Ang kasaysayan ng steam engine at ang kanyang aplikasyon

Ang pag-imbento ng steam engine ay isang panlalik point sa kasaysayan ng sangkatauhan. Sa isang lugar sa turn ng XVII-XVIII siglo ito ay nagsimula ng pagpapalit walang kakayahan manual labor, tubig gulong at windmills sa isang ganap na bagong at natatanging mekanismo - steam engine. Ito ay salamat sa mga ito ay naging posible teknikal at pang-industriya rebolusyon, at ang buong pag-unlad ng sangkatauhan.

Ngunit sino ang nag-imbento ng steam engine? Upang sangkatauhan ng ito ay obligado na? At kapag ay na? Ang lahat ng mga tanong na ito at subukan namin upang makahanap ng mga sagot.

Bago ang aming panahon

Ang kasaysayan ng steam engine petsa pabalik sa unang siglo BC. Geron Aleksandriysky inilarawan ng isang mekanismo na nagsimula sa trabaho lamang kapag ito apektado sa mag-asawa. Ang aparato ay isang lobo, na pinatibay nozzle. Mula nozzles uusapan out steam, at dahil doon nagiging sanhi ng motor na paiikutin. Ito ay ang unang aparato na tumatakbo sa steam.

Ang taga-gawa ng steam engine (o sa halip, ang isang turbine) - Taqi al-Din (Arab pilosopo, engineer at astronomer). Ang kanyang imbensyon naging malawak na kilala sa Ehipto sa XVI siglo. mekanismo na ito ay nakaayos tulad ng sumusunod: steam daloy ay nakadirekta mismo sa mekanismo na may vanes, at kapag usok billowed - blades i-rotate. Isang bagay na katulad sa 1629 at inaalok ang Italian engineer Dzhovanni Branka. Ang pangunahing kawalan ng mga imbensyon ay masyadong mataas na pagkonsumo ng steam, na siya namang ay nangangailangan ng isang malaking halaga ng enerhiya at ito ay hindi angkop. Developments nasuspinde dahil sa ang pagkatapos ay pang-agham at teknolohikal na kaalaman ng sangkatauhan ay hindi sapat. Sa karagdagan, ang pangangailangan para sa naturang imbensyon ganap na absent.

disenyo

ang paglikha ng steam engine ay hindi posible hanggang sa XVII siglo. Ngunit sa lalong madaling strip na antas ng pag-unlad ng tao kinuha off, at pagkatapos ay doon ay ang unang pagkakataon at pag-imbento. Kahit na seryoso sila had sa oras na hindi ko gawin. Halimbawa, sa 1663 ang Ingles siyentipiko na inilathala sa press disenyo ng kanyang mga imbensyon, kung saan siya naka-set sa kastilyo Raglan. Ang kanyang aparato ay ginagamit upang taasan ang mga tore ng tubig sa mga pader. Gayunpaman, tulad sa lahat ng mga bago at hindi kilalang, ang proyektong ito ay natanggap na may pag-aalinlangan, at mga sponsors para sa kanyang karagdagang pag-unlad ay hindi.

Ang kasaysayan ng steam engine ay nagsisimula sa pag-imbento paroatmosfernoy machine. Sa 1681, siyentipiko mula sa French Denis Papin imbento ng isang aparato na sapatos na pangbabae ng tubig mula sa mga mina. Bilang isang nagmamaneho na puwersa para sa unang pagkakataon ginamit ang powder, at pagkatapos ito ay pinalitan ng steam. Kaya mayroong paroatmosfernaya machine. Ang isang malaking kontribusyon sa pagpapabuti na ginawa ng mga siyentipiko mula sa England Tomas Nyukomen at Thomas Savery. Walang kasinghalaga tulong ay mayroon ding self-itinuro Russian imbentor Ivan Polzunov.

Ang isang nabigong pagtatangka Papen

Paroatmosfernaya machine, habang malayo mula sa perpekto, ay nakahimok ng partikular na pansin sa larangan ng paggawa ng mga bapor. D. Papin kanilang huling savings ginugol sa pagbili ng isang maliit na bangka, na nakatuon sa pag-install ng tubig-angat na makinarya paroatmosfernoy sariling produksyon. Ang mekanismo ng pagkilos maglatag sa ang katunayan na, bumabagsak na mula sa isang taas, ang tubig ay nagsisimula upang paikutin ang wheel.

Nito imbentor pagsubok na isinasagawa sa 1707 sa Fulda River. Maraming mga tao na natipon upang makita ang himala: Kumuha ng ilog na bangka na walang layag at sagwan. Gayunpaman, sa panahon ng pagsubok na nagkaroon ng aksidente: ang engine sumabog at pinatay ang ilang mga tao. Ang mga awtoridad ay galit sa mga kapus-palad imbentor at pinagbawalan siya mula sa anumang trabaho at mga proyekto. Barko ay hamig at nawasak, at Papen ang kanyang sarili ay namatay ng ilang taon sa ibang pagkakataon.

pagkakamali

Ang steamer Papen ay ang susunod na prinsipyo. Sa ibaba ng silindro ito ay kinakailangan upang ibuhos ng isang maliit na halaga ng tubig. Sa pamamagitan ng mismo matatagpuan roaster silindro na kung saan ay nagsilbi sa init ng likido. Kapag ang tubig ay nagsimulang pigsa, steam ay nabuo, pagpapalawak, itataas piston. Mula sa espasyo sa itaas ng piston sa pamamagitan ng isang espesyal na-equipped balbula buoyancy. Matapos ang tubig ay nagsimulang pigsa at singaw ay nahulog, ito ay kinakailangan upang alisin ang brazier, upang isara ang balbula upang alisin ang hangin, at sa pamamagitan ng malamig na tubig upang palamig ang silindro pader. Sa pamamagitan ng naturang mga pares action, na nasa cylinder, condensed, ito ay nabuo sa ilalim ng piston vacuum at atmospheric presyon dahil sa ang puwersa ng piston nagbalik sa kanyang orihinal na lugar. Sa panahon nito pababang paggalaw at magsagawa ng mga kapaki-pakinabang trabaho. Gayunman, ang steam engine kahusayan Papin ay negatibo. ship engine ay lubhang uneconomical. At pinaka-mahalaga, ito ay masyadong kumplikado at maginhawa upang gamitin. Samakatuwid, ang pag-imbento Papen ay walang hinaharap mula sa napaka-simula.

mga tagasunod

Gayunman, ang kasaysayan ng ang steam engine ay hindi nagtapos doon. Susunod, kami ay may isang mas matagumpay kaysa Papen, pinatay ang Ingles siyentipiko Tomas Nyukomen. Mahaba Siya ay nag-aral ang mga gawa ng kanilang mga predecessors, na tumututok sa kahinaan. At kinuha niya ang pinakamaganda sa kanilang mga gawa, na nilikha sa 1712 staff nito. Ang bagong steam engine (photo ipinapakita) ay constructed tulad ng sumusunod: ginamit silindro ay nasa isang vertical na posisyon, at ang piston. Ito Newcomen kinuha mula sa trabaho Papen. Gayunpaman, ang mga pares nabuo sa isang iba't ibang mga palayok. Sa paligid ng piston ay naayos na integral balat, na kung saan makabuluhang tumaas paninikip sa loob ng steam cylinder. makina na ito ay mayroon ding paroatmosfernoy (tubig itinaas mula sa minahan sa pamamagitan ng atmospheric presyon). Ang pangunahing kawalan ng pag-imbento ay sa kanyang masalimuot at uneconomical: ang machine "ate" ng isang malaking halaga ng karbon. Gayunman, ito pakinabang ang nagdala nang malaki-laki mas malaki kaysa Papin imbento. Samakatuwid, ito ay ginagamit para sa halos limampung taon sa mga yungib at mga mina. Ito ay ginagamit para sa pumping tubig sa lupa, pati na rin para sa pagpapatayo sasakyan. Tomas Nyukomen tinangka upang i-convert ang kanyang kotse sa gayon ay upang magawang gamitin ito upang trapiko. Gayunpaman, ang lahat ng kanyang mga pagtatangka ay nabigo.

Ang susunod na siyentipiko, ipinahayag mismo ay naging D. Hull mula sa England. Sa 1736 niya ipinakilala ang mundo sa kanyang imbensyon: paroatmosfernuyu machine, na kung saan bilang isang engine ay ang impellers. Pag-unlad nito ay nagkaroon ng mas matagumpay kaysa sa Papen. Kaagad ilan sa mga sasakyang-dagat ay ginawa. halos Sila ay ginagamit para sa hila barges, barko at iba pang sasakyang-dagat. Gayunpaman, ang pagiging maaasahan ng machine paroatmosfernoy kulang kredibilidad at ships nilagyan ng sails bilang pangunahing driver.

Kahit Hull ay mayroong higit swerte kaysa Papen, ang kanyang imbensyon ay unti-unting nawala ang kaugnayan, at sila ay tinanggihan. Mayroon pa ring mga paroatmosfernyh machine na oras doon ay maraming tiyak na mga pagkukulang.

Ang kasaysayan ng steam engine sa Russia

Ang susunod na pambihirang tagumpay ay dumating sa Russian Empire. Sa 1766, sa isang metalurhiko planta sa Barnaul ang unang steam engine, na kung saan ay ibinibigay sa pagtunaw pugon air ay nilikha gamit ang mga espesyal na bubulusan. Ito ay naging taga-gawa Ivan Ivanovich Polzunov, na para sa kanyang serbisyo sa kanyang bansa kahit na naibigay ang ranggo ng officer. Inventor iniharap ang kanyang mga superiors drawings at mga plano "fire car" na may kakayahang powering bubulusan.

Gayunman, ang kapalaran nilalaro ng isang malupit biro sa Polzunova: pitong taon pagkatapos nito draft ay pinagtibay, at ang kotse ay binuo, siya nagkasakit at namatay ng pagkonsumo - lamang ng isang linggo bago ang pagsubok ay nagsimula ang kanyang engine. Gayunpaman, ang kanyang mga dokumento ay sapat na upang simulan ang engine.

Kaya, Agosto 7, 1766 Polzunova steam engine ay inilunsad at inilagay sa ilalim ng load. Gayunpaman, noong Nobyembre ng parehong taon, siya ay sinira pababa. Ang dahilan para sa mga boiler na maging masyadong manipis na pader, hindi inilaan para sa pag-load. Bukod dito, ang imbentor ay nagsulat sa kanyang mga tagubilin, na ito ay lamang sa panahon ng pagsubok ay maaaring gamitin palayok. Produksyon ng bagong boiler sana ay madaling bayad na off, dahil ang steam engine Polzunova kahusayan ay positibo. Sa paglipas ng 1023 mga oras ng trabaho sa tulong ng mga binububo silver higit sa £ 14!

Ngunit sa kabila ng ito, walang isa upang ayusin ang mga mekanismo ay hindi. Steam engine Polzunova pangangalap ng dust sa loob ng mahigit 15 taon sa warehouse, habang ang mundo sa industriya ay hindi nakatayo pa rin at binuo. At pagkatapos ay ganap na ay lansag para sa mga bahagi. Tila, sa oras na iyon Russia ay hindi pa nasa hustong gulang sa steam engine.

kinakailangan na oras

Samantala, buhay sa lugar ay hindi tumayo. At sa sangkatauhan ay patuloy na-iisip tungkol sa upang lumikha ng isang mekanismo upang hindi nakasalalay sa mga paiba-iba likas na katangian, at kontrolin ang kapalaran. Mula sa sails ay ang lahat ng gusto upang bigyan up sa lalong madaling panahon. Samakatuwid, ang pagtatatag ng isang permanenteng mekanismo para sa steam ay nag-hang sa hangin. Sa 1753 sa Paris, siya ay na-promote sa kompetisyon sa pagitan ng mga artist, siyentipiko at inventors. Academy of Sciences inihayag ang award sa sinuman kung sino ang maaaring lumikha ng isang mekanismo na maaaring palitan ang mga kapangyarihan ng hangin. Ngunit sa kabila ng katotohanang na lumahok sa paligsahan tulad isip pati L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix at iba pang mga makatwirang mga panukala ay hindi na inisyu ng isa.

Lumipas ang mga taon. At ang pang-industriya rebolusyon ay pagtula higit pa at higit pang mga bansa. Kahigtan at pamumuno sa gitna ng mga iba pang mga kapangyarihan ay walang paltos battered England. Sa pamamagitan ng dulo ng ikalabing-walo siglo, ito ay naging ang tagalikha ng UK malakihang industriya, sa gayon ay won ang pamagat ng mundo monopolista sa industriya na ito. Ang isyu ng power-driven na araw-araw ay nagiging mas at mas mahalaga. At ito engine ay nilikha.

Ang unang singaw engine sa mundo

1784 ay para sa Britain at sa mundo ng pag-on punto sa pang-industriya rebolusyon. At ang mga taong responsable para sa ito ay ang Ingles engineer Dzheyms Uatt. Ang steam engine, na kung saan siya ay itinatag, ay naging ang pinaka-mataas na profile pagtuklas ng siglo.

Dzheyms Uatt para sa ilang taon nag-aral ng mga guhit, ang istraktura at nagtatrabaho prinsipyo ng paroatmosfernyh machine. At sa batayan ng lahat ng ito, siya concluded na ang kahusayan ng engine ay kinakailangan upang equalize ang temperatura ng tubig sa silindro at steam, na kung saan pumapasok sa mekanismo. Ang pangunahing kawalan paroatmosfernyh machine ay ang pare-pareho ang pangangailangan para sa paglamig ng tubig ng silindro. Ito ay hindi komportable at consumables.

Ang bagong steam engine ay constructed sa ibang paraan. Kaya, ang mga silindro ay sa isang espesyal na shirt ng singaw. Kaya Watt secured ang kanyang permanenteng mainit na estado. Ang imbentor ay lumikha ng isang espesyal na sasakyang-dagat, dipped sa malamig na tubig (pampalapot). Ito ay kakabit silindro tubo. Kapag steam ay sinundan sa silindro sa pamamagitan ng tubo, at nahulog sa ang kapasitor doon convert pabalik sa tubig. Paggawa sa pagpapabuti ng kanyang kotse, Watt lumikha ng isang vacuum sa condenser. Kaya, ang lahat ng mga steam, ay ipinapasa mula sa silindro, condensed doon. Salamat sa makabagong ideya na ito lubhang pinatataas ang pagpapalawak ng steam, na siya namang nagbibigay-daan sa iyo upang i-extract ang parehong dami ng singaw ay mas enerhiya. Ito ay ang tagumpay ng korona.

Nilikha sa pamamagitan ng steam engine din nagbago at ang hangin sa tangke prinsipyo. Ngayon unang singaw pumasok sa ibaba ang piston, at dahil doon pag-angat nito, at pagkatapos ay pagpunta sa itaas ng piston, ang pagbaba. Kaya parehong mga stroke sa mekanismo gumagana bakal na hindi kahit na dati nang naging posible. Ang isang isang-horsepower karbon consumption ay apat na beses na mas mababa, ayon sa pagkakabanggit, sa paroatmosfernyh machine, at pagkatapos ay hinanap Dzheyms Uatt. Steam engine masyadong mabilis won ang unang UK mabuti, at pagkatapos ay sa buong mundo.

"Charlotte Dundas"

Matapos ang mundo ay struck sa pamamagitan ng pag-imbento ng James Watt, nagsimula lakit paggamit ng steam engine. Kaya, sa 1802 sa UK ay may unang ship isang pares - ". Charlotte Dundas" boat mga tagalikha nito ay naniniwala William Symington. Ang bangka ay ginagamit bilang pagkuha sa hila ng barge sa pamamagitan ng channel. Ang papel na ginagampanan ng mga tagabunsod sa barko nilalaro paddle wheel mount sa istrikto. Ang bangka ay ang unang pagkakataon na matagumpay na sinubukan: dalawang malaking barge towed 18 milya sa anim na oras. Kasabay nito madiin interfered sa mga pasalubong na hangin. Subalit siya pinamamahalaang.

Still, ito ay ilagay sa joke, dahil natatakot sila na dahil sa malakas na alon, na kung saan ay ginawa sa ilalim ng paddle wheel, kanal mga bangko ay malabo. Siya nga pala, "Charlotte," pagsubok mga tao dinaluhan, kung saan ang buong mundo ay itinuturing na taga-gawa ng unang barko.

Ang unang barko sa buong mundo

English tagagawa ng mga bapor Robert Fulton sa kanyang kabataan, pinangarap ng isang barko na may steam engine. At ngayon ang kanyang panaginip ay naging magagawa. Matapos ang pag-imbento ng steam engine ay naging isang bagong puwersa sa paggawa ng mga bapor. Kasama ang Sugo ng Amerika R. Livingston, sino ang kumuha sa ibabaw ng financial side ng isyu, Fulton kinuha up ang draft ng barko na may steam engine. Ito ay isang kumplikadong pag-imbento ay batay sa ideya ng sagwan pagpapaandar. Ayon sa panig ng barko ay iguguhit sa isang bilang ng sagwan, ang pagtulad sa isang iba't ibang mga masaya. Sa kasong ito, sagwan at pagkatapos ay makagambala sa bawat isa at sinira. Ngayon, maaari isang madaling sabihin na ang parehong epekto ay maaaring nakakamit kung ang lahat ng tatlo o apat na paddles. Ngunit mula sa pananaw ng agham at teknolohiya sa panahon ito ay imposible upang makita. Samakatuwid, na gumagawa ng barko ay mas kumplikado.

Sa 1803, ni Fulton imbento ay iniharap sa buong mundo. steamer ay dahan-dahan at pantay-pantay sa Seine, mga kamangha-manghang mga isip at imahinasyon ng maraming mga siyentipiko at mga numero ng Paris. Gayunpaman, ni Napoleon pamahalaan tumanggi sa proyekto, at inis na gumagawa ng barko ay sapilitang upang humingi ng kanyang kapalaran sa Amerika.

At sa Agosto 1807 unang barko sa buong mundo na may pangalang "Claremont" kung saan ang pinaka-makapangyarihang steam engine ay kasangkot (photo ipinapakita), nagpunta sa Hudson Bay. Maraming mga tao lamang na hindi naniniwala sa tagumpay.

Sa unang flight, "ang Claremont" nagpunta nang walang karga at walang pasahero. Walang sinuman ang nais na pumunta sa isang paglalakbay sa pumanhik sa barko sunog-paghinga. Ngunit sa paraan pabalik, nagkaroon ang unang pasahero - isang lokal na magsasaka, na nagbayad ng anim na dolyar para sa isang tiket. Siya ay naging ang unang sa kasaysayan ng pasahero shipping company. Fulton ay kaya magkano inilipat na daredevil nagbigay lifelong libreng paglalakbay sa lahat ng kanilang mga imbensyon.