История создания паровой машины.

Январь 5, 2014
от

395px-Aeolipile_illustration

 

Ровно 245 лет назад – 5 января 1769 года – Джеймс Уатт получил патент на изобретённую им паровую машину. Чем не повод вспомнить историю создания паровой машины с самых древних времён?

631px-Watt_steam_pumping_engine

 

Собственно сам патент и его обладатель –

патент уатт 85034

 

471px-James_Watt_by_Henry_Howard

***

 

История создания паровой машины начинается с того, что первое описание прибора, который приводился в движение при помощи пара, датируется первым веком и принадлежит Герону Александрийскому.

Hero_of_Alexandria 

Пар, выходя по касательной из дюз, которые были закреплены на шаре, и заставляли его вращаться.

395px-Aeolipile_illustration 

Настоящая паровая турбина была сконструирована уже в средневековом Египте, инженером 16-го века, астрономом и философом арабом Таки-ад-Дином Мухаммедом. История создания паровой машины продолжалась. Он изобрел методику вращения вертела при помощи пара. Он был направлен на лопасти, зафиксированные по ободу колеса.

 

Итальянский инженер Джованни Бранка предложил похожую машину в 1629 году. Она была предназначена для вращения цилиндрического анкерного приспособления в ступах, которое в свою очередь поднимало и опускало пару пестов в ступах. В таких паровых машинах паровой поток не был концентрированным, и это приводило к большим потерям энергии, ведь значительная часть энергии пара рассеивалась во всех направлениях.

 

Для дальнейшего развития истории создания паровой машины — парового приспособления — нужна была экономическая обстановка, при которой разработчики двигателя могли бы воспользоваться его результатом.  Но в античной эпохе, как и в средневековье, и даже в Эпохе Возрождения таких условий не было. И только лишь к концу 17-го века были созданы паровые агрегаты, но пока как единичные курьезы. Первую машину создал испанский изобретатель Иеронимо Аянс де Бомонт. Его изобретения оказали немалое влияние на патент Т. Севери.

 

Thomas_Savery

 

447px-Savery_Engine_sideview 

Savery-engine

 

Англичанин Эдвард Сомерсет в 1655 году описал основной принцип действия паровых машин и спектр их применения. В 1663 году он напечатал проект, и в замке Реглан установил устройство для подъема воды на стену большой башни. Данное устройство приводилось в движение при помощи пара (еще в 19-м веке можно было увидеть углубления в стене, где располагался двигатель).  Но желающих рискнуть деньгами ради этого изобретения не нашлось, и поэтому дальнейшая разработка паровой машины оказалась невозможна. Французский физик и изобретатель Дени Папен тоже внёс свой вклад в историю создания паровой машины – он работал над созданием вакуума, а закрытом цилиндре.

486px-Denis_Papin

 

Сотрудничая с голландским физиком Гюйгенсом, он в 1670-х годах работал над агрегатом, который бы путем взрыва вытеснял воздух из цилиндра.

Christiaan_Huygens-painting

 

Папен видел неполноту вакуума получаемого при взрыве, поэтому после прибытия в Великобританию в 1680 году, разработал такой же цилиндр, но при помощи кипящей воды, которая образовывала конденсат в цилиндре, добился более полного вакуума.

Так  данным агрегатом он сумел при помощи веревки переброшенной через шкив, поднять груз, прикрепленный к поршню. Но машина работала только для демонстрации ее возможностей, и для повторной работы надо было ее полностью разобрать, а затем собрать сначала. Тогда изобретатель понял, что для автоматизации цикла, надо производить пар в отдельном котле. Благодаря этому Папена считают изобретателем парового котла, и таким образом он открыл путь паровому двигателю Ньюкомена.

593px-Newcomen_Figuier

 

Но он не предложил полную конструкцию функционирующей паровой машины.  Папен внёс огромный вклад в историю создания паровой машины тем, что работал над проектированием лодки, которая приводилась в движение при помощи колеса с реактивной силой в сочетании с изобретениями Севери и Таки ад-Дина. Так же ему приписывают изобретение еще ряда важных устройств, одно из них предохранительный клапан.

 

Из всех описанных  приспособлений для решения нужных и полезных задач фактического применения не нашло ни одно.  Первый паровой двигатель (за всю историю создания паровой машины), который принес реальную пользу, был разработан военным инженером из Англии Томасом Севери в 1698 году. Эта конструкция — «пожарная установка». В 1698 году Севери получил на нее патент. В целом это был поршневой насос, но довольно не эффективный, потому что во время охлаждения контейнера терялось тепло пара. Из-за высокого давления пара трубопроводы и емкости двигателя иногда взрывались, поэтому в эксплуатации он был крайне опасен.  Этот агрегат применялся в других отраслях, на водяных мельницах для вращения колес, а в шахтах с его помощью откачивали воду. Поэтому изобретатель дал конструкции еще одно название «друг рудокопа».

 

В 1712 году английский кузнец представил свое изобретение – «атмосферный двигатель».

465px-Watt7783

 

Это была усовершенствованная модель парового двигателя Севери, только Ньюкомен в нем значительно уменьшил рабочий напор пара. Впервые этот двигатель был применен для откачки жидкости из глубокой шахты. В данном насосе коромысло связано с тягой, спускающейся к камере насоса в шахту. Возвратно-поступательные движения тяги переходили к поршню насоса, подававшему наверх воду. Этот паровой двигатель Ньюкомена стал первым двигателем в истории создания паровой машины, который получил широкое применение на практике. Именно с изобретением этого двигателя связывают начало промышленной революции в Великобритании.

 

В 1763 году в России была разработана первая вакуумная двухцилиндровая паровая машина.

Polzunov5_7m

 

Спроектировал ее механик И. И. Ползунов, а уже в 1764 году она была построена.

385px-Steam_engine_of_Ivan_Polzunov

 

Применили ее на Барнаульских Колывано – Воскресенских заводах для того, что бы привести в  рабочее состояние воздуходувные меха.

 

Следующими кто повысил эффективность паровых машин и внёс огромный вклад в историю создания паровой машины, были англичанин Ричард Тревитик и американец Оливер Эванс. Тревитик  построил однотактовые промышленные двигатели высокого давления.

Tervitik1

 

Многим они известны как «корноуэльские двигатели».  Их рабочее давление составляло 50 фунтов на дюйм квадратный, или же 345 кПа (3,405 атмосферы). Но увеличение давление вело к увеличению опасности взрывов в котлах и машинах, а это в свою очередь приводило к множественным авариям. Поэтому одной из главных деталей на паровых машинах считался предохранительный клапан. Его предназначение это выпуск  лишнего давления. Безопасная и надежная работа этих агрегатов началась с накоплением опыта и после стандартизации операций сооружения, эксплуатации и обслуживания.

 

В 1769 году изобретатель из Франции Николя – Жозеф Кюньо предоставил первое работающее самоходное паровое транспортное средство – «паровую телегу» (fardier à vapeur).

Cugnot

 

800px-FardierdeCugnot20050111

 

Некоторые считают ее первым автомобилем. Эта поровая телега использовалась как источник механической энергии, с помощью которой приводились в действие некоторые сельскохозяйственные машины: прессы, молотилки и др. На реке Делавер в 1788 году стал совершать регулярные рейсы между Берлингтоном (Нью-Йорк) и Филадельфией (Пенсильвания) пароход сконструированный Джоном Фитчем. Его скорость составляла 7-8 узлов, а на борт принималось 30 пассажиров. В Южном Уэльсе на металлургическом заводе Пенидаррен 21 февраля 1804 года был продемонстрирован первый железнодорожный самоходный паровой локомотив. Сконструировал его Ричард Тревитик.

История создания паровой машины продолжалась…

 

 

 

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Общайтесь со мной

Метки: , , , , , , , , , , ,

Написать ответ

ТакоФил - Aflatoun Academy in one minuteВидео прикол: Видео приколы - Наибелее отвечаемый Видео