Sự hình thành, Khoa học
Lịch sử của động cơ hơi nước và ứng dụng của nó
Việc phát minh ra động cơ hơi nước là một bước ngoặt trong lịch sử của nhân loại. Một nơi nào đó tại thời điểm chuyển giao thế kỷ XVII-XVIII nó đã bắt đầu thay thế lao động chân tay, bánh xe nước kém hiệu quả và cối xay gió về cơ chế một hoàn toàn mới và độc đáo - động cơ hơi nước. Đó là nhờ họ đã có thể cuộc cách mạng kỹ thuật và công nghiệp, và cả sự tiến bộ của nhân loại.
Trước thời đại chúng ta
Lịch sử của động cơ hơi nước bắt đầu từ những thế kỷ đầu tiên trước Công nguyên. Geron Aleksandriysky mô tả một cơ chế mà bắt đầu làm việc chỉ khi nó ảnh hưởng đến các cặp vợ chồng. Thiết bị này là một quả bóng, được cố định vòi phun. Từ vòi phun tiếp tuyến ra hơi nước, từ đó gây ra động cơ để xoay. Đó là thiết bị đầu tiên chạy trên hơi.
Các tác giả của động cơ hơi nước (hay đúng hơn, một tuabin) - Taqi al-Din (nhà triết học Ả Rập, kỹ sư và nhà thiên văn học). phát minh của mình nổi tiếng khắp nơi ở Ai Cập vào thế kỷ XVI. Cơ chế đã được sắp xếp như sau: dòng hơi nước được chỉ đạo trực tiếp tại cơ chế với cánh quạt, và khi khói bốc ra - lưỡi xoay. Một cái gì đó tương tự vào năm 1629 và được cung cấp các kỹ sư Ý Dzhovanni Branka. Nhược điểm chính của những phát minh đã tiêu thụ quá cao của hơi nước, do đó đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và nó không phải là thích hợp. Phát triển đã bị đình chỉ kể từ khi kiến thức sau đó khoa học và công nghệ của nhân loại là không đủ. Bên cạnh đó, nhu cầu về phát minh như vậy hoàn toàn vắng mặt.
thiết kế
sự ra đời của động cơ hơi nước là không thể cho đến thế kỷ XVII. Nhưng ngay sau khi mức dải phát triển con người đã cất cánh, sau đó đã có những trường hợp đầu tiên và sáng chế. Mặc dù nghiêm túc họ có ít thời gian mà tôi đã không mất. Ví dụ, năm 1663, các nhà khoa học Anh công bố trên báo chí thiết kế phát minh của mình, mà ông đặt trong lâu đài Raglan. thiết bị của mình được sử dụng để nâng cao tháp nước trên tường. Tuy nhiên, như với tất cả mới và chưa biết, dự án này đã nhận được với nghi ngờ, và các nhà tài trợ cho sự phát triển hơn nữa của nó là không.
Một thất bại Papen
máy Paroatmosfernaya, trong khi xa hoàn hảo, đã thu hút sự chú ý đặc biệt trong lĩnh vực đóng tàu. D. Papin tiết kiệm cuối cùng của họ chi cho việc mua một chiếc thuyền nhỏ, mà tham gia vào quá trình cài đặt của máy nước nâng paroatmosfernoy sản xuất riêng. Cơ chế tác dụng nằm trong thực tế là, rơi từ độ cao, nước bắt đầu quay bánh xe.
kiểm tra phát minh của mình tiến hành trong năm 1707 trên sông Fulda. Nhiều người tụ tập để xem điều kỳ diệu: Đi thuyền sông mà không cần buồm và mái chèo. Tuy nhiên, trong quá trình kiểm tra đã có một tai nạn: động cơ phát nổ và giết chết nhiều người. Các nhà chức trách đang nổi giận với người phát minh ra bất hạnh và cấm anh ta từ bất kỳ công việc và các dự án. Con tàu đã bị tịch thu và tiêu hủy, và Papen mình chết vài năm sau đó.
lỗi
Nồi hấp Papen là nguyên tắc tiếp theo. Ở dưới cùng của hình trụ đó là cần thiết để đổ một lượng nước nhỏ. Bởi chính nó nằm xi lanh rang mà phục vụ để làm nóng chất lỏng. Khi nước bắt đầu sôi sục, hơi nước được hình thành, mở rộng, nâng piston. Từ không gian phía trên piston thông qua một nổi van đặc biệt trang bị tốt. Sau khi nước bắt đầu sôi sục và hơi giảm, nó là cần thiết để loại bỏ các lò than, để đóng van để loại bỏ không khí, và bằng phương tiện của nước lạnh để làm mát các bức tường xi lanh. Qua cặp hành động như vậy, người trong xi lanh, ngưng tụ, nó được hình thành dưới chân không piston và áp suất khí quyển do các lực lượng của lợi nhuận piston đến vị trí ban đầu của nó. Trong phong trào đi xuống của mình và thực hiện các công việc hữu ích. Tuy nhiên, hiệu quả động cơ hơi nước Papin là tiêu cực. máy tàu thuỷ là vô cùng tốn kém. Và quan trọng nhất, đó là quá phức tạp và bất tiện khi sử dụng. Vì vậy, phát minh Papen không có tương lai ngay từ đầu.
tín đồ
Tuy nhiên, lịch sử của động cơ hơi nước đã không dừng lại ở đó. Tiếp theo, chúng ta có một nhiều thành công hơn Papen, quay các nhà khoa học Anh Tomas Nyukomen. Ông từ lâu đã nghiên cứu các tác phẩm của những người tiền nhiệm của họ, tập trung vào điểm yếu. Và ông đã là tốt nhất tác phẩm của họ, tạo ra trong 1.712 nhân viên của mình. Động cơ hơi nước mới (ảnh hiển thị) được xây dựng như sau: sử dụng xi lanh là ở một vị trí thẳng đứng, và piston. Nó Newcomen mất từ việc Papen. Tuy nhiên, các cặp hình thành trong một nồi khác nhau. Khoảng piston đã được cố định da không thể thiếu, trong đó tăng đáng kể độ kín bên trong xi lanh hơi nước. Máy này cũng có paroatmosfernoy (nước huy động từ các mỏ bằng phương pháp áp suất khí quyển). Những bất lợi chính của sáng chế đã cồng kềnh và không kinh tế của nó: máy "ăn" một số tiền rất lớn của than. Tuy nhiên, nó lợi ích mang lại lớn hơn Papin phát minh đáng kể. Vì vậy, nó được sử dụng trong gần năm mươi năm trong các hang động và mỏ. Nó được sử dụng để bơm nước ngầm, cũng như đối với xe làm khô. Tomas Nyukomen cố gắng để chuyển đổi xe hơi của mình để có thể sử dụng nó để giao thông. Tuy nhiên, tất cả các nỗ lực của mình đã thất bại.
Các nhà khoa học tiếp theo, tuyên bố bản thân trở thành D. Hull từ nước Anh. Năm 1736 ông được giới thiệu trên thế giới để phát minh của mình: Máy paroatmosfernuyu, mà như một động cơ là những cánh bơm. phát triển của nó đã có nhiều thành công hơn so với Papen. Ngay lập tức một số các tàu được sản xuất. Họ chủ yếu được sử dụng để kéo sà lan, tàu và các tàu khác. Tuy nhiên, độ tin cậy của máy paroatmosfernoy thiếu uy tín và tàu được trang bị với những cánh buồm như động lực chính.
Mặc dù Hull đã may mắn hơn Papen, phát minh của mình dần dần mất đi sự liên quan, và họ bị từ chối. Vẫn có máy paroatmosfernyh rằng thời gian có rất nhiều thiếu sót cụ thể.
Lịch sử của động cơ hơi nước ở Nga
Các bước đột phá tiếp theo đến trong đế quốc Nga. Năm 1766, tại một nhà máy luyện kim ở Barnaul các động cơ hơi nước đầu tiên, đó là cung cấp cho không khí lò nóng chảy được tạo bằng ống thổi đặc biệt. Nó đã trở thành tác giả Ivan Ivanovich Polzunov, người cho dịch vụ của mình cho đất nước của ông thậm chí bằng cấp bậc của sĩ quan. Inventor giới cấp trên bản vẽ và kế hoạch "xe lửa" có khả năng cung cấp năng lượng bễ.
Tuy nhiên, số phận đã chơi một trò đùa tàn nhẫn với Polzunova: bảy năm sau khi dự thảo của nó đã được thông qua, và chiếc xe được lắp ráp, ông ngã bệnh và chết vì lao phổi - chỉ một tuần trước khi thử nghiệm bắt đầu động cơ của nó. Tuy nhiên, tài liệu của ông là đủ để khởi động động cơ.
Vì vậy, 07 Tháng tám 1766 động cơ hơi nước Polzunova đã được đưa ra và đặt dưới tải. Tuy nhiên, vào tháng cùng năm, cô bị phá vỡ. Lý do cho lò hơi là bức tường quá mỏng, không dành cho phụ tải. Hơn nữa, các nhà phát minh đã viết trong hướng dẫn của mình, rằng đây là chỉ trong thời gian thử nghiệm có thể được sử dụng nồi. Sản xuất nồi hơi mới sẽ dễ dàng được đền đáp, bởi vì hiệu quả động cơ hơi nước Polzunova là tích cực. Hơn 1.023 giờ làm việc với sự giúp đỡ của smelted bạc hơn 14 pound!
Nhưng bất chấp điều này, không có ai để sửa chữa các cơ chế thì không. động cơ hơi nước Polzunova thu thập bụi trong hơn 15 năm trong kho, trong khi ngành công nghiệp thế giới đang không đứng yên và phát triển. Và sau đó hoàn toàn được tháo dỡ cho các bộ phận. Rõ ràng, lúc bấy giờ Nga vẫn chưa phát triển đến các động cơ hơi nước.
yêu cầu thời gian
Trong khi đó, cuộc sống ngay tại chỗ không đứng. Và loài người đã không ngừng nghĩ về để tạo ra một cơ chế để không phụ thuộc vào bản chất thất thường, và chịu số phận kiểm soát. Từ cánh buồm tất cả muốn từ bỏ càng sớm càng tốt. Do đó, việc thành lập một cơ chế thường trực cho hơi nước treo trong không khí. Năm 1753 ở Paris, ông được đề bạt cạnh tranh giữa các nghệ sĩ, nhà khoa học và nhà phát minh. Viện Khoa học công bố giải thưởng cho bất cứ ai có thể tạo ra một cơ chế mà có thể thay thế sức mạnh của gió. Nhưng bất chấp thực tế là tham gia vào cuộc thi đầu óc như L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix và đề nghị hợp lý khác không được ban hành một.
Nhiều năm trôi qua. Và cuộc cách mạng công nghiệp đã được đặt ngày càng nhiều quốc gia. Tính ưu việt và sự lãnh đạo giữa các cường quốc khác luôn đập nước Anh. Đến cuối thế kỷ XVIII, nó đã trở thành tác giả của ngành công nghiệp quy mô lớn Vương quốc Anh, do đó đoạt danh hiệu độc quyền trên thế giới trong ngành công nghiệp này. Vấn đề chạy bằng động cơ mỗi ngày càng trở nên quan trọng hơn. Và động cơ này đã được tạo ra.
Động cơ hơi nước đầu tiên trên thế giới
1784 đã cho Anh và thế giới bước ngoặt trong cuộc cách mạng công nghiệp. Và người chịu trách nhiệm cho điều này là các kỹ sư Anh Dzheyms Uatt. Các động cơ hơi nước, mà ông thành lập, trở thành cao cấp phát hiện hầu hết thế kỷ này.
Dzheyms Uatt trong nhiều năm nghiên cứu các bản vẽ, cấu trúc và nguyên tắc làm việc của máy paroatmosfernyh. Và trên cơ sở tất cả điều này, ông kết luận rằng hiệu suất của động cơ là cần thiết để cân bằng nhiệt độ của nước trong xi lanh và hơi nước, mà đi vào cơ chế. Những bất lợi chính paroatmosfernyh máy là nhu cầu thường xuyên cho nước làm mát của xi lanh. Đó là khó chịu và hàng tiêu dùng.
Động cơ hơi nước mới được xây dựng bằng cách khác. Như vậy, xi lanh là một chiếc áo đặc biệt của hơi nước. Như vậy Watt đảm bảo trạng thái nóng lâu dài của mình. Các nhà phát minh đã tạo ra một chiếc tàu đặc biệt, nhúng vào nước lạnh (ngưng). Nó được nối ống xi lanh. Khi hơi nước đang được theo dõi trong xi lanh qua ống, và rơi vào các tụ điện có chuyển đổi trở lại nước. Làm việc trên những cải tiến của chiếc xe của mình, Watt đã tạo ra một chân không trong bình ngưng. Như vậy, tất cả hơi nước, đi từ xi lanh, ngưng tụ trong đó. Nhờ sự đổi mới này làm tăng đáng kể sự mở rộng của hơi nước, do đó cho phép bạn trích xuất cùng một lượng hơi nước là năng lượng nhiều hơn nữa. Đó là sự thành công của vương miện.
"Charlotte Dundas"
Sau khi thế giới bị ấn tượng bởi những phát minh của James Watt, bắt đầu sử dụng rộng rãi của động cơ hơi nước. Vì vậy, vào năm 1802 ở Anh có tàu đầu tiên một cặp vợ chồng - thuyền "Charlotte Dundas." tác giả của nó tin rằng William Symington. Chiếc thuyền này được sử dụng như là kéo sà lan theo kênh. Vai trò của chân vịt trên tàu đóng bánh mái chèo gắn trên đuôi tàu. Chiếc thuyền này là lần đầu tiên thử nghiệm thành công: hai sà lan khổng lồ kéo 18 dặm trong sáu giờ. Đồng thời nó mạnh mẽ can thiệp với headwind. Tuy nhiên, ông quản lý.
Tuy nhiên, nó đã được đặt trên những câu chuyện đùa, vì họ sợ rằng vì những con sóng mạnh, được tạo ra dưới bánh xe chèo, bờ kênh sẽ bị mờ. Bằng cách này, "Charlotte," thử nghiệm người tham dự, trong đó có cả thế giới được coi là tác giả của chiếc tàu đầu tiên.
Con tàu đầu tiên trên thế giới
Anh đóng tàu Robert Fulton với tuổi trẻ của mình, mơ ước của một con tàu với một động cơ hơi nước. Và bây giờ giấc mơ của ông đã trở thành khả thi. Sau khi phát minh ra động cơ hơi nước đã trở thành một động lực mới cho ngành đóng tàu. Cùng với Messenger Kỳ R. Livingston, người đã qua phía bên tài chính về vấn đề này, Fulton đã lên dự thảo của con tàu với một động cơ hơi nước. Nó được một phát minh phức tạp dựa trên ý tưởng của mái chèo đẩy. Theo bên của tàu đã được rút ra trong một số mái chèo, mô phỏng nhiều niềm vui. Trong trường hợp này, mái chèo và sau đó giao thoa với nhau và bị gãy. Ngày nay, người ta có thể dễ dàng nói rằng tác dụng tương tự có thể đạt được nếu cả ba hoặc bốn mái chèo. Nhưng từ quan điểm của khoa học và công nghệ vào thời điểm đó nó đã không thể nhìn thấy. Do đó, công ty đóng tàu có nhiều phức tạp hơn.
Năm 1803, phát minh Fulton đã được trình bày trên toàn thế giới. Nồi hấp là chậm rãi và đều đặn trên sông Seine, đầu óc tuyệt vời và trí tưởng tượng của nhiều nhà khoa học và các nhân vật của Paris. Tuy nhiên, chính phủ của Napoleon từ chối dự án, và công ty đóng tàu bực mình đã buộc phải tìm kiếm vận may của mình tại Mỹ.
Và trong tháng 8 năm 1807 con tàu đầu tiên trên thế giới có tên là "Claremont", trong đó các động cơ hơi nước mạnh nhất đã tham gia (ảnh hiển thị), đi trên vịnh Hudson. Nhiều người chỉ đơn giản là không tin vào sự thành công.
Trong chuyến bay đầu tiên, "Claremont" đi mà không chở hàng và không có hành khách. Không ai muốn đi trên một chuyến đi trên tàu lửa hơi thở. Nhưng trên đường trở về, đã có những hành khách đầu tiên - một nông dân địa phương, người trả sáu đô la cho một vé. Ông trở thành người đầu tiên trong lịch sử của công ty vận chuyển hành khách. Fulton rất nhiều di chuyển mà không sợ cho du lịch miễn phí suốt đời trên tất cả các phát minh của họ.
Similar articles
Trending Now