Istoria dezvoltării industriei: Istoria motorului cu aburi
Istoria motoarelor cu aburi își are originea în secolul I d.Hr. când Heron din Alexandria a descris pentru prima oară eolipiul. Mai mult de 1500 de ani mai târziu, în 1551 învățatul otoman Takiyuddin ash-shami descriea turbine primitive conduse de un feribot și în 1629 o descoperire similară a fost făcută de Giovanni Branca. Aceste dispozitive au fost mașini de gătit cu aburi pentru prăjituri sau mecanisme de transfer mici. Practic, astfel de desene sau modele au fost folosite de inventatori pentru a demonstra puterea aburilor și dovezi că nu ar trebui subestimate.
În anii 1700, minerii s-au confruntat cu un test serios - necesitatea de a pompa apa din minele adânci. Aceeași putere de abur a venit la salvare. Cu ajutorul energiei cu aburi, a fost posibilă pomparea apei din mine. Această aplicație a dezvăluit puterea potențială a aburului și a dus la inventarea unui motor cu aburi. Centralele cu aburi au apărut ulterior. Principiul principal pe care funcționează motoarele cu abur este "să condensi vaporii de apă pentru a crea un vid".
Thomas Severi și primele motoare industriale
Thomas Severi a fost primul care a inventat pompa de abur în 1698, a fost destinat pompării apei. Această invenție este deseori numită "motor de foc" sau motor pentru "ridicarea apei cu foc". Pompa de aburi, brevetată de Severi, a funcționat prin fierberea apei până când a fost complet transformată în abur. Apoi, fiecare picătură de abur a intrat în rezervor, iar în rezervor, unde apa a fost inițial formată, sa format un vid. Acest vid a fost folosit pentru pomparea apei din minele adânci. Dar soluția sa dovedit a fi temporară, deoarece energia aburului era suficientă doar pentru pomparea apei de la o adâncime de câțiva metri. Un alt dezavantaj al acestui proiect a fost utilizarea presiunii aburului pentru a îndepărta apa aspirată în rezervor. Presiunea a fost prea mare pentru cazane, ceea ce a provocat o serie de explozii violente.
Mașini de joasă presiune
Consumul ridicat de cărbune al motoarelor de abur Newcomen a fost redus datorită inovațiilor lui James Watt. Cilindrul mașinii de joasă presiune a fost echipat cu protecție termică, un condensator separat și un mecanism de drenaj pentru apa condensată. Astfel, consumul de cărbune în mașinile cu presiune joasă a fost redus cu mai mult de 50%.
Ivan Polzunov și primul motor cu aburi cu două cilindri
Primul motor cu aburi din Rusia a fost inventat de Ivan Polzunov. Motorul său cu doi cilindri cu aburi a fost mai puternic decât motoarele britanice fără un impuls. Au ajuns la o putere de 24 kW. Modelul motorului cu aburi cu două cilindri Polzunova este expus în muzeul din Barnaul.
Mașina de abur a lui Thomas Newcomen
În 1712, Thomas Newcomen a inventat un motor de aburi extrem de reușit din punct de vedere practic. Modelul său a constat într-un piston sau cilindru, care a pus în mișcare o punte imensă de lemn pentru a rula o pompă de apă. Cursa din spate a mașinii sa datorat gravitației, care a împins capătul punții de pe partea pompei. Mașina Newcomenia a fost utilizată activ timp de 50 de ani. Apoi a fost recunoscut ca fiind ineficient, deoarece a necesitat multă energie pentru funcționarea activă. A fost necesar să se încălzească cilindrul, deoarece acesta era în mod constant răcit, ceea ce a dus la arderea multor combustibili.
Îmbunătățiri James Watt
James Watt a făcut o adevărată revoluție în istoria dezvoltării motoarelor cu aburi, introducând un condensator separat în designul original. El a introdus această inovație în 1765. Dar numai după 11 ani a fost posibil să se realizeze un design care să poată fi utilizat la scară industrială. Cea mai mare problemă în realizarea ideii Watt a fost tehnologia de a crea un piston imens pentru a menține cantitatea necesară de vid. Dar, în curând, tehnologia a înregistrat progrese importante și, odată ce brevetul a primit finanțare suficientă, motorul cu aburi Watt a început să fie utilizat în mod activ pe căile ferate și nave. În SUA, mai mult de 60.000 de mașini au funcționat pe motoarele cu abur în perioada 1897-1927.
Mașini de înaltă presiune
În 1800, Richard Trevithick a inventat motoare cu abur de înaltă presiune. Comparativ cu toate modelele inventate anterior de motoare cu aburi, această opțiune a fost cea mai puternică. Dar cu adevărat de succes a fost designul propus de Oliver Evans. Sa bazat pe ideea de a aduce motorul în abur, mai degrabă decât de a condensa aburul pentru a crea un vid. Evans a inventat primul motor cu aburi fără condens, care funcționa sub presiune înaltă, în 1805. Mașina a fost staționară și a dezvoltat 30 rotații pe minut. Această mașină a fost inițial utilizată pentru a conduce ferăstraie. Astfel de mașini au fost susținute de rezervoare imense cu apă, care a fost încălzită de o sursă de căldură plasată direct sub rezervor, ceea ce a făcut posibilă producerea eficientă a cantității potrivite de abur.
Curând, aceste motoare cu aburi au fost utilizate pe scară largă în bărcile cu motor și pe căile ferate, în 1802 și, respectiv, 1829. Aproape o jumătate de secol mai târziu, au apărut primele mașini cu aburi. Charles Algernon Parsons în 1880 a inventat prima turbină cu abur. Până la începutul secolului XX, motoarele cu aburi au fost utilizate pe scară largă în automobile și construcții navale.
Motoarele cu aburi Cornish
Richard Trivetik a încercat să îmbunătățească pompa de aburi inventată de Watt. A fost modificat pentru utilizarea în cazanele Cornish inventate de Trevetic. Eficiența motorului cu aburi Cornish a fost semnificativ îmbunătățită de William Sims, Arthur Woolf și Samuel Gruz. Actualizările motoarelor cu aburi Cornish au constat în conducte izolate, motor și cazane pentru o eficiență sporită.
Adăugat acum 3 ani
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: