《蒸汽機(jī)發(fā)明者瓦特》是2010年出版的圖書(shū),作者是謝建南。
ISBN | 9787538546149 | 副標(biāo)題 | 蒸汽機(jī)發(fā)明者瓦特 |
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作????者 | 謝建南 | 頁(yè)????數(shù) | 152 |
出版時(shí)間 | 2010-9 | 定????價(jià) | 18.00元 |
蒸汽機(jī)原理是靠蒸汽的膨脹作用來(lái)作功的,當(dāng)司爐把煤填入爐膛時(shí),煤在燃燒過(guò)程中,它蘊(yùn)藏的化學(xué)能就轉(zhuǎn)換成熱能,把機(jī)車(chē)鍋爐中的水加熱、汽化,形成400℃以上的過(guò)熱蒸汽,再進(jìn)入蒸汽機(jī)膨脹作功,推動(dòng)汽機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)...
蒸汽機(jī)是外燃機(jī)早期應(yīng)用的一個(gè)例子,在工業(yè)革命期間,廣泛應(yīng)用於工廠及交通多年,它燃燒燃料加熱鍋爐中的水,產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),經(jīng)連桿和曲軸轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)如圖4,大部分回轉(zhuǎn)式蒸汽機(jī)是「雙動(dòng)」的,在飛...
瓦特蒸汽機(jī),簡(jiǎn)單說(shuō),就是氣缸和換向閥伐,蒸汽推動(dòng)活塞在氣缸之內(nèi)做反復(fù)運(yùn)動(dòng),通過(guò)連桿帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn),將往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng),而飛輪反過(guò)來(lái)又帶動(dòng)換向閥,改變活塞兩次的進(jìn)氣與排氣關(guān)系,實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)換向,來(lái)維持...
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蒸汽機(jī)車(chē)目前仍然是我國(guó)鐵路的主要牽引動(dòng)力。所以當(dāng)前我國(guó)鐵路的技術(shù)政策中指出:"要千方百計(jì)對(duì)蒸汽機(jī)車(chē)進(jìn)行挖潛改造,提高效率,降低能耗,改善其經(jīng)濟(jì)性"。要提高蒸汽機(jī)車(chē)的熱效率,首先就要考慮到提高余熱的利用率,而提高余熱利用率可挖掘的潛力有
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國(guó)產(chǎn)主型蒸汽機(jī)車(chē)都安裝了混合式給水預(yù)熱器(以下簡(jiǎn)稱熱水泵)。熱水泵是不是有益的附屬裝置,本文就其利弊進(jìn)行了討論。熱水泵是利用汽缸排出的一部分廢汽來(lái)提高鍋爐給水溫度的一種余熱利用裝置。據(jù)介紹,裝有熱水泵的機(jī)車(chē)可節(jié)煤6~8%,節(jié)水10~15%。但是,我段的實(shí)踐卻并非如此。如:杭州至金華間貨物運(yùn)輸,從五十年代初到1980年,使用的菲得型機(jī)車(chē)約30臺(tái),其中有的機(jī)車(chē)有熱水泵,有的機(jī)車(chē)無(wú)熱水泵。在客觀條件基本相同的情況下,沒(méi)有得出裝有熱水泵的機(jī)車(chē)的節(jié)煤率比沒(méi)有裝熱水
1764年,學(xué)校請(qǐng)瓦特修理一臺(tái)紐可門(mén)式蒸汽機(jī),在修理的過(guò)程中,瓦特熟悉了蒸汽機(jī)的構(gòu)造和原理,并且發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn):活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢;蒸汽利用率低,浪費(fèi)原料。以后,瓦特開(kāi)始思考改進(jìn)的辦法。直到1765年的春天,在一次散步時(shí),瓦特想到,既然紐可門(mén)蒸汽機(jī)的熱效率低是蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的,那么為什么不能讓蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特產(chǎn)生了采用分離冷凝器的最初設(shè)想。
在產(chǎn)生這種設(shè)想以后,瓦特在同年設(shè)計(jì)了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機(jī)。按照設(shè)計(jì),冷凝器與汽缸之間有一個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)相連,使他們既能連通又能分開(kāi)。這樣,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸內(nèi)產(chǎn)生同樣的真空,避免了汽缸在一冷一熱過(guò)程中熱量的消耗,據(jù)瓦特理論計(jì)算,這種新的蒸汽機(jī)的熱效率將是紐可門(mén)蒸汽機(jī)的三倍。從理論上說(shuō),瓦特的這種帶有分離器冷凝器的蒸汽機(jī)顯然優(yōu)于紐可門(mén)蒸汽機(jī),但是,要把理論上的東西變?yōu)閷?shí)際上的東西,把圖紙上的蒸汽機(jī)變?yōu)閷?shí)在的蒸汽機(jī),還要走很長(zhǎng)的路。瓦特辛辛苦苦造出了幾臺(tái)蒸汽機(jī),但效果反而不如紐可門(mén)蒸汽機(jī),甚至四處漏氣,無(wú)法開(kāi)動(dòng)。盡管耗資巨大的試驗(yàn)使他債臺(tái)高筑,但他沒(méi)有在困難面前怯步,繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)布萊克知道瓦特的奮斗目標(biāo)和困難處境時(shí),他把瓦特介紹給了自己一個(gè)十分富有的朋友--化工技師羅巴克。當(dāng)時(shí)羅巴克是一個(gè)十分富有的企業(yè)家,他在蘇格蘭的卡隆開(kāi)辦了第一座規(guī)模較大的煉鐵廠。雖然當(dāng)時(shí)羅巴克已近50歲,但對(duì)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)明仍然傾注著極大的熱情。他對(duì)當(dāng)時(shí)只有三十來(lái)歲的瓦特的新裝置很是贊許,當(dāng)即與瓦特簽訂合同,贊助瓦特進(jìn)行新式蒸汽機(jī)的試制。
從1766年開(kāi)始,在三年多的時(shí)間里,瓦特克服了在材料和工藝等各方面的困難,終于在1769年制出了第一臺(tái)樣機(jī)。同年,瓦特因發(fā)明冷凝器而獲得他在革新紐可門(mén)蒸汽機(jī)的過(guò)程中的第一項(xiàng)專利。第一臺(tái)帶有冷凝器的蒸汽機(jī)雖然試制成功了,但它同紐可門(mén)蒸汽機(jī)相比,除了熱效率有顯著提高外,在作為動(dòng)力機(jī)來(lái)帶動(dòng)其他工作機(jī)的性能方面仍未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。就是說(shuō),瓦特的這種蒸汽機(jī)還是無(wú)法作為真正的動(dòng)力機(jī)。
希倫蒸汽機(jī)(Hero's steam engine),希臘話叫風(fēng)動(dòng)球(aeolipile)。一般認(rèn)為希倫蒸汽機(jī)是現(xiàn)代噴射引擎和蒸汽機(jī)的鼻祖。直到公元1698 年,第一臺(tái)實(shí)際應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的活塞蒸氣機(jī)方才誕生,是英國(guó)軍事工程師薩弗里發(fā)明的蒸汽抽水機(jī)。英國(guó)鍛工紐科門(mén)于1712 年又發(fā)明一種更有效的蒸汽機(jī),至此蒸汽機(jī)的發(fā)展有了第一次重大突破。瓦特于1764 年受委托負(fù)責(zé)修理格拉斯哥大學(xué)一臺(tái)教學(xué)用紐科門(mén)蒸汽機(jī)模型,并在往后近二十年間進(jìn)行一連串的改進(jìn),終于在1781 年左右奠
定往復(fù)式活塞蒸汽機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。
蒸汽機(jī)的發(fā)明主要是由于英國(guó)的紡織業(yè)和采礦業(yè)的需求,但它的技術(shù)的應(yīng)用則要廣泛得多。原始的蒸汽機(jī),最早是在十八世紀(jì)紐柯門(mén)的一個(gè)雛型技術(shù)中誕生的。以后英國(guó)工匠瓦特應(yīng)用布拉克工程技術(shù)的“比熱”和“潛熱”理論做指導(dǎo),改進(jìn)了紐柯門(mén)蒸汽機(jī),解決了汽缸漏水的問(wèn)題,發(fā)明了冷凝器。后來(lái)他又發(fā)明離心調(diào)速器和飛輪,這樣才從理論上和實(shí)際上加以完善,提高了蒸汽機(jī)的效率,并使蒸汽機(jī)成為適用于一切工業(yè)部門(mén)的原動(dòng)機(jī),從此工作機(jī)便以蒸汽機(jī)作為主要?jiǎng)恿Α6鞲袼怪赋觯?ldquo;蒸汽和新的工具機(jī)把工場(chǎng)手工業(yè)變成了現(xiàn)代的大工業(yè),從而把資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)的整個(gè)基礎(chǔ)革命化了。”
蒸汽機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)是工業(yè)革命的決定因素它大大加速了從手工生產(chǎn)過(guò)渡到機(jī)器生產(chǎn)的工業(yè)革命的進(jìn)程,推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的全面變革。相繼發(fā)明了蒸汽輪船(1807年)和蒸汽機(jī)車(chē)(1817年),使交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)生了革命。同時(shí),冶金業(yè)特別是煉鐵、煉鋼技術(shù)也得到極大發(fā)展。美國(guó)機(jī)械師亨利莫茲利(1771年-1831年)把舊式車(chē)床全部改為鐵制的,并于1797年制成帶滑動(dòng)刀架的車(chē)床,這是機(jī)床發(fā)展史上的一個(gè)重大突破。從此以后,在機(jī)械加工過(guò)程中人手可以不直接握持刀具,而只要操縱刀架就行了。車(chē)床能夠按指定尺寸自動(dòng)加工圓柱體或螺絲,這是機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展史上的重要?jiǎng)?chuàng)造,它標(biāo)志著切削加工完成了一個(gè)質(zhì)的飛躍,從此形成了機(jī)械操作的金屬切削機(jī)床,使機(jī)床迅速得到發(fā)展,推動(dòng)了機(jī)器的進(jìn)一步完善。