Какво прави всеки парен двигател. Историята на изобретението на парни машини. Създаване на парна машина. Steampunk като тенденция на парни превозни средства

Започна своето разширение в началото на 19-ти век. И вече по това време бяха построени не само големи агрегати за промишлени цели, но и декоративни. Повечето от техните купувачи бяха богати на векове, които искаха да крадат себе си и децата си. След Steam единици твърдо влязоха в живота на обществото, декоративните двигатели започнаха да се прилагат в университетите и училищата като образователни проби.

Парни двигатели на модерността

В началото на 20-ти век значението на парни двигатели започна да пада. Една от малкото компании, които продължиха освобождаването на декоративни мини двигатели, беше британската компания Mamod, която ви позволява да закупите извадка от такова оборудване и днес. Но цената на такива парни двигателя лесно надвишава двеста лири стерлинги, което не е толкова малко за BauBles за няколко вечери. Особено за тези, които обичат да събират всякакви механизми сами, много по-интересно да се създаде прост пара със собствените си ръце.

Много просто. Огънят загрява котела с вода. Под действието на температурата водата се превръща в двойка, която избутва буталото. Докато има вода в контейнера, свързан с буталото, маховикът ще се върти. Това е стандартното оформление на парен двигател. Но можете да съберете модел и напълно различна конфигурация.

Е, ние се обръщаме от теоретичната част на по-вълнуващи неща. Ако се интересувате да направите нещо със собствените си ръце и сте изненадани от такива екзотични автомобили, тогава тази статия е за вас, ние с удоволствие ще разкажем за това различни методи Как да съберем двигателя със собствените си парни ръце. В същото време процесът на създаване на механизъм дава радост не по-малко от пускането му.

Метод 1: Мини парен двигател със собствените си ръце

Така че, нека започнем. Ние събираме най-лесния парен двигател със собствените си ръце. Чертежи, сложни инструменти и специални знания не са необходими.

За начало вземете от всяка напитка. Отрязани от долната си трета. Тъй като в резултат на това получават остри ръбове, те трябва да бъдат бити в клещите. Ние го правим внимателно да намалим. Тъй като повечето алуминиеви кутии имат вдлъбната дъска, тогава е необходимо да го подравните. Достатъчно е да се затвори с пръст към някаква твърда повърхност.

На разстояние от 1,5 см от горния край на полученото "стъкло" е необходимо да се правят два отвора един срещу друг. Желателно е да се използват дупки за това, тъй като е необходимо те да влязат в диаметър най-малко 3 mm. На дъното на банките поставиха декоративна свещ. Сега приемаме обичайното фолио на масата, те аз, след което превръщат нашата мини-горелка от всички страни.

Mini-Nois.

След това трябва да вземете парче медна тръба с дължина 15-20 cm. Важно е вътре в нея да е кухо, тъй като това ще бъде основният ни механизъм за привеждане на проекта в движение. Централната част на тръбната обвивка около молив 2 или 3 пъти, така че да се очертае малка спирала.

Сега е необходимо този елемент да поставите този елемент, така че извитото място да се намира точно над свещта. За да направите това, дайте слушалката на буквата "m". В същото време извличаме сайтовете, които се спускат през дупките в банката. Така медната тръба е твърдо фиксирана над фитила, а ръбовете му са странни дюзи. За да се върне дизайнът, е необходимо да се победи противоположните краища на "М-елемент" с 90 градуса в различни посоки. Дизайнът на парен двигател е готов.

Стартиране на двигателя

Бурканът се поставя във водни резервоари. Необходимо е ръбовете на тръбата да са под повърхността му. Ако дюзите не са достатъчно дълги, тогава можете да добавите малък Jourjik на дъното. Но бъдете внимателни - не се потийте целия двигател.

Сега е необходимо да се напълни тръбата с вода. За да направите това, можете да намалите един ръб във водата, а вторият, за да издърпате въздуха и двете през тръбата. Спуснете буркана на водата. Позлатени свещи. След известно време водата в спиралата ще се превърне в двойка, която под натиск ще лети от противоположните краища на дюзите. Банката ще започне да се въртят в резервоара доста бързо. Така получихме двигателя със собствените ви пари. Както виждате, всичко е просто.

Модел на парен двигател за възрастни

Сега усложнява задачата. Ние събираме по-сериозен двигател със собствените си парни ръце. Първо трябва да вземете банката под боя. Трябва да се провери, че е абсолютно чист. На стената за 2-3 см от дъното, нарязахме правоъгълник с размери 15 х 5 cm. Дългата страна се намира в паралелно дъното на кутиите. От металната мрежа, ние отрязваме парче от 12 x 24 cm. От двата края на дългата страна, ние измерваме 6 см. Филм тези зони под ъгъл от 90 градуса. Имаме малка "платформа за маса" с площ от 12 х 12 см с ритници 6 см. Ние установяваме получения дизайн на дъното на банките.

На периметъра на капака е необходимо да се направят няколко дупки и да ги поставите под формата на полукръг по една половина от капака. Желателно е дупките да имат диаметър около 1 cm. Това е необходимо, за да се осигури подходяща вентилация на вътрешното пространство. Парен двигател няма да може да работи добре, ако достатъчно количество въздух няма да падне на източника на пожар.

Основен елемент

От медната тръба правим спирала. Необходимо е да се вземат около 6 метра медна медна тръба с диаметър 1/4-инчов (0.64 cm). От единия край, аз реалвам 30 cm. Започвайки от тази точка, трябва да направите пет спирала, която се превръща с диаметър 12 cm всеки. Останалата част от тръбата се огъва в 15 пръстена с диаметър 8 см. Така трябва да има 20 cm от свободна тръба на другия край.

И двата изхода се преминават през вентилационните отвори в капака на кутиите. Ако се окаже, че дължината на правата зона не е достатъчно, за да направите това, тогава може да се осъществи достъп до един кръг от спиралата. Платформата е инсталирана предварително са въглища. В същото време спиралата трябва да бъде поставена точно над тази платформа. Въглищата спретнато се поставят между завоите си. Сега банката може да бъде затворена. В резултат на това имаме огън, който ще управлява двигателя. Със собствените си ръце парен двигател е почти направен. Остави малко.

Резервоар за вода

Сега трябва да вземете друга банка за боя, но вече по-малка. В центъра на капака му дупката се пробива с диаметър 1 cm. От страната на банките вършат още две дупки - един почти на дъното, вторият - по-горе, на самия капак.

Вземете две корички, в центъра на който правят дупка от диаметрите на медната тръба. В една кора поставя 25 cm от пластмасовата тръба, в друга - 10 см, така че ръбът им едва прониква от задръствания. В долната дупка на малките банки вмъкнете кора с дълга тръба, в горната къса тръба. По-малка банка се поставя върху голяма саксия от боя, така че дупката на дъното е от другата страна на вентилационните проходи на големите кутии.

В резултат

В резултат на това следващият дизайн трябва да се окаже. В малък буркан се излива вода, която през дупката на дъното следва медна тръба. Огънят се изгаря под спиралата, който загрява медния контейнер. Горещата двойка се издига през слушалката нагоре.

За да бъде завършен механизмът, е необходимо да се прикрепи бутало и маховик към горния край на медната тръба. В резултат на това термичната енергия на горенето ще бъде трансформирана в механичната мощност на въртенето на колелото. Има огромен брой различни схеми за създаване на такъв двигател. външно горивоНо всички те винаги участват два елемента - огън и вода.

В допълнение към такъв дизайн можете да събирате пара, но този материал за напълно отделен артикул.

Често, когато се споменават "парни двигатели", парни локомотиви или автомобили Stanley Strimer идват, но използването на тези механизми не се ограничава до транспортиране. Парни двигатели, които бяха създадени за първи път в примитивна форма от около две хилядолетия преди, през последните три века се превърнаха в най-големите източници на енергия и днес паровите турбини произвеждат около 80 процента от световното електричество. По-дълбоко естеството на физическите сили, въз основа на което такъв механизъм работи, препоръчваме ви да направите свой собствен парен двигател от обикновени материали с помощта на един от начините, предлагани тук! За начало отидете на стъпка 1.

Стъпка

Парен двигател от калай (за деца)

Нарежете долната част на алуминиевия буркан на разстояние 6,35 cm. С помощта на ножици за метал, гладко отрязани от долната част на алуминия може около една трета от височината.

Генерирайте и натиснете ръба с помощта на клещи. Така че няма остри ръбове, огънете банките на ръба вътре. Извършване на това действие, уверете се, че не боли.

Сложете дъното на банките отвътре, за да го направите. В повечето алуминиеви кутии от при напитки базата ще бъде кръгла и ще се извита вътре. Подравнете дъното, поставете пръст върху него или се възползвайте от малка чаша с плоско дъно.

Извършете две дупки в противоположните страни на кутията, отстъпвайки 1,3 см отгоре. За да изпълня дупки, подходящо е за хартиени дупки и нокти с чук. Ще ви трябват дупки с диаметър само над три милиметра.

Поставете центъра на кутията с малка отоплителна свещ. Борба с фолиото и го сложи под дъното и около свещта, така че да не се движи. Такива свещи обикновено отиват в специални опори, така че восъкът не трябва да се стопява и да тече в алуминиевата кутия.

Обвийте централната част на медната тръба с дължина 15-20 см около молив на 2 или 3 оборота, за да получите змия. Епруветката с диаметър 3 mm трябва лесно да се наведе около молив. Вие ще се нуждаете от достатъчно количество извита тръба, за да се простирате през буркана през горната част, плюс допълнително 5 cm с всяка от страните.

Смелете краищата на тръбите в дупките в банката. Центърът на серпентина трябва да се установи над фитила на свещта. Желателно е правилните части на тръбата от двете страни на банките да са със същата дължина.

Огънете краищата на тръбите с помощта на клещи, за да получите прав ъгъл. Огънете директните части на тръбата по такъв начин, че да погледнат обратните посоки от различни страни. Тогава отново Огънете ги, за да паднете под основата на банката. Когато всичко е готово, следното трябва да бъде: серпентинната част на тръбата се намира в центъра на кутиите над свещта и отива в две наклонени, гледащи в противоположни страни на "дюзата" от две страни на кутията.

Спуснете буркана в купа с вода, докато краищата на тръбата трябва да бъдат потопени. Вашата "лодка" трябва да бъде надеждно държана на повърхността. Ако краищата на тръбата не са достатъчно потопени във водата, се опитват да загубят бурканчето леко, но в никакъв случай не се удавя.

Напълнете тръбата с вода. Най-много. прост начин Тя ще понижи единия край във водата и ще дръпне от другия край както през сламата. Можете също да блокирате един изход от тръбата с пръст, а вторият да замените под струята вода от кран.

Запали свещ. След време водата в тръбата ще се затопли и да заври. Тъй като се превръща в двойки, тя ще премине през "дюзите", в резултат на което цялата банка ще започне да се върти в купата.

Парна машина от буркани за боя (възрастни)

1. Наемете правоъгълна дупка в близост до базата на четири клас може да се направи боя. Направете хоризонтален правоъгълен отвор с размер 15 x 5 cm отстрани на буркана близо до основата.

   • Необходимо е да се уверите, че в тази банка (и в друга използвана) имаше само латекс, а също и старателно я измийте със сапунена вода преди употреба.

2. Нарежете лентата на металната мрежа 12 х 24 cm. По дължина от всеки ръб, отстранете 6 cm под ъгъл от 90 o. Получавате квадратна "платформа" 12 х 12 см с два "крака" 6 см. Инсталирайте го в "краката" надолу, подравнете го по ръбовете на режещия отвор.

   Направете полукръг от дупките около периметъра на капака. Впоследствие ще изгорите въглища в банката, за да осигурите парен двигател с топлина. С липсата на кислород, въглищата ще изгорят зле. За да бъде банката да бъде необходимата вентилация, да пробие или да изпълнява няколко дупки в капака, които образуват полукръг по ръбовете.

   • В идеалния случай диаметърът на вентилационните отвори трябва да бъде около 1 cm.

3. Направете намотка от медната тръба. Вземете около 6 м тръби, изработени от мек мед с диаметър 6 mm и измерете от единия край 30 cm. Започвайки от тази точка, изпълнете пет завъртания с диаметър 12 cm. Останалата дължина на тръбата се огъва в 15 завоя с диаметър 8 cm. Трябва да останете около 20 cm.,

   Пропуснете краищата на намотката в вентилационните отвори в капака. Огънете двата края на бобината по такъв начин, че да бъдат насочени и да пропуснат и двете от дупките в капака. Ако тръбите не са достатъчни, ще е необходимо да се прекъсне една от завоите.

   Поставете серпентина и въглен в буркана. Поставете серпентина върху рециксирана платформа. Напълнете пространството около и вътре в въглищните въглища. Затворете плътно капака.

   Пробийте дупки за тръбата в по-малка банка. В центъра на банковия капак на Литон, пробийте дупка с диаметър 1 cm. Страната на банките тренират две дупки с диаметър 1 см - един близо до основата на кутията, а вторият над него е близо до корицата .

   Поставете заключената пластмасова тръба в страничните отвори на по-малка кутия. Използвайки краищата на медната тръба, направете дупките в центъра на две запушалки. В един щепс вмъкнете твърда пластмасова тръба с дължина 25 cm и в друг щепсел - една и съща дължина на тръбата е 10 cm. Те трябва да седят плътно в задръстванията и да гледат малко. Поставете щепсел с по-дълъг отвор към долния отвор на по-малка кутия и тръбата с по-къса тръба в горния отвор. Закрепете тръбата във всеки щепсел с помощта на скоби.

   Свържете тръбата с по-голям буркан с малка буркан. Поставете по-малка банка за повече, докато тръбата с щепсел трябва да бъде насочена в обратна посока от вентилационните отвори на по-големия буркан. Използвайки метална лента, закрепете тръбата от долната тръба с тръба, която идва от дъното на медната бобина. След това, по същия начин, закрепете тръбата от горната тръба с тръба, която излиза от горната част на намотката.

   Поставете медната тръба в кутията за свързване. С помощта на чук и отвертка, отстранете централната част на кръглата метална електрическа разпределителна кутия. Фиксирайте скобата под електрическия кабел със заключващ пръстен. Поставете 15 cm от медната тръба с диаметър 1,3 cm в кабелната скоба, така че тръбата да достигне няколко сантиметра под отвора в кутията. Напълнете ръба на този край в чука. Поставете този край на тръбата в отвора в капака на по-малкия може.

   Поставете скелет в дюбел. Вземете конвенционален дървен скелет за барбекю и го поставете в единия край на куха дървена дюбел с дължина от 1,5 cm и диаметър 0,95 cm. Поставете дюбел с пръндъка в медната тръба вътре в металната табла, така че потъването е насочване.

   • По време на нашия двигател потъването и дюбелът ще действат като "бутало". За да направите движението на буталото, по-добре е да сте видими, можете да прикрепите малка хартия "checkbox" към нея.

4. Подгответе двигателя да работи. Свалете кутията за свързване с по-малка горна банка и попълнете горната кутия с вода, позволявайки му да бъде излята в медна бобина, докато банката е пълна с вода с 2/3. Проверете липсата на течове във всички места на съединения. Закрепете капака на капачката, застанал в чука. Преинсталирайте съединителната кутия, за да поставите над по-малкия горен буркан.

5. Стартирайте двигателя! Борба с парчетата от вестника и ги сложи в пространството под мрежата в долната част на двигателя. Когато въглен се обръща, не го остави да стреля около 20-30 минути. Тъй като водата се загрява в бобината в горната част, парата ще започне да се натрупва. Когато пара достигне достатъчно налягане, тя ще торбера дюбел и скелет към върха. След натиск за изхвърляне буталото пада под действието на тежестта. Ако е необходимо, изрежете парче кораби, за да намалите теглото на буталото - отколкото е по-лесно, толкова по-често ще бъде "изскача". Опитайте се да направите скелет от това тегло, така че буталото "да отиде" в постоянно темпо.

   • Можете да ускорите горивния процес, усилвате въздушния поток в вентилационните отвори със сешоар.

6. Спазвайте сигурността. Ние, разбира се, вярваме, че внимаваме, когато работим и обработваме домашен парен двигател. Никога не го пускайте на закрито. Никога не го пускайте близо до такива запалими материали като сухи листа или висящи дървесни клони. Използвайте двигателя само на трайна неплаваема повърхност като бетон. Ако работите с деца или юноши, те не трябва да бъдат надзор. Децата и юношите са забранени да се приближат към двигателя, когато в него се запали въглен. Ако не знаете температурата на двигателя, тогава го помислете толкова горещо, че е невъзможно да го докоснете.

   • Уверете се, че парата може да остави върха "котел". Ако по някаква причина буталото е заседнало, тогава налягането може да се натрупва вътре в по-малкия буркан. С най-лошия срив на банката може да експлодира това високо опасни.
• Поставете парния двигател в пластмасовата лодка, намалявайки двата края във водата, така че да се играе играчката. Можете да изрежете лодката проста форма от пластмасова бутилка под сода или избелване, така че вашата играчка да е по-екологична ".

Използвани са парни машини като задвижващ двигател В помпени станции, локомотиви, на парни съдилища, трактори, парни превозни средства и други превозни средства. Парни машини допринесоха за широко разпространената търговска употреба на машини в предприятията и бяха енергийната база на индустриалната революция на XVIII век. По-късно, парни превозни средства бяха извадени от двигатели с вътрешно горене, парни турбини, електродвигатели и атомни реактори, чиято ефективност е по-висока.

Парна машина в действие

Изобретение и развитие

Първото добре известно устройство, задвижвано от Steam, е описано от Герон от Александрия през първия век - това е така наречената "Герон баня" или "eoliplex". Двойките идват по допирателната на дюзата, прикрепена към топката, принудиха последното въртене. Предполага се, че трансформацията на парата в механичното движение е известна в Египет през периода на римско господство и е използван в неусложнени устройства.

Първи промишлени двигатели

Нито една от описаните устройства не е била прилагана като средство за решаване на полезни задачи. Първият парен двигател е "пожар", проектиран от английския военен инженер Томас Сейвър през 1698 година. На вашето устройство Seylli през 1698 г. получи патент. Беше бутална парна помпа, и очевидно не е твърде ефективна, тъй като топлината на двойката се губи всеки път по време на охлаждането на контейнера и доста опасно при работа, защото поради това високо налягане Понякога избухнаха чифт резервоари и тръбопроводи на двигателя. Тъй като това устройство може да се използва както за завъртане на колелата на водната мелница и за изпомпване на вода от мини, изобретателят го нарича "приятел на рали".

Тогава английският ковач Томас Нюкун в 1712 г. демонстрира своя " атмосферен двигател"Кой е първият парен двигател, на който може да бъде търговското търсене. Това беше подобрен парен двигател на Severy, в който Нюкуен значително намали работното налягане на двойката. Нюкомен може да се основава на описанието на експериментите на Папане, разположен в Лондонското кралско общество, към което може да има достъп чрез член на Обществото на Робъртг Хука, който работи с татко.

Работна схема на началната машина на Нюкен.
- Двойките се показват с лилаво, водно - синьо.
- показват се отворени клапани зелен цвятзатворен - червен

Първата употреба на новите двигателя изпомпваше вода от дълбоката мина. В минната помпа, рокерът се свързва с тежест, който се спуска в минато към помпената камера. Връщащите се движещи се движения се прехвърлят на буталото на помпата, която сервира вода нагоре. Клапаните Ранни двигатели Нюмма се отвори и затвори ръчно. Първото подобрение беше автоматизацията на клапаните на клапаните, които бяха задвижвани от самата машина. Легендата казва, че това подобрение е направено през 1713 г. от момчето Хемхрой Потър, който трябваше да отвори и затвори клапаните; Когато го отегчил, той завърза дръжките на клапаните с въжета и тръгна към игра с деца. Към 1715 г. вече е създадена система за контрол на лоста, задвижвана от механизма на двигателя.

Първият двуцилиндров вакуумна парна кола е проектирана от механика I. I. Polzunov през 1763 г. и е построен през 1764 г., за да задейства вентилаторите на фабриките за барнаул Колин-възкресение.

Humphrey Gainsborough през 1760-те години построен модел на парна машина с кондензатор. През 1769 г. шотландският механик Джеймс Ват (може би използвайки идеите на Geinsboro) патентова първите значими подобрения на новите вакуумни двигатели, което го прави много по-ефективен върху разхода на гориво. Приносът на Watta е в етапа на разделяне на кондензацията на вакуумния двигател в отделна камера, докато буталото и цилиндърът имат температура на двойката. Ват добави към двигателя на Нюма повече от няколко важни детайла: поставени вътре в цилиндъра буталото за натискане на парата и трансформира движението напред назад на буталото в ротационното движение на задвижващото колело.

Въз основа на тези патенти, вата изгради парен двигател в Бирмингам. Към 1782 г. парен двигател на Ват се оказа повече от 3 пъти повече от новоComary машина. Подобряването на ефективността на WATT двигателя доведе до използването на парна енергия в индустрията. В допълнение, за разлика от двигателя на Newcomma, двигателят WATT разрешава върховното движение, докато в ранните модели на парни двигатели, буталото се свързва с рокер, а не директно с свързващия прът. Този двигател вече е имал основните характеристики на съвременните парни машини.

По-нататъшното увеличение на ефективността е използването на пара под високо налягане (американски оливер Еванс и англичанин Ричард Тревитик). Р. Тревитик успешно изгради индустриални двигатели с високо налягане, известни като "корнуолски двигатели". Работиха с налягане от 50 паунда на квадратен инч, или 345 kPa (3.405 атмосфера). Въпреки това, с увеличаване на налягането, имаше по-голяма опасност от експлозии в машини и котли, които донесени първо до много злополуки. От тази гледна точка най-важният елемент на машината за високо налягане е предпазен клапан, който води до свръх налягане. Надеждната и безопасна работа започна само с натрупване на опит и стандартизация на процедурите за структури, експлоатация и поддръжка на оборудването.

Френският изобретател на Никълъс-Йозеф Куно през 1769 г. демонстрира първото съществуващо самоходно парно превозно средство: "Farrier à vavapeur" (Steam Cart). Може би неговото изобретение може да се счита за първата кола. Самоходният парен трактор се оказа много полезен като мобилен източник на механична енергия, което прави други селскостопански машини: вършач, преси и др. През 1788 г., построен от Джон Фич, вече е извършен чрез редовен доклад Реката залата между Филаделфия (Пенсилвания) и Берлингтън (държава Ню Йорк). Той вдигна 30 пътници на борда и тръгна със скорост от 7-8 мили в час. Steamer J. Fitcha не беше търговски успешен, защото с маршрута му се състезаваше добър път. През 1802 г. шотландският инженер Уилям Симингтън построи конкурентен параход, а през 1807 г. американският инженер Робърт Фултън използва парен двигател WATT, за да управлява първия търговски успешен параход. На 21 февруари 1804 г. първият самоходен железопътен парно локомотив, построен от Ричард Тревентич, е демонстриран в металургичния завод в Южен Уелс в Южен Уелс.

Парни машини с пречките движения

Моторите с възвратно-посмевно движение използват пара енергия за преместване на буталото в херметична камера или цилиндър. Реципрочният ефект на буталото може да бъде механично трансформиран в линейно движение на бутални помпи или ротационно движение за задвижване на въртящи се части на машини или колела на превозни средства.

Вакуумни машини

Ранните парни машини се наричаха "противопожарни машини", както и "атмосферни" или "кондензиране" двигатели на вата. Те са работили върху вакуумния принцип и следователно също известни като "вакуумни двигатели". Такива машини са работили за задвижването на бутални помпи, във всеки случай няма доказателства, че те са били използвани за други цели. Когато парата машина за вакуум се изпълнява в началото на палта с ниско налягане, тя се допуска до работната камера или цилиндъра. Входящия клапан е затворен след това, а пара се охлажда, кондензиране. В двигателя на Нюмама, охлаждащата вода се разпръсква директно в цилиндъра и кондензатът работи в концентрацията на конденза. Това създава вакуум в цилиндъра. Атмосферното налягане в горната част на цилиндъра пресича буталото и го причинява да се движи надолу, т.е.

Непрекъснатото охлаждане и повторно нагряване на работния цилиндър на машината е много разточителен и неефективен, обаче, тези пара машини се оставят да изпомпват вода от по-голяма дълбочина, отколкото е възможно до външния им вид. Една година се появи версията на парен автомобил, създадена от Watt в сътрудничество с Матю Боутинтон, основната иновация е подаването на процеса на кондензация в специална отделна камера (кондензатор). Този фотоапарат се поставя в студена вода и свързана с клапан за припокриване на цилиндрова тръба. Кондензационната камера беше прикрепена със специална малка вакуумна помпа (проба от кондензатна помпа), задвижвана от рокер и сервиране за отстраняване на кондензат от кондензатора. Образуваната топла вода се сервира от специална помпа (прототип на хранителната помпа) обратно към котела. Друга радикална иновация е затварянето на горния край на работния цилиндър, в горната страна на които са разположени двойки с ниско налягане. Същите двойки присъстваха в двойна цилиндрова риза, поддържайки постоянната му температура. По време на движението на буталото, тези двойки върху специални тръби се прехвърлят в долната част на цилиндъра, за да се подложи на кондензация по време на следващия часовник. Всъщност колата, престанала да бъде "атмосферна" и нейната сила сега зависи от разликата в налягането между ферибота с ниско налягане и вакуум, който може да бъде получен. В машината на парите, Нюма, лубрикантът на буталото се извършва с малко количество вода, то стана невъзможно в машината WATT, защото парата вече е в горната част на цилиндъра, е необходимо да се превключва Към смазката със смес от тавота и масло. Същото лубрикант се използва в цилиндър прът.

Вакуумните парни превозни средства, въпреки очевидното ограничаване на тяхната ефективност, са относително безопасни, използваните ниски двойки под налягане, които са напълно съобразени с общото ниско ниво на котлите на XVIII век. Силата на машината е ограничена до ниско налягане под налягане, размерът на цилиндъра, скоростта на горене на горивото и изпаряването на водата в котела, както и с размера на кондензатора. Максималната теоретична ефективност е ограничена до относително малка температурна разлика от двете страни на буталото; Това беше направено вакуумни машиниПредназначен за промишлена употреба, твърде голям и скъп.

Компресия

Дипломният прозорец на цилиндър на парна машина припокрива леко по-рано, отколкото буталото достига крайното си положение, което оставя определено количество отработено пара в цилиндъра. Това означава, че в цикъла на работа има фаза на компресия, която образува така наречената "пара възглавница", която забавя движението на буталото в крайните си позиции. В допълнение, той елиминира рязко спадане на налягането в самото начало на входната фаза, когато свежа пара влезе в цилиндъра.

Адванс

Описаният ефект на "парна възглавница" също се засилва от факта, че входът на свежа пара в цилиндъра започва малко по-рано, отколкото буталото достига крайното положение, т.е. има някакво допускане до входа. Този напредък е необходим, за да започне своята работна сила под действието на свежа пара, парата щеше да запълни мъртвото пространство, което е настъпило в резултат на предишната фаза, т.е. каналите за получаване на всмукаването и обемът на цилиндъра неизползвано за движението на буталото.

Просто разширение

Една проста експанзия предполага, че парата работи само когато тя го разширява в цилиндъра, а отработената пара се произвежда директно в атмосферата или влиза в специален кондензатор. Остатъчната топлина на парата може да се използва, например, за нагряване на помещението или превозното средство, както и за подгряване на водата, влизаща в котела.

Съединение

В процеса на разширяване в цилиндъра под високо налягане, температурата на двойката спада пропорционално на нейното разширяване. Тъй като термичният обмен не се случва (адиабатен процес), се оказва, че двойката влиза в цилиндъра с по-голяма температура, отколкото излиза от него. Такива температурни разлики в цилиндъра водят до намаляване на ефективността на процеса.

Един от методите за борба с този спад на температурата е предложен през 1804 г. от английския инженер Артър Улф, който патентова Vulfa високо налягане компилация. В тази кола, високотемпературните двойки от паренния бойлер пристигнаха в цилиндъра с високо налягане и след това, двойки, прекарани в нея с по-ниска температура и налягане, течеха в цилиндъра (или цилиндрите) с ниско налягане. Това намалява температурната разлика във всеки цилиндър, който обикновено намалява температурните загуби и подобрява общата ефективност на парна машина. По-големият обем има по-голям обем и следователно изисква повече цилиндър. Следователно, в съвместими машини, цилиндрите с ниско налягане имат по-голям диаметър (а понякога и по-голяма дължина) от цилиндрите с високо налягане.

Такава схема е известна и като "двойно разширение", тъй като разширяването на парата настъпва в два етапа. Понякога един цилиндър с високо налягане се свързва с два цилиндри за ниско налягане, които дават три приблизително същия цилиндър. Тази схема е по-лесна за балансиране.

Машините за двуцилиндровите машини могат да бъдат класифицирани като:

• Красно съединение - Цилиндрите са разположени наблизо, техните парни проводящи канали се пресичат.
• Тандемни съединения - Цилиндрите са разположени последователно и използват един прът.
• Ъглово съединение - Цилиндрите са подредени под ъгъл един към друг, обикновено 90 градуса и работят за една манивела.

След 1880 г. сложните парни машини са широко разпространени в производството и транспортирането и стават почти единственият тип, използвани на параходите. Използването им на парни локомотиви не получи такава широко разпространена, тъй като те бяха твърде сложни, отчасти поради факта, че условията за експлоатация на парни двигатели на железопътния транспорт са сложни. Въпреки факта, че сложните локомотиви не са се превърнали в масивен феномен (особено в Обединеното кралство, където са много често и не се използват изобщо след 30-те години на миналия век, те са получили определена популярност в няколко страни.

Многократно разширяване

Опростена парна машина с тройна експанзия.
Таксите с високо налягане (червено) от котела преминават през колата, оставяйки кондензатора при ниско налягане (син цвят).

Логичното развитие на съставната схема е добавило допълнителни етапи на разширяване до нея, което повишава ефективността на работата. Резултатът е многократната схема за разширяване, известна като тройно или дори четирикратно разширение. Такива парни машини са използвали серия от двойно действие цилиндри, чийто обем се увеличава с всеки етап. Понякога вместо увеличаване на обема на цилиндрите с ниско налягане се използва увеличаване на тяхното количество, както и върху някои комбинирани машини.

Изображението вдясно показва работата на машината за пара с тройно разширение. Двойката минава през колата отляво надясно. Клапанният блок на всеки цилиндър се намира вляво от съответния цилиндър.

Външният вид на този тип парно превозно средство е станал особено подходящ за флота, тъй като изискванията за размер и тегло за корабните автомобили не са били много трудни и най-важното, такава схема е лесно да се използва кондензатор, който връща отработените двойки Формата на прясна вода обратно към котела (използвайте солена крайбрежна вода за захранване, това е невъзможно). Наземните парни автомобили обикновено не са имали проблеми с водоснабдяването и следователно могат да изхвърлят двойки в атмосферата. Следователно такава схема за тях е по-малка, особено като се вземат предвид сложността, размера и теглото си. Доминирането на множество парапенови парни машини е приключило само с външния вид и широко разпространените турбини. Въпреки това, в съвременните парни турбини се използва същия принцип на разделяне на потока върху цилиндри с висока, средно и ниско налягане.

Река парна кола

Посочените пара машини възникват в резултат на опитите за преодоляване на един присъщ на недостатъка парни машини с традиционно разпределение на пара. Факт е, че пара в редовна пара постоянно променя посоката на нейното движение, тъй като и двата прозореца от всяка страна на цилиндъра се използва за приемане и за освобождаване на парата. Когато отработената двойка напусне цилиндъра, той охлажда стените и каналите за разпределение на пара. Свежи двойки, съответно, прекарват определена част от енергията върху тяхното отопление, което води до спад в ефективността. Речните парни машини имат допълнителен прозорец, който се отваря с бутало в края на всяка фаза, и през които двойките оставят цилиндъра. Това увеличава ефективността на машината, тъй като пара се движат в една посока, а температурният градиент на стените на цилиндъра остава повече или по-малко постоянен. Машини за посока Единичното разширение показва приблизително същата ефективност като компанировите машини с обикновеното разпределение на пара. Освен това те могат да работят при по-високи революции и следователно появата на парни турбини често се използва за управление на електрически генератори, изискващи висока скорост на въртене.

Машините за ограбване са еднократно и двойно действие.

Парни турбини

Парата турбина е серия от въртящи се дискове, фиксирани върху една ос, наречена ротор на турбин и серия от редуващи се стационарни дискове, фиксирани на базата на наречен статор. Роторните дискове имат остриета навънДвойките се хранят с тези остриета и обхващат дисковете. Статорните дискове имат подобни ножове, инсталирани в противоположния ъгъл, които служат за пренасочване на двойката теч в роторните дискове, следвайки ги. Всеки ротор диск и съответният статор диск се нарича етап на турбината. Броят и размерът на етапите на всяка турбина се избират по такъв начин, че да се максимизира полезната енергия на парато на скоростта и налягането, което се доставя към него. Изпускателната пара идва от турбината, която влиза в кондензатора. Турбините се завъртат при много висока скорост и следователно, при предаване на въртене към друго оборудване, обикновено се използват специални предавания. В допълнение, турбините не могат да променят посоката на въртене и често се нуждаят от допълнителни обратни механизми (понякога се използват допълнителни стъпки за въртене).

Турбините превръщат енергията на двойката директно в ротация и не изискват допълнителни механизми за преобразуване на обратното движение в ротация. В допълнение, турбината е компактна с бутални машини и има постоянно усилие на изходния вал. Тъй като турбините имат по-опростен дизайн, те, като правило, изискват по-малко поддръжка.

Други видове парни двигатели

Приложение

Парни машини могат да бъдат класифицирани чрез тяхното използване, както следва:

Стационарни машини

Парна чума

Парна машина на старата фабрика за захар, куб

Стационарните парни машини могат да бъдат разделени на два вида с помощта на режим:

• Машини с променлив режим, които включват метални машини, зимни зими и подобни устройства, които често трябва да спрат и променят посоката на въртене.
• Електрически машини, които рядко спират и не трябва да променят посоката на въртене. Те включват енергийни двигатели на електроцентрали, както и индустриални двигателиизползвани за фабрики, фабрики и кабелни железници към широко електрическо сцепление. Множествените двигатели се използват върху моделите на кораби и в специални устройства.

Steam Winch е по същество стационарен двигател, но е инсталиран на опорната рамка, така че да може да бъде преместен. Тя може да бъде фиксирана с кабел за котва и да премести собственото си тежест до ново място.

Транспортни превозни средства

Сред тях се използват парни машини за управление на различни видове превозни средства, сред тях:

• Земни превозни средства:
  • Парна кола
  • Парен трактор
  • Парен багер и дори
• Пара.

В Русия първият парна локомотив е построен от Е. А. и М. Е. Черепанов, в завода Nizhne-Tagil през 1834 г. за превоз на руда. Той развива скоростта от 13 вълна на час и транспортира повече от 200 паунда (3.2 тона) товар. Дължината на първата железопътна линия е 850 m.

Предимства на парен двигател

Основното предимство на парни машини е, че те могат да използват почти всички източници на топлина, за да го трансформират в механична работа. Той ги отличава от двигатели вътрешно горенеВсеки тип, който изисква използването на определен вид гориво. Това предимство е най-забележимо, когато се използва ядрена енергия, тъй като ядреният реактор не е в състояние да генерира механична енергия, но само произвежда топлина, която се използва за генериране на водещи пара парни машини (обикновено парни турбини). В допълнение, има и други източници на топлина, които не могат да бъдат използвани във вътрешните двигатели с вътрешно горене, като слънчевата енергия. Интересна посока е да се използва разликата в енергетиката на световния океан на различни дълбочини.

Такива свойства притежават и други видове външни двигатели с вътрешно горене, като например двигателя на стрилинг, които могат да осигурят много висока ефективност, но имат значително тежки тежести и размери от съвременните видове парни двигатели.

Парни локомотиви се показват на големи височини, тъй като ефективността на тяхната работа не се дължи на ниското атмосферно налягане. Локомотивите все още се използват в планинските райони на Латинска Америка, въпреки факта, че отдавна са заменени от по-модерни видове локомотиви за дълго време.

В Швейцария (Brienz Rothhorn) и в Австрия (Schafberg Bahn) нови локомотиви, използващи сухи двойки, доказаха своята ефективност. Този тип парна локомотив е разработен на базата на моделите на швейцарски локомотивни и машинни работи (SLM), с много съвременни подобрения, като например използване ролкови лагери, модерна топлоизолация, изгаряне като гориво от леки маслени фракции, подобрени пара тръбопроводи и др. В резултат на това такива локомотиви имат 60% по-малък разход на гориво и значително по-малки изисквания за обслужване. Икономическите качества на такива локомотиви са сравними с модерните дизелови и електрически локомотиви.

В допълнение, паровите локомотиви са много по-лесни от дизеловите и електрическите, което е особено важно за планинските железници. Характеристика на парни двигатели е, че те не се нуждаят от предавания, преминават към усилията директно на колелата.

Ефективност

Съотношение на ефективност (ефективност) термален двигател Тя може да бъде дефинирана като съотношение на полезна механична работа на количеството топлина, съдържаща се в горивото. Останалата част от енергията се освобождава в околната среда като топлина. Ефективността на топлинната машина е еднаква

Историята на развитието на парен двигател е описана достатъчно подробно в тази статия. Веднага най-известните решения и изобретения на времето 1672-1891.

Първо развитие.

Нека започнем с факта, че през седемнадесети век двойките започват да се третират като средство за задвижването, като се извършват всякакви преживявания с него и едва през 1643 г. от евангелиста торичели е отворена от силата на налягането на пара. Christian Guigens, след 47 години, проектира първата си електрическа машина, управлявана от експлозия на прах в цилиндъра. Това беше първият прототип на двигателя с вътрешно горене. На същия принцип, приемът на водата е водосборна машина. Скоро Денис Папен реши да замени силата на експлозията в по-малко мощна пара. През 1690 г. те са построени първа парна машинаИзвестен също като парен котел.

Той се състои от бутал, който с вряща вода се движи в цилиндъра и се дължи на последващото охлаждане, спуснато отново - усилието е създадено. Целият процес е настъпил по този начин: под цилиндъра, който се извършва едновременно и функцията на котелния котел е поставена пещ; Когато буталото е в горната позиция, пещта се премества, за да улесни охлаждането.

По-късно двама англичани, Томас Нюкучен и Каули - един ковач, друго стъкло, - подобриха системата, като разделят котелния котел и цилиндър и добавят резервоар със студена вода. Тази система функционира с клапани или кранове - един за пара и един за вода, които се отварят и затворени. Тогава англичанинът Байтън възстанови контрола на клапана в един наистина часовник.

Използването на парни двигатели на практика.

Нюкираната машина скоро стана известна навсякъде и по-специално е подобрена от Джеймс Ват през 1765 г. от двуетажна система. Сега парен двигател Оказа се, че е достатъчно завършен за употреба в превозни средства, въпреки че поради размерите му е по-добре стационарни инсталации. Watt предложи своите изобретения и в индустрията; Той също така изгради автомобили за текстилни фабрики.

Първата парна машина, използвана като средство за движение, е изобретен от французина Никола Йозеф Куно, инженер и военен стратег. През 1763 или 1765 г. той създава кола, която може да транспортира четирима пътници със средна скорост от 3.5 и максимум - 9.5 км / ч. Зад първия опит е последван от втория - имаше кола за транспортиране на оръжия. Той е тестван, естествено, военни, но поради невъзможност за дълга експлоатация (непрекъснат цикъл на работа нова кола Не надвишават 15 минути) Изобретателят не получи подкрепата на органите и финансистите. Междувременно в Англия беше подобрена парна кола. След няколко неуспешни, Мур, Вила Мидо и Уилям Симейнтън, базирани на Мур, Вила Мердок и Вилама Сименгтън, се появиха железопътното превозно средство Ричард Тревисик, създадено по заповед на въглищата в Уелс. Активен изобретател дойде в света: той се издигаше от подземните мини на земята и през 1802 г. той представи в човечеството мощно коладостигна скорост от 15 км / ч на равен терен и 6 км / ч.

Водещите превозни средства превозни средства все повече се използват в САЩ: Натан Рийд през 1790 г. изненадан от жителите на Филаделфия модел на парна кола. Въпреки това, неговият сънародник Оливър Еванс беше още по-известен, който четиринадесет по-късно изобретил амфибия кола. След наклолеоновите войни, по време на които "експериментите на автомобила" не бяха проведени, започнаха работа отново изобретение и подобряване на парна машина. През 1821 г. тя може да се счита за перфектна и доста надеждна. Оттогава всяка стъпка напред в областта на превозните средства, водеща в движение, определено допринесе за развитието на бъдещите автомобили.

През 1825 г. сър Голсуърт Гарни на парцел от 171 км от Лондон до Баня организира първата пътническа линия. В същото време той използваше патентования от него карета, който имаше парен двигател. Това беше началото на ерата на високоскоростните пътни екипажи, които обаче изчезнаха в Англия, но бяха широко разпространени в Италия и във Франция. Такива превозни средства са постигнали най-голямото развитие с външния вид през 1873 г. "Revurans" Adeade Baller с тегло 4500 кг и "ManeSely" - по-компактно, с тегло малко повече от 2500 kg и достигат скорост от 35 км / ч. И двамата бяха предвещаващи от оборудването на екзекуция, което беше характерно за първите "реални" автомобили. По-скоро ефективност на парна кола Беше много малко. Boulla беше тези, които патентоваха първата добре активна кормилна система, той толкова добре постави контролни и контролни елементи, които се виждат днес на арматурното табло.

Въпреки големия напредък в областта на създаването на двигател с вътрешно горене, Steam Force все още осигурява по-равномерен и гладък поток на машината и следователно имаше много поддръжници. Като болона, която също така е изградила други леки автомобили, като например Rapide през 1881 г. със скорост от 60 км / ч, Nouvelle през 1873 г., която има предната ос с независими окачващи колела, Leon Chevrolet в периода между 1887 и 1907 г. стартира няколко Автомобили с лек и компактен парогенератор патентовано през 1889 година. Де Дион-Бутън, основана в Париж през 1883 г., първите десет години от съществуването им произвежда автомобили с парни двигатели и постигна значителен успех - колите си спечелиха състезанията в Париж Руан през 1894 година.

Успехите на Panhard et Levassor при употребата на бензин обаче, обаче, на факта, че de dion се премества в двигатели с вътрешно горене. Когато братята Бола започнаха да управляват компанията на компанията, те направиха същото. Тогава Chevrolet възстанови производството си. Колите с парни двигатели по-бързо и по-бързо изчезнаха от хоризонта, въпреки че те бяха използвани в САЩ до 1930 година. В този момент и преустановено производство и изобретението на парен двигател

Нападнах на интересна статия в интернет.

"Американският изобретател Робърт Грийн е разработил напълно нова технология, генерираща кинетична енергия чрез превръщане на остатъчната енергия (както и други видове гориво). Green Steam Engines се засилват от буталото и са предназначени за широк спектър от практически цели."
Така че, не повече: Абсолютно нова технология. Е, естествено започна да търси, аз се опитах да проникна. Навсякъде е написано едно от най-уникалните предимства на този двигател е способността да се генерира енергия от остатъчната енергия на двигателите. По-точно, остатъчната енергия на двигателя може да бъде преобразувана за енергия, която отива в помпи и системи за охлаждаща течност на устройството. И така, какво за това, както разбрах изпускателни газове Вземете водата, за да заври и след това конвертирате пара в движение. Доколкото е необходимо и малко, защото поне този двигател, както пишат, и специално проектирани от минималния брой части, но все пак е колко струва и има чувство за носене на градината, толкова повече фундаментално нов в това изобретение не виждам. И механизмите за трансформиране на взаимното движение в ротационното вече са измислени много. На сайта на автора, двулитров модел продава по принцип не е скъп
само 46 долара.
На уебсайта на автора има видео, използвайки слънчева енергия, има и снимка, където някаква лодка използва този двигател.
Но и в двата случая очевидно не е остатъчна топлина. Накратко, се съмнявам в надеждността на такъв двигател: "Поддържането на топката са едновременно кухи канали, за които се сервира пара в цилиндрите." Какво е вашето мнение, скъпи потребители на сайта?
Статии на руски