蒸汽機(jī)的活塞為什么能往復(fù)?

【專家解說】：">蒸汽機(jī)按蒸汽在活塞一側(cè)或兩側(cè)工作，可分為單作用和雙作用式;按汽缸布置方式，可分為立和臥式;按蒸汽是在一個(gè)汽缸中膨脹或依次連續(xù)在多個(gè)汽缸中膨脹，可分為單脹式和多脹式;按蒸汽在汽缸中的流向，可分為回流式和單流式;按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。
簡單蒸汽機(jī)主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、滑閥配汽機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)和飛輪等部分組成，汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽，經(jīng)主汽閥和節(jié)流閥進(jìn)入滑閥室，受滑閥控制交替地進(jìn)入汽缸的左側(cè)或右側(cè)，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。
蒸汽機(jī)的發(fā)展首先體現(xiàn)在功率和效率的提高，而這又主要取決于蒸汽參數(shù)的提高。初期蒸汽機(jī)的蒸汽壓力僅為0.11~0.13兆帕，19世紀(jì)初才達(dá)到0.35~0.7兆帕，20世紀(jì)20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽溫度上，19世紀(jì)末還不超過250℃，而到20世紀(jì)30年代曾用到450~480℃。
至于效率，瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)，按燃料熱值計(jì)總效率不超過3%;到1840年，最好的凝汽式蒸汽機(jī)總效率可達(dá)8%;到20世紀(jì)，蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上。
在轉(zhuǎn)速方面，18世紀(jì)末瓦特蒸汽機(jī)僅40~50轉(zhuǎn)/分;20世紀(jì)初轉(zhuǎn)速達(dá)到100~300轉(zhuǎn)/分，個(gè)別蒸汽機(jī)曾達(dá)到2500轉(zhuǎn)/分。在功率方面，最初單機(jī)功率僅幾馬力，20世紀(jì)初的一臺船用蒸汽機(jī)的功率可達(dá)25000馬力。
隨著蒸汽參數(shù)和功率的提高，蒸汽已不可能在一個(gè)汽缸中繼續(xù)膨脹，還必須在相連接的汽缸中繼續(xù)膨脹，于是出現(xiàn)了多級膨脹的蒸汽機(jī)。蒸汽機(jī)因受到潤滑油閃點(diǎn)的限制，所用蒸汽的最高溫度一般都不超過400℃，機(jī)車，船用等移動(dòng)式蒸汽機(jī)還略低一些，多數(shù)不高于350℃?？紤]到膨脹的可能性和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，常用壓力在2.5兆帕以下。蒸汽參數(shù)受到限制，從而也限制了蒸汽機(jī)功率的進(jìn)一步提高。
蒸汽機(jī)的出現(xiàn)和改進(jìn)促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展反過來又向蒸汽機(jī)提出了更高的要求，如要求蒸汽機(jī)功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。盡管人們對蒸汽機(jī)作過許多改進(jìn)，不斷擴(kuò)大它的使用范圍和改善它的性能，但是隨著汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展，蒸汽機(jī)因存在不可克服的弱點(diǎn)而逐漸衰落。
[編輯本段]【技術(shù)】
鍋爐
鍋爐分兩種:
火管造型被用在早期的船只和蒸汽機(jī)車的鍋爐中。在火管式鍋爐中，從燃燒室出來的熱煙通過煙道由煙囪排出。這種鍋爐需要一個(gè)比較高的煙囪。
水管造型的水由熱氣通過多個(gè)管道加熱。這些管道在交換器的頂部流入一個(gè)蒸汽集合腔。水管鍋爐的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是它在破壞時(shí)造成的危險(xiǎn)比較小，原因是因?yàn)殄仩t里的水的量比較小，此外鍋爐里沒有多少會(huì)被磨損的運(yùn)動(dòng)的機(jī)械組成部分，一些水管鍋爐在排煙道上還有一個(gè)熱交換器來提高整個(gè)鍋爐的熱效率。