蒸汽机原理图(热胶墙布蒸汽机原理图)
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瓦特发明了蒸汽机,为什么蒸汽能带动火车前进?
瓦特发明蒸汽机,带动工业革命的故事,大家都耳熟能详。据说瓦特小时候看到水烧开后,蒸汽把水壶盖顶开,从中意识到蒸汽里面蕴藏着巨大的能量,因而埋下了将来发明蒸汽机的种子。
瓦特的伟大毋庸置疑,但有两个基本事实也必须了解一下:首先,蒸汽机并不是瓦特第一个发明的,他的主要功绩是将其实用化;其次,瓦特研究蒸汽机所需的科学知识与巨额资金,不是他自己所能具备的,他得到了一个神秘团队的支持。
尤其是第二点,瓦特本人只是一名工匠,既没有受到高等教育,家里又没有矿,在正常的情况下,是很难克服这些困难的。幸运的是,瓦特遇到了这个神秘团队,最终完成了实用蒸汽机的发明。
▲瓦特搞发明的油画
一、蒸汽机
早在两千年前的古希腊时代,人们就发现了蒸汽具有推动物体运动的能力,但无法利用这种能量。17世纪末18世纪初,法国和英国的科学家先后发明了原始的蒸汽机。
不过,这些原始蒸汽机都不太实用,不但效率低,而且体积又很大,只能用在煤矿里抽水。这是为什么?因为只有煤矿才养得起蒸汽机,烧煤不花钱。
▲瓦特的画像
瓦特蒸汽机的原理并不复杂,蒸汽进入汽缸后推动一个活塞往复运动,活塞再与其他装置相联结,达到动力输出的效果。形象地说,这个活塞就是水壶盖子,蒸汽把盖子往上顶时产生动力,蒸汽泄掉后,盖子会自动盖上,等待下一次循环。
原理虽然简单,但实现起来非常困难。瓦特是学徒工出身,学的是仪器制造和锤工技能,特别擅长使用锤子。心灵手巧的瓦特得到了格拉斯哥大学的认可,让他在学校里开了一间小店,专门制作数学仪器,
小店开得不错,有了点积蓄后,他便开始鼓捣蒸汽机。不过,蒸汽机是个大家伙,买原材料、做试验都需要资金,瓦特的小店根本不够开支的。一位钢铁厂老板看到了蒸汽机的潜力,全力资助瓦特。
▲18世纪的英国处在工业革命的前夜
有钱就好办多了,瓦特全心全意搞了好几年,投入海量的资金,终于……把投资人给搞破产了,猪站到了风口上,风力不够摔死了。瓦特的蒸汽机仍然问题重重,马力小得可怜,烧掉的煤比输出的动力更值钱。
祸不单行,瓦特的妻子不幸去世,悲伤的瓦特放弃了蒸汽机的研究,打算去俄国随便干点啥,远离这个让他伤心的地方。这时,有一个叫博尔顿的老板来找瓦特,重新点燃了瓦特心中的希望。
二、月光社
博尔特自己有工厂,手下千把号工人,生产各式各样的网红商品,财大气粗。他现在最烦恼的是厂里的动力不足,水力转轮机不能在旱季工作,影响了他的产量和收入。听说瓦特在搞蒸汽机,博尔特便找上门来。
博尔特的条件很诱人,免费提供厂房和资金,蒸汽机成功后带来的利润两人对分。还有什么可说的,瓦特其实也放不下蒸汽机,便答应了博尔顿,继续他的研究。
▲瓦特蒸汽机发明之前,已经具备了大规模机器生产的条件
除了提供充足的资金外,博尔特还为瓦特提供了一个更重要的资源——月光社。这是一个由当时最顶级科学家组成的社团,创造人是达尔文,发明进化论的那位达尔文他爷爷。
月光社就是帮助瓦特取得成功的神秘团队,成立于1765年,博尔顿也是始创人之一。由于他们喜欢在月圆时聚会,因而取名叫月光社,肯定跟狼人没有任何联系。
月光社里集中了哲学家、化学家、天文学家、商人等等,他们更侧重于科学技术的实用化,生产更新颖和更廉价的商品,对促进英国的工业革命起过很大的作用。
▲月光社旧址
,英国的平民科学家越来越多,他们很难被由贵族和牛津剑桥人士把持的皇家科学协会所接纳。月光社只看重知识和能力,甚至只要对某个领域有兴趣即可加入。在这里,瓦特的学徒工身份不是障碍,大家都是平等的,也许这才叫广开民智吧。
由于这些平民科学家和商人更容易接受法国大革命的思想,而受到英国主流社会的责难。再加上创造人相继离世或移民,月光社终于归于沉寂。而月光社最广为人知的成就,便是帮助瓦特完成了蒸汽机的研究。
三、功成名就
瓦特起先在月光社里并不起眼,他如饥似渴地向科学家们学习各种知识,比如他天天在烧煤,却不知道氧气和二氧化碳是什么东西,还有行星是围绕太阳作圆周运动的。虽然这些知识跟蒸汽机好像没啥关系,但说不定什么时候就能派上用场呢。
果然,瓦特很快从行星运动里得到启发,找到了研究蒸汽机的新思路,把活塞及联结杆的运动方式,由直线改为类似行星运动的齿轮旋转。老式蒸汽火车的车轮就是最明显的代表。
▲火车是蒸汽机最佳应用之一
最为困扰瓦特的一个问题,是蒸汽机的马力太低,也就是力量不足。月光社另一位成员威尔金森,有一次冒着雾气看完瓦特蒸汽机的试验后,马上指出了其中的问题:汽缸的密封性太差,导致蒸汽压力太低。想要把盖子顶得更高,换个高压锅才行。
威尔金森拆开汽缸一看,妈呀,原来是瓦特手工锤出来的(别忘了他是锤工学徒出身),缸体开口处的密封件是浸了水的绳子,难怪一开机就雾气腾腾,漏出来的蒸汽太多了,都快赶上土耳其浴室了。
▲最初的瓦特蒸汽机
威尔金森对瓦特说,我有办法让你的蒸汽机马力成倍提高,要不要?开玩笑,当然要,瓦特和博尔特迫不及待地回答。威尔金森开出了一个条件,蒸汽机研制成功后,只能买他提供的汽缸。OK,成交!
威尔金森回去后没几天,拿来了一套新的汽缸和活塞,一眼看上去就比瓦特亲自加工的至尊手工专享版高大上太多了,金属外表光滑,开口处的尺寸严丝合缝。
▲瓦特蒸汽机的原理图
威尔金森到底是干什么的?他是个机械制造商兼军火商,专门为英国军队制造火炮。他有当时最先进的全套金属加工设备,这个汽缸就是用加工炮管的车床镗出来的,自然上档次。
新的汽缸活塞装上去一试,功率比原先提高了4-5倍,最高达到40马力,终于具备了实用的价值。瓦特和博尔特长吁了一口气,特别是博尔特,砸在这台蒸汽机上的金钱已经海了去,财大气粗的博尔特也快吃不消了,好在黑暗已经过去,黎明即将到来。
▲蒸汽动力汽车
经过进一步改进后,第一台高压联动蒸汽机在1782年问世,也被称为万能蒸汽机,能够用在几乎所有需要机器动力的地方,成本只有马拉动力的十分之一。蒸汽机的订单接得博尔特手抽筋,大笔的英镑滚滚而来。
之后几十年里,蒸汽动力火车、轮船、汽车先后被发明出来,人类正式进入了机器时代。而瓦特凭借蒸汽机的专利和销售收入,实现财务自由,人生进入了收获阶段,买房旅游,然后光荣退休。博尔特则成为英国有名的蒸汽机制造商,使自己的财产翻了好几倍。
▲蒸汽动力轮船
发明和创新需要的不仅是头脑,同时也离不开财力物力和更多领域知识的支持。瓦特的幸运之处是他遇到了博尔特和月光社,使当时英国最好的头脑为己所用。再加上他本人的勤奋及一点点运气,终于成为名留青史的发明家,开启了一个崭新的时代。
蒸汽机的构造及其工作原理
用酒精灯对烧瓶加热,使水沸腾,蒸汽便把注射器的活塞向上推起。当达到一定高度时,打开夹子使蒸汽从橡皮管放出,这时活塞又落下来。这样重复操作,可观察活塞的往复运动,演示蒸汽机的简单工作原理。
蒸汽机,火箭 柴油机 汽油机的工作原理 不用太专业了,
蒸汽机原理(见下图):锅炉发生的高压高温过热蒸汽进入汽室后,通过阀动装置的配汽作用,进入汽缸,在汽缸内膨胀作功,推动活塞时,机械能经活塞杆、十字头、摇杆等机械部件传递给主动轮,再经连杆传递给其他动轮,通过轮轨接触,牵引列车。
火箭原理:以牛顿定律作为基本驱动原理,该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质,结果会获得另一个方向的反作用力。现代的火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。
柴油机的工作原理(见下图):四个冲程。大多数的柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后,才能恢复到起始状态,使柴油机不断地产生机械功,上述四个热力过程称为一个工作循环。
汽油机的工作原理(见下图):简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
谁知道蒸汽机的原理啊 我想要图解
蒸汽机的原理:
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。
扩展资料:
随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机。
蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃。
考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下。蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高。
参考资料来源:百度百科—蒸汽机
蒸汽机原理构造图
蒸汽机原理构造图如图
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。
扩展资料
蒸汽机靠蒸汽的膨胀作用来作功的,蒸汽机车的工作原理也不例外。当司炉把煤填入炉膛时,煤在燃烧过程中,它蕴藏的化学能就转换成热能,把机车锅 炉中的水加热、汽化,形成400℃以上的过热蒸汽,再进入蒸汽机膨胀作功。
推动汽机活塞往复运动,活塞通过连杆、摇杆,将往复直线运动变为轮转圆周运动,带动机车动轮旋转,从而牵引列车前进。因此蒸汽机车必须具备锅炉、汽机和走行三个基本部分。
参考资料来源:百度百科-蒸汽机车
参考资料来源:百度百科-蒸汽机
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