Историята на парната машина и нейното приложение

Изобретяването на парни двигатели е повратна точка в историята на човечеството. Някъде в началото на XVII-XVIII век започва подмяна на неефективни ръчен труд, водни колела и вятърните мелници на съвсем нови и уникални механизми - парни двигатели. Това е благодарение на тях станаха възможни технически и индустриална революция, както и цялостното развитие на човечеството.

Но кой е изобретил парната машина? За човечеството той е длъжен да? И когато беше това? Всички тези въпроси и ние се опитват да намерят отговори.

Преди нашата ера

Историята на парната машина датира от първите векове преди новата ера. Герон Aleksandriysky описан механизъм, който започва да работи само когато е засегната двойки. Устройството е балон, който се фиксират дюза. От дюзите тангенциално на пара, като по този начин причинява мотора да се върти. Това е първото устройство, което работи с пара.

Създателят на парната машина (или по-скоро, турбина) - Таки ал-Дин (арабски философ, инженер и астроном). Неговото изобретение стана известно в Египет в XVI век. Механизмът е разположена, както следва: пара поток се насочва директно към механизма с лопатки, и когато дим издигаше - остриета въртят. Нещо подобно се през 1629 и предложи на италианския инженер Dzhovanni Бранка. Основният недостатък на тези изобретения, е твърде висока консумация на пара, което от своя страна изисква огромно количество енергия и, че не е уместно. Developments са били спрени, тъй като след това научно-техническите постижения на човечеството не е достатъчно. Освен това, необходимостта от такива изобретения напълно липсват.

дизайн

създаването на парния двигател, не е било възможно до XVII век. Но веднага след като нивото на лента на човешкото развитие е излетял, а след това имаше първите модели и изобретение. Въпреки, че те са имали сериозно към този момент, че не взех. Така например, през 1663 на английски учен, публикувано в пресата се изработи своето изобретение, което той намира в замъка Реглан. устройство Негово се използва за повишаване на водните кули по стените. Въпреки това, както с всичко ново и непознато, този проект беше посрещната с съмнения и спонсори за по-нататъшното му развитие не е бил.

Историята на парната машина започва с изобретение paroatmosfernoy машина. През 1681, учени от френския Дени Папен е изобретил устройство, което изпомпва вода от мините. Като движеща сила за първи път използва праха, и след това се заменя с пара. Така че има paroatmosfernaya машина. Огромен принос за подобряването направено от учени от Англия Томас Nyukomen и Томас Savery. Неоценима помощ има и самоук руски изобретател Иван Polzunov.

Неуспешен опит Papen

Paroatmosfernaya машина, докато далеч от съвършенство, привлече особено внимание в областта на корабостроенето. Г. Папен последните си спестявания, изразходвани за закупуване на малка лодка, която е нает в инсталирането на водна вдигане машини paroatmosfernoy собствено производство. Механизмът на действие лежи в това, че, падане от височина, водата започва да се върти колелото.

Неговият създател тестове, проведени в 1707 на река Фулда. Много хора се събраха, за да видите чудото: Вземете река лодка без платна и гребла. Въпреки това, по време на теста е имало инцидент: двигател избухна и уби няколко души. Властите са ядосани на нещастния изобретателя и му е забранено да никаква работа и проекти. Корабът е била конфискувана и унищожена, а самият Papen умира няколко години по-късно.

грешка

Параходът Papen е следващата принципа. В долната част на цилиндъра е било необходимо да се излива малко количество вода. Сама по себе си намира много горещ цилиндър, който служи за нагряване на течността. Когато водата започва да ври, парата се образува, простираща се, вдигна бутало. От пространството над буталото чрез специално оборудвана клапан плавателност. След водата започва да ври и пари падна, че е необходимо да се отстрани огнището, за да затвори клапата за отстраняване на въздуха, както и с помощта на студена вода за охлаждане на стената на бутилката. Чрез такова действие двойки, който е в цилиндъра, кондензирани, се формира под вакуум на буталото и атмосферното налягане поради силата на връща бутални към първоначалното си място. По време на движението си надолу и да извършват полезна работа. Въпреки това, ефективността на парен двигател Папен беше отрицателна. кораб на двигателя е изключително нерентабилна. И най-важното, че е твърде сложен и неудобен за използване. Ето защо, изобретението Papen не е имал бъдеще от самото начало.

последователи

Въпреки това, историята на парния двигател, не свършва дотук. След това, ние имаме много по-голям успех от Papen, обърна английския учен Томас Nyukomen. Той отдавна изучава творбите на своите предшественици, с акцент върху слабости. И той взе най-доброто от своите произведения, създадени през 1712 своя персонал. нов пара двигател (снимка е показан), се конструира както следва: използва цилиндър е във вертикално положение и буталото. Тя Newcomen се от работа Papen. Въпреки това, двойките оформени по различен гърне. Около буталото е бил определен интеграл на кожата, което значително увеличи стягане в рамките на цилиндъра за пара. Тази машина има paroatmosfernoy (вода повдигнат от мината чрез атмосферно налягане). Основният недостатък на изобретението са му тромаво и нерентабилна: машината "изяде" огромно количество въглища. Въпреки това, той донесе ползи значително по-голяма от Папен изобретение. Ето защо, тя се използва за близо петдесет години в пещерите и мини. Тя е била използвана за изпомпване на подземните води, както и за сушене на превозни средства. Tomas Nyukomen опитал да я превърне в колата си, така че да можете да го използвате за управление на трафика. Въпреки това, всички тези опити се провалили.

Следващата учен, обяви, че е станал D. Hull от Англия. През 1736 той представи на света си изобретение: paroatmosfernuyu машина, която като двигател са работните колела. Неговото развитие е имала по-голям успех от този на Papen. Веднага няколко от тези кораби са били произведени. Те се използват предимно за теглене на шлепове, кораби и други плавателни съдове. Въпреки това, надеждността на paroatmosfernoy на машината нямат доверие и кораби, оборудвани с платна като основен двигател.

Въпреки, че Хъл имаше повече късмет, отколкото Papen, изобретението си постепенно загубили значение, а те са отхвърлени. Все още имате paroatmosfernyh машини онова време имаше много специфични недостатъци.

Историята на парната машина в Русия

На следващия пробив идва в Руската империя. В 1766, в металургичен завод в Barnaul първата парната машина, която се подава въздух пещ топене е създаден с помощта на специални духало. Стана създател Иван Иванович Polzunov, който за неговите услуги в страната си, дори като се има предвид ранга на офицер. Inventor представи своите началници чертежи и планове "Пожарна кола", способен да захрани духало.

Въпреки това, съдбата изигра жестока шега с Polzunova: беше приет седем години след своя проект, а колата е сглобена, той се разболява и умира на потреблението - само една седмица преди тестването започва своя двигател. Въпреки това, документ му е достатъчно, за да стартирате двигателя.

Така че на 7 август, 1766 година Polzunova парен двигател стартира и се поставя под товар. Въпреки това, през ноември същата година, тя се развали. Причината за котела да бъде твърде тънки стени, които не са предназначени за товара. Освен това, изобретателят пише в инструкциите му, че това е само по време на изпитването може да се използва гърне. Производството на новия котел би лесно се увенчаха с успех, тъй като ефективността от Polzunova парен двигател е бил положителен. Над 1 023 часа на работа с помощта на претопи среброто повече от 14 паунда!

Но въпреки това, никой не може да го поправи механизъм не го направи. Парен двигател Polzunova събира прах в продължение на 15 години в склада, докато световната индустрия не помръдва и развита. И след това напълно се разглобява за части. Очевидно е, че по това време Русия все още не е нараснал до парни двигатели.

времевите изисквания

В същото време, животът на място не остава. И човечеството е постоянно мислех за да се създаде механизъм, който да не зависи от капризите характер, и да вземат съдбата контрол. От платната всички биха искали да се откажат от възможно най-скоро. Ето защо, създаването на постоянен механизъм за парата увисна във въздуха. През 1753 г. в Париж, той е повишен конкуренция между артисти, учени и изобретатели. Академия на науките обяви наградата на всеки, който може да създаде механизъм, който може да замени силата на вятъра. Но въпреки факта, че са участвали в конкурса такива умове, както Л. Ойлер, Д. Бернули, Кантон де Лакроа и други разумни предложения, които не са издадени един.

изминалите години. И индустриалната революция лежеше все повече и повече страни. Primacy и лидерство сред другите сили неизменно очукан Англия. До края на осемнадесети век, стана създателят на Великобритания едрата индустрия, като по този начин спечели титлата на световен монополист в тази индустрия. Въпросът за силово задвижване всеки ден става все по-важно. И този двигател е създаден.

Първият парната машина в света

1784 беше за Великобритания и света повратен момент в индустриалната революция. И на лицето, отговорно за това е английски инженер Джеймс Uatt. парната машина, която той основава, се превърна в най-високите етажи на откритието на века.

Джеймс Uatt продължение на няколко години изучава чертежите, структурата и работните принципи на paroatmosfernyh машини. И въз основа на всичко това, той заключи, че ефективността на двигателя е необходимо за изравняване на температурата на водата в цилиндъра и парата, която влиза в механизма. Основният недостатък paroatmosfernyh машини е постоянната нужда от вода за охлаждане на цилиндъра. Това беше неудобно и консумативи.

Новият парната машина е конструиран по друг начин. По този начин, на цилиндъра е на специална тениска на пара. Така Watt осигурено постоянно му горещо състояние. Изобретателят е създаден специален съд, потопена в студена вода (кондензатор). Той се присъедини към цилиндър тръба. Когато пара се следва в цилиндъра през тръбата и падна в кондензатор има преобразува обратно към вода. Работим по подобряването на колата му, Watt създаде вакуум в кондензатора. По този начин, всички парата преминава от цилиндъра, кондензира в него. Благодарение на това нововъведение увеличава значително разширяване на пара, което от своя страна дава възможност за извличане на същото количество пара е много повече енергия. Това бе успехът на короната.

Създаден от парния двигател, също се промени и принципа на подаване на въздух. Сега първият пара влиза под буталото, като по този начин го повдигане, а след това ще над буталото, понижаване. По този начин и двата удара в работната стомана механизъм, който дори не бил по-рано е възможно. консумация А една конска сила въглища е четири пъти по-малко от, съответно, в paroatmosfernyh машини, а след това търси Джеймс Uatt. Парен двигател много бързо спечели първия Великобритания добре, а след това на целия свят.

"Шарлот Dundas"

След света бях поразен от изобретяването на Джеймс Уат, започва широко използване на парни двигатели. Така че, през 1802 г. в Обединеното кралство има първия си кораб няколко - ". Шарлот Dundas" лодка Създателите му смятат, че Уилям Симингтън. Лодката е била използвана като влачене на шлепове по канал. Ролята на витлото на кораба изигра гребло колело, монтирана на кърмата. Лодката е първият път, тествана успешно: две огромни баржи теглени 18 мили в шест часа. В същото време той силно се намесва с насрещния вятър. Но той успя.

Все пак, това е било пуснато на шега, защото те се страхуват, че заради силните вълни, които са създадени в рамките на колелото, канални банки ще бъде замъглен. Между другото, "Шарлот", тестване души присъстваха, от които целият свят се счита за създател на първия кораб.

Първият кораб в света

Английски корабостроител Робърт Фултън с младостта си, мечтае за кораб с парен двигател. И сега мечтата му е станал възможен. След изобретяването на парни двигатели се превърна в нов тласък на корабостроенето. Заедно с Пратеника на Америка Р. Ливингстън, който пое финансовата страна на въпроса, Fulton зае проекта на кораба с парен двигател. Тя е по-сложно изобретение се базира на идеята за гребло за задвижване. Според страните на кораба са били изготвени в редица гребла, симулиращи различни забавления. В този случай, гребла и след това пречат един на друг и проби. Днес, може лесно да се каже, че същият ефект може да се постигне, ако всички три или четири гребла. Но от гледна точка на науката и технологиите в момента, че е невъзможно да се види. Ето защо, корабостроители са имали много по-сложно.

През 1803, изобретение Fulton се е бил представен по целия свят. Параходът е бавно и равномерно по Сена, невероятни умове и въображението на много учени и дейци на Париж. Въпреки това, правителството на Наполеон отхвърля проекта и раздразнен, корабостроители са били принудени да търсят щастието си в Америка.

И през август 1807 година за пръв път кораб в света, наречен "Claremont", в която е участвал най-мощният парната машина (снимка е показан), отиде на залива Хъдсън. Много хора просто не вярват в успеха.

В първия полет "на Claremont" премина без товар и без пътници. Никой не иска да отиде на пътешествие на борда на кораб, огнедишащ. Но по пътя обратно, там беше първият пътник - местен фермер, който плати шест долара за билет. Той стана първият в историята на пътнически корабната компания. Fulton толкова много, че се мести смелчага даде през целия безплатно пътуване за всички свои изобретения.