История строения паровых машин

История изобретения паровых машин начинает свой отсчет еще с первого столетия нашей эры. Нам становится известна паровая турбина, описанная Героном Александрийским.

В 1784 г. англичанин Джеймс Уатт взял патент на паровую машину.

Для привода паровой машины необходим паровой котёл. Расширяющийся пар давит на поршень или на лопатки паровой турбины, движение которых передаётся другим механическим частям. Одно из преимуществ двигателей внешнего сгорания в том, что из-за отделения котла от паровой машины можно использовать практически любой вид топлива от кизяка до урана.

Схема горизонтальной одноцилиндровой паровой машины высокого давления, двойного действия. Отбор мощности осуществляется приводным ремнём: 1 Поршень 2 Шток поршня 3 Ползун 4 Шатун 5 Коленчатый вал 6 Эксцентрик для привода клапана 7 Маховик 8 Золотник 9 Центробежный регулятор.

Продолжая совершенствовать двигатель, Уатт создал в конденсаторе разрежение, что позволило сконденсировать в нем весь пар, поступивший из цилиндра. Благодаря разрежению в конденсаторе стало возможным существенно увеличить процесс расширения пара, а значит, извлечь из того же количества пара с тем же первоначальным давлением значительно большую работу. Это было венцом успеха.

Дальнейшее развитие паровых машин, не могло происходить без подобающих условий. Необходимо было и экономическое благополучие и необходимость данных изобретений.

Телега Кюньо прототип автомобиля и паровоза «Большая телега Кюньо», хотя сам изобретатель назвал её «Огненная телега» предназначалась для буксировки артиллерийских орудий. «Тележку Кюньо» считают предшественницей не только автомобиля, но и паровоза, поскольку она приводилась в движение силой пара. Паровая телега Кюньо имела привод на единственное переднее колесо. Однако, судя по всему, управляемость её была неважной, что и послужило причиной первой в мире автомобильной аварии: на испытаниях изобретатель не справился с управлением, и чудо техники XVIII века снесло стену Арсенала.

«Друг шахтёров» Попытка поставить пар на службу была предпринята в Англии военным инженером Томасом Сэйвери. Он создал паровой водоподъёмник, предназначавшийся для осушения шахт и перекачивания воды, и ставший прототипом паровой машины. Сам изобретатель назвал водоподъёмник «огневой машиной» и широко разрекламировал её как «друга шахтеров».

Однако среди паровых машин того времени была и более удачная «огневая машина» французского изобретателя Дени Папена, объединявшая в одном устройстве котел для парообразования и рабочий цилиндр с поршнем. Сначала в 1674 г., основываясь на идее Кристиана Гюйгенса, Папен построил пороховой двигатель, принцип действия которого основывался на воспламенении в цилиндре пороха и перемещении поршня внутри цилиндра. Машина была не очень удачной, но она навела Папена на яркую мысль заменить порох водой. И в 1698 г. он построил паровую машину. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем внутри, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Таким образом машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например, насосы.

Применение пара в быту