Vēsture tvaika dzinēja un tās piemērošanu

Ar tvaika dzinēju izgudrojums bija pagrieziena punkts vēsturē cilvēcei. Kaut mijā XVII-XVIII gs tas sākās aizstājot neefektīvo manuālā darba, ūdensrati un vējdzirnavām uz pilnīgi jaunu un unikālu mehānismu - tvaika dzinējiem. Tas ir pateicoties viņiem kļuva iespējama tehniskā un rūpnieciskā revolūcija, un viss progress cilvēcei.

Bet kas izgudroja tvaika dzinēju? Cilvēcei ir pienākums? Un, kad tas bija? Visi šie jautājumi, un mēs cenšamies atrast atbildes.

Pirms mūsu ēras

No tvaika dzinēja vēsture aizsākās ar pirmo gadsimtu pirms mūsu ēras. GERON Aleksandriysky aprakstīts mehānisms, kas sāka darboties tikai tad, ja tas ietekmēja pārus. Ierīce ir balons, kurā tika fiksēts sprauslu. No sprauslām tangenciāli ārā tvaiku, tādējādi izraisot motora rotēt. Tā bija pirmā ierīce, kas darbojas uz tvaika.

No tvaika dzinēja izveidotājs (vai drīzāk, turbīnu) - Taki al-Din (arābu filozofs, inženieris un astronoms). Viņa izgudrojums kļuva plaši pazīstama Ēģiptē XVI gadsimtā. Mehānisms tika organizēta šādi: tvaika plūsma tiek virzīta tieši mehānismu ar lāpstiņu, un tad, kad dūmu billowed - asmeņi rotē. Kaut kas līdzīgs 1629 un piedāvāja itāļu inženieris Dzhovanni Branka. Galvenais trūkums šiem izgudrojumiem bija pārāk liels patēriņš, tvaika, kas savukārt pieprasa milzīgu enerģijas daudzumu, un tā nebija piemērota. Attīstība ir apturēta kopš laika zinātniskās un tehnoloģiskās zināšanas cilvēces nebija pietiekami. Turklāt vajadzība pēc šādiem izgudrojumiem pilnīgi prom.

dizains

izveidošana tvaika dzinēja nebija iespējams, līdz XVII gs. Bet tiklīdz strēmele līmenis cilvēka attīstības novilka, tad tur bija pirmie gadījumi un izgudrojums. Lai gan nopietni viņi bija tajā laikā es neņēma. Piemēram, 1663. angļu zinātnieks publicēja presē izstrādāt savu izgudrojumu, ko viņš noteikts pils Raglan. Viņa ierīce tiek izmantota, lai paaugstinātu ūdens torņi uz sienām. Tomēr, tā kā ar visu jauno un nav zināms, šis projekts tika saņemta ar šaubām un sponsori par tās turpmāko attīstību nav.

No tvaika dzinēja vēsture sākas ar izgudrojums paroatmosfernoy mašīna. In 1681, zinātnieki no Francijas Denis Papin izgudroja ierīci, kas sūkņi ūdeni no raktuvēm. Kā virzītājspēka pirmo reizi izmanto pulveri, un pēc tam tas tika aizstāts ar tvaiku. Tātad tur paroatmosfernaya mašīna. Milzīgs ieguldījums uzlabošanā, ko zinātnieki no Anglijas Tomas Nyukomen un Thomas Savery. Nenovērtējams atbalsts ir arī autodidakts krievu izgudrotājs Ivans Polzunov.

Nav mēģinājums Papen

Paroatmosfernaya mašīna, bet tālu no ideāla, ir piesaistījusi īpašu uzmanību kuģu būves jomā. D. Papin savus pēdējos ietaupījumus iztērēti iegādājoties maza laiva, kas nodarbojas ar uzstādīšanu ūdens celšanas iekārtām paroatmosfernoy savu ražošanu. Darbības mehānisms gulēja uz to, ka, krītot no augstuma, ūdens sāk spin riteņa.

Tās izgudrotājs testi veikti 1707 uz Fulda upi. Daudzi cilvēki pulcējās, lai redzētu brīnums: Veikt upes laivu bez burām un airiem. Taču testa laikā bija negadījums: dzinējs eksplodēja un nogalināti vairāki cilvēki. Varas iestādes ir dusmīgi uz nelaimīgo izgudrotājs un aizliedza viņam no jebkura darba un projektiem. Kuģis tika konfiscēti un iznīcināti, un Papen pats nomira dažus gadus vēlāk.

kļūda

Tvaikonis Papen bija nākamais princips. Apakšā no cilindra tas bija nepieciešams, lai pārlej ar nelielu daudzumu ūdens. Ar sevi atrodas cepējs balonā, kas kalpoja, lai apsildītu šķidrumu. Kad ūdens sāka vārīties, tvaika veidojas, paplašinot, izvirzīja virzuli. No telpā virs virzuļa caur speciāli aprīkotu vārsta peldspēju. Pēc tam, kad ūdens sāka vārīties un tvaiki krita, tas bija nepieciešams, lai novērstu Brazier, lai aizvērtu vārstu, lai izvadītu gaisu, un ar aukstu ūdeni, lai atdzesētu cilindra sienu. Ar šādu darbības pāriem, kas bija cilindrā, kondensēta, tas tika izveidots saskaņā ar virzuļa vakuuma un atmosfēras spiediena dēļ no virzuļa atgriežas sākotnējā vietā spēku. kristies kustības laikā un veikt lietderīgu darbu. Tomēr tvaika dzinēja efektivitāte Papin bija negatīvs. kuģa dzinējs bija ļoti neizdevīga. Un pats galvenais, tas bija pārāk sarežģīti un neērti lietot. Tāpēc izgudrojums Papen nebija nākotni no paša sākuma.

sekotāji

Tomēr vēsture tvaika dzinēja nebeidzās tur. Tālāk, mums ir daudz veiksmīgāka nekā Papen, pagriezās angļu zinātnieks Tomas Nyukomen. Viņš jau sen pētīta darbus saviem priekšgājējiem, koncentrējoties uz trūkumiem. Un viņš bija labākais no saviem darbiem, kas izveidots 1712, tā darbiniekiem. Jaunais tvaika dzinējs (foto parādīts) tika projektēta šādi izmantots cilindrs ir vertikālā stāvoklī, un virzulis. Tā Newcomen paņēma no darba Papen. Tomēr pāri veidojas citā katlā. Ap virzulis tika fiksēts neatņemama ādas, kas būtiski palielinātu hermētiskumu laikā tvaika cilindrā. Šī mašīna ir arī paroatmosfernoy (ar atmosfēras spiedienu paaugstināta no raktuves ūdens). Galvenais trūkums izgudrojuma ir tā apgrūtinoša un neekonomiski: mašīna "ēda" milzīgu daudzumu ogļu. Tomēr ieguvumiem, ir ievērojami lielāks nekā PAPIN izgudrojumu. Tāpēc to lieto gandrīz piecdesmit gadus alas un raktuvēs. Tas tika izmantots sūknēšanai gruntsūdeņus, kā arī žāvēšanas transportlīdzekļiem. Tomas Nyukomen mēģināja pārvērst savu automašīnu, lai varētu to izmantot, lai satiksmi. Tomēr visi viņa mēģinājumi neizdevās.

Nākamajā zinātnieks, pasludināja sevi kļuva D. Hull no Anglijas. In 1736 viņš iepazīstināja pasauli ar savu izgudrojums: paroatmosfernuyu mašīna, kas, kā dzinēja bija lāpstiņas. Tās attīstība ir bijusi veiksmīgāka nekā Papen. Uzreiz vairāki no šiem kuģiem tika ražoti. Tos galvenokārt izmanto vilkšanai baržas, kuģus un citus kuģus. Tomēr ticamība mašīnas paroatmosfernoy trūkst uzticamību un kuģus, kas aprīkoti ar burām kā galveno vadītāju.

Kaut Hull bija vairāk luck nekā Papen, viņa izgudrojums pamazām zaudēja nozīmi, un tie tiek noraidīti. Joprojām ir paroatmosfernyh mašīnas, ka laiks tur bija daudzi specifiski trūkumi.

Vēsture tvaika dzinēja Krievijā

Nākamais sasniegums nāca Krievijas impērijā. 1766. gadā, pēc metalurģijas rūpnīcu Barnaul pirmais tvaika dzinēju, kas tiek piegādāta ar kausēšanas krāsns gaiss tika izveidota, izmantojot īpašus plēšas. Tā kļuva autors Ivans Ivanovičs Polzunov, kurš par saviem pakalpojumiem, lai savā valstī, pat ņemot vērā rangu amatpersonas. Izgudrotājs iepazīstināja ar saviem priekšniekiem zīmējumus un plānus, "uguns auto", kas spēj darbināt plēšas.

Taču liktenis bija nežēlīgs joks ar Polzunova: septiņi gadi pēc tā projektu pieņēma, un auto ir samontēts, viņš saslima un nomira patēriņš - tikai vienu nedēļu pirms pārbaudes uzsāka savu dzinēju. Tomēr viņa dokuments bija pietiekami, lai iedarbinātu dzinēju.

Tātad, 7. augusts 1766 Polzunova tvaika dzinējs tika uzsākta un novieto zem slodzes. Taču novembrī tajā pašā gadā, viņa salūza. Iemesls katlu pārāk plānas sienas, kas nav paredzēti slodzes. Turklāt izgudrotājs rakstīja viņa norādījumiem, ka tas ir tikai laika testu var izmantot pot. Ražošana no jauna apkures katla būtu viegli atmaksājās, jo tvaika dzinējs Polzunova efektivitāte bija pozitīvs. Vairāk nekā 1023 darba stundas ar palīdzību izkausēja sudraba vairāk nekā 14 mārciņas!

Bet neskatoties uz to, neviens, lai labotu mehānisms nav. Tvaika dzinējs Polzunova nogulsnējušies vairāk nekā 15 gadus noliktavā, kamēr pasaule nozare nestāv un attīstīta. Un tad pavisam tika izjaukta daļām. Acīmredzot, toreiz Krievija vēl nav izaudzis līdz tvaika dzinējiem.

laika prasības

Tikmēr dzīve uz vietas nav stand. Un cilvēce ir nemitīgi domājis izveidot mehānismu, lai nav atkarīgi gražīgs dabu, un veikt kontroles liktenis. No burām visi gribētu atmest, cik drīz vien iespējams. Tādēļ, izveidojot pastāvīgu mehānismu, lai tvaika karājās gaisā. 1753. gadā Parīzē, viņš tika veicināta konkurence starp māksliniekiem, zinātniekiem un izgudrotājiem. Zinātņu akadēmija paziņoja balvu ikvienam, kas var radīt mehānismu, kas var aizstāt spēku vējš. Bet, neskatoties uz to, ka konkursā piedalījās tādiem prātiem kā L. Euler, D. Bernoulli Canton de Lacroix un citi racionāli priekšlikumi netiek izsniegtas vienu.

Gadi pagājuši. Un industriālā revolūcija bija ar ko vairāk un vairāk valstu. Primacy un vadība starp citām varām vienmēr sasists Angliju. Līdz astoņpadsmitā gadsimta, tā kļuva autors AK liela mēroga rūpniecību, tādējādi ieguva titulu pasaules monopolists šajā nozarē. No Mehāniskā katru dienu jautājums kļūst arvien svarīgāka. Un šis dzinējs tika izveidots.

Pirmais tvaika dzinējs pasaulē

1784 bija Lielbritānijā un pasaulē pagrieziena punkts rūpniecības revolūciju. Un, kas atbild par šī persona bija angļu inženieris Dzheyms Uatt. Tvaika dzinējs, kuru viņš nodibināja kļuva par visvairāk augsta profila atklājums gadsimtā.

Dzheyms Uatt vairākus gadus pētīja zīmējumus struktūru un darba principus paroatmosfernyh mašīnām. Un balstoties uz to visu, viņš secināja, ka efektivitāte dzinēja ir nepieciešama, lai izlīdzinātu ūdens temperatūru cilindrā un tvaika, kas ienāk mehānismu. Galvenais trūkums paroatmosfernyh mašīnām ir pastāvīga vajadzība pēc dzesēšanas ūdens no balona. Tas bija neērti un palīgmateriāli.

Jaunais tvaika dzinējs tika veidota savādāk. Tādējādi, cilindrs bija īpaša krekls tvaika. Tādējādi Watt nodrošināta viņa pastāvīgā karstā stāvoklī. Izgudrotājs ir izveidojusi speciālu kuģi, iemērc aukstā ūdenī (kondensatoru). Tas ir savienots cilindra cauruli. Kad tvaiks tiek seko cilindrā caur cauruli, un iekrita kondensators tur konvertē atpakaļ ūdenī. Strādājot par uzlabošanu viņa automašīnu, Watt radīja vakuumu kondensatoru. Tādējādi visi tvaiks tiek izvadīta no cilindra, tajā, kas kondensēts. Pateicoties šai inovācijai ievērojami palielina paplašināšanu tvaika, kas, savukārt, ļauj iegūt tādu pašu summu par tvaika ir daudz vairāk enerģijas. Tā bija veiksmīga vainagu.

Izveidoja tvaika dzinējs arī mainījās, un gaisa padeves principu. Tagad pirmais tvaika ievada zem virzuļa, tādējādi paceļot to, un pēc tam iet virs virzuļa, pazeminot. Tādējādi gan gājiens mehānisma darba tērauda, kas nav pat agrāk bijis iespējams. Vienas zirgspēku ogļu patēriņš bija četras reizes mazāks nekā, attiecīgi, paroatmosfernyh mašīnām, un pēc tam meklēja Dzheyms Uatt. Tvaika dzinējs ļoti ātri ieguva pirmo UK labi, un pēc tam visu pasauli.

"Charlotte Dundas"

Pēc tam, kad pasauli skāra izgudrošanas James Watt, sāka plaši izmantot tvaika dzinēju. Tātad, 1802. gadā Lielbritānijā, ir tās pirmais kuģis pāris - ". Šarlote Dundas" laivu Tās veidotāji tic William Symington. Laiva tika izmantots kā vilkšanai liellaivas ar kanālu. No propelleru uz kuģa loma bradāt ritenis uzstādīts uz kuģa pakaļgala. Laiva ir pirmā reize sekmīgi testēta: divi milzīgi baržas velkamas 18 jūdzes sešās stundās. Tajā pašā laikā tas stipri traucē ar pretvēja. Bet viņš pārvalda.

Tomēr, tas tika novietots uz joku, jo viņi baidās, ka sakarā ar spēcīgu viļņu, kas tika izveidotas saskaņā ar bradāt ritenis, kanālu bankām būs neskaidra. Starp citu, "Charlotte" testēšanas cilvēki piedalījās, kuru visa pasaule tiek uzskatīta veidotājs pirmā kuģa.

Pirmais kuģis pasaulē

Angļu kuģu būvētājs Robert Fulton ar savu jaunību, sapņoju par kuģa ar tvaika dzinēju. Un tagad viņa sapnis ir kļuvis iespējams. Pēc izgudrošanas tvaika dzinēju, ir kļuvusi par jaunu impulsu kuģu būves. Kopā ar Messenger America R. Livingston, kurš pārņēma finansiālo pusi jautājumu, Fulton paņēma projektu kuģa ar tvaika dzinēju. Tas bija sarežģīts izgudrojums ir balstīta uz ideju par airis dzinēja. Pēc kuģa sāniem tika sastādīts vairākos airi, simulējot dažādas jautrības. Šajā gadījumā, airi un pēc tam traucēt ar otru un salauza. Šodien var viegli teikt, ka tādu pašu efektu var sasniegt, ja visas trīs vai četrus airi. Bet, raugoties no zinātnes un tehnoloģijas brīdī nebija iespējams redzēt. Tāpēc, kuģu būvētāji bija daudz sarežģītāka.

In 1803, Fulton izgudrojums ir iesniegts visā pasaulē. Tvaikonis bija lēni un vienmērīgi Seine, pārsteidzošu prātos un iztēli daudzu zinātnieku un skaitļi Parīzes. Tomēr Napoleona valdība noraidīja projektu un kaitina kuģu būvētāji bija spiesti meklēt savu laimi Amerikā.

Un 1807. gada augustā pasaulē pirmais kuģis ar nosaukumu "Claremont", kurā visspēcīgākais tvaika dzinējs tika iesaistīta (foto redzams), devās Hudson Bay. Daudzi cilvēki vienkārši netic panākumiem.

Pirmajā lidojumā, par "Claremont" devās bez kravas un bez pasažieriem. Neviens gribēja doties ceļojumā uz kuģa uguns elpošanas. Bet pa ceļam atpakaļ, tur bija pirmais pasažieris - vietējais zemnieks, kurš maksā sešus dolārus par biļeti. Viņš kļuva par pirmo vēsturē pasažieru kuģniecības uzņēmums. Fulton bija tik daudz, ierosināja pārgalvis deva mūža garumā bez maksas izmantot visiem saviem izgudrojumiem.