Historie parního stroje a jeho aplikace

Vynález parních strojů byl zlom v historii lidstva. Někde na přelomu XVII-XVIII století začala nahrazovat neefektivní ruční práce, vodní kola a větrné mlýny na zcela nových a unikátních mechanismů - parních strojů. Právě díky nim bylo možné technické a průmyslové revoluce a celý vývoj lidstva.

Ale kdo vynalezl parní stroj? Lidstvu je povinen? A kdy to bylo? Všechny tyto otázky a snažíme se najít odpovědi.

Před naším letopočtem

Historie parního stroje sahá až do prvního století před naším letopočtem. Geron Aleksandriysky popsán mechanismus, který začal fungovat pouze tehdy, pokud to ovlivnilo páry. Zařízení je balón, které byly stanoveny trysky. Z trysky tangenciálně ven páry, čímž se způsobí otáčení motoru. Jednalo se o první přístroj, který běží na páru.

Tvůrce parního stroje (nebo spíše, turbíny) - Taqi al-Din (arabský filozof, inženýr a astronom). Jeho vynález stal se široce známý v Egyptě v XVI století. Mechanismus je uspořádán následovně: proud páry je směrován přímo na mechanismu s lopatkami, a když se kouř stoupal - nože otáčet. Něco podobného se v roce 1629 a nabídl italský inženýr Dzhovanni Branka. Hlavní nevýhodou těchto vynálezů byla příliš vysoká spotřeba páry, což si vyžádalo obrovské množství energie a to nebylo vhodné. Vývoj byl pozastaven, protože pak vědecké a technologické znalosti lidstva nebylo dost. Kromě toho, že je třeba tyto vynálezy zcela chybí.

design

vytvoření parního stroje nebylo možné až do XVII století. Ale jakmile úroveň pás vývoje člověka sundal, pak byly první instance a vynález. I když vážně měli v té době jsem nevzal. Například v roce 1663 anglický vědec publikoval v tisku navrhnout svůj vynález, který se vydal do hradu Raglan. Jeho zařízení se používá ke zvýšení vodní věže na stěnách. Nicméně, jak se všechny nové a neznámé, tento projekt byl přijat s pochybností, a sponzorů pro její další rozvoj nebyl.

Historie parního stroje začíná vynález paroatmosfernoy stroje. V roce 1681 vědci z francouzské Denis Papin vynalezl zařízení, které čerpá vodu z dolů. Jako hnací síla poprvé použit prášek, a pak byl nahrazen parou. Takže tam paroatmosfernaya stroj. Obrovský přínos ke zlepšení ze strany vědců z Anglie Tomáše Nyukomen a Thomas Savery. Neocenitelná pomoc byla rovněž samouk ruský vynálezce Ivan Polzunov.

Neúspěšný pokus Papen

Paroatmosfernaya stroj, zatímco daleko k dokonalosti, přitahuje mimořádnou pozornost v oblasti stavby lodí. D. Papin jejich poslední úspory vynaložené na nákup v malém člunu, která zabývající se instalací vodárenské strojů paroatmosfernoy vlastní produkci. Mechanismus účinku spočívá v tom, že pádu z výšky, začne voda točit volantem.

Jeho vynálezce testy provedeny v roce 1707 na řece Fulda. Mnoho lidí se shromáždilo vidět zázrak: Take říční loď bez plachty a vesla. Nicméně, v průběhu zkoušky došlo k nehodě: motor explodovala a zabila několik lidí. Úřady se zlobí na nešťastné vynálezce a zakázal mu z jakéhokoliv práce a projektů. Loď byla zabavena a zničena, a Papen sám zemřel o několik let později.

chyba

Parník Papen byl další princip. Ve spodní části válce bylo nutno nalít malé množství vody. Sama o sobě leží pražírna válec, který sloužil pro ohřev kapaliny. Když začala voda vařit, pára se vytváří, rozšiřuje, zvýšil píst. Z prostoru nad pístem prostřednictvím speciálně vybavené vztlaku ventilu. Poté, co začal vody k varu a spadl páry, bylo nutné odstranit ohništi, pro uzavření ventilu, aby se odstranil vzduch, a pomocí studené vody pro chlazení stěny válce. Prostřednictvím těchto akčních dvojic, který byl ve válci, kondenzované, že byla vytvořena za vakua pístu a atmosférickým tlakem kvůli síle pístních vrátí do své původní místo. Během jeho pohybu směrem dolů a vykonávat užitečnou práci. Nicméně účinnost parní stroj Papin byl negativní. Motor lodi byl velmi neekonomické. A co je nejdůležitější, to bylo příliš komplikované a nevhodné k použití. Proto vynález Papen nemá žádnou budoucnost od samého začátku.

následovníci

Nicméně historie parního stroje ani zdaleka nekončí. Dále máme mnohem úspěšnější než Papen, otočil anglický vědec Tomas Nyukomen. Už dlouho studoval díla svých předchůdců, se zaměřením na slabé stránky. A vzal to nejlepší z jejich děl, vytvořených v roce 1712 svým zaměstnancům. Nový parní stroj (foto zobrazen) se zkonstruuje následujícím způsobem: používá válec je ve svislé poloze, a píst. To Newcomen vytáhl z pracovního Papen. Nicméně, páry vytvořené v jiné nádobě. Kolem píst byla stanovena s integrální kůží, což výrazně zvýšenou těsnost ve válci páry. Tento stroj má také paroatmosfernoy (voda zvednutý z dolu pomocí atmosférického tlaku). Hlavní nevýhodou tohoto vynálezu byly jeho těžkopádné a neekonomické: stroj „jedl“ obrovské množství uhlí. Nicméně, výhody plynoucí výrazně vyšší než Papin vynálezu. Z tohoto důvodu se používá již téměř padesát let v jeskyních a dolech. To bylo používáno k čerpání podzemní vody, jakož i pro sušení vozidla. Tomas Nyukomen pokusil převést svůj vůz tak, aby bylo možné jej použít k dopravě. Nicméně, všechny jeho pokusy selhaly.

Dalším vědcem, prohlásila, že se stala D. Hull z Anglie. V roce 1736 se představil světu svůj vynález: paroatmosfernuyu stroje, který jako motor byl oběžná kola. Jeho vývoj měl úspěšnější než Papen. Okamžitě několik těchto plavidel bylo vyrobeno. Ty se nejčastěji používají k tahání člunů, lodí a jiných plavidel. Nicméně, spolehlivost paroatmosfernoy stroje postrádají důvěryhodnost a lodě vybavené plachtami jako hlavní ovladač.

Ačkoli Hull měl více štěstí než Papen, jeho vynález postupně ztratila na významu, a jsou odmítnuty. Ještě paroatmosfernyh strojů té době bylo mnoho specifických nedostatků.

Historie parního stroje v Rusku

Příští průlom přišel v Ruské říše. V roce 1766, v hutním závodě na Barnaul první parní stroj, který je přiváděn do taviči pec byla vytvořena pomocí speciálních měchy. To se stalo tvůrce Ivan Ivanovič Polzunov, kteří za své služby pro svou zemi, i vzhledem k tomu, hodnosti důstojníka. Vynálezce představil své nadřízené výkresy a plány „Požární vůz“ schopný pohánět měchy.

Avšak osud hrál krutý vtip s Polzunova: bylo přijato sedm let po svém návrhu, a auto je sestaveno, když onemocněl a zemřel spotřeby - jen jeden týden před testování začal svůj motor. Nicméně, jeho dokument byl dostačující k nastartování motoru.

Takže, 07.08.1766 Polzunova parní stroj byl zahájen a umístěna pod zatížením. Nicméně, v listopadu téhož roku, se zhroutila. Důvodem pro kotle být příliš tenké stěny, které nejsou určeny pro zátěž. Kromě toho vynálezce napsal ve svých pokynech, že je to jen při zkoušce lze použít pot. Výroba nového kotle by se snadno vyplatilo, protože účinnost Polzunova parní stroj byl pozitivní. Více než 1023 hodina práce pomocí taví stříbra více než 14 liber!

Ale navzdory tomu, nikdo opravit mechanismus ne. Parní stroj Polzunova sedá prach více než 15 let ve skladu, zatímco svět průmysl nestojí a rozvíjet. A pak úplně byl rozebrán na náhradní díly. Zdá se, že v té době Rusko dosud vzrostl na parních lokomotiv.

časová náročnost

Mezitím se život na místě nestála. A lidstvo stále uvažoval o vytvoření mechanismu pro nezávislé na vrtošivé povahy, a převzít kontrolu osud. Z plachet by všichni chtěli, aby se vzdal, jakmile to bude možné. Z tohoto důvodu je vytvoření stálého mechanismu pro páry visela ve vzduchu. V roce 1753 v Paříži, byl povýšen konkurenci mezi umělci, vědci a vynálezci. Akademie věd oznámila, že ocenění pro každého, kdo může vytvořit mechanismus, který může nahradit sílu větru. Ale i přesto, že se účastnil soutěžní takových mysli například L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix a dalších smysluplných návrhů nevydávají jeden.

Roky plynuly. A průmyslová revoluce se kterým se stále více a více zemí. Primát a vedení mezi ostatními mocnostmi vždy otlučený Anglii. Do konce osmnáctého století, se stal tvůrcem UK velkého průmyslu, čímž získal titul světového monopolu v tomto odvětví. Problematika vlastním pohonem, každý den se stává více a více důležité. A tento motor byl vytvořen.

První parní stroj na světě

1784 byl pro Británii a ve světě mezníkem v průmyslové revoluci. A osoba odpovědná za to byl anglický inženýr Dzheyms Uatt. Parní stroj, který založil, se stal nejvíce high-profil objev století.

Dzheyms Uatt několik let studoval výkresy, strukturu a pracovní principy paroatmosfernyh strojů. A na základě toho všeho, došel k závěru, že účinnost motoru je nezbytná pro vyrovnání teploty vody ve válci a páry, který vstupuje do mechanismu. Hlavní nevýhodou paroatmosfernyh strojů je stálá potřeba pro chladící vodu z válce. Bylo to nepříjemné a spotřební materiál.

Nový parní stroj byl konstruován jinak. To znamená, že válec je na speciální košili páry. Tak Watt zajištěné trvalé horkém stavu. Vynálezce vytvořila speciální nádoby, ponoří do studené vody (kondenzátoru). To je spojeno válcové trubky. Je-li pára jsou dodržovány ve válci přes trubky, a spadl do kondenzátoru se převede zpět do vody. Pracuje na zlepšení svého auta, Watt vytvořil podtlak v kondenzátoru. Tak, všichni pára, prochází z válce, v něm kondenzuje. Díky této inovaci výrazně zvyšuje expanzi páry, což umožňuje získat stejné množství páry je mnohem více energie. To byl úspěch koruny.

Vytvořil parním strojem také změnila a zásadu pro přívod vzduchu. Nyní první pára vstupuje pod pístem, čímž ji zvedl, a pak jít nad pístem, snižuje. Tak jak zdvih v pracovní oceli mechanismu, že ani dříve nebyl možný. A Spotřeba uhlí jeden koňských sil byl čtyřikrát nižší než, v tomto pořadí, v paroatmosfernyh stroje, a pak se snažili Dzheyms Uatt. Parní stroj velmi rychle vyhrál první Velkou Británii dobře, a pak celý svět.

"Charlotte Dundas"

Poté, co byl svět zasažen vynálezem James Watt, začali rozšířené používání parních strojů. Takže v roce 1802 ve Velké Británii má svou první loď za pár - „Charlotte Dundas“ loď Jeho tvůrci věří William Symington. Loď byla použita jako vlečných člunů podle kanálu. Role vrtule na lodi hrál lopatkové kolo namontované na zádi. Člun je poprvé úspěšně otestovala: dvě obrovské čluny taženo 18 mil za šest hodin. Zároveň je silně zasáhl do protivětru. Ale podařilo.

Přesto, že byl umístěn na vtip, protože se báli, že kvůli silné vlny, které vznikly pod kolesa, kanálové banky budou rozmazané. Mimochodem, „Charlotte,“ Testování se zúčastnilo lidí, z nichž celý svět je považován za tvůrce první loď.

První loď na světě

Angličtina loděnice Robert Fulton se mládí, snil o lodě s parním strojem. A teď se jeho sen stal proveditelný. Po vynálezu parního stroje se stal novým impuls k stavbu lodí. Spolu s Messenger of America R. Livingston, který převzal finanční stránku problému, Fulton vzal návrh lodě s parním strojem. Bylo to složité vynález je založen na myšlence veslo pohonu. Podle stranách lodi byly čerpány v několika lopatkami, simulující různé zábavy. V tomto případě, pádla a potom vzájemně ovlivňovat a zlomil. V současné době se může snadno říci, že stejného účinku by mohlo být dosaženo, pokud všechny tři nebo čtyři pádla. Ale z hlediska vědy a techniky v té době nebylo možné vidět. Proto stavitelé lodí měli mnohem složitější.

V roce 1803, Fulton vynález byl předložen na celém světě. Parník se pomalu a rovnoměrně na Seině, úžasné mysli a fantazie mnoha vědců a osobností Paříže. Nicméně, Napoleonova vláda odmítla projekt a rozmrzelí stavitelé lodí byli nuceni hledat své štěstí v Americe.

A v srpnu 1807 první loď na světě s názvem „Claremont“, ve kterém se podílela nejsilnější parní lokomotiva (zobrazeno foto), šel na Hudson Bay. Mnoho lidí prostě nevěří v úspěch.

V prvním letu, „Claremont“ pokračoval bez nákladu a bez cestujících. Nikdo nechtěl jít na výlet na palubě lodi požární dýchání. Ale na zpáteční cestě, tam byl první cestující - místní farmář, který zaplatil šest dolarů za lístek. Stal se prvním v historii lodní cestujících společnosti. Fulton bylo tolik navrhl, aby odvážlivec dal celoživotní volné cestování na všech svých vynálezů.