Историја проналаска парних машина. Креирање парне машине

Могућности кориштења енергије паре биле су познате на почетку наше ере. То потврђује уређај Героновски еолипил, који је створио стари грчки механичар Херон оф Алекандриа. Древни проналазак се може приписати парној турбини, чија се кугла ротира због силе млаза водене паре.

Адаптација паре за мотор постала је могућа у КСВИИ вијеку. Овај изум се дуго није користио, али је дао значајан допринос развоју човечанства. Поред тога, историја проналаска парних машина је веома узбудљива.

Цонцепт

Парни мотор се састоји од спољног топлотног мотора за сагоревање, који из енергије водене паре ствара механичко кретање клипа, који пак ротира осовину. Снага парне машине се обично мери у ватима.

Историја проналаска

Историја проналаска парних машина повезана је са знањем древне грчке цивилизације. Дуго времена нико није користио радове овог доба. У КСВИ веку направљен је покушај стварања парне турбине. Турски физичар и инжењер Такииуддин асх-Схами радио је у Египту.

Интересовање за овај проблем појавило се у КСВИИ вијеку. Године 1629, Ђовани Бранка је предложио своју верзију парне турбине. Међутим, изум је изгубио велику количину енергије. Даљи развој захтевао је одговарајуће економске услове који ће се појавити касније.

Први који је изумио парни строј је Денис Папен. Проналазак је био цилиндар са клипом који се повећавао услед паре и силазио као резултат његове кондензације. Исти принцип операције имао је уређаје Северија и Невцомена (1705). Опрема која се користи за пумпање воде из рада у вађењу минерала.

Уређај је коначно побољшан Ватт-ом 1769. године.

Изуми Денис Папен

Денис Папен је био лекар по обуци. Рођен у Француској, 1675. преселио се у Енглеску. Познат је по многим проналасцима. Један од њих је експрес лонац, који се звао "Папен котао".

Он је био у стању да идентификује однос између ове две појаве, тачније тачке кључања течности (воде) и настајућег притиска. Због тога је створио запечаћени котао, унутар којег је повећан притисак, због чега је вода почела да кува касније него иначе, а температура обраде производа у њој се повећавала. Тако се повећава брзина кувања.

Године 1674. медицински проналазач је створио прашкасти мотор. Његов посао је био да се, када се прах запалио, клип помери у цилиндру. У цилиндру је формиран слаб вакуум, а атмосферски притисак вратио је клип на његово место. Гасни елементи формирани у овом процесу излазе кроз вентил, а остатак се хлади.

До 1698, Папен је био у стању да направи агрегат на истом принципу, радећи не на баруту, већ на води. Тако је створен први парни строј. Упркос значајном напретку који је идеја могла да доведе, она није донела значајне користи свом проналазачу. То је било због чињенице да је раније различити механичар, Сеивер, већ патентирао пумпу за пару и још није изумио никакву другу употребу за такве јединице.

Денис Папен умро је у Лондону 1714. године. Упркос чињеници да је он први измислио парни строј, он је напустио овај свијет у потреби и самоћи.

Изуми Тхомаса Невцомена

Успјешнији у смислу дивиденди био је Енглез Невцомен. Када је Папен створио свој аутомобил, Тхомас је имао 35 година. Пажљиво је проучавао рад Саверија и Папена и био у стању да схвати недостатке обе структуре. Од њих је узео све најбоље идеје.

Већ 1712. године, у сарадњи са мајстором стакла и водовода Јохном Цаллиејем, створио је свој први модел. Тако је настављена историја проналаска парних машина.

Можете укратко објаснити креирани модел на следећи начин:

• Дизајн је у себи комбиновао вертикални цилиндар и клип, као у Папену.
• Стварање паре одвијало се у засебном котлу, који је радио на принципу Савери машине.
• Затезање у парном цилиндру постигнуто је кожом која је била покривена клипом.

Јединица Невцомен је подигла воду из рудника са атмосферским притиском. Машина је била препознатљива по чврстој величини и захтевала је велику количину угља за рад. Упркос овим недостацима, Невцоменов модел је коришћен у рудницима пола века. Она је чак дозволила да поново отвори мине, које су напуштене због поплава подземних вода.

Године 1722., Невцоменова замисао доказала је своју ефикасност пумпајући воду са брода у Кронштату за само две недеље. Систем витх виндмилл могао би то да уради за годину дана.

Због чињенице да је аутомобил настао на основу раних верзија, енглески механичар није могао добити патент за то. Дизајнери су покушали да примене изум на кретање возила, али нису успели. Истовремено, историја проналаска парних машина није престала.

Ваттов изум

Први који је измислио опрему је компактан по величини, али довољно снажан, Јамес Ватт. Парни строј је био први такве врсте. Механичар са Универзитета у Гласгову 1763. године почео је поправљати парну јединицу Невцомен. Као резултат поправке, он је схватио како да смањи потрошњу горива. За то је било потребно да се цилиндар држи у константно загрејаном стању. Међутим, Ваттов парни строј није могао бити спреман док се не ријеши проблем кондензације паре.

Одлука је услиједила када је механичар прошао поред праоница и примијетио да се испод покривача котлова излазе паре. Схватио је да је пара плин, и да се мора кретати у цилиндру са смањеним притиском.

Постигавши чврстоћу унутар парног цилиндра користећи конопљину ужад натопљену уљу, Ватт је био у стању да одустане од атмосферског притиска. Ово је био велики корак напред.

Механичар је 1769. године примио патент, у којем се наводи да ће температура мотора у парном строју увијек бити једнака температури паре. Међутим, послови несретног проналазача нису ишли тако добро као што се очекивало. Био је присиљен да поднесе патент за дугове.

Године 1772. упознао је Маттхева Болтона, који је био богат индустријалац. Купио је и вратио се Ватту својим патентима. Изумитељ се вратио на посао, уз подршку Болтона. Године 1773. Ваттов парни строј је прошао тест и показао да троши угљен много мање од својих колега. Годину дана касније, пуштање његових аутомобила почело је у Енглеској.

Изумитељ је 1781. године успео да патентира своју следећу креацију - парни мотор за погон индустријских машина. После неког времена, све ове технологије ће омогућити да се возови и пароброди померају помоћу паре. То ће у потпуности промијенити живот особе.

Један од људи који су променили животе многих је био Јамес Ватт, чији је парни строј убрзао технички напредак.

Инвентион Ползунова

Пројекат првог парног строја, који би могао активирати различите радне механизме, настао је 1763. године. Развио га је руски механичар И.Ползунов, који је радио на рударским постројењима у Алтају.

Шеф постројења је упознат са пројектом и добио одобрење за израду уређаја из Санкт Петербурга. Препозната је парна машина Ползунова, а рад на њеном стварању додијељен је аутору пројекта. Потоњи су хтели да прво склопе модел у минијатури, како би идентификовали и елиминисали могуће недостатке који нису видљиви на папиру. Међутим, наређено му је да почне да гради велику моћну машину.

Ползунов је добио помоћнике, од којих су двојица били склони механичарима, а два су радила помоћне послове. Стварање парне машине трајало је годину и девет месеци. Када је Ползунов парни строј био готово спреман, он се разболио од потрошње. Творац је умро неколико дана прије првих тестова.

Све акције у ауту биле су аутоматске, могла је да ради непрекидно. То је доказано 1766. године, када су студенти Ползунова провели посљедње тестове. Месец дана касније, опрема је пуштена у рад.

Аутомобил није само исплатио потрошени новац, већ је и власницима дао добит. До јесени, котао је процурио и посао је престао. Јединица се могла поправити, али творнички шефови нису били заинтересовани. Аутомобил је напуштен, а десет година касније демонтиран због бескорисности.

Принцип рада

За рад целог система потребан је парни котао. Настала пара се шири и притиска на клип, што доводи до померања механичких делова.

Принцип рада најбоље је истражити на слици испод.

Ако не обојите детаље, онда је рад парне машине да претвори енергију паре у механичко кретање клип.

Коефицијент перформанси

Ефикасност парне машине је одређена односом корисног механички рад у односу на потрошену топлоту која се налази у гориву. Енергија која се испушта у околину као топлота се не узима у обзир.

Ефикасност парне машине се мери у процентима. Практична ефикасност ће бити 1-8%. У присуству кондензатора и проширења проточног дела, индикатор се може повећати на 25%.

Бенефитс

Главна предност парне опреме је да котао може користити било који извор топлоте, и угаљ и уран, као гориво. То га значајно разликује од мотора са унутрашњим сагоревањем. У зависности од типа потоње, потребан је одређени тип горива.

Историја проналаска парних машина показала је предности које се и данас виде, јер се нуклеарна енергија може користити за парни аналог. Сам по себи нуклеарни реактор не може претворити своју енергију у механички рад, али је у стању да емитује велику количину топлоте. Затим се користи за формирање паре, која ће аутомобил покренути. Соларна енергија се може користити на исти начин.

Локомотиве које раде на пару, добро се показују на великој висини. Ефикасност њиховог рада не пати од смањеног атмосферског притиска у планинама. Локомотиве се и даље користе у планинама Латинске Америке.

Аустрија и Швајцарска користе нове верзије локомотива са сувим паром. Они показују високу ефикасност због многих побољшања. Они не захтијевају одржавање и конзумирање фракција лаког уља као горива. Према економским показатељима, они су упоредиви са модерним електричним локомотивама. У исто време, локомотиве су много лакше од њихових дизел и електричних пандана. Ово је велика предност у планинским условима.

Недостаци

Недостаци укључују, пре свега, ниску ефикасност. Додајте томе гломазан дизајн и малу брзину. То је нарочито постало видљиво након појаве мотора са унутрашњим сагоревањем.

Апплицатион

Тко је изумио парни строј је већ познат. Остаје да сазнате гдје су кориштени. До средине двадесетог века у индустрији су се користили парни мотори. Коришћени су и за транспорт железницом и паром.

Биљке које су експлоатисане парни мотори :

• шећер;
• матцх;
• млинови за папир;
• текстил;
• прехрамбена предузећа (у неким случајевима).

Парне турбине такође припадају овој опреми. Уз њихову помоћ, произвођачи електричне енергије и даље раде. Око 80% свјетске електричне енергије се производи помоћу парних турбина.

У једном тренутку створене су различите врсте транспорта које раде на парном строју. Неки се нису укоријенили због неријешених проблема, док други и даље раде.

Возила са парним мотором:

• цар;
• трактор;
• багер;
• авион;
• локомотива;
• брод;
• тегљач

Таква је историја проналаска парних машина. Можете укратко размотрити добар примјер тркаћег аутомобила Серполла, насталог 1902. године. Постављен је светски рекорд у брзини, која је износила 120 км на сат на копну. Зато су парни аутомобили били конкурентни у погледу електричних и бензинских колега.

Тако је у Сједињеним Државама 1900. године произведено највише парних мотора. Сусрели су се на путевима све до тридесетих година двадесетог века.

Већи део овог транспорта постао је непопуларан након појаве мотора са унутрашњим сагоревањем, чија је ефикасност много већа. Ове машине су биле економичније, док су биле лагане и брзе.

Стеампунк ​​као дух ере парних мотора

Говорећи о парним машинама, желим да поменем популарни правац - стеампунк. Термин се састоји од двије енглеске ријечи - "парови" и "протести". Стеампунк ​​је врста научне фантастике која приповеда о другој половини КСИКС века у викторијанској Енглеској. Овај период у историји се често назива Доба пара.

Сви радови имају једну карактеристичну особину - приповедају о животу друге половине КСИКС века, стил наратива подсећа на роман Херберта Велса „Времеплов“. Парцеле описују пејзаже града, јавне зграде, опрему. Посебно место имају ваздушни бродови, стари аутомобили, фантастични проналасци. Сви метални делови су причвршћени заковицама, јер заваривање још није примењено.

Термин "стеампунк" појавио се 1987. године. Његова популарност је повезана са појавом романа "Мацхине Дифференце". Написао их је 1990. године Виллиам Гибсон и Бруце Стерлинг.

Почетком КСКСИ века објављено је неколико познатих филмова у овом правцу:

• "Тиме Мацхине";
• Леагуе оф Оутстандинг Гентлемен;
• "Ван Хелсинг."

Претече стеампунк-а укључују дјела Јулеса Вернеа и Грегорија Адамова. С времена на време, интересовање за ову област се манифестује у свим сферама живота, од кинематографије до лежерне одјеће.