steam engine

english steam engine

buod

  • external-combustion engine kung saan ang init ay ginagamit upang itaas ang steam na alinman lumiliko ng isang turbina o pwersa ng isang piston upang ilipat pataas at pababa sa isang silindro

Pangkalahatang-ideya

Ang isang steam engine ay isang init engine na gumaganap ng makina trabaho gamit ang singaw bilang nito nagtatrabaho likido. Sa simpleng mga termino, ang steam engine ay gumagamit ng pagpapalawak ng prinsipyo ng kimika, kung saan ang init na inilalapat sa tubig ay umuuga ng tubig sa singaw, at ang lakas ay nakabuo ng isang piston pabalik-balik sa loob ng isang silindro. Ang panunulak na puwersang ito ay karaniwang binago, sa pamamagitan ng isang sambungin na pamalo at flywheel, sa puwersa ng pag-ikot para sa trabaho. Ang terminong "steam engine" ay karaniwang ginagamit lamang sa mga reciprocating engine na inilarawan lamang, hindi sa steam turbine.
Ang mga steam engine ay mga panlabas na combustion engine, kung saan ang nagtatrabaho likido ay nahihiwalay mula sa mga produkto ng pagkasunog. Maaaring gamitin ang mga pinagmumulan ng init ng hindi pagkasunog tulad ng solar power, nuclear power o geothermal energy. Ang ideal na termodynamic cycle na ginagamit upang pag-aralan ang prosesong ito ay tinatawag na cycle ng Rankine. Sa ikot ng panahon, ang tubig ay pinainit at nagbabago sa steam sa isang boiler na tumatakbo sa isang mataas na presyon. Kapag pinalawak na gamit ang pistons o turbines mechanical work ay tapos na. Ang nabaw na presyon ng singaw ay pagkatapos ay naubos sa atmospera, o pinalubog at pumped pabalik sa boiler.
Sa pangkalahatang paggamit, ang terminong steam engine ay maaaring sumangguni sa alinman sa kumpletong mga planta ng steam (kabilang ang mga boiler atbp) tulad ng tren locomotive at mga portable na tren, o maaaring sumangguni sa piston o turbine machinery lamang, tulad ng sa beam engine at stationary steam engine . Gayunpaman, ang isang mas detalyadong pagtingin sa steam locomotive na tinutukoy sa engine bilang lamang na bahagi kung saan ang init sa steam ay naging kilos ng piston, at samakatuwid ay nakabukas ang magkakahiwalay na pahayag para sa kahusayan ng boiler at kahusayan ng engine. Ang mga espesyal na aparato tulad ng mga hammers ng steam at mga driver ng steam pile ay nakasalalay sa presyon ng singaw na ibinibigay mula sa isang hiwalay na boiler.
Ang paggamit ng tubig na kumukulo upang makabuo ng mekanikal na kilos ay bumalik sa loob ng 2000 taon, ngunit ang mga maagang aparato ay hindi praktikal. Ang imbentor ng Espanyol na si Jerónimo de Ayanz y Beaumont ay nakakuha ng isang patent para sa isang walang tubig na pinapatakbo ng steam pump ng tubig sa 1606. Noong 1698, si Thomas Savery ay nagpatibay ng steam pump na ginamit ang singaw sa direktang kontak sa tubig na pumped. Ang steam pump ni Savery ay gumagamit ng condensing steam upang lumikha ng isang bahagyang vacuum at gumuhit ng tubig sa isang kamara, at pagkatapos ay inilapat ang may presyon steam upang higit pang pump ang tubig.
Ang engine sa atmospera ni Thomas Newcomen ay ang unang komersyal na tunay na steam engine na gumagamit ng isang piston, at ginamit noong 1712 para alisin ang baha ng tubig mula sa isang minahan. 104 ay ginagamit sa pamamagitan ng 1733. Sa kalaunan higit sa dalawang libong mga ito ay na-install.
Noong 1781, inarkila ng Scottish engineer na si James Watt ang steam engine na gumawa ng tuluy-tuloy na paggalaw. Ang mga makina ng sampung-lakas ng kabayo ni Watt ay nagpapagana ng malawak na hanay ng mga makinarya ng pagmamanupaktura na pinapatakbo. Ang mga makina ay maaaring maupo kahit saan na maaaring makuha ang tubig at karbon o kahoy na gasolina. Noong 1883, ang mga makina na maaaring magbigay ng 10,000 hp ay naging magagawa. Ang nakapirmang steam engine ay isang pangunahing bahagi ng Industrial Revolution, na nagpapahintulot sa mga pabrika na mahanap kung saan ang kapangyarihan ng tubig ay hindi magagamit. Ang mga atmospheric engine ng Newcomen at Watt ay malaki kung ikukumpara sa dami ng lakas na kanilang ginawa, ngunit ang mga makina ng mataas na presyon ay sapat na ilaw upang maipapataw sa mga sasakyan tulad ng mga traksyon engine at mga tren ng tren.
Ang mga receprocating piston type steam engine ay nanatiling nangingibabaw na pinagmumulan ng lakas hanggang sa unang bahagi ng ika-20 siglo, nang ang pag-unlad ng disenyo ng de-kuryenteng mga motors at mga panloob na pagkasunog ng makina ay unti-unti na nagresulta sa pagpapalit ng mga makina ng reciprocating (piston) sa komersyal na paggamit, at ang pagkataas ng singaw turbines sa power generation. Isinasaalang-alang na ang malaking karamihan ng buong mundo na henerasyon ng kuryente ay ginawa ng mga makina ng steam type ng turbina, ang "edad ng singaw" ay nagpapatuloy sa mga antas ng enerhiya na lampas sa mga turn ng ika-19 at ika-20 siglo.
Ang isang uri ng steam motor na nag-convert ng steam energy sa mechanical work, ang steam pressure ay inilapat sa isang piston sa isang silindro upang kumuha ng trabaho. Ang pangunahing bahagi ay binubuo ng isang silindro, isang piston, isang mekanismo ng pihitan para baguhin ang kanyang reciprocating motion sa paikot na paggalaw, at isang mekanismo ng balbula na may pananagutan sa pagbibigay at pagpapalabas ng singaw sa silindro. Ang mataas na presyon ng steam mula sa boiler ay pumapasok sa silid ng singaw sa pamamagitan ng steam valve at ang balbula ng balbula ng gobernador ng bilis, ay ginagabayan sa silindro ng balbula ng slide na nagsasagawa ng pamamahagi ng singaw, nagpapalawak at nagtutulak ng piston. Ang steam na nagpababa ng presyon ay dumadaan muli sa slide balbula, ang silid ng tambutso, ay dumadaan sa tambutso, at pinalabas sa kapaligiran o ang pampalapot. Sa huling bahagi ng ika-17 siglo - ang unang siglo ikalabing walong siglo bilang isang pumping machine ng mina, batay sa kung ano ang ipinagkaloob ng British Saarbury , Pranses Papan atbp Una, ang British Newcomen ay nag- imbento ng atmospheric presyon engine . Nagdagdag si Watt ng maraming imbensyon at mga pagpapabuti dito, imbento ng steam engine na nagtulak sa piston na may presyon ng singaw, at pagkatapos ay ganap na natanto ito sa pamamagitan ng mga imbensyon tulad ng isang mekanismo ng conversion sa paikot na paggalaw at isang speed governor. Dahil ang istraktura na ito ay simple sa istraktura at madali upang mahawakan, mabilis itong naging popularized at binuo bilang unang init engine , naging ang nagtutulak na puwersa ng rebolusyong pang - industriya , at mula noon ay matagal na ito ay kilala bilang pang-industriya, minahan, barko, tren ( steam locomotive ) Steam Vehicle ), atbp., at nag-ambag sa makabagong mga modernong industriya. Gayunpaman, dahil sa reciprocating kilusan ng piston, ang supply ng steam ay hindi tuluy-tuloy, mahirap gawin ang isang mataas na pagganap ng malaking output engine tulad ng steam turbine , at nangangailangan ito ng boiler at isang pampalapot, kaya ito ay compact at lightweight tulad ng isang panloob na engine ng combustion Ito ay mahirap gawin, at halos hindi ito ginagamit ngayon.
→ Kaugnay na mga item Diesel kotse | Kapangyarihan