эту машину он получил в 1784 году.
Принцип действия машины заключался в том, что пар из котла поступал через золотник в цилиндр. Золотник позволял подавать пар то с одной стороны поршня, то с другой, создавая тем самым необходимое давление на поршень.
В середине 80-х годов XVIII в. конструкция паровой машины была окончательно разработана, и паровая машина двойного действия стала универсальным тепловым двигателем, нашедшим широкое применение почти во всех отраслях хозяйства многих стран.
izobretaika.in.ua
Кто изобрел паровой двигатель?
Мы с вами привыкли к мчащимся автомобилям, самолетам, вертолетам, скоростным катерам. Никого не удивляют скорости в XXI веке. Мы все ускоряемся, мы все больше требуем производительности, коэффициент полезного действия должен зашкаливать.
Воистину, чем больше человек достиг, тем к большему он стремится.
Такова природа человека. С этим ничего нельзя поделать…
Стремление к прогрессу всегда отличало человека от животного. Человек изобретал себе помощников или привлекал их из животного мира. Но и силы помощников не хватало для удовлетворения возрастающих потребностей человека. Он искал пути для освоения сил природы.
Первое устройство, использующее физическое явление – пар, описано на заре нашей эры в Египте. Ученый Александрии, Герон, описал шаровидное устройство, которое вращалось за счет выброса водяного пара из прикрепленных дюз. За счет ускорения, которое придавала сила пара дюзам, последние толкали шар и приводили его в движение. Это устройство было первым из известных нам устройств.
Через 15 столетий, астроном и физик турецкого происхождения, живший и работавший во все той же Александрии, предложил, как можно усовершенствовать вращение металлического вертела за счет силы пара. На конце вертела он укрепил колесо с расположенными на нем лепестками.
На лепестки подавался пар и толкал колесо, которое приводило вертел во вращательное движение. Это изобретение стало прообразом турбины. Звали александрийского инженера – Тикиюддин аш- Шами.
Конечно, настоящими паровыми двигателями эти устройства назвать сложно. Коэффициент полезного действия их был весьма не высок за счет того, что пар не действовал направленно, а его сила распылялась в разные стороны. Однако нельзя не признать, что александрийцы заложили основу для дальнейших изысканий и полета технической мысли.
Уже намного позже были инженеры и ученые от Бранка и до Папена, который изобрел паровой котел и проложил тропу Ньюкомену, создавшему первый паровой двигатель. Папен работал на стыке XVII – XVIII веков. А в 1712 г. мир увидел первый «атмосферный двигатель», созданный кузнецом из Туманного Альбиона, Томасом Ньюкоменом. Этот двигатель применялся для откачки воды из угольной шахты. Это изобретение дало толчок технической революции, которая продолжается и в наши дни.
pochemuha.
ru
Паровые двигатели — от первой паровой машины до наших дней
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 двигателям внутреннего сгорания 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 в группе ВКонтакте. А ещё — спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»:
www.doklad-na-temu.ru
Моторы из прошлого – Автомобили – Коммерсантъ
1K
1 мин.
…
Пар костей не ломит
Фото: Автопилот
Паровая машина – самый известный двигатель внешнего сгорания. Здесь рабочим телом служит вода, которая нагревается топливом за пределами двигателя. Первые проекты паровых автомобилей относятся еще к Исааку Ньютону, однако реально работающие прототипы были созданы только в 1698 году англичанином Томасом Севери. Сначала машину в действие приводила мощная струя пара, бившая из сопла. Но впоследствии Джеймс Уатт значительно усовершенствовал эту модель и в итоге подарил миру не только более эффективный паровой двигатель, но и промышленную революцию.
Фото: Автопилот
В 1769 году Николя-Жозеф Конью задался целью создать тягач для артиллерии, так появилась на свет огромная неуклюжая повозка с гигантским котлом спереди. Это самый известный из предков автомобиля – повозка Кюнью считается первым самодвижущимся экипажем в мире. Она была довольно медленной и неповоротливой, и уже в первой испытательной поездке врезалась в здание Арсенала.
Паровые машины разрабатывались и в нашей стране. Так, небезызвестный Иван Кулибин, чье имя впоследствии станет нарицательным, именно в ходе работы над паровым двигателем изобрел маховик, коробку передач и тормоза.
Автомобили на паровом ходу активно использовались вплоть до середины XX века, более того, именно на паровом автомобиле в 1906 году была преодолена отметка в 200 км/ч.
Паровой машине безразлично, что будет гореть в ее топке, ей не нужна коробка передач, что упрощает конструкцию.
Но чтобы добиться достаточно высокого КПД, конструкцию приходится усложнять, и она становится довольно тяжелой
Фото: Автопилот
Имена нарицательные
«Автомобиль на топливе» – вот так незамысловато в патенте было описано изобретение, которое официально признано первым автомобилем в мире. Патент был зарегистрирован Карлом Бенцем в 1886 году.
Бенц использовал двигатель внутреннего сгорания, который придумал и создал его соотечественник Николаус Август Отто. В 1946 году немецкий институт по стандартизации DIN сделал Отто нарицательным именем для бензиновых двигателей, как имя Дизеля было присвоено моторам с воспламенением от сжатия. И сейчас в характеристиках немецких автомобилей вы можете увидеть Ottomotor.
Именем Отто назван четырехтактный цикл работы ДВС. Да, те самые, известные каждому мужчине с детства «Впуск – Сжатие – Рабочий ход – Выпуск»
Фото: Автопилот
Аткинсон, но не мистер Бин
Англичанин Джеймс Аткинсон пошел на ухищрения, чтобы производить ДВС, не попадая под патент Отто, и изменил поведение поршней во время рабочего хода, усложнив конструкцию.
Его технические решения нашли применение только много позже, в начале XXI века, когда компания Toyota начнет ставить двигатели с циклом Аткинсона на свои гибридные модели.
Фото: Автопилот
Вернуться на главную страницу проекта «Что нами движет»
Картина дня
Вся лента
Первый паровоз Джорджа Стефенсона
25 июля 1814 года достигнута важная веха в транспортировке.
Ричард Кавендиш
| Опубликовано в
История сегодня
Том 64, выпуск 7, июль 2014 г.
Через несколько лет после его смерти в 1848 году Джорджа Стефенсона называли «отцом железных дорог», но это признание было поставлено под сомнение, поскольку в разработке первой в мире железнодорожной системы участвовали и другие инженеры. Наиболее известным был Роберт Тревитик, житель Корнуолла, который в 1803 году построил первый паровоз для движения по рельсам, которые были необходимы, поскольку достаточно мощный двигатель был слишком тяжелым для дорог или деревянных путей. Другие последовали его примеру и Кристиану Вольмару в его книге 9.0011 Великая железнодорожная революция предполагает, что Стефенсон, имевший талант улучшать чужие идеи, был не столько отцом железных дорог, сколько их повивальной бабкой. Отец или акушерка, Джордж Стефенсон прославился благодаря скромному началу. Он родился в Уиламе в Нортумберленде в 1781 году в семье неграмотных родителей из рабочего класса. Его отец работал на шахте Wylam, как и молодой Джордж с раннего подросткового возраста.
Он никогда не ходил в школу, но в 18 лет научился читать и писать (хотя письмо никогда не было его сильной стороной), а также получил базовые знания по арифметике. Он работал на различных других угольных шахтах в этом районе в начале 1800-х годов, в том числе на шахте в Киллингворте к северу от Ньюкасла, и развил такие навыки работы с двигателями, что в 1812 году он был назначен «машиностроителем» или главным механиком в Киллингворте. Там в 1814 году он построил паровоз под названием 9.0011 Blucher (часто пишется как Blutcher) в честь прусского генерала, который мог буксировать восемь фургонов с 30 тоннами угля со скоростью четыре мили в час. Не удовлетворившись этим, он вскоре значительно усовершенствовал паровую систему двигателя, увеличив его тяговое усилие. Именно это сделало Blucher первым полностью эффективным паровым железнодорожным локомотивом.
Стивенсон продолжил разработку усовершенствованного типа железнодорожных путей и построил больше локомотивов для Киллингворта и других угольных шахт.
Он становился уважаемой фигурой и в 1821 году убедил бизнесмена, планировавшего строительство конной железной дороги из Стоктона-он-Тис в Дарлингтон в графстве Дарем, заказать для этой линии паровоз. В 1825 году двигатель, позже названный Locomotion , доставил 450 человек на 25 миль из Дарлингтона в Стоктон со скоростью 15 миль в час. Это был первый выход в свет первого в мире общественного пассажирского паровоза. К 1830 году новый локомотив Стефенсона, Rocket , который мог развивать скорость до 36 миль в час, работал на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге в Ланкашире вместе с другими «железными конями», построенными на заводе, который он теперь открыл в Ньюкасле. Началась эпоха железных дорог, и Джордж Стефенсон был ее ведущим духом.
Промышленная революцияНаука и технологии
Почему британцы так мало знают об истории Ирландии?
Лучшие статьи 2022 года
Герой Александрии изобрел паровой двигатель
Написано GreekBoston.
com по истории Древней Греции.
Комментарии к записи Герой Александрии изобрел паровой двигатель 9 отключены0003
Хотя многие считают, что Томас Савери изобрел паровую машину в 1698 году, на самом деле она была изобретена гораздо раньше, чем в Александрии в Древней Греции. Хотя Савери создал первую современную паровую машину и получил патент на ее использование, на самом деле это была не первая машина, которую увидел мир. Заслуга в этом принадлежит древним грекам.
Что такое паровой двигатель
В своей самой простой форме паровой двигатель — это тип двигателя, который использует горячий пар для выполнения своей работы. Другими словами, пар заставляет механические части внутри двигателя двигаться. Изобретение парового двигателя в конечном итоге привело к изобретению поезда в 1800-х годах, и все это было бы невозможно без работы первых изобретателей.
Все о герое Александрии
Герой Александрии жил примерно с 10 по 70 г.
н.э. Он был математиком, инженером и изобретателем, который был очарован механическим миром и всегда искал способы улучшить вещи. Он считается одним из лучших изобретателей, ученых и математиков своего времени. Помимо первой паровой машины, на его счету было много других изобретений, в том числе первый торговый автомат, орган, работающий от ветра, и тип фонтана, который мог стоять отдельно.
Изобретение парового двигателя
Паровая машина Героя
была довольно простой, и некоторые считают, что он построил ее как развлечение или игрушку для детей. Его назвали Эолипилом, а также называют Машиной Героя. Этот первоначальный двигатель был очень простым двигателем, который считается «радиальной паровой турбиной». У него также не было лезвий. Когда пар покидал двигатель, он заставлял центр устройства вращаться, создавая крутящий момент. Это аналогичная конструкция, которая в настоящее время используется в ракетах.
Интересно отметить, что свидетельства устройства под названием Эолипил присутствовали в письменных источниках, написанных задолго до Героя.