Buhar motorlarının icadı, insanlık tarihinde bir dönüm noktasıydı. XVII-XVIII yüzyılların başında bir yerde, etkisiz el emeğinin, su çarklarının ve tamamen yeni ve benzersiz mekanizmaların değiştirilmesi başladı - buhar motorları. Teknik ve endüstriyel devrimler ve insanlığın tüm ilerlemesi onlar sayesinde mümkün olmuştur.

Ama buhar motorunu kim icat etti? İnsanlık bunu kime borçlu? Ve ne zamandı? Tüm bu soruların cevaplarını bulmaya çalışacağız.

Çağımızdan önce bile

Buhar motorunun yaratılış tarihi MÖ ilk yüzyıllarda başlar. İskenderiyeli Heron, ancak buhara maruz kaldığında çalışmaya başlayan bir mekanizmayı anlattı. Cihaz, üzerine nozulların sabitlendiği bir topdu. Buhar, nozüllerden teğet olarak kaçtı ve böylece motoru dönmeye zorladı. Bu, buharla çalıştırılan ilk cihazdı.

Buhar motorunun (veya daha doğrusu türbinin) yaratıcısı Tagi al-Dinome'dir (Arap filozof, mühendis ve astronom). Buluşu, 16. yüzyılda Mısır'da yaygın olarak tanındı. Mekanizma şu şekilde düzenlenmiştir: buhar akışları doğrudan kanatlı mekanizmaya yönlendirilmiştir ve duman döküldüğünde kanatlar dönmüştür. Benzer bir şey, 1629'da İtalyan mühendis Giovanni Branca tarafından önerildi. Tüm bu icatların ana dezavantajı da yüksek tüketim buhar, büyük enerji maliyetleri gerektiriyordu ve tavsiye edilmeyen bir durumdu. Gelişme askıya alındı, o zamandan beri insanlığın bilimsel ve teknik bilgisi yeterli değildi. Ayrıca, bu tür icatlara hiç gerek yoktu.

Gelişmeler

17. yüzyıla kadar bir buhar makinesinin yaratılması imkansızdı. Ancak, insanlığın gelişim seviyesinin çıtası yükselir yükselmez, ilk örnekler ve icatlar ortaya çıktı. O zamanlar kimse onları ciddiye almasa da. Örneğin, 1663'te bir İngiliz bilim adamı, Raglan Kalesi'ne yerleştirdiği buluşunun bir taslağını basında yayınladı. Cihazı, kulelerin duvarlarına su yükseltmeye hizmet etti. Ancak, yeni ve bilinmeyen her şey gibi, bu proje de şüpheyle kabul edildi ve daha da geliştirilmesi için hiçbir sponsor yoktu.

Buhar motorunun yaratılış tarihi, buharlı atmosferik motorun icadıyla başlar. 1681'de bir Fransız bilim adamı, madenlerden su pompalayan bir cihaz icat etti. İlk başta itici güç olarak barut kullanıldı ve daha sonra yerini su buharı aldı. Buhar atmosferik makine böyle ortaya çıktı. İngiltere'den Thomas Newcomen ve Thomas Severen'den bilim adamları, gelişimine büyük katkıda bulundular. Kendi kendini yetiştirmiş Rus mucit Ivan Polzunov da paha biçilmez yardım sağladı.

Papen'in başarısız girişimi

Buharlı atmosferik makine, o zamanlar mükemmel olmaktan çok uzaktı. Özel dikkat gemi inşa alanında. D. Papen, son birikimini, kendi üretiminin su kaldırma buharlı atmosferik makinesini kurmaya başladığı küçük bir gemi satın almak için harcadı. Etki mekanizması, bir yükseklikten düşen suyun tekerlekleri döndürmeye başlamasıydı.

Mucit, testlerini 1707'de Fulda Nehri üzerinde gerçekleştirdi. Birçok insan mucizeyi görmek için toplandı: nehir boyunca yelkensiz ve küreksiz hareket eden bir gemi. Ancak testler sırasında bir felaket meydana geldi: motor patladı ve birkaç kişi öldü. Yetkililer şanssız mucitlere kızdı ve onu her türlü iş ve projeden yasakladı. Gemiye el konuldu ve imha edildi ve birkaç yıl sonra Papen'in kendisi öldü.

Hata

Papen vapuru aşağıdaki çalışma prensibine sahipti. Silindirin dibine az miktarda su dökülmesi gerekiyordu. Silindirin altına, sıvıyı ısıtmaya yarayan bir mangal yerleştirildi. Su kaynamaya başladığında, ortaya çıkan buhar genişleyerek pistonu kaldırdı. Hava, özel olarak donatılmış bir valf vasıtasıyla pistonun üzerindeki boşluktan dışarı itildi. Su kaynadıktan ve buhar dökülmeye başladıktan sonra mangalı çıkarmak, havayı çıkarmak için valfi kapatmak ve silindir duvarlarını soğutmak için soğuk su kullanmak gerekiyordu. Bu tür eylemler sayesinde silindirdeki buhar yoğunlaştı, pistonun altında bir vakum oluştu ve atmosferik basıncın kuvveti nedeniyle piston orijinal yerine döndü. Aşağı hareketi sırasında, faydalı iş... Ancak Papen'in buhar motorunun verimliliği negatifti. Buharlı pişiricinin motoru son derece ekonomik değildi. Ve en önemlisi, çalışması çok karmaşık ve elverişsizdi. Bu nedenle, Papen'in icadının en başından beri bir geleceği yoktu.

Takipçiler

Ancak, buhar motorunun yaratılış tarihi burada bitmedi. Papen'den çok daha başarılı olan bir sonraki, İngiliz bilim adamı Thomas Newcomen'di. Seleflerinin eserlerini uzun süre inceledi, odaklandı. Zayıf noktalar... Ve çalışmalarının en iyisini alarak 1712'de kendi aparatını yarattı. Yeni buhar motoru (fotoğrafta gösterilmiştir) şu şekilde tasarlanmıştır: dik konumda bir silindir ve bir piston kullanılmıştır. Bu Newcomen, Papen'in çalışmasından alınmıştır. Ancak başka bir kazanda buhar üretildi. Pistonun etrafına bütün bir cilt sabitlendi, bu da buhar silindirinin içindeki sızdırmazlığı önemli ölçüde arttırdı. Bu makine aynı zamanda buhar-atmosferikti (atmosfer basıncı kullanılarak madenden su yükseldi). Buluşun ana dezavantajları hantallığı ve verimsizliğiydi: makine çok miktarda kömür "yedi". Ancak, Papen'in icadından çok daha faydalıydı. Bu nedenle zindanlarda ve madenlerde yaklaşık elli yıldır kullanılmaktadır. Yeraltı suyunu pompalamak ve gemileri boşaltmak için kullanıldı. arabasını trafik için kullanmak mümkün olacak şekilde dönüştürmeye çalıştı. Ancak, tüm girişimleri başarısız oldu.

Kendisini açıklayan bir sonraki bilim insanı ise İngiltere'den D. Hull oldu. 1736'da icadını dünyaya sundu: Pervane olarak çarkları olan buharlı atmosferik bir makine. Geliştirilmesi Papen'den daha başarılı oldu. Bu tür birkaç gemi derhal serbest bırakıldı. Esas olarak mavnaları, gemileri ve diğer gemileri çekmek için kullanılıyorlardı. Bununla birlikte, buharlı atmosferik motorun güvenilirliği güven vermedi ve gemiler ana tahrik cihazı olarak yelkenlerle donatıldı.

Hull, Papen'den daha şanslı olmasına rağmen, icatları yavaş yavaş ilgilerini kaybetti ve terk edildi. Yine de, o zamanın buharlı atmosferik makinelerinin birçok özel dezavantajı vardı.

Rusya'da bir buhar motorunun yaratılış tarihi

Bir sonraki atılım Rus İmparatorluğu'nda gerçekleşti. 1766'da Barnaul'daki bir metalurji tesisinde, eritme fırınlarına özel üfleme körükleri kullanarak hava sağlayan ilk buhar motoru oluşturuldu. Yaratıcısı, anavatanına yaptığı hizmetler için bir subay rütbesi bile verilen Ivan Ivanovich Polzunov'du. Mucit, amirlerine körük sürebilen bir "itfaiye aracı" için planları ve planları sundu.

Bununla birlikte, kader Polzunov ile acımasız bir şaka yaptı: projesi kabul edildikten ve araba monte edildikten yedi yıl sonra, hastalandı ve tüketimden öldü - motorunun testlerinin başlamasından sadece bir hafta önce. Ancak, talimatları motoru çalıştırmak için yeterliydi.

Böylece, 7 Ağustos 1766'da Polzunov'un buhar motoru çalıştırıldı ve yük altına alındı. Ancak aynı yılın Kasım ayında bozuldu. Nedeni, yükleme için tasarlanmamış, kazanın çok ince duvarları olduğu ortaya çıktı. Ayrıca mucit, talimatlarında bu kazanın sadece test sırasında kullanılabileceğini yazmıştır. Polzunov buhar motorunun verimliliği olumlu olduğu için yeni bir kazan yapmak kolayca işe yarayabilirdi. 1023 saatlik çalışma için, yardımı ile 14 kilodan fazla gümüş eritildi!

Ancak buna rağmen, kimse mekanizmayı tamir etmeye başlamadı. Polzunov'un buhar motoru, sanayi dünyası durup gelişene kadar 15 yıldan fazla bir süredir depoda toz topluyordu. Ve sonra parçalar için tamamen söküldü. Görünüşe göre, o anda Rusya henüz buharlı motorlara olgunlaşmamıştı.

Zaman gereksinimleri

Bu arada hayat durmadı. Ve insanlık sürekli olarak kaprisli doğaya bağlı kalmaya değil, kaderi kendi başına kontrol etmeye izin verecek bir mekanizma yaratmayı düşündü. Herkes bir an önce yelkenden vazgeçmek istiyordu. Bu nedenle, bir buhar mekanizması oluşturma sorunu sürekli havada asılı kaldı. 1753'te Paris'te zanaatkarlar, bilim adamları ve mucitler arasında bir yarışma başlatıldı. Bilimler Akademisi, rüzgarın gücünün yerini alabilecek bir mekanizma oluşturabilen herkese ödül verdiğini duyurdu. Ancak L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix ve diğerleri gibi beyinlerin yarışmaya katılmasına rağmen, kimse mantıklı bir teklifte bulunmadı.

Yıllar geçip gitti. Ve sanayi devrimi giderek daha fazla ülkeyi kapsıyordu. Diğer güçler arasında üstünlük ve liderlik her zaman İngiltere'ye gitti. On sekizinci yüzyılın sonunda, bu endüstride dünya tekeli unvanını kazandığı için büyük ölçekli endüstrinin yaratıcısı haline gelen Büyük Britanya idi. Mekanik motor sorunu her geçen gün daha alakalı hale geldi. Ve böyle bir motor yaratıldı.

Dünyanın ilk buhar motoru

1784, İngiltere ve tüm dünya için sanayi devriminde bir dönüm noktasıydı. Ve bunun sorumlusu İngiliz makinist James Watt'tı. Yarattığı buhar makinesi yüzyılın en gürültülü keşfi oldu.

Birkaç yıl boyunca buharlı atmosferik makinelerin çizimlerini, yapısını ve çalışma prensiplerini inceledi. Ve tüm bunlardan yola çıkarak, motorun verimli çalışması için silindirdeki su ile mekanizmaya giren buharın sıcaklıklarının eşitlenmesi gerektiği sonucuna varmıştır. Buharlı atmosferik makinelerin ana dezavantajı, silindiri sürekli su ile soğutma ihtiyacıydı. Maliyetli ve zahmetliydi.

Yeni buhar motoru farklı bir şekilde tasarlandı. Böylece silindir, buhardan yapılmış özel bir ceket içine alındı. Böylece Watt, sürekli sıcak durumuna ulaştı. Mucit, soğuk suya (yoğunlaştırıcı) daldırılmış özel bir kap yarattı. Bir boru ile ona bir silindir bağlanmıştır. Buhar silindirde boşaldığında, borudan kondansatöre girer ve orada tekrar suya dönüşür. Watt, makinesini geliştirmeye çalışırken, kondansatörde bir boşluk yarattı. Böylece silindirden gelen tüm buhar, içinde yoğuşmuştur. Bu yenilik sayesinde buhar genleşme süreci büyük ölçüde artırıldı ve bu da aynı miktarda buhardan çok daha fazla enerji elde edilmesini mümkün kıldı. Bu başarının tacıydı.

Buhar motorunun yaratıcısı da hava besleme ilkesini değiştirdi. Şimdi buhar önce pistonun altına düştü, böylece onu yükseltti ve sonra pistonun üzerinde toplanarak alçaltıldı. Böylece mekanizmadaki her iki piston stroku daha önce mümkün olmayan bir şekilde çalışır hale geldi. Ve bir kişi için kömür tüketimi beygir gücü James Watt'ın başarmaya çalıştığı şey olan buharlı atmosferik makinelerde sırasıyla dört kat daha azdı. Buhar motoru, önce Büyük Britanya'yı ve ardından tüm dünyayı çok hızlı bir şekilde fethetti.

Charlotte Dundas

James Watt'ın icadına tüm dünya hayran kaldıktan sonra, buhar motorlarının yaygın kullanımı başladı. Böylece, 1802'de, bir çift için ilk gemi İngiltere'de ortaya çıktı - "Charlotte Dundas" teknesi. Yaratıcısı William Symington'dur. Tekne, kanal boyunca mavnaları çekmek için kullanıldı. Taşıyıcının gemideki rolü, kıç tarafına monte edilmiş bir kürek çarkı tarafından oynandı. Tekne ilk kez testleri başarıyla geçti: iki büyük mavnayı altı saatte 18 mil çekti. Aynı zamanda, kafa rüzgarı buna büyük ölçüde müdahale etti. Ama o yaptı.

Yine de onu beklemeye aldılar, çünkü çarkın altında yaratılan güçlü dalgalar nedeniyle kanalın kıyılarının yıkanmasından korktular. Bu arada, Charlotte testine bugün tüm dünyanın ilk vapurun yaratıcısı olarak kabul ettiği bir adam katıldı.

Dünyada

İngiliz bir gemi yapımcısı, gençliğinden buhar motorlu bir gemi hayal etti. Ve şimdi hayali gerçek oldu. Ne de olsa buhar motorlarının icadı, gemi yapımında yeni bir itici güç haline geldi. Fulton, konunun maddi tarafını devralan Amerika'dan gelen elçi R. Livingston ile birlikte buhar motorlu bir gemi projesine başladı. Bir kürek tahrik sistemi fikrine dayanan karmaşık bir icattı. Geminin yanlarında, arka arkaya gerilmiş birçok kürek taklit eden plakalar vardı. Aynı zamanda plakalar birbirine karışmaya devam etti ve kırıldı. Bugün aynı etkinin sadece üç ila dört tabakla elde edilebileceğini rahatlıkla söyleyebiliriz. Ancak o zamanın bilim ve teknolojisi açısından bunu görmek gerçekçi değildi. Bu nedenle, gemi yapımcıları için çok daha zordu.

1803'te Fulton'un icadı tüm dünyaya sunuldu. Buharlı gemi, Paris'in birçok bilim adamının ve liderinin zihinlerini ve hayallerini şaşırtarak, Seine boyunca yavaş ve düzgün bir şekilde yürüyordu. Ancak Napolyon hükümeti projeyi reddetti ve hoşnutsuz gemi yapımcıları servetlerini Amerika'da aramaya zorlandı.

Ve böylece, Ağustos 1807'de, en güçlü buhar motorunun dahil olduğu (fotoğraf sunuldu) dünyanın ilk "Claremont" vapuru Hudson Körfezi boyunca yelken açtı. Birçoğu daha sonra başarıya inanmadı.

Claremont, yüksüz ve yolcusuz ilk yolculuğuna çıktı. Kimse ateş püskürten bir gemide yolculuğa çıkmak istemedi. Ancak dönüş yolunda ilk yolcu belirdi - bir bilet için altı dolar ödeyen yerel bir çiftçi. Denizcilik şirketinin tarihindeki ilk yolcu oldu. Fulton o kadar derinden etkilendi ki, cesur adama tüm icatlarını ömür boyu ücretsiz kullanma hakkı verdi.

Buhar motorunun çalışma prensibi

içerik

açıklama

1. Teorik kısım

1.1 Zaman zinciri

1.2 Buhar motoru

1.2.1 Buhar kazanı

1.2.2 Buhar türbinleri

1.3 Buhar makineleri

1.3.1 İlk vapurlar

1.3.2 İki tekerlekli araçların doğuşu

1.4 Buhar motorlarının uygulanması

1.4.1 Buhar motorlarının avantajı

1.4.2 Verimlilik

2. Pratik kısım

2.1 Mekanizmanın İnşası

2.2 Makineyi ve verimliliğini artırmanın yolları

2.3 Anket

Sonuç

bibliyografya

uygulama

buhar motoru faydalı eylem

açıklama

Bu bilimsel çalışma 32 yapraktan oluşmakta ve teorik bölüm, uygulama bölümü, uygulama ve sonuç bölümlerinden oluşmaktadır. Teorik bölümde, buhar motorlarının ve mekanizmalarının çalışma prensibi, tarihçeleri ve yaşamdaki uygulamalarının rolü hakkında bilgi edineceksiniz. Pratik kısım, buhar mekanizmasını evde tasarlama ve test etme sürecini ayrıntılı olarak açıklar. Bu bilimsel çalışma, buhar enerjisinin çalışmasına ve kullanımına açık bir örnek teşkil edebilir.

Giriş

Makinelerin kas gücüyle veya su çarklarının ve yel değirmenlerinin gücüyle çalıştırıldığı, doğanın her türlü kaprislerine itaat eden bir dünya - buhar makinesinin yaratılmasından önceki teknoloji dünyası böyleydi. Örneğin, bir kişinin buharı bir çalışma ortamı olarak nasıl kullanacağını düşünmesini sağlayan yolunda olan bir kağıt yaprağı). Bunun bir sonucu olarak, birçok deneyden sonra, bir buhar motoru ortaya çıktı ve dumanlı bacaları, buhar motorları ve türbinleri, buharlı lokomotifleri ve buharlı gemileri olan fabrikaları hayal edin - insan tarafından yaratılan tüm karmaşık ve güçlü buhar mühendisliği dünyası. tek evrensel motor ve insanlığın gelişiminde büyük rol oynadı.Buhar motoru, araçların daha da geliştirilmesi için itici güçtü. Yüz yıl boyunca o tek kişiydi endüstriyel motor, çok yönlülüğü onu fabrikalarda, demiryollarında ve donanmada kullanmayı mümkün kıldı.Buhar makinesinin icadı, iki çağın başında duran büyük bir sıçramadır. Ve yüzyıllar boyunca, bu buluşun tüm önemi daha da keskin bir şekilde hissedildi.

Hipotez:

Kendi elinizle inşa etmek mümkün mü en basit mekanizma bir çift için çalışıyor.

İşin amacı: Bir buhar üzerinde hareket edebilen bir mekanizma tasarlamak.

Araştırma Amacı:

1. Bilimsel literatürü inceleyin.

2. En basit buharla çalışan mekanizmayı tasarlayın ve inşa edin.

3. Gelecekte verimliliği artırma olasılığını göz önünde bulundurun.

Bu bilimsel çalışma, lise öğrencileri ve bu konuya ilgi duyanlar için fizik dersleri için bir kılavuz görevi görecektir.

1.Teo$eözel kısım

Buhar motoru, bir buhar kazanından gelen su buharının potansiyel enerjisinin, pistonlu piston hareketinin veya bir milin dönme hareketinin mekanik çalışmasına dönüştürüldüğü bir ısı pistonlu motordur.

Buhar, su ve termal yağlar ile birlikte ısıtılmış sıvı veya gaz halinde çalışma sıvısı içeren termal sistemlerde en yaygın ısı taşıyıcılarından biridir. Su buharı, basitlik ve kullanım esnekliği, düşük toksisite, teknolojik sürece önemli miktarda enerji sağlama yeteneği gibi bir dizi avantaja sahiptir. Soğutma sıvısının ekipmanın çeşitli unsurlarıyla doğrudan temasını gerektiren çeşitli sistemlerde kullanılabilir, daha düşük enerji maliyetlerine, emisyon azaltımlarına ve hızlı geri ödemeye etkin bir şekilde katkıda bulunur.

Enerji korunumu yasası- Temel kanun ampirik olarak kurulmuş ve yalıtılmış (kapalı) bir fiziksel sistemin enerjisinin zaman içinde korunması gerçeğinden oluşan doğa. Başka bir deyişle, enerji yoktan ortaya çıkamaz ve hiçbir yerde yok olamaz, ancak bir biçimden diğerine geçebilir. Temel bir bakış açısına göre, Noether teoremine göre, enerjinin korunumu yasası, zamanın homojenliğinin bir sonucudur ve bu anlamda evrenseldir, yani çok farklı fiziksel doğadaki sistemlerin doğasında vardır.

1.1 Zaman zinciri

4000 M.Ö. e. - adam tekerleği icat etti.

M.Ö. 3000 e. - ilk yollar antik Roma'da ortaya çıktı.

2000 M.Ö. e. - tekerlek bizim için daha tanıdık bir biçim aldı. Artık onları birbirine bağlayan bir göbek, jant ve parmaklıklar var.

1700 M.Ö. e. - ahşap kirişlerle döşeli ilk yollar ortaya çıktı.

MÖ 312 e. - İlk taş yollar Antik Roma'da yapılmıştır. Duvar bir metre kalınlığındaydı.

1405 - İlk bahar at arabaları ortaya çıktı.

1510 - at arabası, duvarları ve çatısı olan bir gövde aldı. Yolcular, yolculuk sırasında kendilerini kötü hava koşullarından koruma fırsatı buldu.

1526 - Alman bilim adamı ve sanatçı Albrecht Durer, insanların kas gücüyle çalışan ilginç bir "atsız araba" projesi geliştirdi. Arabanın yanında yürüyen insanlar özel kolları döndürdü. Bu dönüş, bir sonsuz dişli vasıtasıyla mürettebatın tekerleklerine iletildi. Maalesef vagon yapılmadı.

1600 - Simon Stevin, rüzgarın gücüyle hareket eden tekerlekler üzerinde bir yat inşa eder. İlk atsız araba tasarımı oldu.

1610 - vagonlarda iki önemli iyileştirme yapıldı. İlk olarak, yolculuk sırasında yolcuları sarsan güvenilmez ve fazla yumuşak kayışların yerini çelik yaylar aldı. İkincisi, at koşum takımı geliştirildi. Artık at arabayı boynuyla değil, göğsüyle çekiyordu.

1649 - Daha önce bir kişi tarafından bükülmüş bir yayın itici güç olarak kullanımına ilişkin ilk testler geçildi. Yaylı araba, Johann Houch tarafından Nürnberg'de inşa edildi. Ancak tarihçiler bu bilgiyi sorguluyor, çünkü büyük bir yay yerine, mekanizmayı harekete geçiren arabanın içinde bir adamın oturduğu bir versiyon var.

1680 - büyük şehirlerde binicilik sporunun ilk örnekleri toplu taşıma.

1690 - Nürnberg'den Stephan Farffler, elle döndürülen iki tutamakla hareket eden üç tekerlekli bir araba icat etti. Bu sürüş sayesinde vagon tasarımcısı bacaklarının yardımı olmadan bir yerden bir yere hareket edebiliyordu.

1698 - İngiliz Thomas Severi ilk buhar kazanını yaptı.

1741 - Rus kendi kendini yetiştirmiş tamirci Leonty Lukyanovich Shamshurenkov, Nizhny Novgorod eyalet başbakanlığına "kendi kendine koşan tekerlekli sandalye" tanımını içeren bir "rapor" gönderdi.

1769 Fransız mucit Cugno, dünyanın ilk buhar motorunu yaptı.

1784 James Watt ilk buhar makinesini yaptı.

1791 - Ivan Kulibin, iki yolcu alabilecek üç tekerlekli, kendinden tahrikli bir araba tasarladı. Sürüş, bir pedal mekanizması kullanılarak gerçekleştirildi.

1794 - Cugno'nun buhar motoru, bir başka mekanik merak olarak "her türlü sanat ve zanaatın makineleri, araçları, modelleri, çizimleri ve açıklamaları deposuna" devredildi.

1800 - Bu yıl dünyadaki ilk bisikletin Rusya'da yapıldığına dair bir görüş var. Yazarı serf Efim Artamonov'du.

1808 - İlk Fransız bisikleti Paris sokaklarında göründü. Ahşaptan yapılmıştır ve iki tekerleği birbirine bağlayan bir çapraz çubuktan oluşur. Modern bisikletin aksine, gidonları veya pedalları yoktu.

1810 - Amerika ve Avrupa'da taşıma endüstrisi ortaya çıkmaya başladı. Büyük şehirlerde, usta arabacıların yaşadığı bütün sokaklar ve hatta mahalleler ortaya çıktı.

1816 - Alman mucit Karl Friedrich Dreis, modern bir bisiklete benzeyen bir makine yaptı. Şehrin sokaklarında göründüğü anda, sahibi, ayaklarıyla iterek, aslında yerde koştuğu için "koşu makinesi" adını aldı.

1834 - M. Hakuet tarafından tasarlanan bir yelken ekibi Paris'te test edildi. Bu mürettebatın 12 m yüksekliğinde bir direği vardı.

1868 - Bu yıl Fransız Erne Michaud'un modern motosikletin prototipini yarattığına inanılıyor.

1871 - Fransız mucit Louis Perrault, bisiklet için bir buhar motoru geliştirdi.

1874 - Rusya'da buharlı tekerlekli bir traktör yapıldı. Prototip kullanıldı ingiliz arabası Evelyn Porter.

1875 - Paris'te Amadeus Bdley'nin ilk buharlı motorunun bir gösterimi gerçekleşti.

1884 - Amerikan Louis Copeland, ön tekerleğin üzerine monte edilmiş bir buhar motoruna sahip bir motosiklet yaptı. Bu tasarım 18 km/s hıza çıkabilir.

1901 - Rusya'da Moskova bisiklet fabrikası "Duks" un bir yolcu vapuru inşa edildi.

1902 - Leon Serpollet, buharlı arabalarından birinde 120 km / s'lik bir dünya hız rekoru kırdı.

Bir yıl sonra başka bir rekor kırdı - 144 km / s.

1905 - American F. Marriott bir buharlı arabada 200 km'lik hızı aştı

1.2 Buharmotor

Buharla çalışan motor. Suyun ısıtılmasıyla üretilen buhar hareket için kullanılır. Bazı motorlarda buhar, silindirlerdeki pistonları hareket etmeye zorlar. Bu, karşılıklı bir hareket yaratır. Bağlı mekanizma genellikle onu dönme hareketine dönüştürür. Buharlı lokomotiflerde (lokomotifler) pistonlu motorlar kullanılmaktadır. Buhar türbinleri, bir dizi çarkı bıçaklarla döndürerek doğrudan dönme hareketi veren motorlar olarak da kullanılır. Buhar türbinleri, enerji santrali jeneratörlerini ve gemi pervanelerini çalıştırır. Herhangi bir buhar motorunda, bir buhar kazanında (kazan) suyun ısıtılmasıyla üretilen ısı hareket enerjisine dönüştürülür. Isı, bir fırında yanan yakıttan veya bir nükleer reaktörden sağlanabilir. Buhar motorlarının tarihindeki ilk, madenleri su basan suyu pompaladıkları bir tür pompaydı. 1689 yılında Thomas Savery tarafından icat edilmiştir. Tasarım olarak çok basit olan bu makinede, buhar yoğunlaştırılarak az miktarda suya dönüşmüştür ve bundan dolayı suyun şafttan emildiği kısmi bir vakum yaratılmıştır. 1712'de Thomas Newcomen, buharla çalışan bir pistonlu pompa icat etti. 1760'larda. James Watt, Newcomen'in tasarımını geliştirdi ve çok daha verimli buhar motorları yarattı. Yakında fabrikalarda makine aletlerine güç sağlamak için kullanıldılar. 1884 yılında İngiliz mühendis Charles Parsone (1854-1931) ilk pratik buhar türbinini icat etti. Tasarımları o kadar verimliydi ki, kısa sürede enerji santrallerinde pistonlu buhar motorlarının yerini almaya başladılar. Buhar motorları alanındaki en şaşırtıcı ilerleme, mikroskobik, tamamen kapalı, çalışan bir buhar motorunun yaratılması olmuştur. Japon bilim adamları, entegre devreler yapmak için kullanılan teknikleri kullanarak yarattılar. Elektrikli ısıtma elemanından akan küçük bir akım, su damlasını, pistonu çalıştıran buhara dönüştürür. Şimdi bilim adamları, bu cihazın hangi alanlarda pratik uygulama bulabileceğini keşfetmek zorunda.

Akıllı telefon çağındaki çoğu insanın kafasında, buharlı arabalar sizi gülümseten eski bir şey. Otomotiv endüstrisi tarihinin buharlı sayfaları çok parlaktı ve onlarsız genel olarak modern taşımacılığı hayal etmek zor. Petrol lobicilerinin yanı sıra yasama konusundaki şüpheciler ne kadar sert olursa olsun Farklı ülkeler arabanın gelişimini bir çift için sınırlamak için, sadece bir süreliğine yapmayı başardılar. Sonuçta, buharlı araba Sfenks gibidir. Bir çift için araba fikri (yani, dıştan yanmalı bir motorda) bu günle ilgilidir.

Akıllı telefon çağındaki çoğu insanın kafasında, buharlı arabalar sizi gülümseten eski bir şey.

Böylece 1865'te İngiltere'de yüksek hızlı kendinden tahrikli arabaların buharlı bir sürücüde hareketine yasak getirildi. Şehirde 3 km / s'den daha hızlı hareket etmeleri ve sıradan arabalara koşan atları korkutmamak için buhar püskürtmeleri yasaklandı. Buharlı kamyonlara en ciddi ve somut darbe, 1933'te, ağır vergiler üzerindeki vergi yasasıydı. Araçlar... Ve sadece 1934'te, petrol ürünlerinin ithalatındaki vergiler düşürüldüğünde, benzin ve petrolün zaferi gerçekleşti. dizel motorlar buharın üzerinde.

Sadece İngiltere'de ilerlemeyi böylesine zarif ve soğukkanlı bir şekilde alaya alabilirlerdi. ABD, Fransa, İtalya'da hevesli mucitlerin ortamı kelimenin tam anlamıyla fikirlerle kaynıyordu ve buharlı araba yeni şekiller ve özellikler kazandı. İngiliz icatları buharlı araçların geliştirilmesine önemli bir katkı sağlasa da, yetkililerin yasaları ve önyargıları, içten yanmalı motorla savaşa tam olarak katılmalarına izin vermedi. Ama sırayla her şey hakkında konuşalım.

tarih öncesi referans

Buhar motorunun gelişiminin tarihi, buhar motorunun ortaya çıkışı ve iyileştirilmesi tarihi ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. 1. yüzyılda M.S. e. İskenderiye'den Heron, buharı metal bir top döndürme fikrini önerdi ve fikri eğlenceden biraz daha fazlası olarak ele alındı. Diğer fikirlerin mucitler hakkında daha fazla endişe duyup duymadığı, ancak bir buhar kazanını tekerleklere ilk koyan keşiş Ferdinand Verbst idi. 1672'de. Onun "oyuncağı"na da eğlence muamelesi yapıldı. Ancak sonraki kırk yıl, buhar makinesinin tarihi için boşuna değildi.

Isaac Newton'un kendinden tahrikli ekip projesi (1680), mekanik Thomas Severi'nin itfaiye cihazı (1698) ve Thomas Newcomen'in atmosferik kurulumu (1712), buharı kullanarak başarılı olmak için muazzam potansiyeli gösterdi. mekanik iş... İlk başta, buhar motorları madenlerden su pompaladı ve yükleri kaldırdı, ancak 18. yüzyılın ortalarında, İngiltere'deki işletmelerde zaten birkaç yüz buhar tesisi vardı.

Buhar motoru nedir? Buhar tekerlekleri nasıl hareket ettirebilir? Buhar motorunun prensibi basittir. Su, buhar için kapalı bir tankta ısıtılır. Buhar, borulardan kapalı bir silindire boşaltılır ve pistonu sıkar. Bu öteleme hareketi, bir ara bağlantı çubuğu vasıtasıyla volan miline iletilir.

Bu devre şeması pratikte bir buhar kazanının çalışması önemli dezavantajlara sahipti.

Buharın ilk kısmı kulüplerde patladı ve soğutulmuş piston kendi ağırlığı altında bir sonraki vuruş için battı. Pratikte bir buhar kazanının çalışmasının bu şematik diyagramının önemli dezavantajları vardı. Buhar basıncı kontrol sisteminin olmaması genellikle kazanın patlamasına neden oldu. Kazanı çalışır duruma getirmek çok zaman ve yakıt aldı. Sürekli yakıt ikmali ve buhar tesisatının devasa boyutları, eksikliklerinin listesini yalnızca artırdı.

Yeni araba 1765 yılında James Watt tarafından önerildi. Piston tarafından sıkılan buharı ek bir yoğuşma odasına yönlendirdi ve kazana sürekli su ekleme ihtiyacını ortadan kaldırdı. Sonunda, 1784'te, buhar hareketinin pistonu her iki yönde itecek şekilde nasıl yeniden dağıtılacağı sorununu çözdü. Yarattığı makara sayesinde buhar motoru çevrimler arasında kesintisiz çalışabiliyordu. Bu ilke ısıtma motoruçift ​​etkili ve çoğu buhar teknolojisinin temelini oluşturdu.

Birçok akıllı insan buhar motorlarının yaratılması üzerinde çalıştı. Sonuçta bu, neredeyse hiç yoktan enerji elde etmenin basit ve ucuz bir yoludur.

Buharlı arabaların tarihine kısa bir gezi

Ancak İngilizlerin sahadaki başarıları ne kadar büyük olursa olsun, buharlı motoru ilk tekerleklere takan Fransız Nicolas Joseph Cugno olmuştur.

Kyunho'nun ilk buharlı arabası

Arabası 1765'te yollarda göründü. Tekerlekli sandalyenin hızı 9,5 km / s rekor oldu. İçinde mucit, yolcular için ortalama 3,5 km / s hızla esinti ile yuvarlanabilen dört koltuk sağladı. Bu başarı mucit için yeterli değildi.

Her kilometrede bir yakıt ikmali yapmak ve yeni bir ateş yakmak için durma ihtiyacı önemli bir dezavantaj değil, sadece o zamanın sanatının durumuydu.

Toplar için bir traktör icat etmeye karar verdi. Böylece önünde büyük bir kazan bulunan üç tekerlekli bir araba doğdu. Her kilometrede bir yakıt ikmali yapmak ve yeni bir ateş yakmak için durma ihtiyacı önemli bir dezavantaj değil, sadece o zamanın sanatının durumuydu.

Cugno'nun bir sonraki modeli olan 1770 modeli, yaklaşık bir buçuk ton ağırlığındaydı. Yeni araba, 7 km / s hızla yaklaşık iki ton kargo taşıyabilir.

Maestro Cugno, daha çok yüksek basınçlı bir buhar motoru yaratma fikriyle ilgileniyordu. Kazanın patlayabileceği gerçeğinden utanmadı bile. Şömineyi kazanın altına yerleştirme ve "ateşi" yanında taşıma fikrini ortaya atan Cuyunho'ydu. Ek olarak, "arabası" haklı olarak ilk kamyon olarak adlandırılabilir. Patronun istifası ve bir dizi devrim, ustanın modeli tam teşekküllü bir kamyona dönüştürmesini imkansız hale getirdi.

Kendi kendini yetiştirmiş Oliver Evans ve amfibi

Buhar motorları yaratma fikri evrensel oranlara sahipti. Kuzey Amerika eyaletlerinde mucit Oliver Evans, Watt makinesine dayanan yaklaşık elli buhar tesisi yarattı. James Watt fabrikasının boyutunu küçültmek amacıyla un fabrikaları için buhar motorları tasarladı. Ancak Oliver Evans, amfibi buharlı arabasıyla dünya çapında ün kazandı. 1789'da Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk arabası kara ve su testlerini başarıyla geçti.

Arazi araçlarının prototipi olarak adlandırılabilecek amfibisine Evans, on atmosferlik buhar basıncına sahip bir makine kurdu!

Dokuz metrelik tekne vagonu yaklaşık 15 ton ağırlığındaydı. Buhar motoru arka tekerlekleri ve pervaneyi sürdü. Bu arada, Oliver Evans aynı zamanda yüksek basınçlı buhar motorunun da destekçisiydi. Arazi araçlarının prototipi olarak adlandırılabilecek amfibisine Evans, on atmosferlik buhar basıncına sahip bir makine kurdu!

18-19 yüzyılların mucitlerinin elinde 21. yüzyıl teknolojileri olsaydı, ne kadar teknoloji üreteceklerini hayal edebiliyor musunuz? Ve ne teknik!

Stanley buharlı arabada XX yüzyıl ve 204 km / s

Evet! 18. yüzyıl, buharlı taşımacılığın gelişimine güçlü bir ivme kazandırdı. Çok sayıda ve çeşitli kendinden tahrikli buharlı vagon tasarımları, Avrupa ve Amerika yollarında atlı taşımacılığı giderek daha fazla seyreltmeye başladı. 20. yüzyılın başlarında, buharla çalışan arabalar önemli ölçüde yayıldı ve zamanlarının tanıdık bir sembolü haline geldi. Aynı zamanda fotoğrafçılık.

18. yüzyıl, buharlı taşımacılığın gelişimine güçlü bir ivme kazandırdı.

Stanley kardeşlerin 1897'de Amerika Birleşik Devletleri'nde buharlı araba üretimi konusunda ciddileşmeye karar verdiklerinde sattıkları fotoğraf şirketleriydi. Çok satan vapur arabaları yaptılar. Ancak bu, iddialı planlarını gerçekleştirmeleri için yeterli değildi. Sonuçta, aynı otomobil üreticilerinden sadece biriydiler. Bu, "roketlerini" tasarlayana kadardı.

Stanley kardeşlerin 1897'de Amerika Birleşik Devletleri'nde buharlı araba üretimi konusunda ciddileşmeye karar verdiklerinde sattıkları fotoğraf şirketleriydi.

Elbette Stanley arabalarının zaferi vardı güvenilir araba... Buhar ünitesi arkaya yerleştirildi ve kazan benzin veya gazyağı meşaleleri ile ısıtıldı. Bir zincir şanzıman vasıtasıyla arka aksa çift etkili dönüşlü bir buharlı iki silindirli motorun volanı. Stanley Steamer'da kazan patlaması vakası yoktu. Ama bir sıçramaya ihtiyaçları vardı.

Tabii ki, Stanley arabaları güvenilir bir araba olma ününe sahipti.

"Roketleri" ile tüm dünyada bir sıçrama yaptılar. 1906'da 205,4 km/s! Hiç kimse bu kadar hızlı sürmedi! Sadece 5 yıl sonra içten yanmalı motora sahip bir otomobil bu rekoru kırdı. Stanley'nin kontrplak buharı "Rocket", uzun yıllar boyunca yarış arabalarının şeklini belirledi. Ancak 1917'den sonra, Stanley Steamer, ucuz Ford T'nin rekabetini giderek daha fazla yaşadı ve istifa etti.

Doble kardeşlerin eşsiz feribotları

Bu ünlü aile, XX yüzyılın 30'lu yıllarının başına kadar benzinli motorlara iyi bir direnç sağlamayı başardı. Rekor arabalar yapmadılar. Kardeşler vapur arabalarını gerçekten çok sevdiler. Aksi takdirde, icat ettikleri hücresel radyatörü ve ateşleme düğmesini başka nasıl açıklayabilirim? Modelleri küçük buharlı lokomotiflere benzemiyordu.

Abner ve John kardeşler buharlı taşımacılıkta devrim yarattı.

Abner ve John kardeşler buharlı taşımacılıkta devrim yarattı. Harekete geçmek için arabasının 10-20 dakika ısınmasına gerek yoktu. Ateşleme düğmesi, karbüratörden yanma odasına gazyağı pompaladı. Bir buji ile yaktıktan sonra oraya gitti. Su birkaç saniye içinde ısındı ve bir buçuk dakika sonra buhar gerekli basıncı yarattı ve gidebilirsiniz.

Egzoz buharı, yoğuşma ve sonraki çevrimler için hazırlık için bir radyatöre yönlendirildi. Bu nedenle, 2000 km'lik sorunsuz bir çalışma için Doblov'un arabalarının sistemde sadece doksan litre suya ve birkaç litre gazyağı ihtiyacı vardı. Kimse böyle bir ekonomi sunamaz! Belki de 1917'de Detroit Otomobil Fuarı'nda Stanley, Doble kardeşlerin modeliyle tanıştı ve üretimlerini kısıtlamaya başladı.

Model E, 20'li yılların ikinci yarısının en lüks arabası ve Doblov vapurunun en son versiyonu oldu. Deri iç mekan, cilalı ahşap ve fil kemikleri, otomobilin içindeki varlıklı sahipleri memnun ediyor. Böyle bir kabinde 160 km/s'ye varan hızlarda koşmanın keyfini çıkarabilirsiniz. Ateşleme anını başlama anından sadece 25 saniye ayırdı. 1,2 ton ağırlığındaki bir arabanın 120 km/s hıza çıkması 10 saniye daha sürdü!

Tüm bu yüksek hız nitelikleri, dört silindirli motora dahil edildi. İki piston altında buhar tarafından itildi yüksek basınç 140 atmosfer ve diğer ikisi soğutulmuş buhar gönderdi alçak basınç petek yoğunlaştırıcı-radyatöre. Ancak 30'lu yılların ilk yarısında bu yakışıklı Doble kardeşler artık üretilmiyorlardı.

Buharlı Kamyonlar

Ancak yük taşımacılığında da buharlı traksiyonun hızla geliştiği unutulmamalıdır. Buharlı arabaların züppeler arasında alerjiye neden olduğu şehirlerdeydi. Ancak mallar sadece şehirde değil, her türlü havada teslim edilmelidir. Ve şehirlerarası otobüsler ve askeri teçhizat? Orada küçük arabalarla inemezsiniz.

Yük taşımacılığının yolcu taşımacılığına göre önemli bir avantajı vardır - boyutları.

Yük taşımacılığının yolcu taşımacılığına göre önemli bir avantajı vardır - boyutları. Güçlü yerleştirmenize izin veren onlar enerji santralleri arabanın herhangi bir yerinde. Ayrıca, sadece taşıma kapasitesini ve kros kabiliyetini artıracaktır. Ve kamyonun nasıl görüneceğine her zaman dikkat edilmez.

buhar arasında kamyonlarİngiliz Sentinel ve Sovyet NAMI'sini vurgulamak istiyorum. Tabii ki, başkaları da vardı, örneğin Foden, Fowler, Yorkshire. Ancak en inatçı olduğu ortaya çıkan ve geçen yüzyılın 50'li yıllarının sonuna kadar üretilen Sentinel ve NAMI idi. Herhangi bir katı yakıt üzerinde çalışabilirler - kömür, odun, turba. Bu kamyonların "omnivor yapısı", petrol ürünleri fiyatlarının etkisinden onları çiftler halinde koydu ve ulaşılması zor yerlerde kullanılmasına da izin verdi.

İngiliz aksanıyla işkolik Sentinel

Bu iki kamyon sadece üretim ülkesinde farklılık göstermez. Buhar jeneratörlerinin düzenleme ilkeleri de farklıydı. Santinels, buhar motorlarının kazana göre üst ve alt düzenlemesi ile karakterize edilir. Üst konumda, buhar jeneratörü doğrudan bir kardan mili sistemi ile akslara bağlanan motor odasına sıcak buhar sağlıyordu. Buhar motorunun alt konumu, yani şasi üzerinde, kazan suyu ısıttı ve sıcaklık kayıplarını garanti eden borular aracılığıyla motora buhar verdi.

Santinel'ler, buhar motorlarının kazana göre üst ve alt düzenlemesi ile karakterize edilir.

Buhar motorunun volanından kardan mafsallarına bir zincir tahrikinin varlığı her iki tip için de tipikti. Bu, tasarımcıların müşteriye bağlı olarak Santinels üretimini birleştirmesine izin verdi. Hindistan gibi sıcak ülkeler için, kazan ve motorun daha alçak, ayrı bir yeri olan buharlı kamyonlar üretildi. Soğuk kışları olan ülkeler için - üst, kombine tip.

Hindistan gibi sıcak ülkeler için, kazan ve motorun daha alçak, ayrı bir yeri olan buharlı kamyonlar üretildi.

Bu kamyonlarda kanıtlanmış birçok teknoloji kullanıldı. Buhar dağıtım makaraları ve valfleri, tek ve çift etkili motorlar, yüksek veya düşük basınçlı, dişli kutusu ile veya olmadan. Ancak bu, İngiliz buharlı kamyonlarının ömrünü uzatmadı. XX yüzyılın 50'li yıllarının sonuna kadar üretilmiş olmalarına ve hatta II. Ve radikal modernleşmeleriyle ilgilenen kimse olmadığından, kaderleri önceden belirlenmiş bir sonuçtu.

20. yüzyılın 50'li yıllarının sonuna kadar üretilmiş olmalarına ve hatta II.

Kime ne, ama bize - ABD

Savaşın parçaladığı bir ekonomiyi kaldırmak için Sovyetler Birliği, en azından ulaşılması zor yerlerde - ülkenin kuzeyinde ve Sibirya'da petrol kaynaklarını boşa harcamamanın bir yolunu bulmak gerekiyordu. Sovyet mühendislerine, Santinel'in üstten dört silindirli doğrudan etkili bir buhar motoruyla tasarımını inceleme ve "Chamberlain'e yanıtlarını" geliştirme fırsatı verildi.

1930'larda, Rus enstitüleri ve tasarım büroları kereste endüstrisi için alternatif bir kamyon yaratmak için tekrar tekrar girişimlerde bulundu.

1930'larda, Rus enstitüleri ve tasarım büroları kereste endüstrisi için alternatif bir kamyon yaratmak için tekrar tekrar girişimlerde bulundu. Ancak her seferinde dava test aşamasında durdu. Mühendisler, kendi deneyimlerini ve ele geçirilen feribot araçlarını inceleme fırsatını kullanarak, ülkenin liderliğini böyle bir buharlı kamyona duyulan ihtiyaç konusunda ikna etmeyi başardılar. Üstelik benzin, kömürden 24 kat daha pahalıydı. Ve taygadaki yakacak odun maliyeti ile bundan söz edemezsiniz bile.

Yu Shebalin liderliğindeki bir grup tasarımcı, buhar ünitesini bir bütün olarak mümkün olduğunca basitleştirdi. Dört silindirli bir motor ve bir kazanı tek bir ünitede birleştirdiler ve gövde ile kabin arasına yerleştirdiler. Bu kurulumu YaAZ (MAZ) -200 serisinin şasisine yerleştirdik. Buharın çalışması ve yoğunlaşması kapalı bir çevrim içinde birleştirildi. Bunkerden odun külçelerinin temini otomatik olarak gerçekleştirildi.

NAMI-012 böyle doğdu, daha doğrusu orman arazisinde. Açıkçası, katı yakıtın bunker tedariği ilkesi ve buhar motorunun üzerindeki konumu kamyon gaz üreten tesislerin uygulamasından ödünç alındı.

Orman sahibinin kaderi - NAMI-012

Buharlı ev tipi düz yataklı kamyon ve kereste taşıyıcı NAMI-012'nin özellikleri aşağıdaki gibiydi.

• Taşıma kapasitesi - 6 ton
• Hız - 45 km / s
• Yakıt doldurmadan menzil 80 km, su kaynağını yenilemek mümkün olsaydı 150 km
• Düşük hızlarda tork - 240 kgm, YAZ-200 tabanının göstergelerinden neredeyse 5 kat daha yüksek
• Doğal bir sirkülasyon kazanı 25 atmosferlik bir basınç yarattı ve buharı 420 ° C sıcaklığa getirdi
• Su kaynaklarını ejektörler aracılığıyla doğrudan rezervuardan doldurmak mümkündü.
• Tamamen metal kabinde kaput yoktu ve ileri itildi
• Hız, besleme / kesme kolu kullanılarak motordaki buhar hacmi tarafından düzenlendi. Yardımı ile silindirler %25/40/75 oranında dolduruldu.
• Bir geri vites ve üç pedal kontrolü.

Buharlı kamyonun ciddi dezavantajları, 100 km'lik ray başına 400 kg yakacak odun tüketimi ve soğuk koşullarda kazandaki sudan kurtulma ihtiyacıydı.

Buharlı kamyonun ciddi dezavantajları, 100 km'lik ray başına 400 kg yakacak odun tüketimi ve soğuk koşullarda kazandaki sudan kurtulma ihtiyacıydı. Ancak ilk numunede mevcut olan ana dezavantaj, yüksüz durumda zayıf geçirgenlikti. Ardından, ön dingilin arkaya kıyasla kabin ve buhar ünitesi tarafından aşırı yüklendiği ortaya çıktı. Dört tekerlekten çekişli YaAZ-214'e modernize edilmiş bir buhar güç ünitesi kurarak bu görevle başa çıktılar. Şimdi NAMI-018 kereste kamyonunun kapasitesi 125 beygir gücüne yükseltildi.

Ancak, ülke geneline yayılmaya vakti olmayan buhar jeneratörlü kamyonların tümü, geçen yüzyılın 50'li yıllarının ikinci yarısında elden çıkarıldı.

Ancak, ülke geneline yayılmaya vakti olmayan buhar jeneratörlü kamyonların tümü, geçen yüzyılın 50'li yıllarının ikinci yarısında elden çıkarıldı. Ancak, gaz jeneratörleri ile birlikte. Çünkü arabaları dönüştürmenin maliyeti, ekonomik faydaları ve kullanım kolaylığı, benzinli ve dizel kamyonlara kıyasla zaman alıcı ve sorgulanabilirdi. Ayrıca, bu zamana kadar, Sovyetler Birliği'nde petrol üretimi zaten kuruluyordu.

Hızlı ve uygun fiyatlı modern bir buharlı araba

Buharla çalışan bir araba fikrinin sonsuza dek unutulduğunu düşünmeyin. Artık motorlara, benzinli ve dizel yakıtlı alternatif içten yanmalı motorlara ilgide önemli bir artış var. Dünyanın petrol rezervleri sınırsız değildir. Evet ve petrol ürünlerinin maliyeti sürekli artıyor. Tasarımcılar içten yanmalı motoru geliştirmek için o kadar çok uğraştılar ki fikirleri neredeyse sınırlarına ulaştı.

Elektrikli arabalar, hidrojen arabaları, gaz jeneratörleri ve buharlı arabalar yeniden gündem oldu. Merhaba unutulmuş 19. yüzyıl!

Artık motorlara, benzinli ve dizel yakıtlı alternatif içten yanmalı motorlara ilgide önemli bir artış var.

Bir İngiliz mühendis (yine İngiltere!) Buhar motorunun yeni yeteneklerini gösterdi. İlhamını yalnızca buharla çalışan arabaların uygunluğunu göstermek için yaratmadı. Onun beyni kayıtlar için yapılmıştır. 274 km / s - bu, 7.6 metrelik bir arabaya kurulu on iki kazanın hızlandığı hızdır. Sıvılaştırılmış gazın buhar sıcaklığını kelimenin tam anlamıyla bir anda 400 °C'ye getirmesi için sadece 40 litre su yeterlidir. Bir düşünün, Rocket tarafından belirlenen buharla çalışan bir arabanın hız rekorunu kırmak 103 yıl sürdü!

Modern bir buhar jeneratöründe, kömürü toz veya diğer ucuz yakıt, örneğin akaryakıt, sıvılaştırılmış gaz şeklinde kullanabilirsiniz. Bu nedenle buharlı arabalar her zaman popüler olmuştur ve olacaktır.

Ancak çevre dostu bir gelecek için petrol lobicilerinin direncini tekrar aşmak gerekiyor.

Tam 212 yıl önce, 24 Aralık 1801'de küçük İngiliz kasabası Camborne'da tamirci Richard Trevithick, halka buhar motorlu ilk araba olan Dog Carts'ı gösterdi. Bugün, bu olay, özellikle buhar motoru daha önce bilindiği ve hatta araçlarda kullanıldığı için (onlara araba demek biraz zor olsa da) dikkate değer, ancak önemsiz olsa da, kategoriye güvenle atfedilebilir ... ilginçtir: şimdi, teknolojik ilerleme, 19. yüzyılın başındaki büyük buhar ve benzin "savaş" dönemini çarpıcı biçimde anımsatan bir durum yarattı. Sadece piller, hidrojen ve biyoyakıtlar savaşmak zorunda. Nasıl biteceğini ve kimin kazanacağını bilmek ister misiniz? sormayacağım. Size bir ipucu vereyim: teknolojinin bununla hiçbir ilgisi yok ...

1. Buharlı motorlara olan tutku geçti ve motorların zamanı geldi içten yanma. Durumun iyiliği için tekrar ediyorum: 1801'de Camborne sokaklarında dört tekerlekli bir araba yuvarlandı ve sekiz yolcuyu nispeten rahat ve yavaş bir şekilde taşıyabildi. Araba tek silindirli bir buhar motoruyla çalıştırıldı ve yakıt kömürdü. Buharlı araçların yaratılması coşkuyla ele alındı ​​ve zaten XIX yüzyılın 20'li yıllarında, yolcu buharlı omnibüsleri yolcuları 30 km / s hıza kadar taşıdı ve ortalama dönüş süresi 2,5-3 bin km'ye ulaştı.

Şimdi bu bilgiyi başkalarıyla karşılaştıralım. Aynı 1801'de Fransız Philippe Le Bon, lamba gazıyla çalışan bir pistonlu içten yanmalı motorun tasarımı için bir patent aldı. Öyle oldu ki, üç yıl sonra Le Bon öldü ve diğerleri onun önerdiği teknik çözümleri geliştirmek zorunda kaldı. Sadece 1860 yılında Belçikalı mühendis Jean Etienne Lenoir gaz motoru elektrik kıvılcımından ateşleme ile ve tasarımını bir araca montaj için uygunluk derecesine getirdi.

Bu nedenle, araba buharlı motorları ve içten yanmalı motorlar hemen hemen aynı yaştadır. Bu tasarımdaki bir buhar motorunun verimliliği ve o yıllarda yaklaşık %10'du. motor verimliliği Lenoir sadece %4 idi. Sadece 22 yıl sonra, 1882'de August Otto, şimdi benzinli motorun verimliliği% 15'e kadar ulaşacak şekilde geliştirdi.

2. Buhar çekişi, ilerleme tarihinde sadece kısa bir andır. 1801'den başlayarak, buharlı taşımacılığın tarihi yaklaşık 159 yıl sürmüştür. 1960'da (!), ABD'de hala buhar motorlu otobüsler ve kamyonlar yapılıyordu. Bu süre zarfında buhar motorları büyük ölçüde geliştirildi. 1900'de Amerika Birleşik Devletleri'nde otoparkın %50'si "buhar" idi. Zaten o yıllarda buhar, benzin ve - dikkat arasında rekabet ortaya çıktı! - elektrikli arabalar. Ford'un Model-T'sinin pazar başarısından ve buhar motorunun görünüşte yenilgisinden sonra, 1920'lerde buharlı arabaların popülaritesinde yeni bir artış meydana geldi: onlar için yakıt maliyeti (akaryakıt, gazyağı) maliyetten önemli ölçüde düşüktü. benzin.

1927 yılına kadar, Stanley yılda yaklaşık 1.000 buharlı araba üretti. İngiltere'de buharlı kamyonlar 1933'e kadar benzinli kamyonlarla başarılı bir şekilde rekabet etti ve sadece yetkililerin ağır ürünlere vergi getirmesi nedeniyle kaybetti. Yük taşımacılığı ve ABD'den sıvı petrol ürünleri ithalatında daha düşük tarifeler.

3. Buhar makinesi verimsiz ve ekonomik değil. Evet bir zamanlar öyleydi. Egzoz buharını atmosfere bırakan "klasik" buhar motoru, %8'den fazla olmayan bir verime sahiptir. Bununla birlikte, kondansatörlü ve profilli bir akış yoluna sahip bir buhar motoru, %25-30'a varan bir verimliliğe sahiptir. Buhar türbini %30–42 sağlar. Gaz ve buhar türbinlerinin "arka arkaya" kullanıldığı kombine çevrim santralleri %55-65'e varan verimliliğe sahiptir. İkinci durum, BMW mühendislerinin bu şemayı otomobillerde kullanma seçenekleri üzerinde çalışmaya başlamasına neden oldu. Bu arada, modernin verimliliği benzinli motorlar%34'tür.

Her zaman bir buhar motoru üretmenin maliyeti, aynı güçteki bir karbüratör ve dizel motorun maliyetinden daha düşüktü. Kızgın (kuru) buhar üzerinde kapalı çevrimde çalışan ve modern yağlama sistemleri, yüksek kaliteli yataklar ve yüksek kaliteli yataklar ile donatılmış yeni buhar motorlarında sıvı yakıt tüketimi elektronik sistemlerçalışma döngüsünün düzenlenmesi öncekinin sadece% 40'ıdır.

4. Buhar motoru yavaş çalışıyor. Ve bu bir zamanlar ... Stanley şirketinin üretim arabaları bile 10 ila 20 dakika arasında "çiftler yaptı". Kazan tasarımının iyileştirilmesi ve kademeli ısıtma modunun getirilmesi, hazır olma süresini 40-60 saniyeye indirdi.

5. Buharlı araba çok yavaş. Bu doğru değil. 1906 hız rekoru - 205,44 km / s - buharlı arabaya aittir. O yıllarda arabalar benzinli motorlar bu kadar hızlı sürmeyi bilmiyorlardı. 1985 yılında, bir buharlı araba 234,33 km / s hızla etrafta dolaştı. Ve 2009'da bir grup İngiliz mühendis, 360 litre kapasiteli buhar tahrikli bir buhar türbini "bolide" tasarladı. ile yarışta rekor bir ortalama hız ile hareket edebilen - 241.7 km / s.

6. Buharlı araba sigara içiyor, estetik değil. Bacalarından kalın duman ve ateş bulutları atan (bu arada, ilk "buhar motorlarının" fırınlarının kusurlu olduğunu gösteren) ilk buhar arabalarını tasvir eden eski çizimleri incelerken, bir buhar motoru ve kurum geldi.

ilgili görünüm makineler, burada mesele elbette tasarımcının seviyesine bağlı. Abner Doble'ın (ABD) buharlı arabalarının çirkin olduğunu pek kimse söylemez. Aksine, günümüzde bile zarifler. Ayrıca sessizce, sorunsuz ve hızlı bir şekilde sürdük - 130 km / s'ye kadar.

Hidrojen yakıtı alanındaki modern araştırmaların araba motorları bir dizi "yan dal" üretti: klasik pistonlu buhar motorları ve özellikle buhar türbinli motorlar için yakıt olarak hidrojen, mutlak çevre dostu olmasını sağlar. Böyle bir motordan çıkan "duman" ... su buharıdır.

7. Buhar motoru kaprislidir. Bu doğru değil. Yapıcı olarak önemlidir daha basit motor kendi içinde daha fazla güvenilirlik ve iddiasızlık anlamına gelen içten yanma. Buhar motorlarının hizmet ömrü, diğer motor tiplerinde tipik olmayan, on binlerce saatlik sürekli çalışmadır. Ancak, bu onun sonu değil. Çalışma prensipleri gereği, atmosfer basıncı düştüğünde buhar motoru verimini kaybetmez. Bu nedenle buharla çalışan araçlar yaylalarda, ağır dağ geçitlerinde kullanım için son derece uygundur.

Bir şeyi daha belirtmek ilginçtir. faydalı özellik bu arada, bir elektrik motoruna benzeyen buhar motoru doğru akım... Mil hızındaki bir azalma (örneğin yükün artmasıyla) torkta bir artışa neden olur. Bu özellik nedeniyle, buhar motorlu arabaların temelde dişli kutularına ihtiyacı yoktur - kendileri çok karmaşık ve bazen kaprisli mekanizmalardır.

Erişilebilir bir enerji kaynağı olarak su buharına ilgi, eskilerin ilk bilimsel bilgisi ile birlikte ortaya çıktı. İnsanlar üç bin yıldır bu enerjiyi evcilleştirmeye çalışıyorlar. Bu yolun ana aşamaları nelerdir? Kimin yansımaları ve projeleri insanlığa bundan maksimum faydayı elde etmeyi öğretti?

Buhar motorlarının ortaya çıkması için ön koşullar

Emek yoğun süreçleri kolaylaştırabilecek mekanizmalara duyulan ihtiyaç her zaman var olmuştur. 18. yüzyılın ortalarına kadar bu amaçla yel değirmenleri ve su çarkları kullanıldı. Rüzgar enerjisini doğrudan kullanma olasılığı, havanın kaprislerine bağlıdır. Ve su çarklarını kullanmak için, fabrikaların nehir kıyıları boyunca inşa edilmesi gerekiyordu, bu her zaman uygun ve uygun değildi. Ve her ikisinin de etkinliği son derece düşüktü. Esasen gerekli yeni motor, kolayca yönetilebilir ve bu eksikliklerden yoksundur.

Buluşun tarihi ve buhar motorlarının geliştirilmesi

Bir buhar motorunun yaratılması, birçok bilim insanının umutlarının uzun süren müzakeresinin, başarısının ve başarısızlığının sonucudur.

yolun başlangıcı

İlk, tek seferlik projeler sadece ilginç meraklardı. Örneğin, Arşimet bir buhar topu tasarladı, İskenderiye Heron antik tapınakların kapılarını açmak için buhar enerjisini kullandı. Ve araştırmacılar, eserlerdeki diğer mekanizmaları etkinleştirmek için buhar enerjisinin pratik kullanımı hakkında notlar buluyorlar. Leonardo da Vinci.

Bu konudaki en önemli projeleri ele alalım.

16. yüzyılda Arap mühendis Tagi al-Din ilkel bir buhar türbini için bir proje geliştirdi. Ancak türbin çarkı kanatlarına verilen buhar jetinin güçlü saçılımı nedeniyle pratik uygulama alamadı.

Ortaçağ Fransa'sına hızlı ileri sar. Fizikçi ve yetenekli mucit Denis Papin, birçok başarısız projeden sonra aşağıdaki tasarımda durur: üzerine bir pistonun monte edildiği dikey bir silindir suyla dolduruldu.

Silindir ısıtıldı, su kaynatıldı ve buharlaştırıldı. Genişleyen buhar pistonu kaldırdı. Üst kaldırma noktasına sabitlendi ve silindirin soğuması ve buharın yoğunlaşması bekleniyordu. Silindirde buharın yoğunlaşmasından sonra bir vakum oluştu. Bağlantıdan serbest bırakılan piston, atmosferik basıncın etkisi altında vakuma alındı. Çalışma vuruşu olarak kullanılması gereken bu piston düşüşüydü.

Bu nedenle, pistonun faydalı darbesi, buharın yoğunlaşması ve dış (atmosferik) basınç nedeniyle bir vakum oluşumundan kaynaklanmıştır.

Çünkü Papen buhar makinesi sonraki projelerin çoğu gibi buharlı atmosferik makineler olarak adlandırıldı.

Bu tasarımın çok önemli bir dezavantajı vardı - döngünün tekrarlanabilirliği sağlanmamıştır. Denis, bir silindirde değil, bir buhar kazanında ayrı olarak buhar alma fikrini ortaya koyuyor.

Denis Papin, buhar motorlarının yaratılış tarihine çok önemli bir detayın mucidi olarak geçti - buhar kazanı.

Ve silindirin dışında buhar almaya başladıklarından, motorun kendisi motor kategorisine geçti. harici yanma... Ancak sorunsuz çalışmayı sağlayacak bir dağıtım mekanizmasının olmaması nedeniyle, bu projeler pratik bir uygulama bulamamıştır.

Buhar motorlarının geliştirilmesinde yeni bir kilometre taşı

Yaklaşık 50 yıldır kömür madenlerinde su pompalamak için kullanılıyor. Thomas Newcomen'in buhar pompası.Önceki tasarımları büyük ölçüde tekrarladı, ancak çok önemli yenilikler içeriyordu - yoğunlaştırılmış buharı çıkarmak için bir boru ve fazla buharı serbest bırakmak için bir emniyet valfi.

Önemli dezavantajı, silindirin buhar enjekte edilmeden önce ısıtılması ve ardından yoğunlaşmadan önce soğutulması gerekmesiydi. Ancak bu tür motorlara olan talep o kadar yüksekti ki, bariz verimsizliklerine rağmen, bu makinelerin son kopyaları 1930'a kadar hizmet etti.

1765 yılında İngiliz tamirci James Watt, Newcomen makinesinin geliştirilmesini üstlenmek, kondansatörü buhar silindirinden ayırdı.

Artık silindiri sürekli ısıtmak mümkündür. Makinenin verimliliği hemen arttı. Sonraki yıllarda Watt, modelini önemli ölçüde geliştirdi ve onu bir taraftan veya diğerinden buhar sağlamak için bir cihazla donattı.

Bu makineyi sadece pompa olarak değil, çeşitli takım tezgahlarını sürmek için de kullanmak mümkün oldu. Watt, icadı için bir patent aldı - sürekli bir buhar motoru. Bu makinelerin seri üretimi başlar.

19. yüzyılın başlarında, İngiltere'de 320 Watt'tan fazla buhar motoru çalışıyordu. Diğer Avrupa ülkeleri de onları satın almaya başladı. Bu, hem İngiltere'nin hem de komşu ülkelerin birçok sektöründe endüstriyel üretimde önemli bir artışa katkıda bulundu.

Yirmi yıl önce, Watt, Rusya'da Altaylı bir tamirci Ivan Ivanovich Polzunov bir buhar motoru projesinde çalıştı.

Fabrika patronları ondan eritme fırınının üfleyicisini çalıştıracak bir birim inşa etmesini istedi.

Yaptığı makine iki silindirliydi ve ona bağlı olan cihazın sürekli çalışmasını sağlıyordu.

Bir buçuk aydan fazla başarılı bir şekilde çalışan kazan, su kaçırmaya başladı. Bu zamana kadar Polzunov'un kendisi artık hayatta değildi. Arabayı tamir etmediler. Ve yalnız bir Rus mucidin harika yaratılışı unutuldu.

O dönemde Rusya'nın geri kalmışlığı nedeniyle dünya II. Polzunov'un icadını büyük bir gecikmeyle öğrendi….

Bu nedenle, bir buhar motorunu çalıştırmak için, buhar kazanı tarafından üretilen buharın genleşmesi, pistona veya türbin kanatlarına baskı yapması gerekir. Ve sonra hareketleri diğer mekanik parçalara aktarıldı.

Buhar motorlarının ulaşımda kullanımı

O zamanın buharlı motorlarının veriminin %5'i geçmemesine rağmen, 18. yüzyılın sonunda aktif olarak kullanılmaya başlandı. tarım ve ulaşımda:

• Fransa'da buhar motorlu bir araba belirir;
• Amerika Birleşik Devletleri'nde, Philadelphia ve Burlington şehirleri arasında bir vapur çalışmaya başlar;
• İngiltere'de buharla çalışan bir demiryolu lokomotifi gösterildi;
• Saratov eyaletinden bir Rus köylüsü, paletli 20 litre kapasiteli. itibaren.;
• Buhar motorlu bir uçak yapmak için çeşitli girişimlerde bulunuldu, ancak ne yazık ki bu birimlerin düşük güç ve uçağın büyük ağırlığı bu girişimleri başarısız kıldı.

19. yüzyılın sonlarına doğru, toplumun teknolojik ilerlemesinde rol oynayan buharlı motorlar, yerini elektrik motorlarına bırakıyor.

21. yüzyılda buhar cihazları

20. ve 21. yüzyıllarda yeni enerji kaynaklarının ortaya çıkmasıyla birlikte buhar enerjisi kullanımına olan ihtiyaç yeniden ortaya çıkmaktadır. Buhar türbinleri nükleer santrallerin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Onlara güç veren buhar, nükleer yakıttan elde edilir.

Bu türbinler aynı zamanda yoğuşmalı termik santrallerde de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bazı ülkelerde güneş enerjisinden buhar elde etmek için deneyler yapılıyor.

Pistonlu buhar motorları da unutulmamış. Yaylalarda lokomotif olarak buharlı lokomotifler hala kullanılmaktadır.

Bu güvenilir işçiler hem daha güvenli hem de daha ucuzdur. Elektrik hatlarına ihtiyaç duymazlar ve yakıt - odun ve ucuz kömür her zaman elinizin altındadır.

Modern teknolojiler, atmosferik emisyonların %95'e kadarını yakalamaya ve verimliliği %21'e kadar artırmaya izin veriyor, bu nedenle insanlar şimdilik onlardan ayrılmamaya karar verdiler ve yeni nesil buharlı lokomotifler üzerinde çalışıyorlar.

Bu mesaj işinize yaradıysa sizi görmek ne güzel.