1. 大气蒸汽机
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械.蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命.直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等.
16世纪末到17世纪后期,英国的采矿业,特别是煤矿,已发展到相当的规模,单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求,而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料.现实的需要促使许多人,如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验.
萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机,在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利.他将一个蛋形容器先充满蒸汽,然后关闭进汽阀,在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空.打开进水阀,矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中;关闭进水阀,重开进汽阀,靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出.待容器中的水被排空而充满蒸汽时,关闭进汽阀和排水阀,重新喷水使蒸汽冷凝.如此反复循环,用两个蛋形容器交替工作,可连续排水.
萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超过六米.为了从几十米深的矿井汲水,须将提水机装在矿井深处,用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上,这在当时无疑是困难而又危险的.
纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机,用以驱动独立的提水泵,被称为纽科门大气式蒸汽机.这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广,它的改型产品直到19世纪初还在制造.纽科门大气式蒸汽机的热效率很低,这主要是由于蒸汽进入汽缸时,在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量,只在煤价低廉的产煤区才得到推广.
1764年,英国的仪器修理工瓦特为格拉斯哥大学修理纽科门蒸汽机模型时,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利.初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵.他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失.
1782年前后,瓦特将机器进一步改进,完成了两项重要发明:在活寒工作行程的中途,关闭进汽阀,使蒸汽膨胀作功以提高热效率;使蒸汽在活塞两面都作功(双作用式),以提高输出功率.这时的活塞既要向下拉动杠杆又要向上推动杠杆,扇形平衡杠杆和拉链已不再适用,瓦特使发明了平行四边形机构.瓦特还于18世纪末将曲柄连杆机构用在蒸汽机上.
瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降.因此瓦特是蒸汽机最主要的发明人.
自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广.它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求.
在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号.此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久.
1801年,英国的特里维西克提出了可移动的蒸汽机的概念,1803年,这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现,这就是机车的雏型.英国的斯蒂芬森将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代.
19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械.1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站.
蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰.它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机.
蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式;按汽缸布置方式,可分为立和卧式;按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单胀式和多胀式;按蒸汽在汽缸中的流向,可分为回流式和单流式;按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式.
简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分.从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动.
蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高,而这又主要取决于蒸汽参数的提高.初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11~0.13兆帕,19世纪初才达到0.35~0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕.在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃.
至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上.
在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40~50转/分;20世纪初转速达到100~300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分.在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力.
随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机.蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃.考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下.蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高.
蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展,但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求,如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等.尽管人们对蒸汽机作过许多改进,不断扩大它的使用范围和改善它的性能,但是随着汽轮机和内燃机的发展,蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落.
蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高.
因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机.汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站.
接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用.然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地.
蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展.随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件
2. 气缸 蒸汽机
不可以换大的。因为气缸设计的尺寸,与其它部件都是相关联的,如果单方面加大,30缸和35缸理论上肯定是35缸力大,因为力的大小是根据截面来计算的,如果内部结构相同,实际上也是35缸力大。35气缸电镐产生的力来做功的元件,即将压缩空气的性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等
3. 蒸汽蒸汽机
蒸汽机烧的是煤,用产生的热量将水加热成蒸汽,靠蒸汽直接推动活塞运动,现在基本淘汰了。
蒸汽轮机是靠透平机来提供蒸汽,也可以叫做重油锅炉,烧的是重油,重油是从石油中提炼的.燃气轮机是常规动力中最好的,起初是从航空发动机改装而来的,用的燃料是航空煤油,燃气轮机马力大,体积小.
4. 大气蒸汽机的专利
瓦特对蒸汽机的最初设想1764年.学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机.在修理的过程中.瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理.并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢,蒸汽利用率低.浪费原料.以后.瓦特开始思考改进的办法.直到1765年的春天.在一次散步时.瓦特想到.既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的.那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想.在产生这种设想以后.瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机.按照设计.冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连.使他们既能连通又能分开.这样.既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器.又可以使汽缸内产生同样的真空.避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗.据瓦特理论计算.这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍.从理论上说.瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机.但是.要把理论上的东西变为实际上的东西.把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机.还要走很长的路.瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机.但效果反而不如纽可门蒸汽机.甚至四处漏气.无法开动.尽管耗资巨大的试验使他债台高筑.但他没有在困难面前怯步. 继续进行试验.当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时.他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克.当时罗巴克是一个十分富有的企业家.他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂.虽然当时罗巴克已近50岁.但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情.他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许.当即与瓦特签订合同.赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制.从1766年开始.在三年多的时间里.瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难.终于在1769年制出了第一台样机.同年.瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利.第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了.但它同纽可门蒸汽机相比.除了热效率有显著提高外.在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展.就是说.瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机.蒸汽机的销售由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想.销路并不广.当瓦特继续进行探索时.罗巴克本人已濒于破产. 他又把瓦特介绍给了自己的朋友.工程师兼企业家博尔顿.以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作.博尔顿当时经四十多岁.是位能干的工程师和企业家.他对瓦特的创新精神表示赞赏.并愿意赞助瓦特.博尔顿经常参加社会活动.他是当时伯明翰地区著名的科学社团[圆月学社"的主要成员之一.参加这个学社的大多都是本地的一些科学家.工程师.学者以及科学爱好者.经博尔顿的介绍.瓦特也参加了圆月学社.在圆月学社活动期间.由于与化学家普列斯特列等交往.瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解.为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础.更重要的是.圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识.活跃了科学思想.瓦特自与博尔顿合作之后即在资金.设备.材料等方面得到大力支持.瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机.由于没有显著的改进.这两台蒸汽机并没有得到社会的关注.这两台蒸汽机耗资巨大.使博尔顿也濒临破产.但他仍然给瓦特以慷慨的赞助.在他的支持下.瓦特以百折不挠的毅力继续研究. 自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后.瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病.而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限.1781年.瓦特仍然在参加圆月学社的活动.也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他.也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他.他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机.同年.他研制出了一套被称为[太阳和行星"的齿轮联动装置.终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动.为了使轮轴的旋轴增加惯性.从而使圆周运动更加均匀.瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮.由于对传统机构的这一重大革新.瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机.1781年底.瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利.由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮.这时的蒸汽机在把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时.多消耗了不少能量.这样.蒸汽机的效率不是很高.动力不是很大.为了进一步提高蒸汽机的效率.增大蒸汽机的效率.瓦特在发明齿轮联动装置之后.对汽缸本身进行了研究.他发现.他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝.使蒸汽机的热效率有了显著提高.但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门蒸汽机没有不同.两者的蒸汽都是单项运动.从一端进入.另一端出来.他想.如果让蒸汽能够从两端进入和排出.就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动.那么.他的效率就可以提高一倍.1782年.瓦特根据这一设想.试制出了一种带有双向装置的新汽缸.由此瓦特获得了他的第三项专利.把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸.并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽.这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃.通过这三次技术飞跃.纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机.从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功.瓦特走过了二十多年的艰难历程.瓦特虽然多次受挫.屡遭失败.但他仍然坚持不懈.百折不回.终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新.使蒸汽机得到了更广泛的应用.成为改造世界的动力.1784年.瓦特以带有飞轮.齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利.1788年.瓦特发明了离心调速器和节气阀,1790年.他又发明了汽缸示工器.至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程
5. 蒸汽机蒸汽机
蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展,解决了大机器生产中最关键的问题,推动了交通运输空前的进步。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件。
工业革命的产生一部分原因是因为蒸汽机的改良(瓦特没有发明蒸汽机,他只是改良),而蒸汽机车的产生也是因为蒸汽机的改良以及后人的应用而产生的,当时英国鼓励发明,并且在人口增加需要增加生产速度之时,便开始有人努力的改进当时的生产设备,瓦特便是其中之一,而瓦特改良蒸汽机导致一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变。因此蒸汽机的改良绝对是促成工业革命的原因之一。而蒸汽机车是一种以蒸汽引擎作为动力来源的铁路机车,因此若没有蒸汽机的改良便不可能有这项交通工具的诞生。
6. 蒸汽喷气机
螺旋桨飞机用的是航空汽油 。喷气机用的是航空煤油。
航空所使用的燃料一种单独类型的燃料。
飞机使用的油有什么特点
1、飞机使用的燃油称为航空燃油,质素比暖气系统和汽车所使用的燃油高,通常都含有不同的添加物以减低结冰和因高温而爆炸的风险。
2、航空燃油分为两大类:航空汽油(Aviation Gasoline,Avgas),用于往复式发动机的飞机上。航空煤油(Jet fuel),在航空燃气涡轮发动机和冲压发动机上使用。
3、航空汽油:它蒸发性能好、易燃、性质稳定、结晶点低和不腐蚀发动机零件。航空汽油是石油的直馏产品和二次加工产品与各种添加剂混合而成的。
4、航空煤油:空气喷气发动机广泛使用的石油烃燃料,根据沸点范围不同分为三类:①宽馏分型(沸点范围60~280°C);②煤油型(沸点范围150~280°C),高闪点航空煤油的初沸点可提高到165~175°C;③重馏分型(沸点范围195~315°C)。
5、航空煤油比汽油具有更大的热值,价格低,使用安全。适于航空燃气涡轮发动机和冲压发动机使用。用于超音速飞行的煤油还应有低的饱和蒸气压和良好的热安定性。
6、因煤油不易蒸发,燃点较高,燃气涡轮发动机起动时多用汽油。航空煤油的组成一般有下列规定:芳香烃含量在20%以下(其中双环芳烃含量不超过3%),烯烃含量在2%~3%以下,正构烷烃含量用燃油结晶点不高于-50~-60°C来限制。航空燃油中还加有多种添加剂,用以改善燃油的某些使用性能
7. 大气蒸汽机是谁发明的
三胀机,就是“蒸汽在内部经历三次而非一次膨胀做功”的蒸汽机。
需要说明的是,瓦特并非蒸汽机的发明者;他所做的只是改良了前人的发明,一种被称为大气活塞式蒸汽机的引擎;在那种蒸汽机中,高温蒸汽会被注入汽缸,同时推动活塞向上运动;当活塞运行至汽缸顶端时,同连杆相连的阀门会打开,冷水通过阀门喷洒在汽缸壁上,使得缸内蒸汽迅速冷却收缩,活塞在大气压的作用下向下运动,同时拉动连杆的另一头上翘,将地下水吸出地面。
8. 大气蒸汽机车竖屏图片大全
按工质利用分
①单胀式机车,蒸汽在汽缸中膨胀工作一次即排入大气,机车构造简单,采用较广。
②复胀式机车,蒸汽在一个或一对汽缸(高压汽缸)中膨胀工作后进入另一个或另一对汽缸(低压汽缸)再膨胀工作一次才排入大气。这种机车热效率虽高一些,但构造较复杂,采用较少。
③凝汽式机车,乏气进入装于煤水车后部的冷凝器凝结成水,再泵入锅炉重复使用,损失的水由煤水车的水补充。机车构造很复杂,多在缺水地区使用。④饱和蒸汽机车和过热蒸汽机车,自从创造出机车用的过热器提高了蒸汽温度以后,汽机效率提高很多,饱和蒸汽机车即被改造成过热蒸汽机车。
按汽缸位置分类
蒸汽机车按汽缸安装位置可分为:
①外汽缸机车,机车汽缸固定于车架两边外侧,因检修方便,采用较广。
②内汽缸机车,机车汽缸固定于车架内侧,有一根动轮轴制成曲拐轴,因检修不便,采用较少。
③三汽缸机车,两个汽缸固定于车架两边外侧,第三个汽缸固定于车架中间。
按车架形式分类
蒸汽机车因车架形式不同可分为:
①板梁式车架机车,车架是板梁型结构,车架较轻,欧洲国家采用较多。
②杆梁式车架机车,车架是杆状结构,用厚钢板切割成型或用铸钢铸造,采用普遍。
按车架和动力单元的组成分类
蒸汽机车就其车架和动力单元的组成来说,可分为:
①常规机车,只有一个固定车架组成一动力单元(包括汽缸、动轮、连杆装置和阀动装置等)并支承锅炉。
②关节机车,除有一个固定车架组成的动力单元并支承锅炉后半部外,还有一个可转动的车架和后面的固定车架连接组成另一动力单元,并可滑动地支承锅炉前半部,起转向架作用。
按水柜位置分类
蒸汽机车按水柜安装位置可分为:
①煤水车机车,它的后部连挂一专门供机车长途行驶所需煤和水的煤水车,应用广泛。
②水柜机车,在机车锅炉两侧各有一长方体水柜或为一鞍形水柜跨装于锅炉上,煤则存放于司机室后部的煤槽中。另一种水柜机车是将水储存在煤槽下部的水柜中。水柜机车储存煤水量较少。只用于调车、短途运输和工矿运输。
按使用燃料分类
蒸汽机车按使用燃料可分为:
①燃煤蒸汽机车,火箱内燃用烟煤,是普遍采用的一种机车。
②燃油蒸汽机车,火箱内燃用雾化锅炉油,用于无煤的产油区或有特殊要求的地方。
按原动机分类
蒸汽机车按所装用的原动机可分为:
①以往复式蒸汽机为动力的蒸汽机车,构造简单,应用广泛,通常所说的蒸汽机车就是指这种机车
②以蒸汽涡轮机为动力的蒸汽机车,称为蒸汽涡轮机车。涡轮机转速高,须配用减速齿轮箱,因而有电力传动的和机械传动的两种。排汽又有冷凝的和非冷凝的两种。蒸汽涡轮机车因构造复杂,造价昂贵,维修费用高,热效率比蒸汽机车高得不多,未能推广使用。
9. 天然气蒸汽机
1.燃气压力瞬间增大,压力在增大的一瞬间会是燃烧机出现脱火现象是燃烧机进行熄火
2.停水这块会影响锅炉的熄火,这块是因为燃气蒸汽锅炉有自动保护措施,在水位达到一定的临界点燃烧机会自动熄火。
3.燃烧机程控器出现问题。
4.阀组问题,燃气蒸汽锅炉型号控制燃料的自动供应和自动切断。
5.燃烧机内部风机问题,负荷过低炉膛负压过大漏风过多风量过大等,使得炉膛温度太低也可以造成锅炉熄火