Povijest parnog stroja i njegova primjena

Video: Povijest toplinskog motora.

Izum parnih strojeva je prekretnica u povijest čovječanstva. Negdje na prijelazu iz XVII-XVIII stoljeća počelo zamjena neefikasnog ručnog rada, vodeni kotača i vjetrenjače potpuno novi i jedinstveni mehanizam - parne strojeve. To je zahvaljujući njima postalo moguće tehničke i industrijske revolucije, a cijeli napredak čovječanstva.

No, tko je izumio parni stroj? Za čovječanstvo je dužan? A kad je to bilo? Sva ta pitanja, a mi pokušati pronaći odgovore.

Prije naše ere

Povijest parnog stroja datira iz prvog stoljeća prije Krista. Heron opisani mehanizam koji je počeo da radi samo kada je pod utjecajem parove. Uređaj je balon koji su fiksirane mlaznice. Iz mlaznica tangencijalno van pare, time uzrokujući motor okretati. Bio je to prvi uređaj koji radi na paru.

Video: Moć i njegove razvojne perspektive

Tvorac parnog stroja (ili bolje rečeno, turbina) - Taqi al-Din (arapska filozof, inženjer i astronom). Njegov izum je postao naširoko poznat u Egiptu u XVI stoljeću. Mehanizam je postavljen kako slijedi: tijek para usmjerava direktno na mehanizam sa lopaticama, a kad dim nadimala - lopatice rotiraju. Nešto slično u 1629. i ponudio talijanski inženjer Giovanni Branca. Glavni nedostatak ovih izuma bila previsoka potrošnja pare, što pak zahtijeva veliku količinu energije i to nije bilo potrebno. Razvoj je obustavljeno jer je tada znanstvenih i tehnoloških spoznaja čovječanstva nije bilo dovoljno. Osim toga, potreba za takvim izumima potpuno odsutan.

dizajn

stvaranje parnog stroja nije bilo moguće sve do XVII stoljeća. No, čim se razina traka ljudskog razvoja skinula, onda su prvi slučajevi i izum. Iako ozbiljno su imali u to vrijeme nisam uzeo. Na primjer, u 1663. je engleski znanstvenik objavio u novinama dizajn svoj izum, koji je postavljen u dvorcu Raglan. Njegov uređaj se koristi za podizanje vode kule na zidovima. Međutim, kao i sa svim nov i nepoznat, ovaj projekt je primljena s sumnje, i sponzora za njen daljnji razvoj nije bio.

Video: K-701 je najjači poljoprivredne strojeve u SSSR-u.

Povijest parnog stroja počinje s izum paroatmosfernoy stroja. U 1681. znanstvenik iz Francuske Denis Papin On je izumio napravu koja pumpa vodu iz rudnika. Kao pokretačka snaga za prvi put koristio u prahu, a zatim ga je zamijenio parom. Tako paroatmosfernaya stroj. Veliki doprinos poboljšanju od strane znanstvenika iz Engleske, Thomas Newcomen i Thomas Savery. Neprocjenjiva pomoć je također samouki ruski izumitelj Ivan klizača.

Neuspješan pokušaj Papen

Paroatmosfernaya stroj, a daleko od savršenog, privukao posebnu pozornost u području brodogradnje. D. Papin svoje posljednje ušteda utrošeno na kupnju brodice, koja se bavi instalacijom strojeva vode dizanje paroatmosfernoy vlastite proizvodnje. Mehanizam djelovanja leži u činjenici da, pada s visine, voda počne vrtjeti kotač.

Izumitelj ispitivanja provedena u 1707. na rijeci Fulda. Mnogi ljudi okupilo se kako bi vidjeli čudo: Uzmi riječni brod bez jedara i vesala. Međutim, tijekom ispitivanja nije bilo nesreća: motor eksplodirao i ubio nekoliko ljudi. Vlasti su ljuti na nesretne izumitelj i zabranjen mu je iz bilo kojeg rada i projekata. Brod je zaplijenjen i uništen, a sam Papen je umro nekoliko godina kasnije.

greška

Parobrod Papen je sljedeći princip. Na dnu cilindra bilo je potrebno sipati malu količinu vode. Po sebi smješten roštilj cilindrom koji je služio za zagrijavanje tekućine. Kada je voda počela kuhati, para je formirana, koja se širi, podigao klip. Iz prostora iznad klipa kroz posebno opremljenim uzgona ventila. Nakon što je voda počela kuhati i para pao, bilo je potrebno ukloniti kazandžija, zatvoriti ventil za uklanjanje zraka i pomoću hladne vode da se ohladi cilindar. Kroz takve akcije parova, koji je bio u cilindru, kondenzirano, to je bio formiran pod klipa vakuumu i atmosferskog tlaka zbog sile klipa vraća u prvobitno mjesto. Tijekom njegovom kretanju prema dolje i obavljati koristan rad. Međutim, učinkovitost parni stroj Papin bio je negativan. brod motor je bio izuzetno neekonomično. I što je najvažnije, to je previše komplicirano i nezgodno koristiti. Dakle, izum Papen nije imala budućnost od samog početka.

sljedbenici

Video: Znanstveni filmove

Međutim, povijest je parni stroj nije kraj. Zatim, imamo mnogo uspješniji od Papen, okrenuo engleski znanstvenik Thomas Newcomen. On je dugo proučavao djela svojih prethodnika, s naglaskom na slabosti. A on je uzeo najbolje od svojih radova, nastalih u 1712. njegovo osoblje. Novi parni (slika prikazan) je formiran kao što slijedi: koristi cilindar u vertikalnom položaju, i klip. To Newcomen uzeo iz radnog Papen. Međutim, parovi oblikovan u različitim posudi. Oko klip je fiksna sastavni kože, koja znatno povećana napetost u parnom cilindru. Ovaj stroj ima paroatmosfernoy (voda podignuta od mina pomoću atmosferskog tlaka). Glavni nedostatak ovog izuma su njegov težak i neekonomično: stroj „pojeo” veliku količinu ugljena. Međutim, prednosti koje donosi znatno veći od Papin izuma. Stoga se koristi za gotovo pedeset godina u špiljama i rudnicima. To je bio korišten za crpljenje podzemnih voda, kao i za sušenje vozila. Thomas Newcomen pokušali pretvoriti svoj automobil kako bi se mogli koristiti za promet. Međutim, svi njegovi pokušaji nisu uspjeli.

Sljedeći znanstvenik, izjavio je sama postala D. Hull iz Engleske. U 1736. je uveo svijet u svoj izum: paroatmosfernuyu stroj, koji kao motor su ventilatori. Njegov razvoj je imao više uspjeha nego što je Papen. Odmah nekoliko tih plovila su proizvedene. Oni se uglavnom koriste za izvlačenje barže, brodove i ostala plovila. Međutim, pouzdanost stroja paroatmosfernoy nedostaje vjerodostojnost i brodove opremljene jedra kao glavni pokretač.

Iako Hull je imao više sreće nego Papen, njegov izum se postupno izgubio važnost, a oni su odbili. Još uvijek imaju paroatmosfernyh strojeve koji put je bilo mnogo specifičnih nedostataka.

Povijest parnog stroja u Rusiji

Sljedeći proboj je došao u Ruskom Carstvu. U 1766, u metalurškoj tvornici u Barnaul prvi parnog stroja, koji se dovodi u peć za taljenje zrak stvoren pomoću posebnih mijeh. To je tvorac Ivan Polzunov, koji za svoje usluge u svojoj zemlji, čak s obzirom na čin časnika. Izumitelj predstavio svoje nadređene crteže i planove „vatre automobil” sposobni napajanje mijeh.

Međutim, sudbina je igrao okrutna šala s Polzunova: usvojen je sedam godina nakon nacrt, a automobil je sastavljen, on se razbolio i umro potrošnje - samo jedan tjedan prije nego što je počelo ispitivanje svoj motor. Međutim, njegov dokument bio dovoljan za pokretanje motora.

Dakle, 7. kolovoz 1766 Polzunova parni stroj pokrenut je i stavljena pod opterećenjem. Međutim, u studenom iste godine, ona je slomila. Razlog za kotao da se previše tanki zidovi, koji nisu namijenjeni za teret. Štoviše, izumitelj je napisao u svojim uputama, da je to samo za vrijeme test može se koristiti lonac. Izrada novog kotla bi lako su se isplatili jer je učinkovitost parni stroj Polzunova je bio pozitivan. Više od 1.023 sati rada uz pomoć tale srebra više od 14 funti!

No, unatoč tome, nitko popraviti mehanizam nije. Parni stroj Polzunova skuplja prašinu već više od 15 godina u skladištu, dok je svijet industrija ne stoji i razvija. A onda u potpunosti demontirana za dijelove. Očigledno, u to vrijeme Rusija još nije narasla na parnim strojevima.

zahtjevi vrijeme

U međuvremenu, život na licu mjesta nisu stajati. I čovječanstvo je stalno mislio o stvoriti mehanizam ne ovise o hirovitoj prirodi, i preuzeti kontrolu sudbinu. Od jedara bi svi željeli odustati što je prije moguće. Stoga je uspostava stalnog mehanizma za pare visio u zraku. Godine 1753. u Parizu, promaknut je konkurencija među umjetnicima, znanstvenicima i izumiteljima. Akademija znanosti objavila je nagradu svakome tko može stvoriti mehanizam koji može zamijeniti moć vjetra. No, unatoč činjenici da su sudjelovali u natjecanju takvih umova L. Euler, D. Bernoulli, kantona de Lacroix i drugih osjetljivih prijedloga ne izdaju jedan.

prošlo je dosta godina. i industrijska revolucija polaganje više i više zemalja. Primat i vodstvo među ostalim silama stalno pohaban Englesku. Do kraja osamnaestog stoljeća, postao kreator UK velikih razmjera industrije, čime je osvojio naslov svjetskog monopolista u ovoj industriji. Pitanje na motorni pogon svaki dan postaje sve više i više važno. A ovaj motor je stvoren.

Prvi parni stroj na svijetu

1784 je za Britaniju i svijet prekretnica u industrijskoj revoluciji. A osoba koja je odgovorna za to bio je engleski inženjer James Watt. Parnog stroja, koji je on osnovao, postao je najviše high-profile otkriće stoljeća.

James Watt je nekoliko godina proučavao crteže, strukturu i načela rada paroatmosfernyh strojeva. I na osnovu svega toga, zaključio je da je učinkovitost motora potrebno je izjednačiti temperaturu vode u spremniku i pare, koji ulazi u mehanizam. Glavni nedostatak paroatmosfernyh strojeva je stalna potreba za hlađenje vode iz cilindra. Bilo je neugodno i potrošni.

Novi parni stroj je inače izgrađena. Dakle, cilindar je bio poseban košulju pare. Tako Watt osigurao stalni vruće stanje. Izumitelj je stvorio posebnu posudu, umoči se u hladnu vodu (kondenzatora). On je spojen cilindar cijevi. Kada se slijedi para u cilindar preko cijevi, a pao u kondenzator ima pretvoriti natrag u vodu. Rad na poboljšanju svog automobila, Watt je stvorio vakuum u kondenzatoru. Tako, sve pare prolazi iz cilindra, kondenzira u njemu. Zahvaljujući ovoj inovaciji uvelike povećava ekspanziju pare, što pak omogućuje da ekstrakt ista količina pare je mnogo više energije. To je bio uspjeh krunu.

Created by parnog stroja također promijenio i načela za dovod zraka. Sada prvi para ulazi ispod klipa, čime je podizanje, a zatim ide iznad klipa, spuštanje. Tako su i moždani udar u radnoj čelika mehanizam da ni ranije nije bilo moguće. One-KS potrošnja ugljena bio je četiri puta manje nego, odnosno, u paroatmosfernyh strojeva, a zatim tražio James Watt. Parni stroj je vrlo brzo osvojio prvu UK dobro, a zatim cijeli svijet.

Video: Znanost i tehnologija Svijet Titan Dokumentarni

"Charlotte Dundas"

Nakon što je svijet bio pogođen izuma James Watt, počeo široko korištenje parnih strojeva. Dakle, u 1802. u Velikoj Britaniji ima svoj prvi brod par - „Charlotte Dundas” brod Njegovi tvorci vjeruju William Symington. Brod je bio korišten kao vuču teglenice prema kanalu. Uloga propeler na brodu igrao vijak montiran na krmi. Brod je prvi put uspješno testiran: dvije goleme teglenice tegliti 18 milja u šest sati. U isto vrijeme snažno utjecala na suprotan vjetar. Ali je uspio.

Ipak, to je bio stavljen na vic, jer su se bojali da se zbog jakih valova koji su nastali pod kola s lopaticama, kanala banke će biti mutna. Usput, „Charlotte” testiranje ljudi prisustvovalo, od kojih je cijeli svijet smatra tvorac prvog broda.

Prvi brod na svijetu

Engleski brodograditelj Robert Fulton Od svoje mladosti, on je sanjao o brodu s parnim strojem. A sada mu je san postao moguć. Nakon otkrića parnih strojeva je postao novi poticaj za brodogradnju. Zajedno s Messenger of America R. Livingston, koja je preuzela financijsku stranu problema, Fulton zauzeo je nacrt broda s parnim strojem. To je komplicirano izum se temelji na ideji veSla pogona. Prema brodskim strane su izvučeni u velikom broju vesala, simulirajući razne zabave. U tom slučaju, vesla, a zatim ometati jedni druge i razbio. Danas se lako može reći da je isti učinak može se postići ako se sva tri ili četiri vesla. No, iz perspektive znanosti i tehnologije u vrijeme bilo je nemoguće vidjeti. Dakle, brodograditelji je mnogo složeniji.

Godine 1803., Fulton je izum predstavljen je u cijelom svijetu. Parobrod je polako i ravnomjerno na Seini, iznenađujuće umove i maštu mnogih znanstvenika i figure u Parizu. Međutim, Napoleonova vlada odbacila projekt i ljuta brodograditelji su bili prisiljeni potražiti svoju sreću u Americi.

I u kolovozu 1807. prvi svjetski brod pod nazivom „Claremont”, u kojoj je bio uključen najmoćniji parni stroj (foto prikazano), otišao na Hudson Bay. Mnogi ljudi jednostavno ne vjeruju u uspjeh.

U prvom letu „The Claremont” otišao bez tereta i bez putnika. Nitko nije želio ići na izlet na brodu požara disanja. No, na putu natrag, tamo je bio prvi putnik - lokalni farmer, koji je platio šest dolara za ulaznicu. On je postao prvi u povijesti putničkog brodara. Fulton je toliko ganut da je hazarder dao doživotnu besplatnu vožnju na svim svojim izumima.