蒸汽機(jī)是誰(shuí)發(fā)明的

【專家解說(shuō)】：">蒸汽機(jī)蒸汽能量轉(zhuǎn)換機(jī)械功往復(fù)式力機(jī)械蒸汽機(jī)現(xiàn)曾引起18世紀(jì)工業(yè)革命直20世紀(jì)初仍世界重要原機(jī)才逐漸讓位于內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)等

16世紀(jì)末17世紀(jì)期英采礦業(yè)特別煤礦已發(fā)展相規(guī)模單靠力、畜力已難滿足排除礦井水要求現(xiàn)場(chǎng)豐富廉價(jià)煤作燃料現(xiàn)實(shí)需要促使許英帕潘、薩弗、紐科門等致力于火力提水探索試驗(yàn)

薩弗制世界第臺(tái)實(shí)用蒸汽提水機(jī)1698取標(biāo)名礦工友英專利蛋形容器先充滿蒸汽關(guān)閉進(jìn)汽閥容器外噴淋冷水使容器內(nèi)蒸汽冷凝形真空打進(jìn)水閥礦井底水受氣壓力作用經(jīng)進(jìn)水管吸入容器;關(guān)閉進(jìn)水閥重進(jìn)汽閥靠蒸汽壓力容器水經(jīng)排水閥壓待容器水排空充滿蒸汽關(guān)閉進(jìn)汽閥排水閥重新噴水使蒸汽冷凝反復(fù)循環(huán)用兩蛋形容器交替工作連續(xù)排水

薩弗提水機(jī)依靠真空吸力汲水汲水深度能超六米幾十米深礦井汲水須提水機(jī)裝礦井深處用較高蒸汽壓力才能水壓面疑困難危險(xiǎn)

紐科門及其助手卡利1705發(fā)明氣式蒸汽機(jī)用驅(qū)獨(dú)立提水泵稱紐科門氣式蒸汽機(jī)種蒸汽機(jī)先英歐洲陸迅速推廣改型產(chǎn)品直19世紀(jì)初制造紐科門氣式蒸汽機(jī)熱效率低主要由于蒸汽進(jìn)入汽缸剛水冷卻汽缸壁冷凝損失掉量熱量煤價(jià)低廉產(chǎn)煤區(qū)才推廣

1764英儀器修理工瓦特格拉斯哥修理紐科門蒸汽機(jī)模型注意缺點(diǎn)并于1765發(fā)明設(shè)與汽缸壁凝汽器蒸汽機(jī)并于1769取英專利初期瓦特蒸汽機(jī)仍用平衡杠桿拉桿機(jī)構(gòu)驅(qū)提水泵凝汽器抽除凝結(jié)水空氣瓦特裝設(shè)抽氣泵汽缸外壁加裝夾層用蒸汽加熱汽缸壁減少冷凝損失

1782前瓦特機(jī)器進(jìn)步改進(jìn)完兩項(xiàng)重要發(fā)明:寒工作行程途關(guān)閉進(jìn)汽閥使蒸汽膨脹作功提高熱效率;使蒸汽塞兩面都作功(雙作用式)提高輸功率塞既要向拉杠桿要向推杠桿扇形平衡杠桿拉鏈已再適用瓦特使發(fā)明平行四邊形機(jī)構(gòu)瓦特于18世紀(jì)末曲柄連桿機(jī)構(gòu)用蒸汽機(jī)

瓦特創(chuàng)造性工作使蒸汽機(jī)迅速發(fā)展使原能提水機(jī)械普遍應(yīng)用蒸汽機(jī)并使蒸汽機(jī)熱效率倍提高煤耗降瓦特蒸汽機(jī)主要發(fā)明

自18世紀(jì)晚期起蒸汽機(jī)僅采礦業(yè)廣泛應(yīng)用冶煉、紡織、機(jī)器制造等行業(yè)都獲迅速推廣使英紡織品產(chǎn)量20內(nèi)(17661789)增5倍市場(chǎng)提供量消費(fèi)商品加速資金積累并運(yùn)輸業(yè)提迫切要求

船舶采用蒸汽機(jī)作推進(jìn)力實(shí)驗(yàn)始于1776,經(jīng)斷改進(jìn)至1807美富爾頓制第艘實(shí)用明輪推進(jìn)蒸汽機(jī)船克萊蒙脫號(hào)蒸汽機(jī)船舶作推進(jìn)力歷百余久

1801英特維西克提移蒸汽機(jī)概念1803種利用軌道移蒸汽機(jī)首先煤礦區(qū)現(xiàn)機(jī)車雛型英斯蒂芬森機(jī)車斷改進(jìn)于1829創(chuàng)造火箭號(hào)蒸汽機(jī)車該機(jī)車拖帶節(jié)載30位乘客車廂速達(dá)46公/引起各重視創(chuàng)鐵路代

19世紀(jì)末隨著電力應(yīng)用興起蒸汽機(jī)曾度作電站主要力機(jī)械1900美紐約曾單機(jī)功率達(dá)五兆瓦蒸汽機(jī)電站

蒸汽機(jī)發(fā)展20世紀(jì)初達(dá)頂峰具恒扭矩、變速、逆轉(zhuǎn)、運(yùn)行靠、制造維修便等優(yōu)點(diǎn)曾廣泛用于電站、工廠、機(jī)車船舶等各領(lǐng)域特別軍艦唯原機(jī)

蒸汽機(jī)按蒸汽塞側(cè)或兩側(cè)工作單作用雙作用式;按汽缸布置式立臥式;按蒸汽汽缸膨脹或依連續(xù)汽缸膨脹單脹式脹式;按蒸汽汽缸流向流式單流式;按排汽式排汽壓力凝汽式、氣式背壓式

簡(jiǎn)單蒸汽機(jī)主要由汽缸、底座、塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、滑閥配汽機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)飛輪等部組汽缸底座靜止部鍋爐新蒸汽經(jīng)主汽閥節(jié)流閥進(jìn)入滑閥室受滑閥控制交替進(jìn)入汽缸左側(cè)或右側(cè)推塞運(yùn)

蒸汽機(jī)發(fā)展首先體現(xiàn)功率效率提高主要取決于蒸汽參數(shù)提高初期蒸汽機(jī)蒸汽壓力僅0.11~0.13兆帕19世紀(jì)初才達(dá)0.35~0.7兆帕20世紀(jì)20代曾用6~10兆帕蒸汽溫度19世紀(jì)末超250℃20世紀(jì)30代曾用450~480℃

至于效率瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)蒸汽機(jī)按燃料熱值計(jì)總效率超3%;1840凝汽式蒸汽機(jī)總效率達(dá)8%;20世紀(jì)蒸汽機(jī)高效率達(dá)20%

轉(zhuǎn)速面18世紀(jì)末瓦特蒸汽機(jī)僅40~50轉(zhuǎn)/;20世紀(jì)初轉(zhuǎn)速達(dá)100~300轉(zhuǎn)/別蒸汽機(jī)曾達(dá)2500轉(zhuǎn)/功率面初單機(jī)功率僅幾馬力20世紀(jì)初臺(tái)船用蒸汽機(jī)功率達(dá)25000馬力

隨著蒸汽參數(shù)功率提高蒸汽已能汽缸繼續(xù)膨脹必須相連接汽缸繼續(xù)膨脹于現(xiàn)級(jí)膨脹蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)受潤(rùn)滑油閃點(diǎn)限制所用蒸汽高溫度般都超400℃機(jī)車船用等移式蒸汽機(jī)略低些數(shù)高于350℃考慮膨脹能性結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性用壓力2.5兆帕蒸汽參數(shù)受限制限制蒸汽機(jī)功率進(jìn)步提高

蒸汽機(jī)現(xiàn)改進(jìn)促進(jìn)社經(jīng)濟(jì)發(fā)展同經(jīng)濟(jì)發(fā)展反向蒸汽機(jī)提更高要求要求蒸汽機(jī)功率、效率高、重量輕、尺寸等盡管蒸汽機(jī)作許改進(jìn)斷擴(kuò)使用范圍改善性能隨著汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)發(fā)展蒸汽機(jī)存克服弱點(diǎn)逐漸衰落

蒸汽機(jī)弱點(diǎn):離鍋爐整裝置既笨重龐;新蒸汽壓力溫度能高排氣壓力能低熱效率難提高;種往復(fù)式機(jī)器慣性力限制轉(zhuǎn)速提高;工作程連續(xù)蒸汽流量受限制限制功率提高

拋棄笨重鍋爐內(nèi)燃機(jī)終其重量輕體積、熱效率高操作靈等優(yōu)點(diǎn)船舶機(jī)車逐漸取代蒸汽機(jī)汽輪機(jī)則其熱效率高、單機(jī)功率、轉(zhuǎn)速高、單位功率重量輕運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)蒸汽機(jī)排擠電站

接著電機(jī)其使用便代替蒸汽機(jī)工業(yè)設(shè)備應(yīng)用功率蒸汽機(jī)熱效率比汽輪機(jī)高所產(chǎn)煤區(qū)或劣質(zhì)燃料區(qū)或某些特殊場(chǎng)合蒸汽機(jī)仍發(fā)揮作用余

蒸汽機(jī)歷史作用曾推機(jī)械工業(yè)甚至社發(fā)展隨著發(fā)展建立熱力機(jī)構(gòu)汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)發(fā)展奠定基礎(chǔ);汽輪機(jī)繼承蒸汽機(jī)蒸汽工質(zhì)特點(diǎn)采用凝汽器降低排汽壓力優(yōu)點(diǎn)摒棄往復(fù)運(yùn)間斷進(jìn)汽缺點(diǎn);內(nèi)燃機(jī)繼承蒸汽機(jī)基本結(jié)構(gòu)傳形式采用燃油直接輸入汽缸內(nèi)燃燒式形熱效率高熱力循環(huán);同蒸汽機(jī)所采用汽缸、塞、飛輪、飛錘調(diào)速器閥門密封件等均構(gòu)種現(xiàn)代機(jī)械基本元件