Современная паровая машина и краткий экскурс в историю

Предисловие. Как работают паровые машины?

Нагрейте воду до точки кипения , и она превратится из жидкости в газ или водяной пар, который мы знаем как пар. Когда вода превращается в пар, ее объем увеличивается примерно в 1600 раз, это расширение наполнено энергией.

Двигатель — это машина, которая преобразует энергию в механическую силу или движение, которое может вращать поршни и колеса. Цель двигателя – обеспечить мощность, паровой двигатель обеспечивает механическую мощность, используя энергию пара.

Паровые двигатели были первыми успешно изобретенными двигателями и стали движущей силой промышленной революции . Они использовались для питания первых поездов, кораблей, заводов и даже автомобилей . И хотя в прошлом паровые двигатели определенно имели большое значение, теперь у них есть новое будущее в обеспечении нас электроэнергией из геотермальных источников энергии.

На чем основана работа парового двигателя

Чтобы понять основы паровой машины, давайте возьмем пример, найденной в старом паровозе, подобном изображенному на рисунке. Основными частями паровой машины в локомотиве будут котел, золотник, цилиндр, паровой резервуар, поршень и ведущее колесо.

В котле должна быть топка, куда засыпают уголь. Уголь будет гореть при очень высокой температуре и использоваться для нагрева котла для кипячения воды, производящей пар высокого давления. Пар высокого давления расширяется и выходит из котла по паропроводам в паровой резервуар. Затем пар направляется золотниковым клапаном в цилиндр и толкает поршень. Давление паровой энергии, толкающей поршень, вращает ведущее колесо по кругу, создавая движение локомотива.

История паровых двигателей

Люди знали о силе пара на протяжении веков. Греческий инженер Герой Александрийский (около 100 г. н.э.) экспериментировал с паром и изобрел эолипил, первую, но очень грубую паровую машину. Эолипил представлял собой металлический шар, установленный на вершине котла с кипящей водой. Пар шел по трубам к сфере. Две L-образные трубки на противоположных сторонах сферы выпускали пар, который давал тягу сфере, заставляя ее вращаться. Однако Герой так и не осознал потенциал эолипила, и должны были пройти столетия, прежде чем была изобретена практическая паровая машина.

В 1698 году английский инженер Томас Савери запатентовал первую грубую паровую машину. Савери использовал свое изобретение, чтобы откачивать воду из угольной шахты. В 1712 году английский инженер и кузнец Томас Ньюкомен изобрел атмосферную паровую машину. Целью паровой машины Ньюкомена также было удаление воды из шахт. В 1765 году шотландский инженер Джеймс Уатт начал изучать паровую машину Томаса Ньюкомена и изобрел ее улучшенную версию. Именно двигатель Уатта первым получил вращательное движение. Дизайн Джеймса Уатта оказался успешным, и использование паровых двигателей стало широко распространенным.

Паровые двигатели оказали глубокое влияние на историю транспорта. К концу 1700-х годов изобретатели поняли, что паровые двигатели могут приводить в движение лодки, и Джордж Стефенсон изобрел первый коммерчески успешный пароход. После 1900 г. бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания стали заменять паровые поршневые двигатели. Однако за последние двадцать лет паровые двигатели вновь появились.

Паровые двигатели сегодня

Возможно, вас удивит тот факт, что 95 процентов атомных электростанций используют паровые двигатели для выработки электроэнергии. Да, радиоактивные топливные стержни на атомной электростанции используются так же, как уголь в паровозе, для кипячения воды и получения паровой энергии. Однако захоронение отработавших радиоактивных топливных стержней, уязвимость атомных электростанций к землетрясениям и другие проблемы подвергают население и окружающую среду большому риску.

Геотермальная энергия — это энергия, вырабатываемая с использованием пара, вырабатываемого за счет тепла, исходящего от расплавленного ядра земли. Геотермальные электростанции являются относительно «зеленой» технологией . Kaldara Green Energy, норвежско-исландский производитель оборудования для производства геотермальной электроэнергии, был главным новатором в этой области.

Солнечные тепловые электростанции также могут использовать паровые турбины для выработки электроэнергии.

Паровые технологии живы

Я живу только на угле и воде и все еще обладаю достаточной энергией, чтобы разогнаться до 100 миль в час! Это именно то, что может сделать паровоз. Хотя эти гигантские механические динозавры в настоящее время вымерли на большей части мировых железных дорог, паровые технологии живут в сердцах людей, и локомотивы, подобные этому, до сих пор служат туристическими достопримечательностями на многих исторических железных дорогах.

Первое современные паровые машины были изобретены в Англии в начале 18 века и ознаменовали начало Промышленной Революции.

Сегодня мы вновь возвращаемся к энергии пара. Из-за особенностей конструкции в процессе сгорания топлива паровой двигатель дает меньше загрязнений, чем двигатель внутреннего сгорания. В данной публикации на видео посмотрите, как он работает.

Конструкция и механизм действия современной паровой машины

Паровой двигатель сжигает топливо во внешней камере сгорания. В результате тепло превращает воду в сжатый пар, который поступает в цилиндры и поршнем вращает коленчатый вал. Последний приводит в действие зубчатую передачу двигателя. Поскольку мотор не сжигает топливо внутри цилиндра, как это делает обычный двигатель, он может работать на любом топливе с меньшим количеством выхлопов.

Цилиндрический корпус современного парового двигателя сделан из алюминия. Рабочие устанавливают стержни для крепления 6 цилиндров из нержавеющей стали. Так как происходит постоянный контакт с паром, все детали сделаны из нержавеющих материалов.

Рабочий вставляет в каждый цилиндр поршень. Он алюминиевый, а головка и уплотнение, не дающие ему соприкасаться со стенками цилиндра, сделаны из жаростойкого углеродного волокна.  Стойки поршней соединены с коленвалом в центре кожуха с помощью особой детали – крестовины. Она нужна, чтобы скорректировать ход поршня, создавая более ровное вращение вала и сообщая двигателю больше энергии.

В отличие от обычного автомобильного мотора, где цилиндры расположены в ряд, эти цилиндры имеют идеальную конфигурацию и потому равноудалены от центра. Это предотвращает деформацию мотора под действием высокой температуры.

Над крестовиной для еще более ровного хода коленчатого вала помещен противовес. Теперь над каждым поршнем устанавливаются толкатели, которые воздействуют на клапан, позволяющий входить в цилиндр и двигать поршень. Основание каждого толкателя вставляют в направляющее кольцо. Затем закрепляют головки цилиндров. В каждой из них находится паровой клапан. Толкатель вставляют в клапан и в завершение сборки устанавливают эксцентрик, который двигает толкатели при вращении вала.

Собранные на заводе двигатели подвергаются нескольким эксплуатационным испытаниям. Первый пробный пуск с применением сжатого воздуха для поиска утечек и проверки, все ли детали работают как нужно. Если все в порядке, то уже процесс повторяют уже с паром.

Такой паровой двигатель может давать энергию разным механизмам. От автомобилей и кораблей до электрогенераторов. В автомобиле ему не нужна трансмиссия. Он производит большое количество энергии вращения.

Теперь теплообменник – компонент, превращающий воду в пар, который и создает энергию. При помощи колеса стальную трубку превращают в спираль. Спираль скрепляют стальной проволокой, оставляя зазоры. Когда топливо сгорает, жар распространяется с внешней стороны витков и между ними, нагревая воду внутри трубки быстрее и эффективнее, чем при контакте только с верхней и нижней поверхностями. Результат – перегретый пар всего за 5 секунд.

Нужны 6 таких спиралей, каждая для питания одного цилиндра. Стопка спиралей образует первичный теплообменник двигателя. Для проверки используют любые виды топлива. Даже отходы, такие как отработанное моторное масло и использованное растительное масло из фритюрниц в ресторанах. Подойдет практически все, что горит. Топливо сгорает при низком давлении, а не высоком, как в бензиновом или дизельном двигателе. Это означает, что горение идет на производство пара, создавая гораздо меньше парниковых газов. Большинство углеводородов полностью и не нужно доливать воду, потому что конденсатор снова превращает пар в воду, реализуя повторное использование.

Вода также действует в качестве смазки для двигателя. Паровой машине не нужно моторное масло. Помимо сгорания топлива она способна работать на других источниках тепла, таких как солнечный жар и выбросы тепла из топок и двигателей. Круто или нет? Решайте сами.

Можно сделать из простой банки двигатель, об этом в отдельной статье. Готовые китайские генераторы и другие изобретения в этом китайском магазине.

Что питало старинный паровой двигатель?

Требуется энергия, чтобы делать абсолютно все, о чем вы только можете подумать: кататься на скейтборде, летать на самолете , ходить в магазины или водить машину по улице. Большая часть энергии, которую мы используем для транспортировки сегодня, поступает из нефти, но это было не всегда так. До начала 20-го века уголь был любимым топливом в мире, и он приводил в движение все: от поездов и кораблей до злополучных паровых самолетов, изобретенных американским ученым Сэмюэлем П. Лэнгли, ранним конкурентом братьев Райт. Что такого особенного в угле? Внутри Земли его много, поэтому он был относительно недорогим и широко доступным.

Уголь является органическим химическим веществом, что означает, что он основан на элементе углерода. Уголь образуется в течение миллионов лет, когда останки мертвых растений закапывают под камнями, сжимают под давлением и варят под действием внутреннего тепла Земли . Вот почему это называется ископаемое топливо . Комки угля – это действительно комки энергии. Углерод внутри них связан с атомами водорода и кислорода соединениями, называемыми химическими связями. Когда мы сжигаем уголь на огне, связи распадаются, и энергия выделяется в форме тепла.

Уголь содержит примерно вдвое меньше энергии на килограмм, чем более чистое ископаемое топливо, такое как бензин, дизельное топливо и керосин – и это одна из причин, по которой паровые двигатели должны сжигать так много.

Готовы ли паровые машины к эпическому возвращению?

Когда-то давно господствовал паровой двигатель – сначала в поездах и тяжелых тракторах, как вы знаете, но в конечном итоге и в автомобилях. Сегодня это трудно понять, но на рубеже 20-го века более половины автомобилей в США работали на парах. Паровой двигатель был настолько усовершенствован, что в 1906 году паровая машина под названием «Ракета Стэнли» даже имела рекорд скорости на земле – опрометчивая скорость 127 миль в час!

Теперь вы можете подумать, что паровая машина имела успех только потому, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) еще не существовали, но на самом деле паровые машины и автомобили ДВС были разработаны одновременно. Поскольку у инженеров уже был 100-летний опыт работы с паровыми двигателями, у паровой машины был довольно большой старт. В то время как ручные коленчатые двигатели ломали руки несчастных операторов, к 1900 году паровые машины были уже полностью автоматизированы – и без сцепления или коробки передач (пар обеспечивает постоянное давление, в отличие от хода поршня ДВС), очень легким в управлении. Единственное предостережение, что вы должны были подождать несколько минут, чтобы котел нагрелся.

Однако через несколько коротких лет Генри Форд придет и все изменит. Хотя паровой двигатель технически превосходил ДВС, он не мог сравниться с ценой серийных Фордов. Производители паровых автомобилей пытались переключать передачи и продавать свои автомобили как премиальные, роскошные продукты, но к 1918 году Ford Model T был в шесть раз дешевле, чем Steanley Steamer (самая популярная паровая машина в то время). С появлением электродвигателя стартера в 1912 году и постоянным повышением эффективности ДВС прошло совсем немного времени, пока паровая машина исчезла с наших дорог.

Под давлением

В течение последних 90 лет паровые машины оставались на грани исчезновения, а гигантские звери выкатывались на показы старинных автомобилей, но не намного. Спокойно, однако, на заднем плане исследования незаметно продвигались вперед – отчасти из-за нашей зависимости от паровых турбин в производстве электроэнергии, а также потому, что некоторые люди считают, что паровые двигатели действительно могут превосходить двигатели внутреннего сгорания.

ДВС имеют внутренние недостатки: им требуется ископаемое топливо, они производят много загрязнений, и они шумные. Паровые двигатели, напротив, очень тихие, очень чистые и могут использовать практически любое топливо. Паровые двигатели благодаря постоянному давлению не требуют зацепления – вы получаете максимальный крутящий момент и ускорение мгновенно, в состоянии покоя. Для городского вождения, где остановка и запуск потребляют огромное количество ископаемого топлива, непрерывная мощность паровых двигателей может быть очень интересной.

Технологии прошли долгий путь и с 1920-х годов – в первую очередь, мы теперь мастера материалов . Оригинальным паровым машинам требовались огромные, тяжелые котлы, чтобы выдерживать жару и давление, и в результате даже небольшие паровые машины весили пару тонн. С современными материалами паровые машины могут быть такими же легкими, как их двоюродные братья. Добавьте современный конденсатор и какой-нибудь котел-испаритель, и вы сможете построить паровую машину с приличной эффективностью и временем прогрева, которое измеряется секундами, а не минутами.

В последние годы эти достижения объединились в некоторые захватывающие события. В 2009 году британская команда установила новый рекорд скорости ветра на паровой тяге в 148 миль в час, наконец, побив рекорд ракеты Стэнли, который стоял более 100 лет. В 1990-х годах подразделение Volkswagen R & D под названием Enginion заявило, что оно построило паровой двигатель, который был сопоставим по эффективности с ДВС, но с меньшими выбросами. В последние годы Cyclone Technologies утверждает, что она разработала паровой двигатель, который в два раза эффективнее, чем ДВС. На сегодняшний день, однако, ни один двигатель не нашел свой путь в коммерческом автомобиле.

Двигаясь вперед, маловероятно, что паровые машины когда-либо сядут с двигателя внутреннего сгорания, хотя бы из-за огромного импульса Big Oil. Однако однажды, когда мы наконец решим серьезно взглянуть на будущее личного транспорта, возможно, тихая, зеленая, скользящая грация энергии пара получит второй шанс.

Паровые двигатели нашего времени

Технология.

Инновационная энергия. В настоящее время nanoFlowcell® является самой инновационной и самой мощной системой накопления энергии для мобильных и стационарных приложений. В отличие от обычных батарей, nanoFlowcell® снабжается энергией в виде жидких электролитов (bi-ION), которая может храниться вдали от самой ячейки. Выхлоп автомобиля с этой технологией – водяной пар.

Как и обычная проточная ячейка, положительно и отрицательно заряженные электролитические жидкости хранятся отдельно в двух резервуарах и, как и обычная проточная ячейка или топливный элемент, прокачиваются через преобразователь (действительный элемент системы nanoFlowcell) в отдельных контурах.

Здесь две цепи электролита разделены только проницаемой мембраной. Обмен ионов происходит, как только растворы положительного и отрицательного электролитов проходят друг с другом по обе стороны мембраны конвертера. Это преобразует химическую энергию, связанную в би-ион, в электричество, которое затем напрямую доступно для потребителей электроэнергии.

Подобно водородным транспортным средствам, «выхлоп», производимый электромобилями nanoFlowcell, представляет собой водяной пар. Но являются ли выбросы водяного пара от будущих электромобилей экологически чистыми?

Критики электрической мобильности все чаще ставят под сомнение экологическую совместимость и устойчивость альтернативных источников энергии. Для многих автомобильные электроприводы являются посредственным компромиссом вождения с нулевым уровнем выбросов и экологически вредных технологий. Обычные литий-ионные или металлогидридные батареи не являются ни устойчивыми, ни экологически совместимыми – ни в производстве, ни в использовании, ни в переработке, даже если реклама предполагает чистую «электронную мобильность».

nanoFlowcell Holdings также часто задают вопрос об устойчивости и экологической совместимости технологии nanoFlowcell и би-ионных электролитов. И сам nanoFlowcell, и растворы электролитов bi-ION, необходимые для его питания, производятся экологически безопасным способом из экологически чистого сырья. В процессе эксплуатации технология nanoFlowcell полностью нетоксична и никоим образом не наносит вреда здоровью. Би-ИОН, который состоит из слабосолевого водного раствора (органические и минеральные соли, растворенные в воде) и фактических энергоносителей (электролитов), также безопасен для окружающей среды при использовании и переработке.

Как работает привод nanoFlowcell в электромобиле? Подобно бензиновому автомобилю, раствор электролита потребляется в электрическом транспортном средстве с нанофлоуцеллом. Внутри наноотвода (фактической проточной ячейки) один положительно и один отрицательно заряженный раствор электролита прокачивается через клеточную мембрану. Реакция – ионный обмен – имеет место между положительно и отрицательно заряженными растворами электролита. Таким образом, химическая энергия, содержащаяся в би-ионах, выделяется в виде электричества, которое затем используется для привода электродвигателей. Это происходит до тех пор, пока электролиты прокачиваются через мембрану и реагируют. В случае привода QUANTiNO с нанофлоуцеллом одного резервуара с электролитной жидкостью достаточно для более чем 1000 километров. После опустошения бак должен быть пополнен.

Какие “отходы” образуются электрическим транспортным средством с нанофлоуцеллом? В обычном транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания при сжигании ископаемого топлива (бензина или дизельного топлива) образуются опасные выхлопные газы – главным образом, диоксид углерода, оксиды азота и диоксид серы – накопление которых было определено многими исследователями как причина изменения климата. менять. Тем не менее, единственные выбросы, выделяемые транспортным средством nanoFlowcell во время вождения, состоят – почти как транспортное средство, работающее на водороде – почти полностью из воды.

После того, как ионный обмен произошел в наноячейке, химический состав раствора электролита bi-ION практически не изменился. Он больше не является реактивным и, таким образом, считается «потраченным», поскольку его невозможно перезарядить. Поэтому для мобильных применений технологии nanoFlowcell, таких как электромобили, было принято решение микроскопически испарять и высвобождать растворенный электролит во время движения автомобиля. При скорости свыше 80 км / ч емкость для отработанной электролитической жидкости опорожняется через чрезвычайно мелкие распылительные форсунки с использованием генератора, приводимого в движение энергией привода. Электролиты и соли предварительно механически отфильтровываются. Выпуск очищенной в настоящее время воды в виде паров холодной воды (микротонкодисперсный туман) полностью совместим с окружающей средой. Фильтр меняется примерно на 10 г.

Преимущество этого технического решения состоит в том, что бак транспортного средства опустошается при движении в обычном режиме и может быть легко и быстро пополнен без необходимости откачки.

Альтернативное решение, которое является несколько более сложным, состоит в том, чтобы собрать раствор отработанного электролита в отдельном резервуаре и отправить его на переработку. Это решение предназначено для подобных стационарных приложений nanoFlowcell.

Однако сейчас многие критики предполагают, что водяной пар такого типа, который выделяется при конверсии водорода в топливных элементах или в результате испарения электролитической жидкости в случае наноотвода, теоретически является парниковым газом, который может оказать влияние на изменение климата. Как возникают такие слухи?

Мы рассматриваем выбросы водяного пара с точки зрения их экологической значимости и задаем вопрос о том, сколько еще водяного пара можно ожидать в результате широкого использования транспортных средств с нанофлоуцелл по сравнению с традиционными технологиями привода и могут ли эти выбросы H ₂ O иметь негативное воздействие на окружающую среду.

Наиболее важные природные парниковые газы – наряду с CH ₄ , O ₃ и N ₂ O – водяной пар и CO ₂, Углекислый газ и водяной пар невероятно важны для поддержания глобального климата. Солнечное излучение, которое достигает земли, поглощается и нагревает землю, которая в свою очередь излучает тепло в атмосферу. Однако большая часть этого излучаемого тепла уходит обратно в космос из земной атмосферы. Углекислый газ и водяной пар обладают свойствами парниковых газов, образуя «защитный слой», который предотвращает утечку всего излучаемого тепла обратно в космос. В естественном контексте этот парниковый эффект имеет решающее значение для нашего выживания на Земле – без углекислого газа и водяного пара атмосфера Земли была бы враждебна для жизни.

Парниковый эффект становится проблематичным только тогда, когда непредсказуемое вмешательство человека нарушает естественный цикл. Когда в дополнение к естественным парниковым газам люди вызывают более высокую концентрацию парниковых газов в атмосфере, сжигая ископаемое топливо, это увеличивает нагрев земной атмосферы.

Являясь частью биосферы, люди неизбежно влияют на окружающую среду и, следовательно, на климатическую систему, самим своим существованием. Постоянный рост численности населения Земли после каменного века и создания поселений несколько тысяч лет назад, связанный с переходом от кочевой жизни к сельскому хозяйству и животноводству, уже повлиял на климат. Почти половина оригинальных лесов и лесов в мире была очищена для сельскохозяйственных целей. Леса – наряду с океанами – главный производитель водяного пара.

Водяной пар является основным поглотителем теплового излучения в атмосфере. Водяной пар составляет в среднем 0,3% по массе атмосферы, углекислый газ – только 0,038%, что означает, что водяной пар составляет 80% массы парниковых газов в атмосфере (около 90% по объему) и, с учетом от 36 до 66% – самый важный парниковый газ, обеспечивающий наше существование на земле.

Таблица 3: Атмосферная доля наиболее важных парниковых газов, а также абсолютная и относительная доля повышения температуры (Циттель)
* Источник: РКИК ООН/

Наряду с естественным водяным паром, самые большие антропогенные – антропогенные – выбросы водяного пара образуются в результате искусственного орошения (МГЭИК). Тем не менее, широко распространенная вырубка лесов значительно снижает выброс водяного пара, который будет иметь эффект во много раз больше.

Антропогенный вклад водяного пара не учитывается в расчетах климатической модели, поскольку по сравнению с естественными выбросами в результате испарения эта доля составляет всего 0,005%, что делает его неактуальным. Это контрастирует с антропогенными выбросами углекислого газа, доля которых составляет 4%, и они оказывают значительное влияние на природный цикл.

Следует также сказать, что доля CO _2, создаваемая дорожным движением во всем мире, составляет в среднем около 11%. Что изменилось бы, если бы больше автомобилей испускало водяной пар, чем CO ₂ ?

Следующие оценки были сделаны в отношении абсолютного количества выбросов водяного пара в Германии:

На основании среднегодового количества осадков около 780 мм и площади поверхности ок. 360 000 км ² , объем осадков составляет около 280 млрд. Тонн. Природные выбросы водяного пара на км ² и год составляют около 0,35 x 10 ⁶ тонн. Исходя из общей площади поверхности, это составляет около 125 000 x 10 ⁶ тонн водяного пара в год. Это было рассчитано в предположении, что ок. 50% общего количества осадков испаряется, а оставшиеся 50% поступают в море через грунтовые и поверхностные воды.

Если бы все 45,1 миллиона легковых автомобилей, зарегистрированных в Германии, были переведены на привод nanoFlowcell, средний пробег составил бы около 1000 литров электролита на испаряемое транспортное средство каждый год, выделяя примерно 0,01% водяного пара, возникающего естественным образом в Германии. С глобальной точки зрения, огромное количество естественного испарения – особенно из океанов и лесов – делает общую антропогенную долю водяного пара абсолютно незначительной (менее 0,005%).

Кроме того, парниковый эффект водяного пара зависит прежде всего от его концентрации в различных слоях атмосферы. Чем дальше удаляется от поверхности земли, тем сильнее эффект парниковых газов. Ученые согласны с тем, что потенциал парниковых газов антропогенного водяного пара вблизи земли следует считать незначительным. Водяной пар в стратосфере, с другой стороны, где он испускается самолетами, представляет скрытый дополнительный потенциал парниковых газов.

Мы утверждаем, что QUANTiNO и QUANT FE не свободны от выбросов – они по-прежнему образуют воду в качестве «отходов» (а также небольшое количество перерабатываемого электролита и солей), но даже если все транспортные средства в мире были переведены на привод nanoFlowcell, в результате выбросы водяного пара не будут влиять на изменение климата. Они будут производить меньше водяного пара, чем количество вырубленных лесов из года в год.

Являясь экологически совместимым и устойчивым источником энергии, nanoFlowcell внесет позитивный вклад в глобальный климат. Каждое электрическое транспортное средство, приводимое в действие нанофлоуцеллом, которое заменяет обычное транспортное средство двигателем внутреннего сгорания, способствует снижению роста концентрации оксидов углерода, оксидов азота и диоксида серы.

История паровой машины

Изобретение паровой машины стало одной из вех всей человеческой цивилизации. Паровоз — это тип рельсового локомотива, прочность на растяжение которого обеспечивается паровым двигателем. Изобретение парового двигателя принесло жизнь и скорость в экономику и связь.

Паровая машина сильно изменила жизнь человека. Эти локомотивы используются для производства пара в котлах путем комбинирования горючих компонентов — обычно угля, древесины или нефти.

Существует некоторый систематический процесс запуска двигателя. Удаляет парообразные поршни, механически приводимые в движение главными колесами локомотива (машиниста). И топливо, и вода перевозятся локомотивом либо на самом локомотиве, либо на вагонах (тендерах), которые тянут назад.

История машины очень долгая. LNER Class A34472 Flying Scotsman был первым паровозом, официально разогнавшимся до 100 миль (160 км/ч) 30 ноября 1934 года.

Прочитайте эту статью для получения информации о поезде с паровым двигателем, поезде с паровым двигателем, когда изобрели паровой двигатель, изобретателе парового двигателя и изобретении парового двигателя.

Изобретение паровой машины

До этого двигателя человеческая жизнь была значительно застойной. Паровые двигатели приводились в движение паровыми двигателями и требовали, чтобы их помнили, поскольку они распространяли информацию во время промышленной революции 18 и 19 веков.

Изобретение сделало жизнь динамичной. Паровые двигатели считаются одними из величайших изобретений всех времен, наряду с автомобилями, самолетами, телефонами, радиоприемниками и телевизорами. Это замечательные образцы машин и великой инженерной мысли, но все под дымом и паром.

Европейцы увидели первый успех в процессе изобретения. Паровозы были впервые разработаны в Великобритании в начале 19 века и использовались для железнодорожного транспорта до середины 20 века. Ричард Тревитик построил первый паровоз.

Нужно было связать паровую машину с экономикой. Первый коммерческий паровоз Джон Бленкинсоп был построен в 1812-1813 годах. построенный Robert Stephenson & Company, компанией Джорджа Стефенсона и его сына Роберта, был первым паровозом, перевозившим пассажиров на общественной железной дороге Стоктон-Дарлингтонской железной дороги в 1825 году.

Железная дорога вошла в историю. В 1830 году Джордж Стефенсон запустил первую общественную междугороднюю железную дорогу, Ливерпульско-Манчестерскую железную дорогу.

Наука была корнем многих производителей. Robert Stephenson & Company была одним из ведущих производителей паровозов для железных дорог во многих частях Великобритании, США и Европы в первое десятилетие существования пара.

Некоторые ученые долго пытались расстрелять локомотив. В двадцатом веке главный инженер-механик (LNER) Лондонской и Северо-Восточной железных дорог спроектировал некоторые из самых известных локомотивов, в том числе «Летучий шотландец», первый паровоз, официально зарегистрированный со скоростью 100 миль в час в пассажирских перевозках, и класс LNR. А4, все еще 4468 Кряква. Зарегистрирован как самый быстрый паровоз в мире (126 миль).

Путешествие постепенно распространилось по всему континенту, а позже и по всему миру. В начале 1900-х годов паровые двигатели постепенно внедрялись в электронные и дизельные локомотивы, а в конце 1930-х железная дорога была полностью переведена на электронные и дизельные двигатели. Большинство паровозов регулярно выходили из эксплуатации в 7-х годах, хотя большинство туристов и наследия продолжали пользоваться паромной линией.

Какова мощность паровой машины?

Механизм паровой машины — процесс не из легких. Все, о чем вы можете думать, это энергия, чтобы что-то сделать — покататься на скейтборде, сесть в самолет, сходить в магазин или покататься по дороге. Большая часть энергии, которую мы сегодня используем для транспорта, поступает из нефти, но так было не всегда.

В начале двадцатого века уголь был любимым топливом в мире, и он был запущен в поездах и кораблях американским ученым Сэмюэлем П. В Лэнгли первые соперники братьев Райт приводили в движение все на изобретенных ими паровых самолетах.

Что особенного было в угле? В нем много земли, поэтому он был относительно дешев и широко доступен.

Уголь является органическим химическим веществом, что означает, что он основан на углеродном элементе. Уголь производится миллионы лет, когда остатки мертвых растений раздавливаются под камнем, придавливаются и нагреваются внутренним теплом земли. Вот почему его называют ископаемым топливом.

Угольная патока действительно является топливом для получения энергии. Их внутренний углерод заперт в атомах водорода и кислорода соединениями, называемыми химическими связями. Когда мы сжигаем уголь в огне, связи разъединяются, и тепло высвобождается в виде тепла.

Уголь содержит примерно половину энергии на килограмм более чистых ископаемых видов топлива, таких как бензин, дизельное топливо и керосин, и это одна из причин, почему паровые двигатели так много сжигают.

Как работает паровая машина

Существует полный процесс для паровой машины. Паровая машина состоит из четырех отдельных компонентов:

• Огонь, который сжигает уголь.
• Котел, наполненный водой, которая нагревается, образуя огненный пар.
• Цилиндр и поршень, как велосипедный насос, гораздо больше. Пар из котла подается в цилиндр, поэтому поршень сначала перемещается в другую сторону. Он используется для управления движением внутрь (также известным как «возвратно-поступательное движение»).
• Машина, соединенная с поршнем. Это может быть что угодно, от водяного насоса до фабричной машины или чудовищного паровоза, курсирующего по железной дороге.

Кто изобрел паровую машину и когда?

Процесс изобретения не приходит за один день. Много усилий многих выдающихся ученых проложило путь к успешному путешествию паровой машины. На его этапе давайте попробуем узнать краткий обзор вклада, а также имена инженеров, которым мы обязаны изобретением и разработкой паровой машины.

Вот краткая история паровой машины:

• Христианский первый век: герой Александрии демонстрирует вращающуюся сферу с паровым приводом, называемую Эолипилом.
• 7 век н.э.: итальянский архитектор Джованни Бранка использовал струю пара для вращения лопасти небольшого колеса, предполагая паровую турбину, построенную сэром Чарльзом Парсонсом в 5 веке.
• 1680: Голландский физик Кристиан Гюйгенс (1629-1793) использует простой цилиндр и поршень, чтобы создать первый поршневой двигатель, который взрывается в камне. Помощник Гюйгенса Деннис Папен (1648 – ок. 1712) понимает, что пар – это хороший способ управлять цилиндрами и поршнями.
• 1698: Томас Севери (ок. 1650–1715) разрабатывает водяной насос с паровым приводом под названием Minor’s.
• Друг. Это простая поршневая паровая машина (или лучевая машина) для откачки воды из шахты.
• 1712: Англичанин Томас Ньюкомен (1663–1729) разрабатывает более совершенную конструкцию паровых двигателей с водяным насосом, чем спасители, и ему обычно приписывают изобретение паровых двигателей.
• Джеймс Уатт, шотландский инженер, открыл гораздо более эффективный способ получения энергии из пара после разработки модели нового двигателя. Модернизация двигателя до NeuComne от Watts может сильно набрать обороты.
• 1770: Офицер французской армии Николя-Жозеф Кюгню (1725-1804) обнаруживает паровой трехколесный трактор.
• 1797: Английский горный инженер Ричард Тревитик (1771–1833) разрабатывает паровую версию двигателя Уатта с высоким давлением, прокладывая путь к паровому двигателю.
• 1803: Английский инженер Артур Вольф (1776–1837) производит многоцилиндровые паровые машины.
• 1804 г.: американский промышленник Оливер Эванс (1775–1819) открывает пассажирский автомобиль с паровым двигателем. Как и Travitic, он признает важность пара высокого давления и производит более 50 автомобилей с паровым двигателем.
• 1807: Американский инженер Роберт Фултон (1765-1815) управляет первым пароходом на реке Гудзон.
• 1819: Океанский парусник на паровой тяге пересекает Атлантику из Нью-Йорка в Ливерпуль всего за 27 дней.
• 1825: Английский инженер Джордж Стивенсон (1781–1848) строит первую в мире паровую железную дорогу между Стоктоном и Дарлингтоном. Во-первых, паровозы просто тянут тяжелые грузовики с углем, а пассажиров перевозят в конном экипаже.
• 1830: Ливерпульско-Манчестерская железная дорога впервые использует паровую энергию для перевозки пассажиров и грузов.
• 1882: Томас Эдисон (1847–1931), великий американский изобретатель, открывает первую в мире коммерческую электростанцию ​​на Перл-стрит в Нью-Йорке. Он использует высокоскоростные паровые двигатели для питания генераторов.
• 1884: английский инженер сэр Чарльз Парсонс (1854-1791) строит паровую турбину для своего скоростного парохода «Турбиния».

Никакие изобретения и разработки не приходят в одночасье. Много талантов и ученых должны работать над успешным путешествием любого изобретения.