História parného stroja a jeho aplikácie

Vynález parných strojov bol zlom v histórii ľudstva. Niekde na prelome XVII-XVIII storočia začala nahrádzať neefektívne ručné práce, vodné bicykle a veterné mlyny na úplne nových a unikátnych mechanizmov - parných strojov. Práve vďaka nim bolo možné technické a priemyselné revolúcie a celý vývoj ľudstva.

Ale kto vynašiel parný stroj? Ľudstvu je povinný? A kedy to bolo? Všetky tieto otázky a snažíme sa nájsť odpovede.

Pred naším letopočtom

História parného stroja siaha až do prvého storočia pred naším letopočtom. Geron Aleksandriysky popísaný mechanizmus, ktorý začal fungovať len vtedy, ak to ovplyvnilo pary. Zariadenie je balón, ktoré boli stanovené trysky. Z trysky tangenciálne von pary, čím sa spôsobí otáčania motora. Jednalo sa o prvý prístroj, ktorý beží na paru.

Tvorca parného stroja (alebo skôr, turbíny) - Taqi al-Din (arabský filozof, inžinier a astronóm). Jeho vynález stal sa široko známy v Egypte v XVI storočí. Mechanizmus je usporiadaný nasledovne: prúd pary je smerovaný priamo na mechanizme s lopatkami, a keď sa dym stúpal - nože otáčať. Niečo podobné sa v roku 1629 a ponúkol taliansky inžinier Dzhovanni Branka. Hlavnou nevýhodou týchto vynálezov bola príliš vysoká spotreba pary, čo si vyžiadalo obrovské množstvo energie a to nebolo vhodné. Vývoj bol pozastavený, pretože potom vedecké a technologické znalosti ľudstva nebolo dosť. Okrem toho, že je potrebné tieto vynálezy úplne chýbajú.

dizajn

vytvorenie parného stroja nebolo možné až do XVII storočia. Ale akonáhle úroveň pás vývoja človeka zložil, potom boli prvé inštancie a vynález. Aj keď vážne mali v tej dobe som nevzal. Napríklad v roku 1663 anglický vedec publikoval v tlači navrhnúť svoj vynález, ktorý sa vydal do hradu Raglan. Jeho zariadenie sa používa na zvýšenie vodnej veže na stenách. Avšak, ako sa všetky nové a neznáme, tento projekt bol prijatý s pochybností, a sponzorov pre jej ďalší rozvoj nebol.

História parného stroja začína vynález paroatmosfernoy stroja. V roku 1681 vedci z francúzskej Denis Papin vynašiel zariadenie, ktoré čerpá vodu z baní. Ako hnacia sila prvýkrát použitý prášok, a potom bol nahradený parou. Takže tam paroatmosfernaya stroj. Obrovský prínos k zlepšeniu zo strany vedcov z Anglicka Tomáša Nyukomen a Thomas Savery. Neoceniteľná pomoc bola tiež samouk ruský vynálezca Ivan Polzunov.

Neúspešný pokus Papen

Paroatmosfernaya stroj, zatiaľ čo ďaleko k dokonalosti, priťahuje mimoriadnu pozornosť v oblasti stavby lodí. D. Papin ich posledný úspory vynaložené na nákup v malom člne, ktorá zaoberajúca sa inštaláciou vodárenské strojov paroatmosfernoy vlastnú produkciu. Mechanizmus účinku spočíva v tom, že pádu z výšky, začne voda točiť volantom.

Jeho vynálezca testy vykonané v roku 1707 na rieke Fulda. Mnoho ľudí sa zhromaždilo vidieť zázrak: Take riečna loď bez plachty a veslá. Avšak, v priebehu skúšky došlo k nehode: motor explodovala a zabila niekoľko ľudí. Úrady sa hnevá na nešťastné vynálezca a zakázal mu z akéhokoľvek práce a projektov. Loď bola zabavená a zničená, a Papen sám zomrel o niekoľko rokov neskôr.

chyba

Parník Papen bol ďalší princíp. V spodnej časti vojne bolo nutné naliať malé množstvo vody. Sama o sebe leží pražiareň valec, ktorý slúžil pre ohrev kvapaliny. Keď začala voda variť, para sa vytvára, rozširuje, zvýšil piest. Z priestoru nad piestom prostredníctvom špeciálne vybavené vztlaku ventilu. Potom, čo začal vody k varu a spadol pary, bolo nutné odstrániť ohnisku, pre uzatvorenie ventilu, aby sa odstránil vzduch, a pomocou studenej vody pre chladenie steny valca. Prostredníctvom týchto akčných dvojíc, ktorý bol vo valci, kondenzované, že bola vytvorená za vákua piestu a atmosferickým tlakom kvôli sile piestnych vráti do svojej pôvodnej miesto. Počas jeho pohybu smerom nadol a vykonávať užitočnú prácu. Avšak účinnosť parný stroj Papin bol negatívny. Motor lode bol veľmi neekonomické. A čo je najdôležitejšie, to bolo príliš komplikované a nevhodné na použitie. Preto vynález Papen nemá žiadnu budúcnosť od samého začiatku.

nasledovníci

Avšak história parného stroja ani zďaleka nekončí. Ďalej máme oveľa úspešnejší ako Papen, otočil anglický vedec Tomas Nyukomen. Už dlho študoval diela svojich predchodcov, so zameraním na slabé stránky. A vzal to najlepšie z ich diel, vytvorených v roku 1712 svojim zamestnancom. Nový parný stroj (foto zobrazený) sa skonštruuje nasledujúcim spôsobom: používa valec je vo zvislej polohe, a piest. To Newcomen vytiahol z pracovného Papen. Avšak, pary vytvorené v inej nádobe. Okolo piest bola stanovená s integrálne kožou, čo výrazne zvýšenú tesnosť vo valci pary. Tento stroj má tiež paroatmosfernoy (voda zdvihnutý z bane pomocou atmosférického tlaku). Hlavnou nevýhodou tohto vynálezu boli jeho ťažkopádne a neekonomické: stroj "jedol" obrovské množstvo uhlia. Avšak, výhody plynúce výrazne vyššia ako Papin vynálezu. Z tohto dôvodu sa používa už takmer päťdesiat rokov v jaskyniach a baniach. To bolo používané na čerpanie podzemnej vody, ako aj pre sušenie vozidla. Tomas Nyukomen pokúsil previesť svoje vozidlo tak, aby bolo možné ho použiť k doprave. Avšak, všetky jeho pokusy zlyhali.

Ďalším vedcom, vyhlásila, že sa stala D. Hull z Anglicka. V roku 1736 sa predstavil svetu svoj vynález: paroatmosfernuyu stroja, ktorý ako motor bol obežné kolesá. Jeho vývoj mal úspešnejší ako Papen. Okamžite niekoľko týchto plavidiel bolo vyrobené. Tie sa najčastejšie používajú na ťahanie člnov, lodí a iných plavidiel. Avšak, spoľahlivosť paroatmosfernoy stroje postrádajú dôveryhodnosť a lode vybavené plachtami ako hlavný ovládač.

Hoci Hull mal viac šťastia ako Papen, jeho vynález postupne stratila na význame, a sú odmietnuté. Ešte paroatmosfernyh strojov tej dobe bolo veľa špecifických nedostatkov.

História parného stroja v Rusku

Budúci prielom prišiel v Ruskej ríše. V roku 1766, v hutníckom závode na Barnaul prvý parný stroj, ktorý je privádzaný do taviacej pec bola vytvorená pomocou špeciálnych mechy. To sa stalo tvorca Ivan Ivanovič Polzunov, ktorí za svoje služby pre svoju krajinu, aj vzhľadom na to, hodnosti dôstojníka. Vynálezca predstavil svojich nadriadených výkresy a plány "Požiarny voz" schopný poháňať mechy.

Avšak osud hral krutý vtip s Polzunova: bolo prijaté sedem rokov po svojom návrhu, a auto je zostavené, keď ochorel a zomrel spotreby - len jeden týždeň pred testovanie začal svoj motor. Avšak, jeho dokument bol dostačujúci na naštartovanie motora.

Takže, 07.08.1766 Polzunova parný stroj bol zahájený a umiestnená pod zaťažením. Avšak, v novembri toho istého roku, sa zrútila. Dôvodom pre kotly byť príliš tenké steny, ktoré nie sú určené pre záťaž. Okrem toho vynálezca napísal vo svojich usmerneniach, že je to len skúškou možno použiť pot. Výroba nového kotla by sa ľahko oplatilo, pretože účinnosť Polzunova parný stroj bol pozitívny. Viac ako 1023 hodina práce pomocou taví striebra viac ako 14 libier!

Ale napriek tomu, nikto opraviť mechanizmus nie. Parný stroj Polzunova sadá prach viac ako 15 rokov v sklade, zatiaľ čo svet priemysel nestojí a rozvíjať. A potom úplne bol rozobraný na náhradné diely. Zdá sa, že v tej dobe Rusko doteraz vzrástol na parných lokomotív.

časová náročnosť

Medzitým sa život na mieste nestála. A ľudstvo stále uvažoval o vytvorení mechanizmu pre nezávislých na vrtošivé povahy, a prevziať kontrolu osud. Z plachiet by všetci chceli, aby sa vzdal, akonáhle to bude možné. Z tohto dôvodu je vytvorenie stáleho mechanizmu pre páry visela vo vzduchu. V roku 1753 v Paríži, bol povýšený konkurenciu medzi umelcami, vedcami a vynálezcovia. Akadémie vied oznámila, že ocenenie pre každého, kto môže vytvoriť mechanizmus, ktorý môže nahradiť silu vetra. Ale aj napriek tomu, že sa zúčastnil súťažnej takých mysli napríklad L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix a ďalších zmysluplných návrhov nevydávajú jeden.

Roky plynuli. A priemyselná revolúcia s ktorým sa stále viac a viac krajín. Primát a vedenie medzi ostatnými mocnosťami vždy otlčené Anglicku. Do konca osemnásteho storočia, sa stal tvorcom UK veľkého priemyslu, čím získal titul svetového monopolu v tomto odvetví. Problematika vlastným pohonom, každý deň sa stáva viac a viac dôležité. A tento motor bol vytvorený.

Prvý parný stroj na svete

1784 bol pre Britániu a vo svete medzníkom v priemyselnej revolúcii. A osoba zodpovedná za to bol anglický inžinier Dzheyms Uatt. Parný stroj, ktorý založil, sa stal najviac high-profil objav storočia.

Dzheyms Uatt niekoľko rokov študoval výkresy, štruktúru a pracovné princípy paroatmosfernyh strojov. A na základe toho všetkého, došiel k záveru, že účinnosť motora je nevyhnutná pre vyrovnanie teploty vody vo valci a pary, ktorý vstupuje do mechanizmu. Hlavnou nevýhodou paroatmosfernyh strojov je stála potreba pre chladiacu vodu z valca. Bolo to nepríjemné a spotrebný materiál.

Nový parný stroj bol konštruovaný inak. To znamená, že valec je na špeciálnej košeli pary. Tak Watt zaistené trvalé horúcom stave. Vynálezca vytvorila špeciálnej nádoby, ponorí do studenej vody (kondenzátora). To je spojené valcové rúrky. Ak je para sú dodržiavané vo valci cez rúrky, a spadol do kondenzátora sa prevedie späť do vody. Pracuje na zlepšenie svojho auta, Watt vytvoril podtlak v kondenzátore. Tak, všetci para, prechádza z valca, v ňom kondenzuje. Vďaka tejto inovácii výrazne zvyšuje expanziu pary, čo umožňuje získať rovnaké množstvo pary je oveľa viac energie. To bol úspech koruny.

Vytvoril parným strojom tiež zmenila a zásadu pre prívod vzduchu. Teraz prvý para vstupuje pod piestom, čím ju zdvihol, a potom ísť nad piestom, znižuje. Tak ako zdvih v pracovnej ocele mechanizme, že ani predtým nebol možný. A Spotreba uhlia jeden konských síl bol štyrikrát nižšia ako, v tomto poradí, v paroatmosfernyh stroja, a potom sa snažili Dzheyms Uatt. Parný stroj veľmi rýchlo vyhral prvú Veľkú Britániu dobre, a potom celý svet.

"Charlotte Dundas"

Potom, čo bol svet zasiahnutý vynálezom James Watt, začali rozšírené používanie parných strojov. Takže v roku 1802 vo Veľkej Británii má svoju prvú loď za pár - "Charlotte Dundas" loď Jeho tvorcovia veria William Symington. Loď bola použitá ako vlečných člnov podľa kanála. Úloha vrtule na lodi hral lopatkové koleso namontované na zadnej časti. Čln je prvýkrát úspešne otestovala: dve obrovské člny ťahané 18 míľ za šesť hodín. Zároveň je silne zasiahol do protivetru. Ale podarilo.

Napriek tomu, že bol umiestnený na vtip, pretože sa báli, že kvôli silnej vlny, ktoré vznikli pod kolesa, kanálové banky budú rozmazané. Mimochodom, "Charlotte," Testovanie sa zúčastnilo ľudí, z ktorých celý svet je považovaný za tvorcu prvá loď.

Prvý loď na svete

Angličtina lodenice Robert Fulton sa mladosti, sníval o lode s parným strojom. A teraz sa jeho sen stal uskutočniteľný. Po vynálezu parného stroja sa stal novým impulz k stavbu lodí. Spolu s Messenger of America R. Livingston, ktorý prevzal finančnú stránku problému, Fulton vzal návrh lode s parným strojom. Bolo to zložité vynález je založený na myšlienke veslo pohonu. Podľa stranách lode boli čerpané v niekoľkých lopatkami, simulujúce rôzne zábavy. V tomto prípade, pádla a potom vzájomne ovplyvňovať a zlomil. V súčasnej dobe sa môže ľahko povedať, že rovnaký účinok by bolo možné dosiahnuť, ak všetky tri alebo štyri pádla. Ale z hľadiska vedy a techniky v tej dobe nebolo možné vidieť. Preto stavitelia lodí mali oveľa zložitejšie.

V roku 1803, Fulton vynález bol predložený na celom svete. Parník sa pomaly a rovnomerne na Seine, úžasné mysle a fantázie mnohých vedcov a osobností Paríža. Avšak, Napoleonova vláda odmietla projekt a rozmrzelí stavitelia lodí boli nútení hľadať svoje šťastie v Amerike.

A v auguste 1807 prvá loď na svete s názvom "Claremont", v ktorom sa podieľala najsilnejší parná lokomotíva (zobrazené foto), šiel na Hudson Bay. Mnoho ľudí jednoducho neverí v úspech.

V prvom lete, "Claremont" pokračoval bez nákladu a bez cestujúcich. Nikto nechcel ísť na výlet na palube lode požiarnej dýchanie. Ale na spiatočnej ceste, tam bol prvý cestujúci - miestny farmár, ktorý zaplatil šesť dolárov za lístok. Stal sa prvým v histórii lodnej cestujúcich spoločnosti. Fulton bolo toľko navrhol, aby odvážlivec dal celoživotné voľné cestovanie na všetkých svojich vynálezov.