Istoria motorului cu aburi și aplicarea acestuia

Invenția motoarelor cu aburi a fost un punct de cotitură în istoria omenirii. Undeva , la rândul său , de secolele XVII - XVIII a început înlocuirea forței de muncă manuală, roți ineficiente de apă și mori de vânt pe mecanisme de un complet noi și unice - motoare cu aburi. Este datorită lor a devenit posibilă revoluție tehnică și industrială, precum și întregul progresul omenirii.

Dar cine a inventat motorul cu aburi? Pentru omenirea este obligată să? Și când a fost asta? Toate aceste întrebări și vom încerca să găsim răspunsuri.

Înainte de epoca noastră

Istoria motorului cu aburi datează din primele secole ale BC. Geron Aleksandriysky a descris un mecanism care a început să lucreze numai în cazul în care aceasta a afectat cupluri. Aparatul este un balon, care au fost fixate duză. De la duze tangential afară de abur, determinând astfel motorul să se rotească. Acesta a fost primul dispozitiv care ruleaza pe abur.

Creatorul motorului cu abur (sau, mai degrabă, o turbină) - Taqi al-Din (filozof arab, inginer și astronom). Invenția sa a devenit larg cunoscută în Egipt, în secolul al XVI-lea. Mecanismul a fost aranjat astfel: fluxul de abur este direcționat în mod direct la mecanismul cu palete fixe, iar când billowed fum - lame roti. Ceva similar în 1629 și a oferit inginerul italian Dzhovanni Branka. Principalul dezavantaj al acestor invenții a fost un consum prea mare de abur, care, la rândul său, a necesitat o cantitate mare de energie și nu a fost necesar. Evoluțiile au fost suspendate, deoarece cunoștințele științifice și tehnologice atunci omenirii nu a fost suficient. În plus, necesitatea unor astfel de inventii complet absente.

desen

crearea motorului cu aburi nu a fost posibilă până în secolul al XVII-lea. Dar, de îndată ce nivelul de bandă de dezvoltare umană a decolat, apoi au fost primele instanțe și invenție. Deși în serios au avut la acel moment nu am luat. De exemplu, în 1663 omul de știință limba engleză publicate în presa de proiectare invenția lui, pe care a stabilit în castelul Raglan. dispozitivul său este folosit pentru a ridica turnurile de apă pe pereți. Cu toate acestea, la fel ca toate noi și necunoscute, acest proiect a fost primit cu îndoială, și sponsori pentru dezvoltarea sa ulterioară nu a fost.

Istoria motorului cu aburi începe cu mașina invenție paroatmosfernoy. În 1681, un om de știință de la francez Denis Papin a inventat un dispozitiv care pompe de apa din minele. Ca o forță motrice pentru prima dată utilizat pulberea, și apoi a fost înlocuit cu abur. Deci, acolo paroatmosfernaya mașină. O contribuție uriașă la îmbunătățirea făcută de oamenii de știință din Anglia Tomas Nyukomen și Thomas Savery. Asistența inestimabilă are de asemenea autodidact rus inventator Ivan Polzunov.

O încercare nereușită Papen

mașină Paroatmosfernaya, în timp ce departe de a fi perfect, a atras o atenție deosebită în domeniul construcțiilor navale. D. Papin ultimele economii cheltuite la achiziționarea de o barcă mică, care a implicat în instalarea de masini de ridicare de apă paroatmosfernoy de producție proprie. Mecanismul de acțiune constă în faptul că, cădere de la înălțime, apa începe să se rotească roata.

Testele sale inventator realizat în 1707 pe râul Fulda. Mulți oameni au adunat pentru a vedea minunea: Ia barca râu fără pânze și vâsle. Cu toate acestea, în timpul testului a fost un accident: motorul a explodat și a ucis mai multe persoane. Autoritățile sunt suparat pe inventator nefericit și l-au interzis de la orice muncă și proiecte. Nava a fost confiscat și distrus, iar Papen însuși a murit câțiva ani mai târziu.

eroare

Vaporul Papen a fost următorul principiu. In partea de jos a cilindrului era necesar să se toarnă o cantitate mică de apă. Prin ea însăși situată cilindru prăjirea care a servit pentru a încălzi lichidul. Când apa a început să fiarbă, aburul este format, ce se extinde, a ridicat piston. Din spațiul de deasupra pistonului printr-o supapă de flotabilitate special echipată. După ce apa a început să fiarbă și vapori a căzut, a fost necesară pentru a elimina jăratic, pentru a închide supapa pentru a îndepărta aerul și prin apă rece, pentru a răci peretele cilindrului. Prin astfel de perechi de acțiune, care a fost în cilindru, condensat, sa format sub vidul pistonului și presiunea atmosferică datorită forței pistonului revine la locul său original. În timpul mișcării sale în jos și de a efectua o muncă utilă. Cu toate acestea, eficiența motorului cu aburi Papin a fost negativ. motor nava a fost extrem de neeconomică. Si cel mai important, era prea complicat și incomod de utilizat. Prin urmare, invenția Papen a avut nici un viitor de la bun început.

adepți

Cu toate acestea, istoria motorului cu aburi nu sa sfârșit aici. În continuare, avem o mult mai mult succes decât Papen, transformat știință englez Tomas Nyukomen. El a studiat mult timp lucrările predecesorilor lor, concentrându-se asupra punctelor slabe. Și a luat cel mai bun din lucrările lor, create în 1712 personalului său. Noul motor cu aburi (foto prezentate) a fost construit după cum urmează: cilindru utilizat este în poziție verticală, iar pistonul. Acesta Newcomen a luat de la locul de muncă Papen. Cu toate acestea, perechile formate într-un vas diferit. În jurul pistonului a fost fixat integral piele, care a crescut în mod semnificativ etanșeitate în interiorul cilindrului de abur. Acest aparat are, de asemenea, paroatmosfernoy (apa ridicat din mină cu ajutorul presiunii atmosferice). Dezavantajul principal al invenției au fost de greoaie și neeconomice: aparatul „mâncat“ o mare cantitate de cărbune. Cu toate acestea, beneficiile aduse în mod semnificativ mai mare decât Papin invenție. Prin urmare, este folosit timp de aproape cincizeci de ani în peșteri și mine. Acesta a fost folosit pentru pomparea apelor subterane, precum și pentru vehiculele de uscare. Tomas Nyukomen a încercat să transforme mașina lui, astfel încât să fie capabil să-l folosească la trafic. Cu toate acestea, toate încercările sale au eșuat.

Următorul om de știință, a declarat ea însăși a devenit D. Hull din Anglia. În 1736 el a prezentat lumii sale invenții: mașină paroatmosfernuyu, care, ca un motor au fost rotoarelor. Dezvoltarea sa a avut mai mult succes decât cea a Papen. Imediat mai multe dintre aceste nave au fost produse. Acestea sunt utilizate în principal pentru tractarea barje, nave și alte nave. Cu toate acestea, fiabilitatea paroatmosfernoy mașinii lipsite de credibilitate și de nave echipate cu vele, ca principalul motor.

Deși Hull a avut mai mult noroc decât Papen, invenția sa pierdut treptat relevanță, iar acestea sunt respinse. Cu toate acestea au mașini paroatmosfernyh acel moment au fost acolo multe neajunsuri specifice.

Istoria motorului cu aburi din Rusia

Următoarea descoperire a venit în Imperiul Rus. In 1766, la o uzină metalurgică din Barnaul primul motor cu abur, care este furnizat aerul cuptor de topire a fost creat folosind burdufuri speciale. A devenit creatorul lui Ivan Ivanovich Polzunov, care pentru serviciile sale în țara sa dat chiar rangul de ofițer. Inventatorul a prezentat desenele sale superiorilor și a planurilor „masina de foc“ capabil de a alimenta cu burduf.

Cu toate acestea, soarta a jucat o glumă crudă cu Polzunova: a fost adoptat de șapte ani după proiectul său, iar masina este asamblat, el sa îmbolnăvit și a murit de tuberculoză - doar o săptămână înainte de testarea a început motorul. Cu toate acestea, documentul a fost suficient pentru a porni motorul.

Deci, 07 august 1766 motor cu aburi Polzunova a fost lansat și plasat sub sarcină. Cu toate acestea, în luna noiembrie a aceluiași an, ea a rupt în jos. Motivul pentru cazanul să fie pereți prea subțire, care nu sunt destinate sarcinii. Mai mult decât atât, inventatorul a scris în instrucțiunile sale, că aceasta este doar în timpul testului poate fi utilizat oală. Producția noului cazan ar fi plătit cu ușurință off, deoarece eficiența Polzunova motorului cu aburi a fost pozitiv. Peste 1023 oră de lucru cu ajutorul argint topiți mai mult de 14 de lire sterline!

Dar, în ciuda acestui fapt, nimeni nu pentru a repara mecanismul nu a făcut-o. motor cu aburi Polzunova colectarea de praf timp de peste 15 ani în depozit, în timp ce industria mondială nu este încă în picioare și dezvoltat. Și apoi a fost complet demontat pentru piese. Se pare că, la acel moment Rusia nu a fost încă crescut la motoarele cu aburi.

cerinţe de timp

Între timp, viața la fața locului nu au rezistat. Și omenirea a gândit în mod constant pe cale de a crea un mecanism de a nu depinde de natura capricioasă, și să ia soarta de control. Din vele ar dori toți să renunțe cât mai curând posibil. Prin urmare, instituirea unui mecanism permanent pentru aburul atârnat în aer. În 1753 la Paris, el a fost promovat competiția între artiști, oameni de știință și inventatori. Academia de Științe a anunțat de atribuire pentru oricine poate crea un mecanism care poate înlocui puterea vântului. Dar, în ciuda faptului că au participat la concurs mintea, cum ar fi L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix și alte propuneri sensibile nu sunt emise unul.

Anii au trecut. Și revoluția industrială a fost de stabilire a tot mai multe țări. Primatul și conducerea printre celelalte puteri ponosită invariabil Anglia. Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, a devenit creatorul din Marea Britanie industrie pe scară largă, astfel, a câștigat titlul de monopolist mondial în această industrie. Problema cu motor în fiecare zi devine tot mai importantă. Și a fost creat acest motor.

Primul motor cu aburi din lume

1784 a fost pentru Marea Britanie și lumea punct de cotitură în revoluția industrială. Iar persoana responsabilă pentru acest lucru a fost inginerul englez Dzheyms Uatt. Motorul cu aburi, pe care a fondat, a devenit cel mai înalt profil de descoperire a secolului.

Dzheyms Uatt timp de mai mulți ani , a studiat desene, structura și principiile de funcționare a mașinilor paroatmosfernyh. Și pe baza toate acestea, el a ajuns la concluzia că eficiența motorului este necesară pentru a egaliza temperatura apei din cilindru și abur, care intră în mecanismul. Principalul dezavantaj paroatmosfernyh mașini este nevoia constantă de apă de răcire a cilindrului. A fost incomod și consumabile.

Noul motor cu aburi a fost construit în alt mod. Astfel, cilindrul a fost la o cămașă specială de abur. Astfel, Watt a asigurat starea sa permanentă fierbinte. Inventatorul a creat un vas special, muiată în apă rece (condensator). Acesta este îmbinat tubul cilindru. Când aburul este urmat în cilindru prin conducta, și a căzut în condensator acolo convertit înapoi în apă. Lucru privind îmbunătățirea mașinii sale, Watt a creat un vid în condensator. Astfel, tot aburul, trece din cilindru, condensat în acesta. Datorită acestei inovații crește foarte mult extinderea cu abur, care, la rândul său, vă permite să extrageți aceeași cantitate de abur este mult mai multă energie. A fost succesul coroanei.

Creat de motorul cu aburi, de asemenea, modificat și principiul de alimentare cu aer. Acum, în primul rând de vapori intră sub pistonul, astfel, ridicându-l, și apoi merge deasupra pistonului, coborâre. Astfel, atât cursa din oțel de lucru mecanism care nici măcar nu a fost posibil anterior. Un consum de cărbune un cal putere a fost de patru ori mai puțin decât, respectiv, în mașini paroatmosfernyh, apoi a căutat Dzheyms Uatt. motor cu aburi a castigat foarte repede prima Marea Britanie bine, și apoi întreaga lume.

"Charlotte Dundas"

După ce lumea a fost lovit de inventarea James Watt, a început utilizarea pe scară largă a motoarelor cu aburi. Deci, în 1802, în Marea Britanie, are prima navă un cuplu - „Charlotte Dundas“ barca Creatorii sai cred William Symington. Barca a fost utilizat ca remorcarea barje pe canal. Rolul elicei pe navă a jucat o roată cu zbaturi montat pe pupa. Barca este prima dată testat cu succes: două barje uriașe remorcate de 18 mile în șase ore. În același timp, ea a intervenit puternic cu vânt din față. Dar el a reușit.

Cu toate acestea, a fost pus pe glumă, pentru că ei se temeau că, din cauza valurilor puternice, care au fost create sub roata cu palete, malurile canalelor va fi neclară. Apropo, „Charlotte“ de testare de persoane au participat, din care întreaga lume este considerat creatorul primului vas.

Prima navă din lume

Engleză constructor de nave Robert Fulton cu tinerețea sa, visa la o navă cu un motor cu aburi. Iar acum visul lui a devenit fezabilă. După inventarea motoarelor cu aburi, a devenit un nou impuls construcțiilor navale. Împreună cu Mesagerul Americii R. Livingston, care a preluat partea financiară a problemei, Fulton a preluat proiectul navei cu un motor cu aburi. A fost o invenție complicată se bazează pe ideea de propulsie vâslă. Conform laturile navei au fost trase într-un număr de palete, simulând o varietate de distracție. În acest caz, padele și apoi se interferează unul cu altul și a rupt. Astăzi, se poate spune cu ușurință că același efect poate fi atins în cazul în care toate cele trei sau patru palete. Dar, din perspectiva științei și tehnologiei în momentul în care era imposibil să se vadă. Prin urmare, constructorii de nave au avut mult mai complicată.

În 1803, invenția lui Fulton a fost prezentat în întreaga lume. Vaporul a fost încet și uniform pe Sena, mintea uimitoare și imaginația multor oameni de știință și cifrele din Paris. Cu toate acestea, guvernul lui Napoleon a respins proiectul, iar constructorii de nave contrariat au fost obligați să-și caute norocul în America.

Iar în august 1807 prima nava din lume numit „Claremont“, în care a fost implicat motorul cu aburi cel mai puternic (foto prezentat), a mers pe Hudson Bay. Mulți oameni pur și simplu nu cred în succesul.

În primul zbor, „Claremont“ a mers fără marfă și fără pasageri. Nimeni nu a vrut să meargă într-o excursie la bordul navei de foc-respirație. Dar, pe drumul de intoarcere, a fost primul pasager - un fermier local, care a plătit șase dolari pentru un bilet. El a devenit primul din istoria companiei de transport maritim de pasageri. Fulton a fost atât de mult a mutat temerar a dat călătorie liberă pe tot parcursul vieții pe toate invențiile lor.