Паровые машины. Паровой двигатель Уатта.

Елизавета

пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня или вращательного движения

вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу

из Александрии в первом столетии — это так называемая «баня

Герона», или «эолипил».

Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году.

двигатель». Он представлял собой усовершенствованную модель парового двигателя Севери. Он

получил свое применение в качестве откачки воды из шахт. Именно с появлением данного двигателя принято связывать начало английской промышленной революции.

существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали его значительно

более эффективным по расходу топлива.

усовершенствованной паровой машины
Джеймс Уатт
(James Watt, 1736-1819)

эффективности подобных машин. Он загорелся идеей улучшить параметры паровой машины.

Ему было ясно, что основной недостаток машины Ньюкомена состоял в попеременном нагревании и охлаждении цилиндра. Каким же образом избежать этого? Ответ пришел к Уатту воскресным весенним днем 1765 г. Он понял, что цилиндр может постоянно оставаться горячим, если до конденсации отводить пар в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. При этом перенос процесса конденсации пара за пределы цилиндра должен способствовать снижению расхода пара. Более того, цилиндр может оставаться горячим, а конденсор холодным, если снаружи их покрыть теплоизоляционным материалом.   Усовершенствования, которые внес Уатт в паровую машину (центробежный регулятор, отдельный конденсатор пара, уплотнители и др.), не только подняли коэффициент полезного действия машины, но и окончательно превратили пароатмосферную машину в паровую, а главное - машина стала легко управляемой.

изобретение. Патент он в 1769 г. получил, но построить паровую

машину ему долго не удавалось. И только в 1776 г. при материальной поддержке доктора Ребека, основателя первого металлургического завода в Шотландии, паровая машина Уатта была, наконец, построена и успешно прошла испытание.

двойного действия, в котором пар подавался попеременно по разные стороны

от поршня, при этом отработанный пар поступал в конденсатор;
жаровая рубашка, окружавшая рабочий цилиндр для снижения тепловых потерь, и золотник;
преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала сначала посредством шатунно-кривошипного механизма, а затем с помощью шестеренчатой передачи, явившейся прообразом планетарного редуктора;
центробежный регулятор для поддержания постоянства числа оборотов вала и маховик для уменьшения неравномерности вращения.

приведения в действие машин и станков прядильных и ткацких фабрик,

а позже и других промышленных предприятий. Это привело к резкому повышению производительности труда. Именно с этого момента англичане отсчитывают начало большой промышленной революции, которая вывела Англию на лидирующее положение в мире.

машины Стационарные паровые машины могут быть разделены на два типа по

режиму использования:

• Машины с переменным режимом, к которым относятся машины металлопрокатных станов, паровые лебёдки и подобные устройства, которые должны часто останавливаться и менять направление вращения.

• Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Они включают энергетические двигатели на электростанциях, а также промышленные двигатели, использовавшиеся на заводах, фабриках и на кабельных железных дорогах до широкого распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности используются на судовых моделях и в специальных устройствах.

Паровой молот

Паровая машина на старой сахарной фабрике, Куба

них:
•Пароход
Сухопутные транспортные средства:
•Паровой автомобиль
•Паровоз
•Локомобиль
•Паровой трактор
•Паровой экскаватор, и даже
•Паровой самолёт.
В

России первый действующий паровоз был построен Е. А. и М. Е. Черепановыми на Нижне-Тагильском заводе в 1834 году для перевозки руды. Он развивал скорость 13 вёрст в час и перевозил более 200 пудов (3,2 тонны) груза. Длина первой железной дороги составляла 850 м.

Транспортные машины

доказали свою эффективность. Такие паровозы имеют на 60% меньшее потребление

топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию.
Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса.

Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива.
Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением. Паровозы до сих пор используются в горных районах Латинской Америки, несмотря на то, что в равнинной местности они давно были заменены более современными типами локомотивов.

предложил такую единицу, как «лошадиная сила». Эта единица измерения дожила

и до наших дней. Но в Англии, где Уатта почитают как пионера промышленной революции, решили иначе. В1882 г. Британская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единице мощности. Теперь имя Джеймса Уатта можно прочесть на любой электрической лампочке. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения. С этого случая и началась традиция присвоения собственных имен единицам измерения.

Памятник Уатту скульптора Френсиса Легата Чантри.