Первые промышленные двигатели - Паровые машины
Ни одно из описанных устройств фактически не было применено как средство решения полезных задач. Первым примененным на производстве паровым двигателем была "пожарная установка", сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году. На свое устройство Сейвери в 1698 году получил патент. Это был поршневой паровой насос, и, очевидно, не слишком эффективный, так как тепло пара каждый раз терялось во время охлаждения контейнера, и довольно опасный в эксплуатации, так как вследствие высокого давления пара емкости и трубопроводы двигателя иногда взрывались. Так как это устройство можно было использовать как для вращения колес водяной мельницы, так и для откачки воды из шахт изобретатель назвал его "другом рудокопа".
Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой "атмосферный двигатель", который был первым паровым двигателем, на который мог быть коммерческий спрос. Это был усовершенствованный паровой двигатель Сейвери, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара. Ньюкомен, возможно, базировался на описании экспериментов Папена, находящихся в Лондонском королевском обществе, к которым он мог иметь доступ через члена общества Роберта Гука, работавшего с Папеном.
Схема работы паровой машины Ньюкомена.
- - Пар показан лиловым цветом, вода - синим. - Открытые клапаны показаны зеленым цветом, закрытые - красным
Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. В шахтном насосе коромысло было связано с тягой, которая спускалась в шахту к камере насоса. Возвратно-поступательные движения тяги передавались поршню насоса, который подавал воду наверх. Клапаны ранних двигателей Ньюкомена открывались и закрывались вручную. Первым усовершенствованием было автоматизация действия клапанов, которые приводились в движение самой машиной. Легенда рассказывает, что это усовершенствование было сделано в 1713 году мальчиком Хэмфри Поттером, который должен был открывать и закрывать клапаны; когда это ему надоедало, он связывал рукоятки клапанов веревками и шел играть с детьми. К 1715 году уже была создана рычажная система регулирования, приводимая от механизма самого двигателя.
В России в 1764 году механик Иван Иванович Ползунов создал паровую машину для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.
Хэмфри Гэйнсборо в 1760-ых годах построил модель паровой машины с конденсатором. В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт (возможно, использовав идеи Гейнсборо) запатентовал первые существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали его значительно более эффективным по расходу топлива. Вклад Уатта заключался в отделении фазы конденсации вакуумного двигателя в отдельной камере, в то время как поршень и цилиндр имели температуру пара. Уатт добавил к двигателю Ньюкомена еще несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса.
На основе этих патентов Уатт построил паровой двигатель в Бирмингеме. К 1782 году паровой двигатель Уатта оказался более чем в 3 раза производительнее машины Ньюкомена. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Кроме того, в отличие от двигателя Ньюкомена, двигатель Уатта позволил передать вращательное движение, в то время как в ранних моделях паровых машин поршень был связан с коромыслом, а не непосредственно с шатуном. Этот двигатель уже имел основные черты современных паровых машин.
Дальнейшим повышением эффективности было применение пара высокого давления (американец Оливер Эванс и англичанин Ричард Тревитик). Р. Тревитик успешно построил промышленные однотактовые двигатели высокого давления, известные как "корнуэльские двигатели". Они работали с давлением 50 фунтов на квадратный дюйм, или 345 кПа (3,405 атмосферы). Однако с увеличением давления возникала и большая опасность взрывов в машинах и котлах, что приводило вначале к многочисленным авариям. С этой точки зрения наиболее важным элементом машины высокого давления был предохранительный клапан, который выпускал лишнее давление. Надежная и безопасная эксплуатация началась только с накоплением опыта и стандартизацией процедур сооружения, эксплуатации и обслуживания оборудования.
Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство: "fardier а vapeur" (паровую телегу). Возможно, его изобретение можно считать первым автомобилем. Самоходный паровой трактор оказался очень полезным в качестве мобильного источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины: молотилки, прессы и др. В 1788 году пароход, построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он поднимал на борт 30 пассажиров и шел со скоростью 7--8 миль в час. Пароход Дж. Фитча не был коммерчески успешным, поскольку с его маршрутом конкурировала хорошая сухопутная дорога. В 1802 году шотландский инженер Уильям Симингтон построил конкурентоспособный пароход, а в 1807 году американский инженер Роберт Фултон использовал паровой двигатель Уатта для привода первого коммерчески успешного парохода. 21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе демонстрировался первый самоходный железнодорожный паровой локомотив, построенный Ричардом Тревитиком.
Похожие статьи
-
Паровые машины высокого давления - Паровые машины
В паровых машинах пар поступает из котла в рабочую камеру цилиндра, где расширяется, оказывая давление на поршень и совершая полезную работу. После этого...
-
Изобретение и развитие - Паровые машины
Эолипил Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии -- это так называемая "баня...
-
Коэффициент полезного действия - Паровые машины
Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя может быть определен как отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству...
-
ПАРОВЫЕ МАШИНЫ, Значение паровых машин, Принцип действия - Паровые машины
Паровая машиина -- тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения...
-
Преимущества паровых машин - Паровые машины
Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую...
-
Стационарные машины - Паровые машины
Паровой молот Стационарные паровые машины могут быть разделены на два типа по режиму использования: Машины с переменным режимом, к которым относятся...
-
Данные для построения: NМ1 =-35 об/мин - частота вращения в 1 рабочей точке; T1 = 20 с - время работы в 1 точке; NМ2 = 95 об/мин - частота вращения в 2...
-
Естественные скоростная и механическая характеристики. Рассмотрим более подробно характеристики двигателя параллельного возбуждения, которые определяют...
-
Основные сведения Коллекторные машины обладают свойством обратимости, т. е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Поэтому...
-
История развития ОАО "Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей" В 1931 году на берегу реки Шошма г. Малмыжа, на юге Кировской области, были...
-
Паяние твердыми припоями. - Основные положения производственного процесса ремонта с/х машин
Для паяния изделий из меди и латуни, при паянии наиболее ответственных швов, применяют твердые припои, состоящие из сплава меди и цинка. К таким припоям...
-
Способы управления шаговым двигателем - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Волновая и фазовая коммутация фаз Первый способ обеспечивается попеременной коммутации фаз, при этом они не перекрываются, в один момент времени включена...
-
Введение - Конструирование узлов и деталей машин
Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от...
-
Я, как будущий моряк, хочу больше узнать о таком профильном предмете как СЭУ и о работе двигателя в частности поэтому я и выбрал эту тему и этот предмет...
-
Взбивательная машина МВ - 35М - Приготовление бефстроганов и каротофельных крокетов
Назначение . Взбивальные машины предназначены для взбивания различных кондитерских смесей и жидкого теста. На предприятиях общественного питания...
-
ДВУХСТУПЕНЧАТЫЕ АБСОРБЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ - Абсорбционные холодильные машины
Более высокой эффективностью по сравнению с одноступенчатыми отличаются двухступенчатые АБХМ. В этих установках, в отличие от одноступенчатых холодильных...
-
Классификация современных паровых турбин
Введение Паровая турбина является силовым двигателем, в котором потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь...
-
ПОСУДОМОЕЧНЫЕ МАШИНЫ Один из самых трудоемких процессов на предприятиях общественного питания - мытье посуды. Для механизации мытья посуды применяются...
-
В настоящее время в области новой и специальной техники широкое и разнообразное применение получили электрические машины и трансформаторы малой мощности...
-
Охрана труда и промышленная санитария в РМЦ - Ремонт токарного станка
При среднем и особенно капитальном ремонтах объем разборки велик. С началом отделения узлов с машины появляется опасность травмирования рабочих, занятых...
-
ЦЕЛЕСООБРАЗНАЯ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ - Абсорбционные холодильные машины
Основное преимущество работающих на природном газе АБХМ - сокращение эксплуатационных расходов за счет сокращения потребления относительно дорогостоящей...
-
Проверка топливного насоса. - Система питания карбюравторных двигателей
Топливный насос можно проверить, не снимая с двигателя при помощи прибора НИИАТ (модель5275) или манометром со шкалой до 0,1 МПА (1кгс/см2). Манометр...
-
Отсутствие высоких давлений и скоростей значительно упрощает все узлы литьевой машины. В 3-4 раза снижается усилие замыкания. Уменьшается толщина и...
-
Основные понятия - Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель трехфазного тока представляет собой электрическую машину, служащую для преобразования электрической энергии трехфазного тока в...
-
Как уже отмечалось в современных условиях, для организации ремонта двигателя ЯМЗ-240 рекомендуется не обезличенный поточный способ ремонта, при котором...
-
Общая характеристика производства - Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева
Процесс изготовления МДФ включает в себя четыре стадии. 1. На первом этапе осуществляется подготовка сырья. Поскольку МДФ плиты производят из леса...
-
Конструкция машины постоянного тока - Конструкция и принцип действия машины постоянно тока
Электротехническая промышленность в настоящее время выпускает электрические машины постоянного тока для работы в различных условиях. Корабельные машины...
-
Блок управления реверсивным двигателем
Блок управления реверсивным двигателем В настоящее время практически невозможно указать какую-то отрасль науки и производства, в которой бы не...
-
Электрическим двигателям называется машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Применяемые в настоящее время двигатели могут быть...
-
Введение - Электрические машины постоянного тока
Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного...
-
Топливо для двигателей с искровым зажиганием. Требования к ним - Эксплуатационные материалы
. По этим характеристикам можно устанавли-вать вид топлива, обеспечение им соответствующего сме-сеобразования, характер его сгорания, устойчивость к...
-
Система питания предназначена для приготовления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а так же для регулирования ее количества и состава; она включает в...
-
В данной схеме автоматизации подлежит следующее холодильное оборудование: Холодильный агрегат, включающий полугерметичный компрессор КМ 1, фирмы "...
-
Назначение, устройство и ПБЭ взбивальной машины МВ-6 - Устройство ПБЭ
Взбивальная машина предназначена для взбивания небольших количеств кондитерских смесей. Машина настольная. В литом пустотелом корпусе, закрытом крышкой,...
-
Требования, предъявляемые к холодильным агентам, подразделяются на следующие группы: Экологические - озонобезопасность, низкий потенциал глобального...
-
Стабилизация тока и скорость спада тока - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Для регулировки момента требуется регулировать силу тока в обмотках. В любом случае, ток должен быть ограничен, чтобы не превысить рас-сеиваемую мощность...
-
Способы питания шагового двигателя - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Для питания обычного двигателя постоянного тока требуется лишь ис-точник постоянного напряжения, а необходимые коммутации обмоток вы-полняются...
-
Данные по эксплуатационным характеристикам судна Среднее расстояние, проходимое судном за рейс, L: L ? 2309,00 миль - задано по условию. Годовая...
-
Успешное выполнение ремонта в значительной мере зависит от качества разборки. Разборочный процесс принято изображать в виде технологической схемы. При...
-
Диэфиры используются в гидроприводах турбовинтовых двигателей. - Рабочие жидкости для гидросистем
Силоксаны И Полисилоксаны - жидкости на основе кремний - органических полимеров. Они имеют наиболее пологую из всех рабочих жидкостей...
Первые промышленные двигатели - Паровые машины