Steam Engine Puzzle
蒸汽機是一種利用蒸汽作為工作流體進行機械功的熱力發動機。
利用沸水產生機械運動的歷史可以追溯到 2000 多年前，但早期的設備並不實用。西班牙發明家 Jerónimo de Ayanz y Beaumont 於 1606 年獲得了第一台蒸汽機的專利。 1698 年，托馬斯·薩弗里 (Thomas Savery) 獲得了蒸汽泵的專利，該蒸汽泵使用蒸汽與泵送的水直接接觸。薩弗里的蒸汽泵利用冷凝蒸汽產生真空並將水吸入腔室，然後施加加壓蒸汽進一步泵送水。托馬斯·紐科門 (Thomas Newcomen) 的大氣發動機是第一台使用活塞的商業真正蒸汽機，於 1712 年用於礦井抽水。
1781 年，詹姆斯·瓦特 (James Watt) 獲得了產生連續旋轉運動的蒸汽機的專利。 [1]瓦特的十馬力引擎為多種製造機械提供了動力。引擎可以安裝在任何可以獲得水、煤或木材燃料的地方。到 1883 年，可提供 10,000 匹馬力的引擎已變得可行。 [2]蒸汽機也可以應用於牽引發動機和鐵路機車等車輛。固定式蒸汽機是工業革命的關鍵組成部分，它使工廠能夠建在沒有水力的地方。
蒸汽機是外燃機[3]，其中工作流體與燃燒產物分開。可以使用非燃燒熱源，例如太陽能、核能或地熱能。用於分析該過程的理想熱力學循環稱為朗肯循環。在循環中，水在高壓運轉的鍋爐內被加熱並轉化為蒸汽。當通過活塞或渦輪膨脹時，完成機械功。然後減壓蒸汽被冷凝並泵回鍋爐。
在一般用法中，術語“蒸汽機”可以指集成蒸汽裝置（包括鍋爐等），例如鐵路蒸汽機車和便攜式發動機，也可以指單獨的活塞或渦輪機械，例如樑式發動機和固定式蒸汽機。蒸汽錘和蒸汽打樁機等專用設備依賴於單獨鍋爐提供的蒸汽。往復活塞式蒸汽機一直是主要的動力來源，直到 20 世紀初，隨著電動馬達和內燃機設計的進步，逐漸取代了商業用途的往復式（活塞）蒸汽機，以及蒸汽渦輪機在發電中的優勢。 [4]考慮到全球絕大多數發電是由渦輪式蒸汽機產生的，「蒸汽時代」仍在繼續，其能源水準遠遠超出了 19 世紀之交的水平。
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