تاريخ المحرك البخاري وتطبيقه

كان اختراع المحركات البخارية نقطة تحول في تاريخ البشرية. في مكان ما في مطلع القرن السابع عشر الثامن عشر بدأت تحل محل العمل اليدوي، وعجلات المياه غير فعالة و طواحين الهواء على آليات جديدة تماما وفريدة من نوعها - المحركات البخارية. ومن أصبحت بفضل لهم الممكنة الثورة التقنية والصناعية، والتقدم للبشرية جمعاء.

ولكن الذي اخترع المحرك البخاري؟ للبشرية أنها ملزمة؟ ومتى كان ذلك؟ كل هذه الأسئلة ونحن نحاول البحث عن إجابات.

قبل عصرنا

تاريخ المحرك البخاري يعود إلى القرنين الأول قبل الميلاد. وصف غيرون Aleksandriysky آلية التي بدأت تعمل فقط عندما يتأثر الأزواج. الجهاز هو بالون، التي تم إصلاحها فوهة. من فوهات هامشية من البخار، مما يسبب المحرك للتدوير. وكان الجهاز الأول الذي يعمل على البخار.

خالق المحرك البخاري (أو بالأحرى، توربينات) - تقي الدين (فيلسوف العرب، مهندس وعالم الفلك). اختراعه أصبح معروفا على نطاق واسع في مصر في القرن السادس عشر. وقد تم ترتيب الآلية على النحو التالي: يتم توجيه تدفق البخار مباشرة في آلية مع دوارات، وعندما تصاعد الدخان - شفرات تدور. شيئا من هذا القبيل في 1629 وقدم المهندس الإيطالي Dzhovanni برانكا. العيب الرئيسي لهذه الاختراعات استهلاك كميات كبيرة جدا من البخار، الأمر الذي يتطلب بدوره على كمية كبيرة من الطاقة، وأنه من غير المناسب. وقد علقت التطورات منذ كانت المعرفة ثم العلمية والتكنولوجية البشرية لا تكفي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الحاجة لمثل هذه الاختراعات غائبة تماما.

تصميم

كان إنشاء محرك البخار غير ممكن حتى القرن السابع عشر. ولكن بمجرد استغرق مستوى قطاع التنمية البشرية الخروج، ثم كانت هناك حالات الأولى والاختراع. على الرغم من جدية لديهم في ذلك الوقت لم أكن اتخاذها. على سبيل المثال، في 1663 في العالم الإنجليزي نشرت في الصحافة تصميم اختراعه، الذي حدد في قلعة راجلان. يستخدم جهازه لرفع أبراج المياه على الجدران. ومع ذلك، كما هو الحال مع كل جديد وغير معروف، وكان في استقبال هذا المشروع مع الشك، وكان الرعاة لمزيد من التطوير ليس لها.

تاريخ المحرك البخاري يبدأ مع الجهاز اختراع paroatmosfernoy. في 1681، وعلماء من الفرنسية دينيس بابان اخترع جهاز التي تضخ المياه من المناجم. كقوة دافعة لأول مرة استخدام مسحوق، ومن ثم تم استبدالها بواسطة البخار. لذلك هناك paroatmosfernaya الجهاز. مساهمة كبيرة في تحسين أدلى بها علماء من انجلترا توماس Nyukomen وتوماس سافيري. مساعدة لا تقدر بثمن لديها أيضا العصاميين المخترع الروسي إيفان بولزونوف.

محاولة فاشلة بابين

آلة Paroatmosfernaya، في حين بعيدة عن الكمال، وقد اجتذب اهتماما خاصا في مجال بناء السفن. D. بابان مشاركة مدخراتهم التي تنفق على شراء قارب صغير، والتي تعمل في مجال تركيب المعدات اللازمة لرفع المياه paroatmosfernoy الانتاج الخاصة بها. آلية العمل تكمن في حقيقة أن يسقط من على ارتفاع، يبدأ الماء لتدور العجلة.

في اختبارات مخترع نفذت في عام 1707 على نهر فولدا. كثير من الناس تجمعوا لرؤية المعجزة: خذ القارب النهر دون أشرعة ومجاديف. ومع ذلك، أثناء الاختبار كان هناك حادث: انفجر المحرك وقتل عدة أشخاص. السلطات غاضبون في مخترع مؤسف ومنعته من أي عمل ومشاريع. تم مصادرة السفينة ودمر، وبابن نفسه توفي بعد بضع سنوات.

خطأ

وكانت الباخرة بابن مبدأ المقبل. في الجزء السفلي من الاسطوانة كان لا بد من صب كمية صغيرة من الماء. في حد ذاته تقع اسطوانة المحمصة والتي أدت إلى تسخين السائل. عندما بدأ الماء في الغليان، ويتم تشكيل البخار، وتمتد، رفع المكبس. من الفضاء فوق المكبس من خلال الطفو صمام مجهزة خصيصا. بعد أن بدأ الماء في الغليان وانخفض بخار، كان من الضروري إزالة نحاس، لإغلاق صمام لإزالة الهواء، وعن طريق الماء البارد لتبريد جدار الاسطوانة. من خلال هذه أزواج العمل، الذي كان في الاسطوانة، مكثف، تم تشكيلها تحت فراغ المكبس والضغط الجوي بسبب قوة يعود المكبس إلى مكانه الأصلي. أثناء حركته الهبوطية وأداء عمل مفيد. ومع ذلك، فإن كفاءة المحرك البخاري بابان السلبية. وكان محرك سفينة غير اقتصادية للغاية. والأهم من ذلك، أنها كانت معقدة جدا وغير مريح للاستخدام. لذلك، وكان اختراع بابين لا مستقبل من البداية.

أتباع

ومع ذلك، فإن تاريخ المحرك البخاري لا تنتهي عند هذا الحد. وبعد ذلك، لدينا، تحولت أكثر نجاحا بكثير من بابين العالم الإنجليزي توماس Nyukomen. وقد درس طويلا أعمال أسلافهم، مع التركيز على نقاط الضعف. وأخذ أفضل أعمالهم، التي أنشئت في 1712 موظفيها. شيد المحرك البخاري الجديد (كما هو موضح صورة) على النحو التالي: تستخدم الاسطوانة في وضع عمودي، والمكبس. استغرق الأمر Newcomen من العمل بابين. ومع ذلك، فإن أزواج شكلت في وعاء آخر. تم إصلاح في جميع أنحاء مكبس الجلد لا يتجزأ، والتي زادت بشكل ملحوظ ضيق داخل الاسطوانة البخار. ويتميز هذا الجهاز أيضا paroatmosfernoy (المياه أقامه من الألغام عن طريق الضغط الجوي). وكانت العيب الرئيسي لاختراع مرهقة وغير اقتصادية: الجهاز "أكل" كمية كبيرة من الفحم. ومع ذلك، فإنه الفوائد المترتبة أكبر بكثير من بابان الاختراع. لذلك، يتم استخدامه منذ ما يقرب من خمسين عاما في الكهوف والمناجم. وكانت تستخدم لإعادة ضخ المياه الجوفية، فضلا عن المركبات التجفيف. حاول توماس Nyukomen لتحويل سيارته بحيث تكون قادرة على استخدامها لحركة المرور. ومع ذلك، فشلت كل محاولاته.

عالم المقبل، وأعلن نفسه أصبح D هول من انجلترا. في 1736 قدم في العالم لاختراعه: آلة paroatmosfernuyu، التي كمحرك كانت الدفاعات. وكان لإنشائه أكثر نجاحا من تلك التي من بابين. على الفور تم إنتاج العديد من هذه السفن. وهي تستخدم في الغالب لاحالة المراكب والسفن وغيرها من السفن. ومع ذلك، فإن الاعتماد على paroatmosfernoy آلة تفتقر إلى المصداقية والسفن مجهزة أشرعة باعتباره المحرك الرئيسي.

وعلى الرغم من هال كان أكثر حظا من بابين، اختراعه فقدت تدريجيا أهميتها، ورفضوا. لا تزال لديها آلات paroatmosfernyh ذلك الوقت كان هناك العديد من أوجه القصور المحددة.

تاريخ المحرك البخاري في روسيا

وجاء تقدم المقبل في الإمبراطورية الروسية. في 1766، في مصنع الصناعات المعدنية في بارناول المحرك البخاري الأول الذي يتم توفيره لتم إنشاء الهواء فرن الصهر باستخدام منفاخ الخاصة. أصبح المبدع إيفان إيفانوفيتش Polzunov، الذين لخدماته لبلاده حتى بالنظر إلى رتبة ضابط. قدم المخترع رؤسائه الرسومات وخطط "سيارة النار" قادرة على تشغيل منفاخ.

ومع ذلك، مصير لعب مزحة قاسية مع Polzunova: بعد مسودته سبع سنوات اعتمد، ويتم تجميع السيارة، سقط مريضا وتوفي الاستهلاك - أسبوع واحد فقط قبل بدء الاختبار محركها. ومع ذلك، فإن وثيقته كافية لتشغيل المحرك.

لذا، 7 أغسطس 1766 تم إطلاق المحرك البخاري Polzunova ووضعها تحت الحمل. ومع ذلك، في نوفمبر من العام نفسه، وقالت انها انهارت. والسبب في المرجل لتكون جدران رقيقة جدا، وليس المقصود للتحميل. وعلاوة على ذلك، كتب المخترع في تعليماته، أن هذا فقط أثناء الاختبار يمكن استخدام وعاء. ان الانتاج من المرجل الجديد قد دفعت قبالة بسهولة، لأن كفاءة المحرك البخاري Polzunova كانت ايجابية. أكثر من 1023 ساعة من العمل بمساعدة من الفضة تصهر أكثر من 14 جنيها!

ولكن على الرغم من ذلك، لا أحد لإصلاح فعلت آلية لا. جمع المحرك البخاري Polzunova الغبار لأكثر من 15 عاما في المستودع، في حين أن صناعة العالم لا يزال قائما وتطويرها. ومن ثم تم تفكيكها تماما عن الأجزاء. على ما يبدو، في ذلك الوقت روسيا لم نمت بعد لمحركات البخار.

متطلبات الوقت

وفي الوقت نفسه، لم الحياة على الفور لن تقف. والإنس لم يفكر باستمرار على وشك إنشاء آلية للا تعتمد على طبيعة متقلبة، واتخاذ مصير السيطرة. من الأشرعة جميعا نود أن تتخلى في أقرب وقت ممكن. ولذلك، فإن إنشاء آلية دائمة للبخار معلقة في الهواء. في 1753 في باريس، تمت ترقيته المنافسة بين الفنانين والعلماء والمخترعين. أعلنت أكاديمية العلوم الجائزة إلى أي شخص يمكن أن تخلق آلية يمكن ان تحل محل قوة الرياح. ولكن على الرغم من أن شارك في المسابقة مثل هذه العقول كما L. يولر، D. برنولي، كانتون دي لاكروا ومقترحات معقولة أخرى لا تصدر واحد.

مرت سنوات. و الثورة الصناعية وزرع المزيد والمزيد من البلدان. أولوية والقيادة بين القوى الأخرى للضرب دائما انجلترا. وبحلول نهاية القرن الثامن عشر، أصبح خالق الصناعة على نطاق واسع في المملكة المتحدة، وبالتالي حصل على لقب المحتكر العالم في هذه الصناعة. قضية يحركها قوة كل يوم يصبح أكثر وأكثر أهمية. وتم إنشاء هذا المحرك.

أول محرك البخار في العالم

كان 1784 عن بريطانيا والعالم نقطة تحول في الثورة الصناعية. وكان الشخص المسؤول عن هذا المهندس الإنجليزية Dzheyms Uatt. أصبح المحرك البخاري، الذي أسسه، واكتشاف معظم رفيعة المستوى من هذا القرن.

Dzheyms Uatt لعدة سنوات بدراسة الرسومات، وهيكل ومبادئ العمل من آلات paroatmosfernyh. وعلى أساس هذا كله، وخلص إلى أن كفاءة المحرك هو ضروري لتحقيق المساواة في درجة حرارة الماء في الاسطوانة والبخار، والذي يدخل في آلية. العيب الرئيسي paroatmosfernyh آلات والحاجة المستمرة لمياه التبريد من الاسطوانة. كان غير مريح والمواد الاستهلاكية.

شيد الآلة البخارية الجديدة على خلاف ذلك. وهكذا، فإن اسطوانة لقميص خاص من البخار. وهكذا وات تأمين حالته الساخنة دائمة. مخترع خلقت سفينة خاصة، وتراجع في المياه الباردة (المكثف). وانضم عليه أنبوب اسطوانة. عندما يتم اتباعها البخار في الاسطوانة عن طريق الأنابيب، وسقطت مكثف تحويله هناك إلى الماء. العمل على تحسين سيارته، التي أنشئت وات فراغا في المكثف. وهكذا، كل البخار، ويمر من الاسطوانة، مكثف فيها. وبفضل هذا الابتكار يزيد كثيرا من التوسع من البخار، والذي يسمح بدوره لك لاستخراج نفس الكمية من البخار هو أكثر من ذلك بكثير الطاقة. وكان نجاح التاج.

ابتكرت من قبل المحرك البخاري تغيرت أيضا ومبدأ العرض الجوي. الآن بخار الأول يدخل تحت المكبس، وبالتالي رفعه، وبعد ذلك يذهب فوق المكبس، وخفض. وهكذا كل من السكتة الدماغية في صلب العمل الآلية التي لا بل سبق ذلك ممكنا. وكان استهلاك الفحم حصانا واحدة أربع مرات أقل من، على التوالي، في آلات paroatmosfernyh، ومن ثم سعى Dzheyms Uatt. محرك البخار بسرعة كبيرة فاز أول UK بشكل جيد، ومن ثم في العالم كله.

"شارلوت دونداس"

بعد أن ضربت العالم قبل اختراع جيمس وات، بدأ انتشار استخدام المحركات البخارية. لذلك، في عام 1802 في المملكة المتحدة لديها أول سفينة لها زوجين - القارب "شارلوت دونداس". مؤسسيها ويعتقد ويليام سيمينغتون. تم استخدام المركب مع القطر من المراكب التي كتبها القناة. دور المروحة على متن السفينة لعبت نواعير التي شنت على المؤخرة. القارب هي المرة الأولى التي اختبرت بنجاح: اثنان المراكب الضخمة سحبها 18 ميل في ست ساعات. في الوقت نفسه أنه يتدخل بقوة مع الريح. لكنه نجح.

ومع ذلك، وضعت على نكتة، لأنهم كانوا يخشون أن بسبب موجات قوية، والتي تم إنشاؤها تحت عجلة مجداف، سوف تكون واضحة البنوك القناة. بالمناسبة، "شارلوت"، وحضر اختبار الناس، والتي يعتبر العالم كله خالق أول سفينة.

أول سفينة في العالم

بناء السفن الإنجليزية روبرت فولتون مع شبابه، يحلم سفينة مع محرك البخار. والآن أصبح حلمه ممكنا. بعد اختراع المحركات البخارية أصبح دفعة جديدة لبناء السفن. جنبا إلى جنب مع رسول أمريكا R. ليفينغستون، الذي تولى الجانب المالي لهذه المسألة، أخذت فولتون يصل مشروع السفينة مع محرك البخار. ويستند اختراع معقدة على فكرة الدفع مجذاف. وفقا لجوانب السفينة وضعت في عدد من المجاذيف، ومحاكاة مجموعة متنوعة من المرح. في هذه الحالة، المجاذيف ثم تتداخل مع بعضها البعض وكسر. اليوم، يمكن للمرء أن يقول بسهولة أن التأثير نفسه يمكن أن يتحقق إذا كان كل المجاذيف ثلاثة أو أربعة. ولكن من وجهة نظر العلم والتكنولوجيا في الوقت الذي كان من المستحيل أن نرى. لذلك، كان بناء السفن أكثر تعقيدا.

في عام 1803، تم عرض اختراع فولتون في جميع أنحاء العالم. وكانت الباخرة ببطء وبشكل متساو على نهر السين، عقول مذهلة والخيال العديد من العلماء والشخصيات من باريس. ومع ذلك، رفضت حكومة نابليون المشروع، واضطرت شركات بناء السفن إزعاج للبحث عن حظه في أمريكا.

وفي أغسطس 1807 أول سفينة في العالم اسمه "كليرمونت" الذي كان ضالعا المحرك البخاري أقوى (الصورة تظهر)، وذهب على خليج هدسون. كثير من الناس ببساطة لا يؤمنون نجاح.

في أول رحلة، و "كليرمونت" ذهب دون البضائع والركاب لا. لا أحد يريد أن يذهب في رحلة على متن سفينة اطلاق النار في التنفس. ولكن في طريق العودة، كان هناك الراكب الأول - وهو مزارع محلي، الذي دفع ستة دولارات للتذكرة. أصبح لأول مرة في تاريخ شركة النقل البحري للركاب. كان فولتون انتقل الكثير بحيث متهور أعطى حرية السفر مدى الحياة على كل اختراعاتهم.