Sejarah enjin stim dan aplikasinya

Penciptaan enjin stim adalah titik perubahan dalam sejarah manusia. Di suatu tempat pada awal abad XVII-XVIII ia mula menggantikan cekap manual buruh, roda air dan kincir angin pada mekanisme yang sama sekali baru dan unik - enjin wap. Kita berterima kasih kepada mereka menjadi mungkin revolusi teknikal dan perindustrian, dan keseluruhan kemajuan manusia.

Tetapi yang mencipta enjin stim? Kepada manusia ia wajib? Dan apabila itu? Semua soalan-soalan ini dan kami cuba untuk mencari jawapan.

Sebelum zaman kita

Sejarah enjin stim bermula sejak abad pertama SM. Geron Aleksandriysky diterangkan satu mekanisme yang mula bekerja hanya apabila ia memberi kesan kepada pasangan. Peranti adalah belon, yang telah ditetapkan muncung. Dari muncung tangen keluar wap, sekali gus menyebabkan motor berputar. Ia adalah peranti pertama yang berjalan pada wap.

Pencipta enjin wap (atau sebaliknya, turbin a) - Taqi al-Din (ahli falsafah Arab, jurutera dan ahli astronomi). Ciptaan beliau menjadi terkenal di Mesir pada abad XVI. Mekanisme ini telah diatur seperti berikut: aliran wap diarahkan terus di mekanisme dengan bilah-bilah, dan apabila asap billowed - bilah berputar. Sesuatu yang serupa pada tahun 1629 dan ditawarkan jurutera Itali Dzhovanni Branka. Kelemahan utama ciptaan ini adalah penggunaan terlalu tinggi stim, yang seterusnya diperlukan sejumlah besar tenaga dan ia tidak sesuai. Perkembangan telah digantung sejak pengetahuan maka sains dan teknologi manusia tidak mencukupi. Di samping itu, keperluan untuk ciptaan itu benar-benar hadir.

reka bentuk

penciptaan enjin stim tidak mungkin sehingga abad XVII. Tetapi sebaik sahaja tahap jalur perkembangan manusia mengambil kira, kemudian terdapat contoh-contoh pertama dan ciptaan. Walaupun serius mereka pada masa itu saya tidak mengambil. Sebagai contoh, pada 1663 ahli sains Inggeris yang disiarkan dalam akhbar mereka bentuk ciptaannya, yang terletak di dalam istana Raglan itu. peranti beliau digunakan untuk meningkatkan menara air di dinding. Namun, seperti semua baru dan tidak diketahui, projek ini telah diterima dengan keraguan, dan penaja untuk perkembangan selanjutnya tidak.

Sejarah enjin stim bermula dengan mesin ciptaan paroatmosfernoy. Pada tahun 1681, saintis dari Perancis Denis Papin mencipta satu alat yang mengepam air dari lombong. Sebagai kuasa memandu untuk kali pertama digunakan serbuk, dan kemudian ia digantikan oleh wap. Jadi ada paroatmosfernaya mesin. A sumbangan besar kepada peningkatan yang dibuat oleh ahli-ahli sains dari England Tomas Nyukomen dan Thomas Savery. Bantuan yang tidak ternilai juga mempunyai otodidak Federation pencipta Ivan Polzunov.

Satu percubaan gagal Papen

mesin Paroatmosfernaya, sementara jauh dari sempurna, telah menarik perhatian khusus dalam bidang pembinaan kapal. D. Papin simpanan bertahan mereka dibelanjakan untuk pembelian sebuah bot kecil, yang terlibat dalam pemasangan mesin mengangkat air paroatmosfernoy pengeluaran sendiri. Mekanisme tindakan terletak pada hakikat bahawa, jatuh dari ketinggian, air mula berputar roda.

ujian pencipta dijalankan pada 1707 di Sungai Fulda. Ramai orang berkumpul untuk melihat keajaiban: Ambil bot sungai tanpa layar dan dayung. Walau bagaimanapun, semasa ujian terdapat kemalangan: enjin meletup dan membunuh beberapa orang. Pihak berkuasa marah pada pencipta malang dan mengharamkan beliau daripada apa-apa kerja dan projek. kapal itu dirampas dan dimusnahkan, dan Papen dirinya meninggal dunia beberapa tahun kemudian.

ralat

Pengukus Papen adalah prinsip seterusnya. Di bahagian bawah silinder ia adalah perlu untuk tuangkan sedikit air. Dengan sendirinya bertempat silinder roaster yang berkhidmat untuk memanaskan cecair. Apabila air mula mendidih, wap yang terbentuk, melanjutkan, menaikkan omboh. Dari ruang di atas omboh melalui keapungan injap khas lengkap. Selepas air mula mendidih dan wap jatuh, ia adalah perlu untuk mengeluarkan perbaraan, untuk menutup injap untuk mengeluarkan udara, dan dengan cara air sejuk untuk menyejukkan dinding silinder. Melalui pasangan tindakan itu, yang berada di silinder, pekat, ia telah ditubuhkan di bawah vakum omboh dan tekanan atmosfera disebabkan oleh daya pulangan omboh ke tempat asalnya. Semasa pergerakan ke bawah dan melakukan kerja yang berguna. Walau bagaimanapun, kecekapan enjin wap Papin adalah negatif. enjin kapal amat menjimatkan. Dan yang paling penting, ia adalah terlalu rumit dan sukar untuk digunakan. Oleh itu, ciptaan Papen yang tidak mempunyai masa depan dari awal-awal lagi.

pengikut

Walau bagaimanapun, sejarah enjin stim tidak berakhir di situ. Seterusnya, kita mempunyai lebih berjaya daripada Papen, bertukar ahli sains Inggeris Tomas Nyukomen. Beliau telah lama mengkaji karya-karya mereka yang terdahulu, memberi tumpuan kepada kelemahan. Dan dia telah mengambil yang terbaik dalam kerja-kerja mereka, yang dicipta pada 1712 kakitangannya. Enjin stim baru (photo ditunjukkan) telah dibina seperti berikut: silinder yang digunakan adalah dalam kedudukan menegak, dan omboh. Ia Newcomen telah mengambil dari kerja Papen. Walau bagaimanapun, pasangan dibentuk dalam periuk yang berbeza. Sekitar omboh telah ditetapkan kulit penting, yang meningkat dengan ketara ketat dalam silinder stim. Mesin ini juga mempunyai paroatmosfernoy (air yang diperoleh daripada lombong itu dengan mengenakan tekanan atmosfera). Kelemahan utama ciptaan telah rumit dan tidak ekonomi yang: mesin "makan" sejumlah besar arang batu. Walau bagaimanapun, ia memberi manfaat dibawa jauh lebih besar daripada Papin ciptaan. Oleh itu, ia digunakan untuk hampir lima puluh tahun di dalam gua-gua dan lombong. Ia telah digunakan untuk mengepam air bawah tanah, dan juga untuk kenderaan pengeringan. Tomas Nyukomen cuba untuk menukar keretanya supaya dapat menggunakannya untuk lalu lintas. Walau bagaimanapun, semua percubaan gagal.

Para saintis depan, mengisytiharkan dirinya menjadi D. Hull dari England. Pada tahun 1736 beliau memperkenalkan dunia kepada beliau ciptaan: Mesin paroatmosfernuyu, yang seperti enjin adalah pendesak. pembangunannya telah mempunyai lebih berjaya berbanding dengan Papen. Dengan serta-merta beberapa kapal-kapal ini telah dihasilkan. Mereka kebanyakannya digunakan untuk kerja mengangkut tongkang, kapal dan kapal-kapal lain. Walau bagaimanapun, kebolehpercayaan paroatmosfernoy mesin kekurangan kredibiliti dan kapal dilengkapi dengan layar sebagai pemacu utama.

Walaupun Hull mempunyai lebih banyak nasib daripada Papen, ciptaan secara beransur-ansur hilang relevan, dan mereka ditolak. Masih mempunyai mesin paroatmosfernyh masa terdapat banyak kelemahan tertentu.

Sejarah enjin stim di Rusia

Kejayaan seterusnya datang dalam Empayar Rusia. Pada tahun 1766, di sebuah kilang logam di Barnaul enjin stim yang pertama, yang dibekalkan kepada udara lebur relau telah dicipta menggunakan belos khas. Ia menjadi pencipta Ivan Ivanovich Polzunov, yang bagi khidmatnya ke negaranya walaupun diberi pangkat pegawai itu. Pencipta dibentangkan atasannya lukisan dan pelan "kereta api" mampu menjanakan belos.

Walau bagaimanapun, nasib memainkan jenaka kejam dengan Polzunova: tujuh tahun selepas draf telah diterima, dan kereta yang dipasang, dia jatuh sakit dan meninggal dunia akibat penggunaan - hanya seminggu sebelum ujian bermula enjin. Walau bagaimanapun, dokumen itu adalah mencukupi untuk memulakan enjin.

Jadi, 7 Ogos 1766 Polzunova enjin stim telah dilancarkan dan diletakkan di bawah beban. Walau bagaimanapun, pada bulan November tahun yang sama, dia rosak. Sebab untuk dandang menjadi dinding terlalu nipis, tidak dimaksudkan untuk beban. Lebih-lebih lagi, pencipta menulis dalam arahannya, bahawa ini adalah hanya semasa ujian boleh digunakan periuk. Pengeluaran dandang baru akan mudah berhasil, kerana kecekapan enjin wap Polzunova positif. Lebih 1023 jam kerja dengan bantuan perak lebur lebih daripada 14 pound!

Tetapi walaupun ini, tiada siapa untuk membaiki mekanisme tidak. enjin wap Polzunova mengumpul habuk selama lebih 15 tahun di dalam gudang, manakala industri dunia tidak berdiri masih dan maju. Dan kemudian sepenuhnya dibongkar untuk bahagian. Rupa-rupanya, pada masa itu Rusia telah tidak lagi berkembang kepada enjin wap.

keperluan masa

Sementara itu, kehidupan di tempat kejadian tidak berdiri. Dan manusia sentiasa berfikir tentang mewujudkan mekanisme untuk tidak bergantung kepada sifat berubah-ubah, dan mengawal nasib. Dari layar semua ingin melepaskan secepat mungkin. Oleh itu, penubuhan satu mekanisme tetap bagi stim digantung di udara. Pada tahun 1753 di Paris, beliau telah dinaikkan pangkat persaingan di kalangan artis, ahli-ahli sains dan pencipta. Akademi Sains mengumumkan anugerah itu kepada sesiapa yang boleh membuat satu mekanisme yang boleh menggantikan kuasa angin. Tetapi walaupun pada hakikatnya yang mengambil bahagian dalam pertandingan minda seperti L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix dan cadangan yang waras lain tidak dikeluarkan satu.

Tahun berlalu. Dan revolusi perindustrian telah meletakkan lebih banyak negara. Keutamaan dan kepimpinan di kalangan kuasa-kuasa lain selalu didera England. Pada akhir abad kelapan belas, ia menjadi pencipta UK industri berskala besar, dengan itu memenangi gelaran pembolot dunia dalam industri ini. Isu kuasa yang didorong setiap hari menjadi lebih dan lebih penting. Dan enjin ini telah dicipta.

Enjin stim pertama di dunia

1784 adalah untuk Britain dan dunia titik perubahan dalam revolusi industri. Dan orang yang bertanggungjawab untuk ini adalah jurutera Inggeris Dzheyms Uatt. Enjin wap, yang ditubuhkan, menjadi penemuan yang paling berprofil tinggi abad ini.

Dzheyms Uatt selama beberapa tahun mengkaji lukisan, struktur dan prinsip kerja mesin paroatmosfernyh. Dan atas dasar semua ini, beliau membuat kesimpulan bahawa kecekapan enjin adalah perlu untuk menyamakan suhu air dalam silinder dan wap, yang memasuki mekanisme. Kelemahan utama paroatmosfernyh mesin adalah keperluan yang berterusan untuk air penyejukan silinder. Ia tidak selesa dan boleh diterima.

Enjin stim baru telah dibina sebaliknya. Oleh itu, silinder adalah untuk baju khas wap. Oleh itu Watt dijamin negeri tetapnya panas. pencipta telah mencipta sebuah kapal khas, dicelup ke dalam air sejuk (condenser). Sebenarnya bersambung tiub silinder. Apabila wap sedang sejajar dengan silinder melalui paip, dan jatuh ke dalam kapasitor ada ditukar kembali kepada air. Bekerja pada peningkatan keretanya, Watt mencipta vakum dalam pemeluwap. Oleh itu, semua stim, pas dari silinder, pekat dalamnya. Terima kasih kepada inovasi ini akan meningkatkan pengembangan wap, yang seterusnya membolehkan anda untuk mendapatkan jumlah yang sama stim lebih tenaga. Ia adalah kejayaan mahkota.

Dicipta oleh enjin stim juga berubah dan prinsip bekalan udara. Sekarang wap pertama memasuki bawah omboh, dengan itu mengangkatnya, dan kemudian akan di atas omboh, menurunkan. Oleh itu kedua-dua strok dalam keluli bekerja mekanisme yang tidak sebelum ini mungkin. A penggunaan arang batu satu kuasa kuda adalah empat kali kurang daripada, masing-masing, dalam mesin paroatmosfernyh, dan kemudian dicari Dzheyms Uatt. enjin stim dengan cepat memenangi UK pertama dengan baik, dan kemudian seluruh dunia.

"Charlotte Dundas"

Selepas dunia terpegun dengan ciptaan James Watt, mula digunakan secara meluas enjin wap. Jadi, pada tahun 1802 di UK mempunyai kapal pertama pasangan - ". Charlotte Dundas" Bot pencipta percaya William Symington. Bot itu digunakan sebagai menunda baj oleh saluran. Peranan kipas di atas kapal tersebut memainkan roda dayung dipasang pada buritan. Bot itu adalah kali pertama berjaya diuji: dua tongkang besar ditunda 18 batu dalam enam jam. Pada masa yang sama ia sangat mengganggu angin sakal itu. Tetapi dia berjaya.

Namun, ia telah diletakkan di atas jenaka, kerana mereka takut bahawa kerana ombak kuat, yang ditubuhkan di bawah roda dayung, bank terusan akan dikaburkan. Dengan cara itu, "Charlotte," menguji orang menghadiri, di mana seluruh dunia dianggap pencipta kapal pertama.

Kapal pertama di dunia

English pembina kapal Robert Fulton dengan mudanya, bermimpi kapal dengan enjin wap. Dan kini impiannya telah menjadi dilaksanakan. Selepas penciptaan enjin stim telah menjadi satu nafas baru kepada pembinaan kapal. Bersama-sama dengan Rasulullah America R. Livingston, yang mengambil alih bahagian kewangan isu ini, Fulton mengambil draf kapal dengan enjin wap. Ia ciptaan yang rumit adalah berdasarkan kepada idea dayung pendorongan. Menurut pihak kapal telah disediakan dalam beberapa dayung, simulasi pelbagai keseronokan. Dalam kes ini, dayung dan kemudian mengganggu satu sama lain dan patah. Hari ini, seseorang dengan mudah boleh mengatakan bahawa kesan yang sama boleh dicapai jika semua tiga atau empat dayung. Tetapi dari perspektif sains dan teknologi pada masa yang ia adalah mustahil untuk melihat. Oleh itu, pembina kapal mempunyai lebih rumit.

Pada tahun 1803, ciptaan Fulton ini telah dibentangkan di seluruh dunia. pengukus adalah perlahan-lahan dan sama rata di Seine, minda yang menakjubkan dan imaginasi ramai saintis dan angka Paris. Walau bagaimanapun, kerajaan Napoleon menolak projek, dan pembuat kapal marah dipaksa untuk mencuba nasib di Amerika.

Dan pada Ogos 1807 kapal pertama di dunia bernama "Claremont" di mana enjin stim yang paling berkuasa terlibat (photo ditunjukkan), pergi Hudson Bay. Ramai orang hanya tidak percaya dalam kejayaan.

Dalam penerbangan yang pertama, "Claremont" pergi tanpa kargo dan tiada penumpang. Tiada siapa mahu pergi dalam perjalanan di atas kapal kapal api bernafas. Tetapi dalam perjalanan pulang, ada penumpang yang pertama - seorang petani tempatan, yang dibayar enam dolar untuk tiket. Dia menjadi yang pertama dalam sejarah syarikat perkapalan penumpang. Fulton begitu banyak bergerak yang pemberani memberikan perjalanan percuma sepanjang hayat pada semua ciptaan mereka.