Тепловые двигатели

Страница 2

Это была первая работоспособная паросиловая установка, которая за счет внутренней энергии топлива выполняла механическую работу. Процесс проходил в два этапа, а именно: паровой котел преобразовывал потенциальную химическую энергию сжигаемого топлива в тепловую (энергию водяного пара), а затем в поршневом двигателе последняя преобразовывалась в механическую работу движения поршня. Но эта система также не была универсальной и могла использоваться именно только как мотор-насос. Для выполнения других работ насос поднимали выше, чтобы подаваемая им вода направлялась на водяное колесо, которое могло приводить во вращение другие потребители энергии. Это связано с дополнительными потерями, поэтому насос был сложен и малоэффективен.

Совершенствованием атмосферной машины Ньюкомена занимались многие изобретатели. Они вводили в нее одно изменение за другим, и она скоро получила широкое распространение на шахтах в Англии. В 1725 г. была построена установка Ньюкомена с двумя параллельными цилиндрами, которые действовали попеременно, ускоряя работу и увеличивая вдвое производительность. Однако их эффективность продолжала оставаться весьма низкой, так как много теплоты терялось зря и, следовательно, расход топлива был по-прежнему очень большим.

Известный российский изобретатель И.И. Ползунов, работавший на барнаульских заводах в 1763 г., воспользовавшись идеей Ньюкомена, разработал проект пароатмосферной машины для привода кузнечных мехов, которая была построена и испытана спустя несколько лет.

Таким образом, техническое развитие горной промышленности и металлургического производства в середине XVIII в. опиралось на стационарные пароатмосферные машины типа Севери и Ньюкомена, еще малоэффективные и громоздкие. Задача создания универсального теплового двигателя широкого применения смогла быть решена лишь в последней трети того столетия.

Джеймс Уатт внес в работу паровой поршневой машины целый ряд принципиальных и оригинальных усовершенствований. В 1763 г. Дж. Уатт нашел важное решение, повышающее эффективность парового двигателя Ньюкомена, - он ввел отдельный от цилиндра конденсатор, что существенно уменьшило потери теплоты и расход топлива и, следовательно, повысило кпд машины.

При конденсации пара в конденсаторе цилиндр мог оставаться теплым. Поэтому стало возможным его теплоизолировать, чтобы теплота не уходила в окружающую среду. Как уже говорилось, это изобретение положило начало эпохе паровых машин.

В 1782 г, Уатт получил второй патент на следующее техническое решение - использование расширения пара в цилиндре, что вдвое снижало расход пара на единицу работы. В 1784 г. Джеймс Уатт разработал еще несколько важнейших технических решений: двойное действие пара в цилиндре (оба хода поршня стали рабочими), двухцилиндровую машину, обеспечивающую преодоление мертвых точек и более равномерное вращение вала, и, наконец, всем известный центробежный регулятор скорости вращения вала («регулятор Уатта»).

Все нововведения сделали паровую машину Уатта универсальным тепловым двигателем, который находил применение во всех отраслях промышленности, мог быть использован и на транспортных средствах. Кпд этого двигателя по величине достигал уже порядка двух-трех процентов. Эта очень мало, но было значительно эффективнее всех существовавших до Уатта тепловых машин.

Поршневая паровая машина, основанная на возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре, как отмечалось ранее, явилась результатом работы многих изобретателей. Джеймс Уатт своим трудом и творчеством довел идею использования водяного пара в качестве рабочего тела теплового двигателя до технического совершенства и сделал паровую машину работоспособной и универсальной, что привело к интенсификации развития промышленности, подлинной технической революции, благодаря которой XIX в. назвали «веком пара», Заслуги Джеймса Уатта в технике и энергетике настолько велики, что во всем мире единица измерения мощности была названа в его честь «Watt» (W) [по русски принято читать и обозначать это наименование как «Ватт» (Вт)].

Страницы: 1 2 

Еще по теме:

Описание промышленной установки и анализ технологического процесса
Тягово-тормозной модуль — высокоэкономичный модуль, основой которого является системы «электродвигатель — двигатель внутреннего сгорания», питаемой как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора. Главное преимущество данного модуля — снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигае ...

Мероприятия по охране труда и технике безопасности
8. Собирайте первичный вал в порядке, обратном разборке. Задний подшипник напрессовывайте на вал, прикладывая усилие только к внутреннему кольцу, иначе подшипник будет поврежден. Общие требования безопасности. 1.1. Выполняйте только порученную Вам работу. 1.2. К ремонту автомобилей допускаются лица ...

Обеспечение поездов локомотивами на основе данных пономерной локомотивной модели
Комплекс задач «Оперативный контроль дислокации локомотивов (ОКДЛ)» в составе автоматизированной системы управления тяговыми ресурсами (ДИСТПС) предусматривает функционирование пономерной локомотивной модели, позволяющей решать широкий круг задач и, в частности, автоматизировать выдачу оперативно-д ...


Навигация

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transpexplore.ru