در ذهن اکثر مردم در عصر گوشی‌های هوشمند، اتومبیل‌های بخارپز چیزی قدیمی هستند که لبخند را به ارمغان می‌آورند. صفحات بخار تاریخ صنعت خودرو بسیار روشن بود و بدون آنها تصور حمل و نقل مدرن به طور کلی دشوار است. هر چقدر هم بدبینان قانون‌گذاری و همچنین لابی‌های نفتی از کشورهای مختلف تلاش کردند تا توسعه خودرو را برای یک زوج محدود کنند، اما فقط برای مدتی موفق شدند. به هر حال، ماشین بخار مانند ابوالهول است. ایده یک ماشین برای یک زن و شوهر (به عنوان مثال، در یک موتور احتراق خارجی) تا به امروز مرتبط است.

در ذهن اکثر مردم در عصر گوشی‌های هوشمند، اتومبیل‌های بخارپز چیزی قدیمی هستند که لبخند را به ارمغان می‌آورند.

بنابراین در سال 1865 در انگلستان ممنوعیتی را برای حرکت واگن های خودکششی پرسرعت بر روی بخار وضع کردند. آنها از حرکت با سرعت بیشتر از 3 کیلومتر در ساعت در اطراف شهر و عدم انتشار بخار بخار ممنوع بودند تا اسب هایی را که به کالسکه های معمولی مهار می کردند نترسانند. جدی ترین و ملموس ترین ضربه به کامیون های بخار در سال 1933 قانون مالیات بر وسایل نقلیه سنگین بود. تنها در سال 1934، زمانی که عوارض واردات فرآورده های نفتی کاهش یافت، پیروزی موتورهای بنزینی و دیزلی بر موتورهای بخار در افق ظاهر شد.

فقط در انگلستان می‌توانستند پیشرفت را به این شیوه زیبا و خونسرد به تمسخر بگیرند. در ایالات متحده آمریکا، فرانسه، ایتالیا، محیط مخترعان-علاقه مندان به معنای واقعی کلمه سرشار از ایده ها بود و ماشین بخار شکل ها و ویژگی های جدیدی پیدا کرد. اگرچه مخترعان انگلیسی سهم قابل توجهی در توسعه وسایل نقلیه بخار داشتند، اما قوانین و تعصبات مقامات به آنها اجازه نمی داد که به طور کامل در نبرد با موتور احتراق داخلی شرکت کنند. اما بیایید در مورد همه چیز به ترتیب صحبت کنیم.

مرجع ماقبل تاریخ

تاریخچه توسعه ماشین بخار به طور جدایی ناپذیری با تاریخ پیدایش و بهبود موتور بخار مرتبط است. هنگامی که در قرن اول ق. ه. هرون اسکندریه ایده خود را برای چرخاندن بخار یک توپ فلزی مطرح کرد، ایده او چیزی بیش از سرگرمی تلقی نشد. آیا ایده های دیگر برای مخترعان هیجان انگیزتر بود، اما اولین کسی که دیگ بخار را روی چرخ ها قرار داد راهب فردیناند وربست بود. در سال 1672م. "اسباب بازی" او نیز به عنوان سرگرمی تلقی می شد. اما چهل سال آینده برای تاریخچه ماشین بخار بیهوده نبود.

پروژه ایزاک نیوتن از یک کالسکه خودکششی (1680)، دستگاه آتش نشانی مکانیک توماس ساوری (1698) و دستگاه جوی توماس نیوکومن (1712) پتانسیل عظیم استفاده از بخار برای انجام کارهای مکانیکی را نشان داد. در ابتدا، موتورهای بخار آب را از معادن پمپ می کردند و بارها را بلند می کردند، اما در اواسط قرن 18، چندین صد موتور بخار از این قبیل در شرکت های انگلستان وجود داشت.

موتور بخار چیست؟ بخار چگونه می تواند چرخ ها را حرکت دهد؟ اصل موتور بخار ساده است. آب در یک مخزن بسته تا حالت بخار گرم می شود. بخار از طریق لوله ها به داخل یک سیلندر بسته تخلیه می شود و پیستون را فشرده می کند. از طریق شاتون میانی، این حرکت انتقالی به محور چرخ فلایویل منتقل می شود.

این نمودار شماتیک از عملکرد دیگ بخار در عمل دارای اشکالات قابل توجهی بود.

اولین قسمت بخار در چماق ها ترکید و پیستون خنک شده، تحت وزن خود، برای چرخه بعدی پایین رفت. این نمودار شماتیک از عملکرد دیگ بخار در عمل دارای اشکالات قابل توجهی بود. عدم وجود سیستم کنترل فشار بخار اغلب منجر به انفجار دیگ می شد. زمان و سوخت زیادی صرف شد تا دیگ به حالت کار آمد. سوخت گیری مداوم و اندازه غول پیکر کارخانه بخار فقط لیست کاستی های آن را افزایش می دهد.

ماشین جدید توسط جیمز وات در سال 1765 پیشنهاد شد. او بخار فشرده شده توسط پیستون را به یک محفظه تراکم اضافی هدایت کرد و نیاز به اضافه کردن مداوم آب به دیگ را از بین برد. سرانجام در سال 1784 او مشکل چگونگی توزیع مجدد حرکت بخار را حل کرد تا پیستون را در هر دو جهت هل دهد. به لطف قرقره ای که او ایجاد کرد، موتور بخار می توانست بدون وقفه بین چرخه ها کار کند. این اصل یک موتور حرارتی دو اثره اساس بیشتر فناوری بخار را تشکیل می دهد.

بسیاری از افراد باهوش روی ایجاد موتورهای بخار کار کردند. به هر حال، این یک راه ساده و ارزان برای به دست آوردن انرژی تقریباً از هیچ است.

یک انحراف کوچک در تاریخ ماشین های بخار

با این حال، مهم نیست که موفقیت های انگلیسی ها در منطقه چقدر بزرگ بود، اولین کسی که موتور بخار را روی چرخ ها قرار داد، نیکلاس جوزف کوگنو فرانسوی بود.

اولین ماشین بخار کوگنو

ماشین او در سال 1765 در جاده ها ظاهر شد. سرعت کالسکه یک رکورد بود - 9.5 کیلومتر در ساعت. در آن، مخترع چهار صندلی برای مسافرانی فراهم کرد که می‌توانستند با نسیم با سرعت متوسط ​​3.5 کیلومتر در ساعت غلت بخورند. این موفقیت به نظر مخترع کافی نبود.

نیاز به توقف برای سوخت‌گیری با آب و برافروختن آتشی جدید در هر کیلومتر از مسیر، یک نقطه ضعف مهم نبود، بلکه فقط سطح فناوری آن زمان بود.

او تصمیم گرفت یک تراکتور برای اسلحه اختراع کند. بنابراین یک واگن سه چرخ با یک دیگ عظیم در جلو متولد شد. نیاز به توقف برای سوخت‌گیری با آب و برافروختن آتشی جدید در هر کیلومتر از مسیر، یک نقطه ضعف مهم نبود، بلکه فقط سطح فناوری آن زمان بود.

مدل بعدی کوگنو مدل 1770 حدود یک و نیم تن وزن داشت. گاری جدید می تواند حدود دو تن بار را با سرعت 7 کیلومتر در ساعت حمل کند.

Maestro Cugno بیشتر به ایده ایجاد یک موتور بخار پرفشار علاقه مند بود. او حتی از این واقعیت که دیگ بخار می تواند منفجر شود خجالت نمی کشید. این کوگنو بود که به این فکر افتاد که جعبه آتش را زیر دیگ قرار دهد و "آتش" را با خود حمل کند. علاوه بر این، "سبد" او را به حق می توان اولین کامیون نامید. استعفای حامی و مجموعه ای از انقلاب ها به استاد اجازه نمی دهد که مدل را به یک کامیون تمام عیار توسعه دهد.

الیور ایوانز خودآموخته و دوزیستش

ایده ایجاد موتورهای بخار ابعاد جهانی داشت. در ایالات آمریکای شمالی، مخترع الیور ایوانز حدود پنجاه نیروگاه بخار را بر اساس ماشین وات ایجاد کرد. او در تلاش برای کاهش ابعاد نصب جیمز وات، موتورهای بخار را برای کارخانه های آرد طراحی کرد. با این حال، الیور ایوانز با ماشین بخار آبی خاکی خود به شهرت جهانی دست یافت. در سال 1789، اولین خودروی او در ایالات متحده آزمایشات زمین و آب را با موفقیت پشت سر گذاشت.

ایوانز روی دوزیستان خود که می توان آن را نمونه اولیه وسایل نقلیه تمام زمینی نامید، دستگاهی با فشار بخار ده اتمسفر نصب کرد!

قایق ماشینی نه متری حدود 15 تن وزن داشت. موتور بخار چرخ های عقب و ملخ را به حرکت در می آورد. به هر حال، الیور ایوانز نیز از حامیان ایجاد یک موتور بخار پرفشار بود. ایوانز روی دوزیستان خود که می توان آن را نمونه اولیه وسایل نقلیه تمام زمینی نامید، دستگاهی با فشار بخار ده اتمسفر نصب کرد!

اگر مخترعان قرن 18 و 19 فناوری قرن 21 را در دست داشتند، می توانید تصور کنید که چقدر فناوری به دست می آوردند!؟ و چه تکنولوژی!

قرن بیستم و 204 کیلومتر در ساعت در ماشین بخار استنلی

آره! قرن هجدهم انگیزه قدرتمندی به توسعه حمل و نقل بخار داد. طرح های متعدد و متنوع گاری های بخار خودکششی به طور فزاینده ای وسایل نقلیه اسبی را در جاده های اروپا و آمریکا رقیق کردند. در آغاز قرن بیستم، اتومبیل های بخار به طور قابل توجهی گسترش یافتند و به نمادی آشنا در زمان خود تبدیل شدند. همانطور که عکس است.

قرن هجدهم انگیزه قدرتمندی به توسعه حمل و نقل بخار داد

این شرکت عکاسی آنها بود که برادران استنلی در سال 1897 تصمیم گرفتند به طور جدی در تولید اتومبیل های بخار در ایالات متحده شرکت کنند. آنها ماشین های بخار پرفروش را ایجاد کردند. اما این برای آنها کافی نبود تا برنامه های بلندپروازانه خود را برآورده سازند. به هر حال، آنها تنها یکی از بسیاری از خودروسازان بودند. همینطور بود تا زمانی که «موشک» خود را طراحی کردند.

این شرکت عکاسی آنها بود که برادران استنلی در سال 1897 تصمیم گرفتند به طور جدی در تولید اتومبیل های بخار در ایالات متحده شرکت کنند.

البته خودروهای استنلی شهرت یک خودروی قابل اعتماد را داشتند. واحد بخار در پشت قرار داشت و دیگ با استفاده از مشعل های بنزین یا نفت سفید گرم می شد. چرخ لنگر یک موتور دو سیلندر بخار دوگانه با استفاده از یک درایو زنجیره ای به محور عقب می چرخد. هیچ موردی از انفجار دیگ بخار در استنلی بخار وجود نداشت. اما آنها نیاز به یک چلپ چلوپ داشتند.

البته خودروهای استنلی شهرت یک خودروی قابل اعتماد را داشتند.

آنها با "موشک" خود در سراسر جهان غوغا کردند. 205.4 کیلومتر در ساعت در سال 1906! هیچ کس به این سرعت نرفته است! خودرویی با موتور احتراق داخلی تنها 5 سال بعد این رکورد را شکست. "راکت" با بخار تخته سه لا استنلی شکل ماشین های مسابقه ای را برای سال های آینده مشخص کرد. اما پس از سال 1917، استنلی استیمر به طور فزاینده ای رقابت با فورد T ارزان قیمت را تجربه کرد و بازنشسته شد.

ماشین های بخار بی نظیر برادران دوبل

این خانواده مشهور تا اوایل دهه 30 قرن بیستم توانستند مقاومت مناسبی در برابر موتورهای بنزینی ارائه دهند. آنها ماشین برای رکورد نمی ساختند. برادران واقعاً ماشین های بخار خود را دوست داشتند. در غیر این صورت، رادیاتور لانه زنبوری اختراع شده توسط آنها و دکمه احتراق را چگونه توضیح دهید؟ مدل های آنها شبیه لوکوموتیوهای کوچک نبود.

برادران آبنر و جان انقلابی در حمل و نقل بخار ایجاد کردند.

برادران آبنر و جان انقلابی در حمل و نقل بخار ایجاد کردند. برای حرکت، ماشین او به مدت 10 تا 20 دقیقه نیازی به گرم کردن نداشت. دکمه احتراق نفت سفید را از کاربراتور به داخل محفظه احتراق پمپ می کرد. او پس از روشنایی با شمع به آنجا رسید. آب در عرض چند ثانیه گرم شد و بعد از یک دقیقه و نیم بخار فشار لازم را ایجاد کرد و امکان رفتن وجود داشت.

بخار خروجی برای تراکم و آماده سازی برای چرخه های بعدی به رادیاتور فرستاده شد. بنابراین، برای پیمودن مسافت 2000 کیلومتری، خودروهای دوبل تنها به نود لیتر آب در سیستم و چندین لیتر نفت سفید نیاز داشتند. هیچ کس نمی تواند چنین سودآوری را ارائه دهد! شاید در نمایشگاه خودرو دیترویت در سال 1917 بود که استنلی با مدل برادران دوبل آشنا شد و شروع به کاهش تولید آنها کرد.

مدل E به لوکس ترین خودروی نیمه دوم دهه 20 و آخرین نسخه ماشین بخار دوبل تبدیل شد. چرم داخلی، عناصر صیقلی از چوب و استخوان فیل صاحبان ثروتمند داخل ماشین را خوشحال کرد. در چنین کابینی می توان از مسافت پیموده شده با سرعت 160 کیلومتر در ساعت لذت برد. تنها 25 ثانیه لحظه احتراق را از لحظه پرتاب جدا می کرد. 10 ثانیه دیگر طول کشید تا خودرویی با وزن 1.2 تن به سرعت 120 کیلومتر در ساعت برسد!

تمام این ویژگی های سرعت بالا در یک موتور چهار سیلندر گنجانده شده بود. دو پیستون توسط بخار با فشار بالای 140 اتمسفر به بیرون رانده شدند و دو پیستون دیگر بخار کم فشار خنک شده را به یک کندانسور-رادیاتور لانه زنبوری فرستادند. اما در نیمه اول دهه 30، تولید این زیبایی های برادران دوبل متوقف شد.

کامیون های بخار

با این حال، نباید فراموش کرد که کشش بخار در حمل و نقل بار به سرعت توسعه یافت. در شهرها بود که ماشین های بخار باعث آلرژی اسنوب ها شدند. اما کالا باید در هر آب و هوایی و نه تنها در شهر تحویل داده شود. اتوبوس های بین شهری و تجهیزات نظامی چطور؟ آنجا با ماشین های کوچک نمی توان پیاده شد.

حمل و نقل بار نسبت به خودروهای سواری یک مزیت قابل توجه دارد - اینها ابعاد آن است.

حمل و نقل بار نسبت به خودروهای سواری یک مزیت قابل توجه دارد - اینها ابعاد آن است. آنها به شما این امکان را می دهند که نیروگاه های قدرتمند را در هر جایی از ماشین قرار دهید. علاوه بر این، فقط ظرفیت حمل و توان را افزایش می دهد. و اینکه کامیون چگونه خواهد بود همیشه به آن توجه نمی شود.

در میان کامیون های بخار، من می خواهم سنتینل انگلیسی و NAMI شوروی را برجسته کنم. البته بسیاری دیگر مانند فودن، فاولر، یورکشایر وجود داشتند. اما این Sentinel و NAMI بودند که سرسخت ترین بودند و تا پایان دهه 50 قرن گذشته تولید شدند. آنها می توانند با هر سوخت جامد - زغال سنگ، چوب، ذغال سنگ نارس کار کنند. "همه چیز خواری" این کامیون های بخار آنها را از تاثیر قیمت نفت خارج کرد و همچنین امکان استفاده از آنها را در مکان های صعب العبور فراهم کرد.

سنتینل معتاد به کار با لهجه انگلیسی

این دو کامیون نه تنها در کشور سازنده تفاوت دارند. اصول محل قرارگیری مولدهای بخار نیز متفاوت بود. Sentinel ها با آرایش بالایی و پایینی موتورهای بخار نسبت به دیگ مشخص می شوند. در محل بالا، مولد بخار بخار داغ را مستقیماً به محفظه موتور می رساند که توسط سیستمی از شفت های کاردان به پل ها متصل می شد. با محل پایین تر موتور بخار، یعنی روی شاسی، دیگ بخار آب را گرم می کرد و بخار را از طریق لوله ها به موتور می رساند، که تلفات دما را تضمین می کرد.

Sentinel ها با آرایش بالایی و پایینی موتورهای بخار نسبت به دیگ مشخص می شوند.

وجود یک انتقال زنجیره ای از چرخ طیار موتور بخار به کاردان برای هر دو نوع معمولی بود. این به طراحان اجازه داد تا تولید سنتینل را بسته به مشتری یکسان کنند. برای کشورهای گرم مانند هند، کامیون های بخار با چیدمان پایین تر و جدا از دیگ و موتور تولید می شدند. برای کشورهایی با زمستان های سرد - با نوع فوقانی، ترکیبی.

برای کشورهای گرم مانند هند، کامیون های بخار با چیدمان پایین تر و جدا از دیگ و موتور تولید می شدند.

بسیاری از فناوری های اثبات شده در این کامیون ها استفاده شد. قرقره و شیرهای توزیع بخار، موتورهای تک و دو کاره، فشار قوی یا کم، با یا بدون گیربکس. با این حال، این باعث افزایش عمر کامیون‌های بخار انگلیسی نشد. اگرچه آنها تا پایان دهه 50 قرن بیستم تولید می شدند و حتی قبل و در طول جنگ جهانی دوم در ارتش خدمت می کردند، اما هنوز هم حجیم بودند و تا حدودی شبیه لوکوموتیوهای بخار بودند. و از آنجایی که هیچ علاقه‌ای به نوسازی اصلی آنها وجود نداشت، سرنوشت آنها مهر و موم شد.

اگرچه آنها تا پایان دهه 50 قرن بیستم تولید می شدند و حتی قبل و در طول جنگ جهانی دوم در ارتش خدمت می کردند، اما هنوز هم حجیم بودند و تا حدودی شبیه لوکوموتیوهای بخار بودند.

به چه کسی، و به ما - ایالات متحده

برای احیای اقتصاد ویران شده از جنگ اتحاد جماهیر شوروی، لازم بود راهی برای هدر ندادن منابع نفتی، حداقل در مکان‌های صعب العبور - در شمال کشور و در سیبری، پیدا شود. به مهندسان شوروی این فرصت داده شد تا طراحی سنتینل را با یک موتور بخار مستقیم چهار سیلندر بالای سر مطالعه کنند و "پاسخ خود به چمبرلین" را توسعه دهند.

در دهه 30، موسسات و دفاتر طراحی روسیه تلاش های مکرری برای ایجاد یک کامیون جایگزین برای صنعت چوب انجام دادند.

در دهه 30، موسسات و دفاتر طراحی روسیه تلاش های مکرری برای ایجاد یک کامیون جایگزین برای صنعت چوب انجام دادند. اما هر بار پرونده در مرحله آزمایش متوقف شد. مهندسان با استفاده از تجربه خود و فرصت مطالعه وسایل نقلیه بخار دستگیر شده، رهبری کشور را در مورد نیاز به چنین کامیون بخار متقاعد کردند. همچنین قیمت بنزین 24 برابر زغال سنگ است. و با هزینه هیزم در تایگا، به طور کلی نمی توانید آن را ذکر کنید.

گروهی از طراحان به رهبری یو شبالین واحد بخار را تا حد ممکن ساده کردند. آنها یک موتور چهار سیلندر و یک دیگ بخار را در یک واحد ترکیب کردند و آن را بین بدنه و کابین قرار دادند. این نصب را روی شاسی سریال YaAZ (MAZ) -200 قرار دادیم. کار بخار و چگالش آن در یک چرخه بسته با هم ترکیب شدند. تامین شمش چوب از پناهگاه به صورت خودکار انجام شد.

اینگونه بود که NAMI-012 یا بهتر است بگوییم در جنگل های خارج از جاده متولد شد. بدیهی است که اصل تامین سوخت جامد و محل قرارگیری موتور بخار بر روی کامیون از رویه ژنراتورهای گاز گرفته شده است.

سرنوشت صاحب جنگل ها - NAMI-012

مشخصات کامیون تخت بخار خانگی و حامل چوب NAMI-012 به شرح زیر بود.

• ظرفیت بار - 6 تن
• سرعت - 45 کیلومتر در ساعت
• برد بدون سوخت گیری - 80 کیلومتر، اگر امکان تجدید منبع آب وجود داشت، 150 کیلومتر
• گشتاور در سرعت های پایین - 240 کیلوگرم بر متر، که تقریبا 5 برابر بیشتر از YaAZ-200 پایه بود.
• یک دیگ با گردش طبیعی فشاری معادل 25 اتمسفر ایجاد کرد و بخار را به دمای 420 درجه سانتیگراد رساند.
• امکان پر کردن منابع آب مستقیماً از مخزن از طریق اجکتورها وجود داشت
• کابین تمام فلزی کاپوت نداشت و به جلو رانده شد
• سرعت توسط مقدار بخار موجود در موتور با استفاده از یک اهرم تغذیه/قطع کنترل می شد. با کمک آن، سیلندرها 25/40/75٪ پر شدند.
• یک دنده عقب و سه پدال کنترل.

کاستی های جدی کامیون بخار مصرف 400 کیلوگرم هیزم در 100 کیلومتر مسیر و نیاز به خلاص شدن از شر آب در دیگ بخار در هوای سرد بود.

کاستی های جدی کامیون بخار مصرف 400 کیلوگرم هیزم در 100 کیلومتر مسیر و نیاز به خلاص شدن از شر آب در دیگ بخار در هوای سرد بود. اما نقطه ضعف اصلی که در نمونه اول وجود داشت، باز بودن ضعیف در حالت بدون بار بود. سپس معلوم شد که اکسل جلو در مقایسه با قسمت عقب با کابین و واحد بخار پر شده است. ما با نصب یک نیروگاه بخار مدرن بر روی چهار چرخ متحرک YaAZ-214 با این کار کنار آمدیم. اکنون قدرت حامل الوار NAMI-018 به 125 اسب بخار افزایش یافته است.

اما از آنجایی که زمان پخش در سراسر کشور نداشت، کامیون های ژنراتور بخار همه در نیمه دوم دهه 50 قرن گذشته از بین رفتند.

اما از آنجایی که زمان پخش در سراسر کشور نداشت، کامیون های ژنراتور بخار همه در نیمه دوم دهه 50 قرن گذشته از بین رفتند. با این حال، همراه با ژنراتورهای گاز. از آنجا که هزینه تبدیل خودروها، تاثیر اقتصادی و سهولت کار در مقایسه با کامیون های بنزینی و دیزلی، کار فشرده و مشکوک بود. علاوه بر این، در این زمان تولید نفت از قبل در اتحاد جماهیر شوروی ایجاد شده بود.

ماشین بخار مدرن سریع و مقرون به صرفه

فکر نکنید که ایده یک ماشین بخار برای همیشه فراموش شده است. اکنون علاقه به موتورهایی که جایگزین موتورهای احتراق داخلی با سوخت بنزین و دیزل هستند، افزایش قابل توجهی دارد. ذخایر نفت جهان نامحدود نیست. بله، و هزینه فرآورده های نفتی به طور مداوم در حال افزایش است. طراحان برای بهبود موتور احتراق داخلی آنقدر تلاش کردند که ایده هایشان تقریباً به حد خود رسید.

خودروهای برقی، خودروهای هیدروژنی، ژنراتورهای گاز و خودروهای بخار دوباره به موضوعات داغ تبدیل شده اند. سلام، فراموش شده قرن 19!

اکنون علاقه به موتورهایی که جایگزین موتورهای احتراق داخلی با سوخت بنزین و دیزل هستند، افزایش قابل توجهی دارد.

یک مهندس بریتانیایی (دوباره انگلیس!) امکانات جدید یک موتور بخار را به نمایش گذاشت. او Inspuration خود را نه تنها برای نشان دادن ارتباط خودروهای بخارپز ایجاد کرد. زاده فکر او برای ضبط ساخته شده است. 274 کیلومتر در ساعت - این سرعتی است که توسط دوازده دیگ بخار نصب شده روی یک ماشین 7.6 متری شتاب می گیرد. تنها 40 لیتر آب برای گاز مایع کافی است تا دمای بخار را در یک لحظه به 400 درجه سانتیگراد برساند. فقط فکر کنید، 103 سال طول کشید تا تاریخ رکورد سرعت یک ماشین بخار را که توسط Rocket ثبت شده است بشکند!

در یک مولد بخار مدرن، می توانید از زغال سنگ پودری یا سایر سوخت های ارزان قیمت مانند نفت کوره، گاز مایع استفاده کنید. به همین دلیل است که ماشین های بخار همیشه محبوب بوده و خواهند بود.

اما برای رسیدن به آینده ای دوستدار محیط زیست، دوباره باید بر مقاومت لابیگران نفت غلبه کرد.

اصل کارکرد موتور بخار

فهرست

حاشیه نویسی

1. بخش نظری

1.1 جدول زمانی

1.2 موتور بخار

1.2.1 دیگ بخار

1.2.2 توربین های بخار

1.3 موتورهای بخار

1.3.1 اولین قایق های بخار

1.3.2 تولد دو چرخ

1.4 استفاده از موتورهای بخار

1.4.1 مزیت موتورهای بخار

1.4.2 کارایی

2. بخش عملی

2.1 ساخت مکانیسم

2.2 راه های بهبود ماشین و کارایی آن

2.3 پرسشنامه

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

کاربرد

موتور بخاراقدام مفید

حاشیه نویسی

این اثر علمی مشتمل بر 32 برگه شامل بخش نظری، عملی، کاربرد و نتیجه گیری می باشد. در بخش تئوری، با اصل کارکرد موتورهای بخار و مکانیسم ها، تاریخچه آنها و نقش کاربرد آنها در زندگی آشنا می شوید. بخش عملی جزئیات فرآیند طراحی و آزمایش مکانیسم بخار در خانه را شرح می دهد. این کار علمی می تواند به عنوان نمونه بارز کار و استفاده از انرژی بخار باشد.

معرفی

دنیای تسلیم در برابر هر هوسبازی طبیعت، که در آن ماشین‌ها توسط نیروی ماهیچه‌ای یا نیروی چرخ‌های آب و آسیاب‌های بادی به حرکت در می‌آیند - این دنیای فناوری قبل از ایجاد یک موتور بخار بود. در آتش، قادر به جابجایی یک مانع است. به عنوان مثال، یک ورق کاغذ) که در مسیر آن قرار دارد، این باعث می شود که فرد به این فکر کند که چگونه می توان از بخار به عنوان مایع کار استفاده کرد. در نتیجه، پس از آزمایش‌های فراوان، یک موتور بخار پدیدار شد و تصور کنید کارخانه‌هایی با دودکش‌های دودکننده، موتورهای بخار و توربین‌ها، لوکوموتیوهای بخار و کشتی‌های بخار - کل دنیای پیچیده و قدرتمند مهندسی بخار که توسط انسان ایجاد شده است. موتور بخار عملا تنها تنها بود. موتور جهانی و نقش بزرگی در توسعه بشر ایفا کرد.اختراع موتور بخار به عنوان انگیزه ای برای توسعه بیشتر وسایل نقلیه خدمت کرد. برای صد سال، این تنها موتور صنعتی بود که تطبیق پذیری آن امکان استفاده از آن را در کارخانه‌ها، راه‌آهن و نیروی دریایی فراهم کرد. و پس از قرن ها، اهمیت این اختراع به شدت احساس می شود.

فرضیه:

آیا می توان با دستان خود ساده ترین مکانیسمی را که برای یک زوج کار می کرد ساخت.

هدف کار: طراحی مکانیزمی با قابلیت حرکت روی یک جفت.

هدف پژوهش:

1. ادبیات علمی را مطالعه کنید.

2. طراحی و ساخت ساده ترین مکانیزمی که روی بخار کار می کرد.

3. فرصت هایی را برای افزایش کارایی در آینده در نظر بگیرید.

این اثر علمی به عنوان یک راهنما در درس فیزیک برای دانش آموزان دبیرستانی و علاقه مندان به این موضوع مفید خواهد بود.

1. تیeoآرهقسمت تیک

موتور بخار - یک موتور پیستونی حرارتی که در آن انرژی پتانسیل بخار آب حاصل از دیگ بخار به کار مکانیکی حرکت رفت و برگشتی پیستون یا حرکت چرخشی شفت تبدیل می شود.

بخار یکی از حامل‌های رایج گرما در سیستم‌های حرارتی با مایع یا سیال عامل گازی گرم شده همراه با آب و روغن‌های حرارتی است. بخار آب دارای چندین مزیت از جمله سهولت و انعطاف پذیری در استفاده، سمیت کم و توانایی تامین مقدار قابل توجهی انرژی به فرآیند است. می توان از آن در سیستم های مختلفی استفاده کرد که شامل تماس مستقیم مایع خنک کننده با عناصر مختلف تجهیزات است که به طور موثر به کاهش هزینه های انرژی، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و بازپرداخت سریع کمک می کند.

قانون بقای انرژی یک قانون اساسی طبیعت است که به طور تجربی ایجاد شده و شامل این واقعیت است که انرژی یک سیستم فیزیکی جدا شده (بسته) در طول زمان حفظ می شود. به عبارت دیگر، انرژی نمی تواند از هیچ به وجود بیاید و نمی تواند در هیچ جا ناپدید شود، فقط می تواند از شکلی به شکل دیگر منتقل شود. از منظر بنیادی، طبق قضیه نوتر، قانون بقای انرژی نتیجه همگنی زمان است و از این نظر جهانی است، یعنی در سیستم هایی با ماهیت فیزیکی بسیار متفاوت ذاتی است.

1.1 جدول زمانی

4000 سال قبل از میلاد ه. - انسان چرخ را اختراع کرد.

3000 سال قبل از میلاد ه. - اولین جاده ها در روم باستان ظاهر شد.

2000 قبل از میلاد ه. - چرخ برای ما آشناتر شده است. او یک توپی، یک لبه و پره هایی داشت که آنها را به هم وصل می کرد.

1700 قبل از میلاد ه. - اولین جاده های آسفالت شده با بلوک های چوبی ظاهر شد.

312 قبل از میلاد ه. - اولین جاده های آسفالت شده در روم باستان ساخته شد. ضخامت سنگ تراشی به یک متر می رسید.

1405 - اولین کالسکه های بهاری اسب کشیده ظاهر شد.

1510 - کالسکه اسبی بدنه ای با دیوار و سقف به دست آورد. مسافران این فرصت را دارند که در طول سفر از آب و هوای بد محافظت کنند.

1526 - دانشمند و هنرمند آلمانی آلبرشت دورر پروژه جالبی از "گاری بدون اسب" را ایجاد کرد که توسط قدرت عضلانی مردم هدایت می شد. افرادی که در کنار کالسکه راه می رفتند دسته های مخصوصی را می چرخاندند. این چرخش به کمک چرخ دنده حلزونی به چرخ های کالسکه منتقل می شد. متأسفانه واگن ساخته نشد.

1600 - سایمون استوین یک قایق بادبانی روی چرخ ها ساخت که تحت تأثیر نیروی باد حرکت می کرد. او اولین طرح گاری بدون اسب شد.

1610 - واگن ها دو پیشرفت قابل توجه را تجربه کردند. اولاً کمربندهای غیر قابل اعتماد و خیلی نرمی که در طول سفر مسافران را تکان می دادند با فنرهای فولادی تعویض شدند. در مرحله دوم، مهار اسب بهبود یافته است. حالا اسب کالسکه را نه با گردن، بلکه با سینه می کشید.

1649 - اولین آزمایش ها را در مورد استفاده از فنر که قبلاً توسط یک فرد پیچ ​​خورده بود به عنوان نیروی محرک گذراند. کالسکه فنری توسط Johann Hauch در نورنبرگ ساخته شد. با این حال، مورخان این اطلاعات را زیر سوال می برند، زیرا نسخه ای وجود دارد که به جای یک فنر بزرگ، شخصی در داخل کالسکه نشسته بود که مکانیسم را به حرکت درآورد.

1680 - اولین نمونه های حمل و نقل عمومی با اسب در شهرهای بزرگ ظاهر شد.

1690 - استفان فارفلر از نورنبرگ گاری سه چرخی ایجاد کرد که با کمک دو دسته که توسط دستان چرخانده می شوند حرکت می کند. به لطف این درایو، طراح واگن می توانست بدون کمک پاهای خود از مکانی به مکان دیگر حرکت کند.

1698 - توماس ساوری انگلیسی اولین دیگ بخار را ساخت.

1741 - لئونتی لوکیانوویچ شمشورنکوف، مکانیک خودآموخته روسی، "گزارشی" را در توصیف یک "کالسکه خودگردان" به دفتر استانی نیژنی نووگورود فرستاد.

1769 - مخترع فرانسوی کوگنو اولین ماشین بخار جهان را ساخت.

1784 - جیمز وات اولین موتور بخار را ساخت.

1791 - ایوان کولیبین یک کالسکه خودکششی سه چرخ طراحی کرد که می توانست دو مسافر را در خود جای دهد. درایو با استفاده از مکانیزم پدال انجام شد.

1794 - موتور بخار کوگنو به عنوان یک کنجکاوی مکانیکی دیگر به "مخزن ماشین آلات، ابزار، مدل ها، نقشه ها و توصیفات انواع هنرها و صنایع دستی" تحویل داده شد.

1800 - این نظر وجود دارد که در این سال بود که اولین دوچرخه جهان در روسیه ساخته شد. نویسنده آن سرف یفیم آرتامونوف بود.

1808 - اولین دوچرخه فرانسوی در خیابان های پاریس ظاهر شد. از چوب ساخته شده بود و از یک میله متقاطع تشکیل شده بود که دو چرخ را به هم وصل می کرد. برخلاف دوچرخه مدرن، هیچ دسته یا پدال نداشت.

1810 - صنعت حمل و نقل در آمریکا و کشورهای اروپایی شروع به ظهور کرد. در شهرهای بزرگ، کل خیابان‌ها و حتی محله‌هایی که با مربیان چیره‌دستی پراکنده بودند ظاهر شد.

1816 - مخترع آلمانی کارل فردریش دریس ماشینی شبیه دوچرخه مدرن ساخت. به محض اینکه در خیابان های شهر ظاهر شد ، نام "ماشین در حال اجرا" را دریافت کرد ، زیرا صاحب آن ، با پاهای خود فشار می آورد ، در واقع در امتداد زمین می دوید.

1834 - یک خدمه قایقرانی طراحی شده توسط M. Hakuet در پاریس آزمایش شد. این خدمه دکلی به ارتفاع 12 متر داشتند.

1868 - اعتقاد بر این است که در این سال فرانسوی ارنه میشاد نمونه اولیه موتور سیکلت مدرن را ایجاد کرد.

1871 - مخترع فرانسوی لوئی پررو موتور بخار دوچرخه را ساخت.

1874 - یک تراکتور چرخ بخار در روسیه ساخته شد. خودروی انگلیسی "Evelyn Porter" به عنوان نمونه اولیه مورد استفاده قرار گرفت.

1875 - اولین موتور بخار آمادئوس بدلی در پاریس به نمایش گذاشته شد.

1884 - لویی کاپلند آمریکایی موتورسیکلتی ساخت که روی آن یک موتور بخار در بالای چرخ جلو نصب شده بود. این طراحی می تواند تا 18 کیلومتر در ساعت شتاب بگیرد.

1901 - در روسیه، یک ماشین بخار مسافری کارخانه دوچرخه مسکو "دوکس" ساخته شد.

1902 - لئون سرپولت در یکی از ماشین های بخار خود رکورد سرعت جهانی - 120 کیلومتر در ساعت را ثبت کرد.

یک سال بعد، او رکورد دیگری را ثبت کرد - 144 کیلومتر در ساعت.

1905 - اف. ماریوت آمریکایی در ماشین بخار از سرعت 200 کیلومتر فراتر رفت.

1.2 بخارموتور

موتوری که با بخار کار می کند. بخار حاصل از گرم کردن آب برای نیروی محرکه استفاده می شود. در برخی از موتورها، بخار پیستون های سیلندر را مجبور به حرکت می کند. این یک حرکت رفت و برگشتی ایجاد می کند. مکانیسم متصل معمولاً آن را به حرکت چرخشی تبدیل می کند. لوکوموتیوهای بخار (لوکوموتیو) از موتورهای رفت و برگشتی استفاده می کنند. از توربین های بخار نیز به عنوان موتور استفاده می شود که با چرخاندن یک سری چرخ با پره، حرکت چرخشی مستقیم می دهد. توربین های بخار ژنراتورهای برق و پروانه کشتی را به حرکت در می آورند. در هر موتور بخار، گرمای حاصل از گرم کردن آب در دیگ بخار (دیگ بخار) به انرژی حرکتی تبدیل می شود. گرما را می توان از سوختن سوخت در یک کوره یا از یک راکتور هسته ای تامین کرد. اولین موتور بخار در تاریخ نوعی پمپ بود که با کمک آن آب سیل معادن را پمپاژ می کردند. در سال 1689 توسط توماس ساوری اختراع شد. در این دستگاه با طراحی بسیار ساده، بخار به مقدار کمی آب متراکم می‌شود و به همین دلیل خلأ جزئی ایجاد می‌شود که در نتیجه آب از شفت معدن به بیرون مکیده می‌شود. در سال 1712، توماس نیوکامن پمپ پیستونی با بخار را اختراع کرد. در دهه 1760 جیمز وات طراحی نیوکامن را بهبود بخشید و موتورهای بخار بسیار کارآمدتری ایجاد کرد. به زودی از آنها در کارخانه ها برای برق انداختن ماشین ابزار استفاده شد. در سال 1884، مهندس انگلیسی چارلز پارسون (1854-1931) اولین توربین بخار عملی را اختراع کرد. طرح های او به قدری کارآمد بودند که به زودی جایگزین موتورهای بخار رفت و برگشتی در نیروگاه ها شدند. شگفت‌انگیزترین دستاورد در زمینه موتورهای بخار، ایجاد یک موتور بخار کاملاً بسته و در حال کار با ابعاد میکروسکوپی بود. دانشمندان ژاپنی آن را با استفاده از تکنیک های مورد استفاده برای ساخت مدارهای مجتمع ایجاد کردند. جریان کمی که از عنصر گرمایش الکتریکی می گذرد، قطرات آب را به بخار تبدیل می کند که پیستون را حرکت می دهد. اکنون دانشمندان باید کشف کنند که این دستگاه در چه زمینه هایی می تواند کاربردهای عملی پیدا کند.

اختراع موتورهای بخار نقطه عطفی در تاریخ بشر بود. جایی در اوایل قرن 17-18، کار دستی ناکارآمد، چرخ های آب و مکانیسم های کاملاً جدید و منحصر به فرد - موتورهای بخار - جایگزین شدند. به لطف آنها بود که انقلاب های فنی و صنعتی و در واقع کل پیشرفت بشر امکان پذیر شد.

اما چه کسی ماشین بخار را اختراع کرد؟ بشریت این را مدیون چه کسی است؟ و چه زمانی بود؟ ما سعی خواهیم کرد پاسخی برای همه این سوالات پیدا کنیم.

حتی قبل از دوران ما

تاریخچه ایجاد یک موتور بخار از قرن های اول قبل از میلاد آغاز می شود. Hero of Alexandria مکانیزمی را توصیف کرد که تنها زمانی شروع به کار کرد که در معرض بخار قرار گرفت. دستگاه توپی بود که نازل هایی روی آن ثابت می شد. بخار به صورت مماس از نازل ها خارج می شد و در نتیجه باعث چرخش موتور می شد. این اولین وسیله ای بود که روی بخار کار می کرد.

خالق موتور بخار (یا بهتر است بگوییم، توربین) تاگی الدینوم (فیلسوف، مهندس و ستاره شناس عرب) است. اختراع او در قرن شانزدهم به طور گسترده در مصر شناخته شد. مکانیسم به صورت زیر ترتیب داده شد: جریان های بخار مستقیماً با تیغه ها به مکانیزم هدایت می شوند و هنگامی که دود می افتد، تیغه ها می چرخند. چیزی مشابه در سال 1629 توسط مهندس ایتالیایی جیووانی برانکا پیشنهاد شد. عیب اصلی همه این اختراعات مصرف بیش از حد بخار بود که به نوبه خود به انرژی زیادی نیاز داشت و توصیه نمی شد. توسعه به حالت تعلیق درآمد، زیرا دانش علمی و فنی آن زمان بشر کافی نبود. علاوه بر این، نیاز به چنین اختراعاتی کاملاً وجود نداشت.

تحولات

تا قرن هفدهم، ایجاد یک موتور بخار غیرممکن بود. اما به محض افزایش سطح توسعه انسانی، اولین نسخه ها و اختراعات بلافاصله ظاهر شدند. اگرچه در آن زمان هیچ کس آنها را جدی نمی گرفت. به عنوان مثال، در سال 1663، یک دانشمند انگلیسی پیش نویس اختراع خود را که در قلعه راگلان نصب کرد، در مطبوعات منتشر کرد. دستگاه او برای بالا بردن آب بر روی دیوارهای برج ها کار می کرد. با این حال، مانند هر چیز جدید و ناشناخته، این پروژه با شک و تردید پذیرفته شد و هیچ حامی برای توسعه بیشتر آن وجود نداشت.

تاریخچه ایجاد ماشین بخار با اختراع ماشین بخار آغاز می شود. در سال 1681، دانشمندی از فرانسه دستگاهی اختراع کرد که آب را از معادن پمپاژ می کرد. در ابتدا از باروت به عنوان نیروی محرکه استفاده می شد و سپس بخار آب جایگزین آن شد. موتور بخار اینگونه متولد شد. دانشمندانی از انگلستان، توماس نیوکومن و توماس سورن سهم بزرگی در بهبود آن داشتند. مخترع خودآموخته روسی ایوان پولزونوف نیز کمک های ارزنده ای ارائه کرد.

تلاش نافرجام پاپین

ماشین بخار اتمسفر که در آن زمان بسیار عالی بود، توجه ویژه ای را در زمینه کشتی سازی به خود جلب کرد. D. Papin آخرین پس انداز خود را صرف خرید یک کشتی کوچک کرد که در آن تصمیم گرفت یک دستگاه بخار-اتمسفر بالابر آب تولید خود را نصب کند. مکانیسم عمل این بود که با سقوط از ارتفاع، آب شروع به چرخش چرخ ها کرد.

این مخترع آزمایشات خود را در سال 1707 بر روی رودخانه فولدا انجام داد. بسیاری از مردم جمع شدند تا به معجزه نگاه کنند: کشتی بدون بادبان و پارو در امتداد رودخانه حرکت می کند. با این حال، در طول آزمایشات، یک فاجعه رخ داد: موتور منفجر شد و چند نفر جان باختند. مقامات از دست مخترع نگون بخت عصبانی شدند و او را از هرگونه کار و پروژه منع کردند. کشتی مصادره و منهدم شد و خود پاپن چند سال بعد درگذشت.

خطا

کشتی بخار پاپین اصول کارکرد زیر را داشت. در انتهای سیلندر لازم بود مقدار کمی آب بریزید. یک منقل زیر خود سیلندر قرار داشت که برای گرم کردن مایع کار می کرد. هنگامی که آب شروع به جوشیدن کرد، بخار حاصل که منبسط می شد، پیستون را بالا می برد. هوا از فضای بالای پیستون از طریق یک سوپاپ مجهز خارج می شد. پس از جوشاندن آب و شروع ریزش بخار، لازم بود منقل را جدا کرده، دریچه را برای خروج هوا ببندید و دیواره های سیلندر را با آب خنک خنک کنید. به لطف چنین اقداماتی، بخار موجود در سیلندر متراکم شد، خلاء زیر پیستون ایجاد شد و در اثر نیروی فشار اتمسفر، پیستون دوباره به جای اصلی خود بازگشت. در طول حرکت رو به پایین آن، کارهای مفیدی انجام شد. با این حال، راندمان موتور بخار پاپن منفی بود. موتور کشتی بخار بسیار غیراقتصادی بود. و مهمتر از همه، استفاده از آن بسیار پیچیده و ناخوشایند بود. بنابراین اختراع پاپن از همان ابتدا آینده ای نداشت.

پیروان

با این حال، تاریخ ایجاد موتور بخار به همین جا ختم نشد. دانشمند انگلیسی توماس نیوکامن بعدی که در حال حاضر بسیار موفق تر از پاپن بود. او کارهای پیشینیان را برای مدت طولانی با تمرکز بر نقاط ضعف مطالعه کرد. و با استفاده از بهترین کار آنها، دستگاه خود را در سال 1712 ایجاد کرد. موتور بخار جدید (عکس نشان داده شده) به شرح زیر طراحی شده است: یک سیلندر که در وضعیت عمودی قرار داشت و همچنین یک پیستون استفاده شد. این نیوکومن از آثار پاپین گرفته شده است. با این حال، بخار قبلاً در دیگ بخار دیگر تشکیل شده بود. کل پوست در اطراف پیستون ثابت شد که به طور قابل توجهی سفتی داخل سیلندر بخار را افزایش داد. این دستگاه بخار اتمسفر نیز بود (آب از معدن با استفاده از فشار اتمسفر بالا می آمد). معایب اصلی اختراع حجیم و ناکارآمدی آن بود: دستگاه مقدار زیادی زغال سنگ "خورد". با این حال، مزایای بسیار بیشتری نسبت به اختراع پاپین به همراه داشت. بنابراین تقریباً پنجاه سال است که از آن در سیاه چال ها و معادن استفاده می شود. از آن برای پمپاژ آب های زیرزمینی و همچنین خشک کردن کشتی ها استفاده می شد. سعی کرد ماشین خود را طوری تبدیل کند که امکان استفاده از آن برای تردد وجود داشته باشد. با این حال، تمام تلاش های او ناموفق بود.

دانشمند بعدی که خود را اعلام کرد دی. هال از انگلستان بود. در سال 1736، او اختراع خود را به جهانیان ارائه کرد: یک ماشین بخار-اتمسفر، که دارای چرخ های پارویی به عنوان حرکت دهنده بود. پیشرفت او موفق تر از پاپین بود. بلافاصله چندین کشتی از این دست آزاد شدند. آنها عمدتاً برای یدک کشی کشتی ها، کشتی ها و سایر کشتی ها استفاده می شدند. با این حال، قابلیت اطمینان ماشین بخار-اتمسفر باعث ایجاد اطمینان نمی شود و کشتی ها به عنوان محرک اصلی به بادبان مجهز شده بودند.

و اگرچه هال از پاپن خوش شانس تر بود، اختراعات او به تدریج اهمیت خود را از دست دادند و رها شدند. با این حال، ماشین های بخار-اتمسفر آن زمان دارای کاستی های خاص زیادی بودند.

تاریخچه ایجاد یک موتور بخار در روسیه

پیشرفت بعدی در امپراتوری روسیه اتفاق افتاد. در سال 1766، اولین موتور بخار در یک کارخانه متالورژی در Barnaul ساخته شد که با استفاده از دمنده های مخصوص، هوا را به کوره های ذوب می رساند. خالق آن ایوان ایوانوویچ پولزونوف بود که حتی برای خدمات به میهن خود درجه افسری نیز دریافت کرد. این مخترع به مافوق خود نقشه ها و نقشه هایی برای یک "ماشین آتشین" که قادر به کار با دم است ارائه کرد.

با این حال، سرنوشت شوخی بی رحمانه ای با پولزونوف انجام داد: هفت سال پس از پذیرفته شدن پروژه او و مونتاژ ماشین، او بیمار شد و در اثر مصرف درگذشت - فقط یک هفته قبل از شروع آزمایشات موتورش. با این حال، دستورات او برای روشن کردن موتور کافی بود.

بنابراین، در 7 آگوست 1766، موتور بخار پولزونوف راه اندازی شد و تحت بار قرار گرفت. اما در نوامبر همان سال خراب شد. دلیل مشخص شد که دیواره های بسیار نازک دیگ بخار است که برای بارگیری در نظر گرفته نشده است. علاوه بر این، مخترع در دستورالعمل خود نوشت که این دیگ فقط در هنگام آزمایش قابل استفاده است. ساخت دیگ بخار جدید به راحتی جواب می دهد، زیرا راندمان موتور بخار Polzunov مثبت بود. برای 1023 ساعت کار، بیش از 14 پوند نقره با کمک آن ذوب شد!

اما با وجود این، هیچ کس شروع به تعمیر مکانیسم نکرد. موتور بخار پولزونوف بیش از 15 سال در یک انبار گرد و غبار جمع می کرد، در حالی که دنیای صنعت ثابت نبود و توسعه یافت. و سپس برای قطعات کاملاً برچیده شد. ظاهراً در آن لحظه روسیه هنوز به موتورهای بخار بزرگ نشده بود.

خواسته های زمانه

در این میان زندگی از پا ننشست. و بشریت دائماً در مورد ایجاد مکانیزمی فکر می کرد که اجازه می دهد به طبیعت دمدمی مزاج وابسته نشویم، بلکه خود سرنوشت را کنترل کنیم. همه می خواستند هر چه زودتر بادبان را رها کنند. بنابراین، مسئله ایجاد مکانیزم بخار دائماً در هوا معلق بود. در سال 1753، رقابتی بین صنعتگران، دانشمندان و مخترعان در پاریس برگزار شد. آکادمی علوم جایزه ای را به افرادی که می توانند مکانیزمی را ایجاد کنند که بتواند جایگزین نیروی باد شود، اعلام کرد. اما با وجود این واقعیت که ذهن هایی مانند L. Euler، D. Bernoulli، Canton de Lacroix و دیگران در مسابقه شرکت کردند، هیچ کس پیشنهاد معقولی ارائه نکرد.

سالها گذشت. و انقلاب صنعتی کشورهای بیشتری را در بر گرفت. برتری و رهبری در میان دیگر قدرت ها همواره به انگلستان می رسید. در پایان قرن هجدهم، این بریتانیای کبیر بود که مبدع صنایع بزرگ شد و به لطف آن عنوان انحصار جهانی را در این صنعت به دست آورد. سوال موتور مکانیکی هر روز بیشتر و بیشتر مرتبط می شد. و چنین موتوری ایجاد شد.

اولین موتور بخار در جهان

سال 1784 برای انگلستان و برای کل جهان نقطه عطفی در انقلاب صنعتی بود. و مسئول این کار مکانیک انگلیسی جیمز وات بود. موتور بخاری که او خلق کرد بزرگترین کشف قرن بود.

او برای چندین سال نقشه ها، ساختار و اصول عملکرد ماشین های بخار-اتمسفر را مطالعه کرد. و بر اساس همه اینها به این نتیجه رسید که برای کارایی موتور لازم است دمای آب سیلندر و بخاری که وارد مکانیسم می شود یکسان شود. عیب اصلی ماشین های بخار-اتمسفر نیاز مداوم به خنک کردن سیلندر با آب بود. پرهزینه و ناخوشایند بود.

موتور بخار جدید متفاوت طراحی شده بود. بنابراین، سیلندر در یک ژاکت بخار مخصوص محصور شد. بنابراین وات به حالت گرمای ثابت خود دست یافت. مخترع یک ​​ظرف مخصوص غوطه ور در آب سرد (کندانسور) ساخت. یک استوانه با لوله به آن وصل شده بود. هنگامی که بخار در سیلندر تمام شد، از طریق یک لوله وارد کندانسور شد و دوباره در آنجا به آب تبدیل شد. وات که روی بهبود ماشین خود کار می کرد، یک خلاء در کندانسور ایجاد کرد. بنابراین، تمام بخار خروجی از سیلندر در آن متراکم می شود. به لطف این نوآوری، فرآیند انبساط بخار بسیار افزایش یافت که به نوبه خود امکان استخراج انرژی بسیار بیشتری از همان مقدار بخار را فراهم کرد. اوج موفقیت بود.

خالق موتور بخار نیز اصل تامین هوا را تغییر داد. اکنون بخار ابتدا زیر پیستون افتاد و در نتیجه آن را بالا برد و سپس بالای پیستون جمع شد و آن را پایین آورد. بنابراین، هر دو ضربه پیستون در مکانیزم کار می کند، که حتی قبلا امکان پذیر نبود. و مصرف زغال سنگ به ازای هر اسب بخار به ترتیب چهار برابر کمتر از ماشین های بخار اتمسفر بود، چیزی که جیمز وات در تلاش بود به آن دست یابد. موتور بخار خیلی سریع ابتدا بریتانیای کبیر و سپس کل جهان را فتح کرد.

"شارلوت دونداس"

پس از اینکه تمام دنیا از اختراع جیمز وات شگفت زده شدند، استفاده گسترده از موتورهای بخار آغاز شد. بنابراین، در سال 1802، اولین کشتی برای یک زوج در انگلستان ظاهر شد - قایق شارلوت دونداس. خالق آن ویلیام سیمینگتون است. این قایق به عنوان یدک کش در طول کانال استفاده می شد. نقش متحرک در کشتی را یک چرخ دست و پا زدن که بر روی عقب نصب شده بود بازی می کرد. این قایق اولین بار آزمایشات را با موفقیت پشت سر گذاشت: دو کشتی عظیم را در 6 ساعت 18 مایل یدک کشید. در همان زمان، باد مخالف به شدت در او دخالت کرد. اما او موفق شد.

و با این حال آن را به حالت تعلیق درآوردند، زیرا می‌ترسیدند که در اثر امواج شدیدی که در زیر چرخ دست و پا ایجاد می‌شد، کناره‌های کانال شسته شود. به هر حال، تست "شارلوت" با حضور مردی برگزار شد که امروز تمام جهان او را خالق اولین کشتی بخار می دانند.

در جهان

یک کشتی ساز انگلیسی از جوانی رویای کشتی با موتور بخار را در سر می پروراند. و حالا رویای او محقق شده است. از این گذشته، اختراع موتورهای بخار انگیزه جدیدی در کشتی سازی بود. فولتون همراه با فرستاده آمريكا، آر. این یک اختراع پیچیده بود که بر اساس ایده یک پارو حرکت می کرد. در امتداد دو طرف کشتی صفحاتی به صورت ردیفی به تقلید از پاروهای زیادی کشیده شده بود. در همان زمان، صفحات گاه و بیگاه با یکدیگر تداخل پیدا کردند و شکستند. امروزه به راحتی می توان گفت که همین اثر را می توان تنها با سه یا چهار کاشی به دست آورد. اما از دیدگاه علم و فناوری آن زمان، دیدن این موضوع غیرواقعی بود. بنابراین کشتی سازان کار بسیار سخت تری داشتند.

در سال 1803 اختراع فولتون به دنیا معرفی شد. کشتی بخار به آرامی و به طور مساوی در امتداد رود سن حرکت می کرد و ذهن و تخیل بسیاری از دانشمندان و شخصیت های پاریس را به خود جلب کرد. با این حال، دولت ناپلئون این پروژه را رد کرد و کشتی سازان ناراضی مجبور شدند به دنبال ثروت خود در آمریکا باشند.

و در اوت 1807، اولین قایق بخار جهان به نام Claremont، که در آن قوی ترین موتور بخار درگیر بود (عکس ارائه شده است)، در امتداد خلیج هادسون رفت. بسیاری در آن زمان به سادگی به موفقیت اعتقاد نداشتند.

کلرمونت اولین سفر خود را بدون بار و بدون مسافر انجام داد. هیچ کس نمی خواست با یک کشتی آتش گیر سفر کند. اما قبلاً در راه بازگشت ، اولین مسافر ظاهر شد - یک کشاورز محلی که شش دلار برای بلیط پرداخت کرد. او اولین مسافر تاریخ شرکت کشتیرانی شد. فولتون به قدری متاثر شد که تمام اختراعاتش را به مجرد یک عمر سوار کرد.

موتور بخار در طول تاریخ خود تغییرات زیادی در تجسم فلز داشته است. یکی از این تجسم ها موتور دوار بخار مهندس مکانیک N.N. Tverskoy. این موتور دوار بخار (موتور بخار) به طور فعال در زمینه های مختلف فناوری و حمل و نقل استفاده می شد. در سنت فنی روسیه در قرن 19، چنین موتور چرخشی ماشین دوار نامیده می شد. این موتور با دوام، کارایی و گشتاور بالا متمایز بود. اما با ظهور توربین های بخار، آن را فراموش کردند. در زیر مطالب آرشیوی مطرح شده توسط نویسنده این سایت آمده است. مواد بسیار گسترده هستند، بنابراین در حال حاضر تنها بخشی از آنها در اینجا ارائه شده است.

پیمایش آزمایشی با هوای فشرده (3.5 atm) موتور دوار بخار.
این مدل برای 10 کیلو وات قدرت در 1500 دور در دقیقه با فشار بخار 28-30 اتمسفر طراحی شده است.

در پایان قرن نوزدهم، موتورهای بخار - "موتورهای دوار N. Tverskoy" فراموش شدند زیرا موتورهای بخار رفت و برگشتی در تولید ساده تر و از نظر فناوری پیشرفته تر (برای صنایع آن زمان) بودند و توربین های بخار قدرت بیشتری می دادند. .
اما نکته در مورد توربین های بخار تنها در وزن زیاد و ابعاد کلی آنها صادق است. در واقع، با قدرت بیش از 1.5-2 هزار کیلو وات، توربین های چند سیلندر بخار از همه لحاظ از موتورهای دوار بخار بهتر عمل می کنند، حتی با قیمت بالای توربین ها. و در آغاز قرن بیستم، هنگامی که نیروگاه های کشتی و واحدهای نیروگاهی نیروگاه ها شروع به ظرفیت ده ها هزار کیلووات کردند، آنگاه فقط توربین ها می توانند چنین فرصت هایی را فراهم کنند.

اما - توربین های بخار یک نقطه ضعف دیگر نیز دارند. هنگامی که پارامترهای ابعاد جرمی آنها به سمت پایین مقیاس بندی می شود، ویژگی های عملکرد توربین های بخار به شدت بدتر می شود. قدرت ویژه به طور قابل توجهی کاهش می یابد، راندمان کاهش می یابد، در حالی که هزینه بالای ساخت و چرخش های زیاد شفت اصلی (نیاز به گیربکس) باقی می ماند. به همین دلیل است - در محدوده توان کمتر از 1.5 هزار کیلووات (1.5 مگاوات)، پیدا کردن یک توربین بخار کارآمد از همه نظر، حتی برای پول زیاد، تقریبا غیرممکن است ...

به همین دلیل است که یک "دسته" کامل از طرح های عجیب و غریب و کمتر شناخته شده در این محدوده قدرت ظاهر شد. اما اغلب، به همان اندازه گران و ناکارآمد ... توربین های پیچی، توربین های تسلا، توربین های محوری، و غیره.
اما به دلایلی، همه "ماشین های دوار" بخار - موتورهای بخار دوار را فراموش کردند. در ضمن، این موتورهای بخار چند برابر از هر مکانیزم تیغه ای و پیچی ارزانتر هستند (این را با علم به موضوع می گویم، به عنوان فردی که تاکنون بیش از ده ها دستگاه از این دست را با پول خود ساخته است). در عین حال، بخار "ماشین های دوار N. Tverskoy" دارای گشتاور قدرتمندی از کوچکترین چرخش ها هستند، دارای فرکانس متوسط ​​چرخش شفت اصلی در دورهای کامل از 1000 تا 3000 دور در دقیقه هستند. آن ها چنین ماشین هایی، حتی برای یک ژنراتور الکتریکی، حتی برای یک ماشین بخار (اتومبیل-کامیون، تراکتور، تراکتور) - به گیربکس، کوپلینگ و غیره نیاز ندارند، بلکه مستقیماً با محور خود به یک دینام، چرخ های یک دستگاه متصل می شوند. ماشین بخار و غیره
بنابراین، در قالب یک موتور دوار بخار - سیستم "موتور دوار N. Tversky"، ما یک موتور بخار جهانی داریم که به طور کامل برق را از یک دیگ بخار سوخت جامد در یک جنگلداری دورافتاده یا روستای تایگا، در یک اردوگاه صحرایی یا برق را در دیگ بخار یک سکونتگاه روستایی تولید کنید یا روی اتلاف گرمای فرآیند (هوای گرم) در کارخانه آجر یا سیمان، ریخته گری و غیره و غیره "چرخش" کنید.
تمام این منابع گرمایی فقط دارای توان کمتر از 1 مگاوات هستند و بنابراین توربین های معمولی در اینجا کاربرد کمی دارند. و سایر ماشین‌های بازیابی گرما با تبدیل فشار بخار حاصله به کار، هنوز در عمل فنی عمومی شناخته نشده‌اند. بنابراین این گرما به هیچ وجه استفاده نمی شود - به سادگی به طور احمقانه و غیرقابل جبرانی از دست می رود.
من قبلاً یک "ماشین دوار بخار" برای راندن یک ژنراتور الکتریکی 3.5 - 5 کیلو وات (بسته به فشار بخار) ایجاد کرده ام، اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، به زودی یک دستگاه 25 و 40 کیلووات وجود خواهد داشت. همان چیزی که برای تامین برق ارزان قیمت از دیگ سوخت جامد یا اتلاف گرمای صنعتی به یک شهرک روستایی، یک مزرعه کوچک، یک اردوگاه صحرایی و غیره و غیره لازم است.
در اصل، موتورهای دوار به خوبی به سمت بالا مقیاس می شوند، بنابراین، با نصب بسیاری از بخش های روتور بر روی یک شفت، به راحتی می توان به سادگی با افزایش تعداد ماژول های روتور استاندارد، توان این گونه ماشین ها را چند برابر کرد. یعنی ایجاد ماشین های دوار بخار با قدرت 80-160-240-320 کیلو وات یا بیشتر امکان پذیر است ...

اما علاوه بر نیروگاه های بخار متوسط ​​و نسبتا بزرگ، مدارهای قدرت بخار با موتورهای دوار بخار کوچک نیز در نیروگاه های کوچک مورد تقاضا خواهند بود.
به عنوان مثال، یکی از اختراعات من "ژنراتور برق کمپینگ-گردشگری با استفاده از سوخت جامد محلی" است.
در زیر ویدیویی وجود دارد که در آن نمونه اولیه ساده شده چنین دستگاهی در حال آزمایش است.
اما موتور بخار کوچک در حال حاضر با شادی و انرژی مولد برق خود را می چرخد ​​و با استفاده از چوب و سایر سوخت های مرتع برق تولید می کند.

جهت اصلی کاربرد تجاری و فنی موتورهای دوار بخار (موتورهای بخار دوار) تولید برق ارزان با استفاده از سوخت جامد ارزان قیمت و پسماندهای قابل احتراق است. آن ها توان کم - تولید برق توزیع شده در موتورهای دوار بخار. تصور کنید که چگونه یک موتور بخار دوار کاملاً در طرح عملکرد یک کارخانه چوب بری جا می شود، جایی در شمال روسیه یا در سیبری (خاور دور) که منبع تغذیه مرکزی وجود ندارد، برق توسط یک ژنراتور دیزلی روی دیزل تامین می شود. سوخت وارداتی از راه دور اما خود کارگاه چوب بری روزانه حداقل نیم تن تراشه چوب - خاک اره تولید می کند - غوغا که جایی برای رفتن ندارد ...

چنین زباله های چوبی یک جاده مستقیم به کوره دیگ است، دیگ بخار بخار پرفشار می دهد، بخار یک موتور بخار دوار را به حرکت در می آورد که یک ژنراتور الکتریکی را می چرخاند.

به همین ترتیب می توان میلیون ها تن ضایعات کشاورزی را در حجم نامحدود و ... سوزاند. و همچنین ذغال سنگ نارس ارزان قیمت، زغال سنگ حرارتی ارزان و غیره وجود دارد. نویسنده سایت محاسبه کرده است که هزینه سوخت برای تولید برق از طریق یک نیروگاه بخار کوچک (موتور بخار) با موتور دوار بخار 500 کیلووات از 0.8 تا 1 خواهد بود.

2 روبل در هر کیلووات.

یکی دیگر از کاربردهای جالب موتور دوار بخار، نصب چنین موتور بخاری بر روی ماشین بخار است. این کامیون یک ماشین بخار تراکتور است، با گشتاور قوی و با استفاده از سوخت جامد ارزان - یک موتور بخار بسیار ضروری در کشاورزی و صنعت جنگلداری. با استفاده از فناوری‌ها و مواد مدرن و همچنین استفاده از «چرخه رانکین آلی» در چرخه ترمودینامیکی، می‌توان بازده مؤثر را در سوخت جامد ارزان قیمت (یا مایع ارزان قیمت) به 26 تا 28 درصد رساند. مانند "روغن کوره" یا روغن موتور استفاده شده). آن ها کامیون - تراکتور با موتور بخار

و یک موتور بخار دوار با قدرت حدود 100 کیلو وات، حدود 25-28 کیلوگرم زغال سنگ حرارتی در هر 100 کیلومتر (هزینه 5-6 روبل به ازای هر کیلوگرم) یا حدود 40-45 کیلوگرم تراشه خاک اره (قیمت آن در شمال بیهوده است)...

کاربردهای جالب و امیدوارکننده تری از موتور بخار دوار وجود دارد، اما اندازه این صفحه به ما اجازه نمی دهد همه آنها را با جزئیات در نظر بگیریم. در نتیجه، موتور بخار هنوز هم می تواند جایگاه بسیار برجسته ای را در بسیاری از زمینه های فناوری مدرن و در بسیاری از شاخه های اقتصاد ملی اشغال کند.

راه اندازی مدل آزمایشی ژنراتور برق بخار با موتور بخار

مه -2018 پس از آزمایش های طولانی و نمونه های اولیه، یک دیگ بخار فشار قوی کوچک ساخته شد. دیگ بخار تا فشار 80 اتمسفر تحت فشار قرار می گیرد، بنابراین فشار عملیاتی را بدون مشکل در 40-60 اتمسفر نگه می دارد. با یک مدل آزمایشی از موتور بخار پیستونی محوری طراحی خودم به بهره برداری رسید. عالی کار می کند - ویدیو را تماشا کنید. در 12-14 دقیقه از احتراق روی چوب، آماده است تا بخار پرفشار بدهد.

اکنون من شروع به آماده سازی برای تولید قطعه چنین تاسیساتی می کنم - یک دیگ بخار فشار بالا، یک موتور بخار (پیستون چرخشی یا محوری)، یک کندانسور. این واحدها در یک مدار بسته با گردش "آب - بخار - میعانات" کار خواهند کرد.

تقاضا برای چنین ژنراتورهایی بسیار زیاد است، زیرا 60٪ از خاک روسیه منبع تغذیه مرکزی ندارند و روی تولید دیزل هستند. و قیمت سوخت دیزل همیشه در حال رشد است و در حال حاضر به 41-42 روبل در هر لیتر رسیده است. بله، و در جایی که برق وجود دارد، شرکت های انرژی تعرفه ها را افزایش می دهند و برای اتصال ظرفیت های جدید به پول زیادی نیاز دارند.

روند اختراع یک موتور بخار، همانطور که اغلب در فناوری اتفاق می افتد، تقریباً یک قرن طول کشید، بنابراین انتخاب تاریخ برای این رویداد کاملاً دلخواه است. با این حال، هیچ کس انکار نمی کند که پیشرفتی که منجر به انقلاب فناوری شد توسط جیمز وات اسکاتلندی انجام شد.

مردم از زمان های قدیم در مورد استفاده از بخار به عنوان مایع کار فکر می کردند. با این حال ، فقط در اواخر قرن XVII-XVIII. توانست راهی برای تولید کار مفید با کمک بخار پیدا کند. یکی از اولین تلاش ها برای قرار دادن بخار در خدمت انسان در انگلستان در سال 1698 انجام شد: ماشین مخترع Savery برای تخلیه معادن و پمپاژ آب طراحی شد. درست است، اختراع Savery هنوز یک موتور به معنای کامل کلمه نبود، زیرا به غیر از چند سوپاپ دستی باز و بسته، هیچ قطعه متحرکی نداشت. ماشین Savery به این صورت عمل می کرد: ابتدا یک مخزن آب بندی شده با بخار پر می شد، سپس سطح بیرونی مخزن را با آب سرد خنک می کردند و باعث متراکم شدن بخار می شد و خلاء جزئی در مخزن ایجاد می شد. پس از آن، آب - به عنوان مثال، از پایین معدن - از طریق لوله ورودی به مخزن مکیده شد و پس از ورود قسمت بعدی بخار، به بیرون پرتاب شد.

اولین موتور بخار با پیستون توسط فرانسوی دنیس پاپین در سال 1698 ساخته شد. آب در داخل یک سیلندر عمودی با یک پیستون گرم می شد و بخار حاصله پیستون را به سمت بالا هل می داد. با سرد شدن و متراکم شدن بخار، پیستون توسط فشار اتمسفر به پایین رانده شد. از طریق سیستمی از بلوک‌ها، موتور بخار پاپین می‌تواند مکانیسم‌های مختلفی مانند پمپ‌ها را به حرکت درآورد.

ماشین کامل تری در سال 1712 توسط آهنگر انگلیسی توماس نیوکامن ساخته شد. همانطور که در دستگاه پاپین، پیستون در یک سیلندر عمودی حرکت می کرد. بخار از دیگ بخار وارد پایه سیلندر شده و پیستون را بالا می برد. هنگامی که آب سرد به داخل سیلندر تزریق شد، بخار متراکم شد، خلاء در سیلندر ایجاد شد و تحت تأثیر فشار اتمسفر، پیستون به پایین افتاد. این حرکت برگشتی آب را از سیلندر خارج کرده و به وسیله یک زنجیر متصل به راکر که مانند تاب حرکت می کند، میله پمپ را به سمت بالا بالا می برد. هنگامی که پیستون در انتهای حرکت خود قرار داشت، مجدداً بخار وارد سیلندر شد و با کمک وزنه تعادلی که روی میله پمپ یا روی راکر نصب شده بود، پیستون به موقعیت اولیه خود رسید. پس از آن، چرخه تکرار شد.

دستگاه نیوکومن بیش از 50 سال است که به طور گسترده در اروپا استفاده می شود. در دهه 1740، دستگاهی با استوانه ای به طول 2.74 متر و قطر 76 سانتی متر در یک روز کاری را انجام داد که تیمی متشکل از 25 نفر و 10 اسب در شیفت کاری در یک هفته انجام دادند. و با این حال کارایی آن بسیار پایین بود.

چشمگیرترین انقلاب صنعتی در انگلستان، عمدتاً در صنعت نساجی، خود را نشان داد. اختلاف بین عرضه پارچه و تقاضای فزاینده سریع، بهترین ذهن های طراحی را به سمت توسعه ماشین های ریسندگی و بافندگی جذب کرد. تاریخ فناوری انگلیسی برای همیشه شامل نام های Cartwright، Kay، Crompton، Hargreaves بود. اما ماشین‌های ریسندگی و بافندگی که آنها ایجاد کردند، به یک موتور جهانی و کیفی جدید نیاز داشتند که به طور مداوم و یکنواخت (که چرخ آب نمی‌توانست آن را فراهم کند) ماشین‌ها را به حرکت چرخشی یک طرفه سوق دهد. در اینجا بود که استعداد مهندس معروف، "جادوگر گرینوک" جیمز وات با تمام شکوه ظاهر شد.

وات در شهر گرینوک اسکاتلند در خانواده یک کشتی ساز به دنیا آمد. جیمز در دو سال اول که به عنوان کارآموز در کارگاه‌های گلاسکو کار می‌کرد، مدارک یک حکاکی، استاد در ساخت ابزارهای ریاضی، نقشه‌برداری، نوری و ابزارهای ناوبری مختلف را به دست آورد. به توصیه عمویش، استاد، جیمز به عنوان مکانیک وارد دانشگاه محلی شد. در اینجا بود که وات کار بر روی موتورهای بخار را آغاز کرد.

جیمز وات در تلاش بود ماشین بخار-اتمسفر نیوکامن را بهبود بخشد، که به طور کلی فقط برای پمپاژ آب خوب بود. برای او واضح بود که ایراد اصلی دستگاه نیوکامن گرمایش و سرمایش متناوب سیلندر است. در سال 1765، وات این ایده را مطرح کرد که اگر قبل از چگالش، بخار از طریق یک خط لوله با یک سوپاپ به یک مخزن جداگانه هدایت شود، سیلندر می تواند همیشه داغ بماند. علاوه بر این، وات چندین پیشرفت دیگر انجام داد که در نهایت موتور بخار-اتمسفر را به یک موتور بخار تبدیل کرد. به عنوان مثال، او یک مکانیسم لولایی اختراع کرد - "متوازی الاضلاع وات" (به این دلیل که بخشی از پیوندها نامیده می شود - اهرم هایی که ترکیب آن را تشکیل می دهند متوازی الاضلاع است) که حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت چرخشی شفت اصلی تبدیل می کند. . حالا بافندگی ها می توانستند به طور مداوم کار کنند.

در سال 1776 دستگاه Watt مورد آزمایش قرار گرفت. بازده آن دو برابر دستگاه نیوکامن بود. در سال 1782، وات اولین موتور بخار دو اثره جهانی را ایجاد کرد. بخار به طور متناوب از یک طرف پیستون و سپس از طرف دیگر وارد سیلندر می شد. بنابراین پیستون با کمک بخار هم حرکت کاری و هم حرکت معکوس ایجاد می کرد که در ماشین های قبلی چنین نبود. از آنجایی که میله پیستون در یک موتور بخار دو کاره یک عمل کشش و فشار را انجام می داد، سیستم محرک قدیمی زنجیر و بازوهای چرخان که فقط به کشش پاسخ می دادند، باید دوباره ساخته می شد. وات یک سیستم پیوند ایجاد کرد و از یک مکانیسم سیاره ای برای تبدیل حرکت رفت و برگشتی میله پیستون به حرکت چرخشی استفاده کرد که با استفاده از یک چرخ لنگر سنگین، یک کنترل کننده سرعت گریز از مرکز، یک دریچه دیسکی و یک مانومتر برای اندازه گیری فشار بخار استفاده می کرد. "موتور بخار چرخشی" که توسط وات ثبت شده است ابتدا به طور گسترده در کارخانه های ریسندگی و بافندگی و بعداً در سایر شرکت های صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. موتور وات برای هر خودرویی مناسب بود و مخترعان مکانیزم های خودکششی نیز در بهره برداری از این امر دیر نگذاشتند.

موتور بخار وات واقعاً اختراع قرن بود و شروع انقلاب صنعتی را رقم زد. اما مخترع به همین جا بسنده نکرد. همسایه ها بیش از یک بار با تعجب تماشا کردند که وات اسب ها را در علفزار می راند و وزنه های مخصوص انتخاب شده را می کشید. بنابراین یک واحد قدرت وجود داشت - اسب بخار که بعداً به رسمیت شناخته شد.

متأسفانه، مشکلات مالی وات را در بزرگسالی وادار کرد تا بررسی‌های ژئودتیکی انجام دهد، روی ساخت کانال‌ها کار کند، بنادر و اسکله‌های تفریحی بسازد و در نهایت با کارآفرین جان ربک، که به زودی دچار فروپاشی کامل مالی شد، وارد یک اتحاد بردگی اقتصادی شود.