Как работает паровой двигатель

10.05.2022
Как работает паровой двигатель

Несмотря на огромный скачок развития современных технологий, паровая тяга все еще обеспечивает значительную часть энергии, требуемой производством. Даже самые мощные атомные реакторы на сегодняшний день являются по сути «нагревателями с долгоиграющей батарейкой» паровой тяги вращающихся турбин.

История изобретения

По мнению историков, прародителем двигателя, функционирующего на энергии пара был греческий механик Геро Александрийским в 1 веке нашей эры. Однако практического применения силы пара смог добиться англичанин Т. Сэвери в 1698 году. В специальном отсеке происходило охлаждение пара до получения конденсата, после чего из-за стремительного снижения объема образовывался парциальный вакуум, сила которого применялась для откачки из шахт воды.

Как работает паровой двигатель

Английски инженер Т. Ньюкомен в 1710 применил принцип движения поршня вверх под действием пара, после чего происходило охлаждение цилиндра для образования конденсата и возвращения поршня в исходное положение. В результате конденсации в цилиндре падало давление, что позволяло поршню опуститься при атмосферном давлении. Поэтому двигатель назывался пароатмосферным.

Несмотря на более высокую эффективность, по сравнению с машиной Сэвери, двигатель Ньюкомена функционировал с низкой скоростью и выдавал незначительный КПД. Данное обстоятельство связывалось с необходимостью регулярного нагрева цилиндра сразу после охлаждения, для того, чтобы пар толкал вверх поршень. В противном случае он немедленно конденсировался.

Как работает паровой двигатель

Уатт

В 1769 шотландец Джеймс Уатт создал механизм, в котором пар двигался в отдельный конденсационный отсек. Таким образом необходимость в поочередном охлаждении и нагревании цилиндров отпадала, что значительно снижало тепловые потери. Также агрегат Уатта действовал быстрее в связи с тем, что предоставлялась возможность направлять больший объем пара в цилиндр, как только поршень оказывался в исходном положении.

В связи с подобным усовершенствованием паровозы стали революционным сухопутным средством передвижения. Агрегаты, работающие на энергии пара использовались:

  • Для типографических нужд;
  • В текстильном производстве;
  • В прачечных — стиральные машины работали на пару;
  • В сфере развлечения — аттракционы;
  • В сельском хозяйстве — при вспахивании земли;

Существовали даже паровые пылесосы и массажные щетки для использования в парикмахерских.

Как работает паровой двигатель

Вращение

Большая часть паровых машин первого поколения осуществляли возвратно-поступательные движения в цилиндрах. Их с успехом преобразовывали во вращательное при использовании дополнительных механических приспособлений.

Паровые турбины превращают паровую энергию во вращение сразу. Изобретатели 19 века проводили эксперименты с паровыми турбинами, однако лишь англичанину Ч. Парсонсу в 1884 году удалось сконструировать не только работоспособную, но и рентабельную машину. По прошествию нескольких лет после этого изобретения турбины Парсонса стали применяться в электрогенераторах и на судах.

Видео по теме


Подпишитесь на наши интересные статьи в соцетях!
Или подпишитесь на рассылку

Сохрани статью себе в соцсеть!

Автор публикации
не в сети 20 часов
Комментарии: 0Публикации: 603

Оставить комментарий

Вам будет интересно также: