蒸汽机发明历史 蒸汽机构造 蒸汽机作用→MAIGOO百科( 二 )


1764年,英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利 。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵 。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失 。
瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降 。因此瓦特是蒸汽机的改良者 。
自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广 。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求 。
在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号 。此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久 。
1800年,英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机 。1803年,他把它用来推动在一条环形轨道上开动的机车,找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐,向他们收费,这就是机车的雏型 。英国的史蒂芬孙将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代 。
19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械 。1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站 。
蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰 。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机 。
需要特别注意的是蒸汽机的发明,许多教科书上(历史书、物理书)说瓦特是蒸汽机的发明者 。这是误传 。蒸汽机是英国人萨维利(Savery)于1698年、纽可门(Newcomen)于1705年各自独立发明的,用于矿井抽水 。当时效率很低 。
1765年,瓦特在修理纽可门机的基础上,对蒸汽机做了重大改进,使冷凝器与汽缸分离,发明曲轴和齿轮传动以及离心调速器等,使蒸汽机实现了现代化,大大提高了蒸汽机的效率 。瓦特的这些发明,仍使用在现代蒸汽机中,为纪念瓦特的贡献,功率的单位名称以其姓氏命名 。
构造
蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成 。汽缸和底座是静止部分 。
在蒸汽锅炉中,通过燃烧过程水沸腾为蒸汽 。通过管道蒸汽被送到汽缸 。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动 。蒸汽在汽缸内推动活塞做功,冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水 。这个过程在蒸汽机运动时不断重复 。
一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组 。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动 。新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机,从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率 。这个涡轮机也与船的螺旋浆轴相连 。
分类
【蒸汽机发明历史 蒸汽机构造 蒸汽机作用→MAIGOO百科】锅炉分类
火管造型被用在早期的船只和蒸汽机车的锅炉中 。在火管式锅炉中,从燃烧室出来的热烟通过烟道由烟囱排出 。这种锅炉需要一个比较高的烟囱 。


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