Steam Engine Puzzle
Паровая машина – это тепловая машина, выполняющая механическую работу, используя пар в качестве рабочего тела.
Использование кипящей воды для создания механического движения началось более 2000 лет назад, но ранние устройства не были практичными. Испанский изобретатель Херонимо де Аянс-и-Бомон в 1606 году запатентовал первую паровую машину. В 1698 году Томас Савери запатентовал паровой насос, в котором пар использовался в прямом контакте с перекачиваемой водой. Паровой насос Савери использовал конденсирующийся пар для создания вакуума и всасывания воды в камеру, а затем подавал пар под давлением для дальнейшей перекачки воды. Атмосферный двигатель Томаса Ньюкомена был первым коммерческим настоящим паровым двигателем, использующим поршень, и использовался в 1712 году для перекачки в шахте.
В 1781 году Джеймс Уатт запатентовал паровую машину, производившую непрерывное вращательное движение.[1] Десятисильные двигатели Уатта позволяли приводить в действие широкий спектр производственного оборудования. Двигатели можно было разместить везде, где можно было получить воду, уголь или древесное топливо. К 1883 году стали возможными двигатели мощностью 10 000 л.с. Паровые двигатели также можно применять в таких транспортных средствах, как тяговые двигатели и железнодорожные локомотивы. Стационарный паровой двигатель был ключевым компонентом промышленной революции, позволив фабрикам располагаться там, где не было воды.
Паровые двигатели — это двигатели внешнего сгорания[3], в которых рабочее тело отделено от продуктов сгорания. Могут использоваться источники тепла, не связанные с горением, такие как солнечная энергия, ядерная энергия или геотермальная энергия. Идеальный термодинамический цикл, используемый для анализа этого процесса, называется циклом Ренкина. В цикле вода нагревается и превращается в пар в котле, работающем под высоким давлением. При расширении посредством поршней или турбин совершается механическая работа. Пар пониженного давления затем конденсируется и перекачивается обратно в котел.
В общем использовании термин «паровой двигатель» может относиться либо к интегрированным паровым установкам (включая котлы и т. д.), таким как железнодорожные паровозы и переносные двигатели, либо может относиться только к поршневому или турбинному оборудованию, как в балочном двигателе и стационарном паровом двигателе. Специализированные устройства, такие как паровые молоты и паровые копры, зависят от пара, подаваемого из отдельного котла. Паровые двигатели поршневого типа оставались доминирующим источником энергии до начала 20-го века, когда достижения в конструкции электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания постепенно привели к замене поршневых паровых двигателей в коммерческом использовании и к господству паровых турбин в производстве электроэнергии. Учитывая, что подавляющее большинство электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится паровыми двигателями турбинного типа, «эра пара» продолжается, а уровни энергии намного превосходят уровни начала XIX века.
Читать далее
