蒸汽机
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下面简要介绍蒸汽机。为了充分处理蒸汽动力和生产以及蒸汽发动机和涡轮机,看到能量转换:蒸汽机.
在蒸汽机中,通常由蒸汽机提供的热蒸汽锅炉,在下面扩张压力,部分热能转化为功。剩余的热量可以让逸出,或,最大发动机效率,所述蒸汽可在单独的装置a中冷凝冷凝器,价格相对较低温度和压力。为了提高效率,由于蒸汽在发动机内的膨胀,它必须通过一个很宽的温度范围。最有效的性能,即与热量供应相关的最大输出功,是通过使用低冷凝器温度和高锅炉压力来确保的。蒸汽通过蒸发器可进一步加热从锅炉到发动机的过热器。常见的过热器是一组平行的管道,它们的表面暴露在锅炉炉中的热气体中。通过过热器,蒸汽可以被加热到超过沸水产生蒸汽的温度。
在一个往复引擎,活塞和气缸类型的蒸汽机,蒸汽在压力下被允许进入气缸阀机制.当蒸汽膨胀时,它推动活塞,活塞通常是连接在阀门上的曲柄在一个飞轮旋转:产生旋转运动在双作用式发动机中,蒸汽从锅炉中交替进入活塞的两侧。在一台简单的蒸汽机中,蒸汽的膨胀只发生在一个汽缸中,而在蒸汽机中复合发动机有两个或两个以上的汽缸,体积不断增大,以使蒸汽膨胀更大,效率更高;第一个也是最小的活塞由最初的高压蒸汽驱动,第二个活塞由第一个活塞排出的低压蒸汽驱动。
在汽轮机,蒸汽通过喷嘴高速排出,然后流经一系列静止和运动的叶片,使转子高速运动。蒸汽轮机比往复式蒸汽机更紧凑,通常允许更高的温度和更大的膨胀比。汽轮机是用于产生大量电能的普遍手段电力与蒸汽。
最早的蒸汽机是科学用的小礼品的亚历山大英雄在1世纪ce,例如汽转球但是直到17世纪人们才开始尝试把蒸汽用于实际用途。1698年托马斯Savery获得了一种带有手动阀门的泵的专利,该泵通过冷凝蒸汽产生的吸力从矿山中提升水。1712年,另一个英国人,托马斯·纽科门他发明了一种更高效的蒸汽机,用活塞将冷凝蒸汽与水分离。1765年詹姆斯·瓦特通过增加一个单独的冷凝器来避免在每次冲程时加热和冷却汽缸,极大地改进了纽科门发动机。瓦特随后开发了一种新的发动机,它可以旋转轴,而不是提供简单的泵的上下运动,他还增加了许多其他改进,以产生一个实用的发电厂。
尼古拉-约瑟夫在法国制造了一辆笨重的蒸汽马车Cugnot早在1769年。理查德•特里维西克英国是第一个在铁路上使用蒸汽车厢的国家;1803年,他制造了一辆蒸汽机车,并于1804年2月成功地在马车路线上运行威尔士.的适应蒸汽机在铁路上取得了商业上的成功火箭英国工程师乔治·斯蒂芬森在1829年。第一个实用汽船是拖船夏洛特邓达斯,建造的威廉Symington在福斯和克莱德运河试了试,苏格兰在1802年。罗伯特。富尔顿将蒸汽机应用于一艘客轮上美国在1807年。
尽管蒸汽机让位于内燃机作为车辆推进的一种手段,人们对它很感兴趣恢复在20世纪下半叶,由于内燃机中燃烧化石燃料造成的空气污染问题日益严重。