Historien om ångmaskinen och dess tillämpning

Uppfinningen av ångmaskiner var en vändpunkt i mänsklighetens historia. Någonstans i början av XVII-XVIII-talet började ersätta ineffektiva kroppsarbete, vattenhjul och väderkvarnar på en helt ny och unik mekanismer - ångmaskiner. Det är tack vare dem blev möjliga tekniska och industriella revolutionen, och hela utvecklingen av mänskligheten.

Men vem uppfann ångmaskinen? Mänskligheten är skyldig till? Och när var det? Alla dessa frågor och vi försöker hitta svar.

Före vår tideräkning

Historien om ångmaskinen går tillbaka till de första århundradena BC. Geron Aleksandriysky beskrivs en mekanism som började arbeta först när den drabbade par. Anordningen är en ballong, som fixerades munstycke. Från munstycken tangentiellt ut ånga, varigenom motorn att rotera. Det var den första enheten som körs på ånga.

Skaparen av ångmaskinen (eller snarare, en turbin) - Taqi al-Din (Arab filosof, ingenjör och astronom). Hans uppfinning blev allmänt känd i Egypten i XVI-talet. Mekanismen har arrangerats enligt följande: ångflöde riktas direkt på mekanismen med skövlar, och när rök böljade - bladen roterar. Något liknande i 1629 och erbjöd den italienska ingenjören Dzhovanni Branka. Den största nackdelen med dessa uppfinningar var för hög konsumtion av ånga, som i sin tur erfordras en stor mängd energi och det inte var lämpligt. Utvecklingen har skjutits upp sedan den dåvarande vetenskaplig och teknisk kunskap för mänskligheten var inte tillräckligt. Dessutom behovet av sådana uppfinningar helt frånvarande.

utformning

skapandet av ångmaskinen var inte möjligt förrän XVII-talet. Men så fort bandnivån mänsklig utveckling tog fart, då det var de första fallen och uppfinning. Även på allvar de hade på den tiden jag inte ta. Till exempel i 1663 den engelska forskare publicerade i pressen utforma sin uppfinning, som han satte i slottet Raglan. Hans enhet används för att höja vattentorn på väggarna. Men som med alla nya och okända, var detta projekt emot med tvivel och sponsorer för dess fortsatta utveckling var det inte.

Historien av ångmaskinen börjar med uppfinningen paroatmosfernoy maskinen. I 1681, forskare från det franska Denis Papin uppfunnit en anordning som pumpar vatten från gruvorna. Som en drivkraft för första gången används pulvret, och sedan det ersattes av ånga. Så det paroatmosfernaya maskin. Ett stort bidrag till förbättringen gjorts av forskare från England Tomas Nyukomen och Thomas Savery. Ovärderlig hjälp har också självlärd ryska uppfinnaren Ivan Polzunov.

Ett misslyckat försök Papen

Paroatmosfernaya maskin, medan långt ifrån perfekt, har väckt särskild uppmärksamhet inom varvsindustrin. D. Papin sina sista besparingar spenderas på inköp av en liten båt, som ägnar sig åt installation av vattenlyftmaskiner paroatmosfernoy egen produktion. Verkningsmekanismen låg i det faktum att falla från en höjd, börjar vattnet att snurra hjulet.

Dess uppfinnare tester 1707 på Fulda River. Många människor samlades för att se mirakel: Ta flodbåt utan segel och åror. Under testet var en olycka: motorn exploderade och dödade flera personer. Myndigheterna är arg på den olyckliga uppfinnare och förbjöd honom från arbete och projekt. Fartyget beslagtogs och förstördes och Papen själv dog några år senare.

fel

Ångaren Papen var nästa princip. Vid botten av cylindern var det nödvändigt att hälla en liten mängd vatten. Av sig själv ligger rosten cylindern som tjänade till att värma vätskan. När vattnet började koka, är ångan som bildas, som sträcker sig, upphöjd kolv. Från utrymmet ovanför kolven genom en speciellt utrustad ventilflytkraft. Efter att vattnet började koka och ånga föll, var det nödvändigt att avlägsna eldstaden, för att stänga ventilen för att avlägsna luften, och med hjälp av kallt vatten för att kyla cylinderväggen. Genom sådana handlingsparen, som var i cylindern, kondenserade, var det bildas under kolven vakuum och atmosfärstryck på grund av kraften av kolv återgår till sin ursprungliga plats. Under sin nedåtgående rörelse och utföra nyttigt arbete. Emellertid ångmaskinen effektiviteten Papin var negativ. fartygsmotorer var extremt oekonomiskt. Och viktigast av allt, det var för komplicerat och besvärligt att använda. Därför uppfinningen Papen hade någon framtid från början.

följare

Men historien om ångmaskinen inte slut där. Därefter har vi en mycket mer framgångsrika än Papen, vände den engelska forskaren Tomas Nyukomen. Han har länge studerat verk av sina föregångare, med fokus på svagheter. Och han tog det bästa av sina verk, skapade 1712 sin personal. Den nya ångmaskin (bild visas) konstruerades enligt följande: används cylindern är i ett vertikalt läge, och kolven. Det Newcomen tog från arbetet Papen. Emellertid paren bildade i en annan kruka. Runt kolven var fast gral hud, som signifikant ökad täthet inom ångcylindern. Denna maskin har också paroatmosfernoy (vatten höjs från gruvan medelst atmosfärstryck). Den största nackdelen med uppfinningen har varit dess besvärligt och oekonomiskt: maskinen "åt" en stor mängd kol. Emellertid, det gynnar förde signifikant större än Papin uppfinning. Därför används det i nästan femtio år i grottor och gruvor. Den användes för att pumpa grundvatten, liksom för torkning fordon. Tomas Nyukomen försökte konvertera sin bil så att kunna använda den för trafik. Men alla hans försök misslyckades.

Nästa vetenskapsman, förklarade sig blev D. Hull från England. År 1736 presenterade han sin uppfinning till världen: paroatmosfernuyu maskin, vilket som en motor var pumphjulen. Dess utveckling har haft mer framgångsrik än det Papen. Omedelbart flera av dessa fartyg producerades. De används främst för dragande pråmar, fartyg och andra fartyg. Emellertid tillförlitligheten hos maskinen paroatmosfernoy saknar trovärdighet och fartyg utrustade med segel som den huvudsakliga drivkraften.

Även Hull hade mer tur än Papen, hans uppfinning förlorade gradvis relevans, och de avvisas. Fortfarande har paroatmosfernyh maskiner den tiden fanns det många specifika brister.

Historien om ångmaskinen i Ryssland

Nästa genombrott kom i det ryska imperiet. I 1766, vid en metallurgisk anläggning i Barnaul den första ångmaskin, som matas till smältugnen luften skapades genom att använda speciella bälg. Det blev skaparen Ivan Ivanovich Polzunov, som för sina tjänster till sitt land även med tanke på det frodigt av officer. Inventor presenterade sina överordnade ritningar och planer "brand bil" som kan driva bälgen.

Men ödet spelat ett grymt skämt med Polzunova: sju år efter sitt förslag antogs, och bilen är monterad, blev han sjuk och dog av konsumtionen - bara en vecka före testning började dess motor. Men var hans dokument är tillräcklig för att starta motorn.

Så den 7 augusti var 1766 Polzunova ångmaskin lanseras och placeras under belastning. Men i november samma år, hon bröt. Anledningen till pannan vara alltför tunna väggar, som inte är avsedda för lasten. Dessutom skrev uppfinnaren i sina instruktioner, att detta bara under testet kan användas potten. Produktionen av den nya pannan skulle ha lätt lönat sig, eftersom ångmaskinen Polzunova effektivitet var positiv. Över 1023 timmars arbete med hjälp av smält silver mer än 14 pounds!

Men trots detta, ingen reparera mekanismen inte. Ångmaskin Polzunova samlar damm i över 15 år i lagret, medan världen industrin inte står stilla och utvecklas. Och sedan helt demonterades för delar. Tydligen då Ryssland har ännu inte vuxit till ångmaskiner.

tidskrav

Samtidigt gjorde livet på plats inte stå. Och mänskligheten har alltid funderat på att skapa en mekanism för att inte vara beroende av nyckfulla naturen och ta kontroll öde. Från seglen skulle alla vilja ge upp så fort som möjligt. Därför, inrättandet av en permanent mekanism för ångan hängde i luften. 1753 i Paris, blev han befordrad konkurrens mellan konstnärer, forskare och uppfinnare. Vetenskapsakademien meddelade priset till någon som kan skapa en mekanism som kan ersätta kraften i vinden. Men trots att deltagit i tävlingen sådana sinnen som L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix och andra vettiga förslag inte utfärdas en.

År gått. Och den industriella revolutionen var om fler och fler länder. Företräde och ledarskap bland andra makter alltid misshandlade England. I slutet av sjuttonhundratalet, blev det skaparen av brittiska storindustrin och därmed vann titeln världens monopolist i den här branschen. Frågan om motordrivna varje dag blir allt viktigare. Och denna motor skapades.

Den första ångmaskin i världen

1784 var för Storbritannien och världen vändpunkt i den industriella revolutionen. Och den person som ansvarar för detta var den engelska ingenjören Dzheyms Uatt. Ångmaskinen, som han grundade, blev den mest uppmärksammade upptäckten av århundradet.

Dzheyms Uatt under flera år studerat ritningarna, strukturen och arbetsprinciper paroatmosfernyh maskiner. Och på basis av allt detta, drog han slutsatsen att effektiviteten för motorn är nödvändig för att utjämna temperaturen hos vattnet i cylindern och ånga, som kommer in i mekanismen. Den största nackdelen paroatmosfernyh maskiner är det ständiga behovet av kylvatten av cylindern. Det var obehagligt och förbrukningsartiklar.

Den nya ångmaskinen konstruerades på annat sätt. Sålunda, cylindern var att en speciell skjorta av ånga. Således Watt säkrade sin permanenta hett tillstånd. Uppfinnaren har skapat en särskild kärl, doppas i kallt vatten (kondensor). Den är förbunden cylinderröret. När ånga följs i cylindern genom röret, och föll i kondensatorn det omvandlas tillbaka till vatten. Att arbeta på en förbättring av hans bil, Watt skapade ett vakuum i kondensorn. Sålunda, all ånga, passerar från cylindern, kondenseras däri. Tack vare denna innovation kraftigt ökar expansionen av ånga, vilket i sin tur gör det möjligt att utvinna samma mängd ånga är mycket mer energi. Det var framgången av kronan.

Skapas av ångmaskinen också förändrats och principen lufttillförseln. Nu första ångan inträder under kolven, för att därigenom lyfta den, och sedan gå ovanför kolven, sänkning. Således både slaget i mekanismen bearbetning av stål som inte ens tidigare varit möjligt. En en-hästkrafter kolkonsumtionen var fyra gånger mindre än respektive i paroatmosfernyh maskiner, och sedan söks Dzheyms Uatt. Ångmaskin vann mycket snabbt den första brittiska väl, och sedan hela världen.

"Charlotte Dundas"

Efter världen slogs av uppfinningen av James Watt började utbredd användning av ångmaskiner. Så i 1802. England har sitt första fartyg ett par - "Charlotte Dundas" boat Dess skapare tror William Symington. Båten användes som bogsering av pråmar av kanal. Rollen av propellern på fartyget spelat ett skovelhjul monterat på aktern. Båten är första gången framgångsrikt testats: två stora pråmar bogseras 18 miles i sex timmar. Samtidigt starkt stört med motvind. Men han lyckades.

Ändå var det placeras på skämt, eftersom de var rädda för att på grund av den starka vågor, som skapades under skovelhjulet kommer kanalbanker bli suddig. Förresten, "Charlotte" testa personer deltog, varav hela världen anses skaparen av det första fartyget.

Det första fartyget i världen

Engelska skeppsbyggare Robert Fulton med sin ungdom drömde om ett fartyg med en ångmaskin. Och nu hans dröm har blivit möjlig. Efter uppfinningen av ångmaskiner har blivit en ny impuls till varvsindustrin. Tillsammans med Messenger of America R. Livingston, som tog över den ekonomiska sidan av frågan, tog Fulton upp utkastet till fartyget med en ångmaskin. Det var en komplicerad Uppfinningen bygger på idén om åra framdrivning. Enligt fartygets sidor drogs i ett antal paddlar, simulerar en mängd roliga. I detta fall, paddlar och sedan störa varandra och bröt. Idag kan man lätt säga att samma effekt kan uppnås om alla tre eller fyra paddlar. Men ur vetenskap och teknik vid den tiden var det omöjligt att se. Därför hade skeppsbyggare mycket mer komplicerat.

I 1803 uppfinningen av Fulton har presenterats runt om i världen. Ångbåten var långsamt och jämnt på Seine, fantastiska sinnen och fantasi hos många forskare och figurer i Paris. Men avvisade Napoleons regering projektet och irriterade skeppsbyggare var tvungna att söka sin lycka i Amerika.

Och i augusti 1807 världens första fartyget med namnet "Claremont" där den mest kraftfulla ångmaskinen var inblandad (foto visas), gick på Hudson Bay. Många människor helt enkelt inte tror på framgång.

I den första flygningen "Claremont" gick utan last och inga passagerare. Ingen ville gå på en resa ombord på fartyget eldsprutande. Men på vägen tillbaka, var det första passageraren - en lokal bonde, som betalas sex dollar för en biljett. Han blev den första i historien om passagerarrederiet. Fulton var så mycket rörd att våghals gav livslångt fria resor med alla sina uppfinningar.