ساختار موتور بخار چگونه یک موتور بخار بسازیم

در اینترنت به مقاله جالبی برخوردم.

"مخترع آمریکایی رابرت گرین فناوری کاملا جدیدی را توسعه داده است که با تبدیل انرژی باقیمانده (و همچنین سوخت های دیگر) انرژی جنبشی تولید می کند. موتورهای بخار گرین با پیستون تقویت شده و برای طیف وسیعی از اهداف کاربردی طراحی شده اند."
همین است، نه بیشتر، نه چیزی کمتر: یک فناوری کاملاً جدید. خوب، به طور طبیعی شروع به نگاه کردن، تلاش برای نفوذ. همه جا نوشته شده یکی از منحصربفردترین مزایای این موتور توانایی تولید نیرو از انرژی باقیمانده موتورها است. به طور دقیق تر، انرژی خروجی باقیمانده موتور را می توان به انرژی ورودی به پمپ ها و سیستم های خنک کننده واحد تبدیل کرد.خوب، پس چه از این، همانطور که من آن را درک می کنم، از گازهای خروجی اگزوز استفاده کنید تا آب را به جوش بیاورید و سپس بخار را به حرکت تبدیل کنید. چقدر لازم و کم هزینه است، زیرا ... با وجود اینکه این موتور به قول خودشان از حداقل قطعات به طور خاص طراحی شده است، باز هم هزینه زیادی دارد و آیا حصار باغ چه فایده ای دارد. اساسا جدید در این اختراع من نمی بینم. و مکانیسم های زیادی برای تبدیل حرکت رفت و برگشتی به حرکت چرخشی قبلاً اختراع شده است. در وب سایت نویسنده، یک مدل دو سیلندر به فروش می رسد، در اصل، گران نیست
فقط 46 دلار
در وب سایت نویسنده ویدیویی با استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد، همچنین عکسی وجود دارد که در آن شخصی در قایق از این موتور استفاده می کند.
اما در هر دو مورد به وضوح گرمای باقیمانده نیست. به طور خلاصه، من به قابلیت اطمینان چنین موتوری شک دارم: بلبرینگ ها در عین حال کانال های توخالی هستند که از طریق آن بخار به سیلندرها می رسد.نظر شما کاربران محترم سایت چیست؟
مقالات به زبان روسی

موتور بخار یک موتور حرارتی است که در آن انرژی بالقوه بخار در حال انبساط به انرژی مکانیکی داده شده به مصرف کننده تبدیل می شود.

با استفاده از نمودار ساده شده شکل با اصل عملکرد دستگاه آشنا می شویم. 1.

داخل سیلندر 2 یک پیستون 10 است که می تواند تحت فشار بخار به جلو و عقب حرکت کند. سیلندر دارای چهار کانال است که می توانند باز و بسته شوند. دو کانال بخار بالایی1 و3 توسط یک خط لوله به دیگ بخار متصل می شوند و از طریق آنها بخار تازه می تواند وارد سیلندر شود. از طریق دو کلاهک پایینی 9 و 11، جفتی که قبلاً کار را به پایان رسانده است، از سیلندر خارج می شود.

نمودار لحظه ای را نشان می دهد که کانال های 1 و 9 باز هستند، کانال های 3 و11 بسته بنابراین، بخار تازه از دیگ بخار از طریق کانال1 وارد حفره سمت چپ سیلندر می شود و با فشار آن پیستون را به سمت راست حرکت می دهد. در این زمان، بخار خروجی از حفره سمت راست سیلندر از طریق کانال 9 خارج می شود. با موقعیت سمت راست پیستون، کانال ها1 و9 بسته هستند و 3 عدد برای ورودی بخار تازه و 11 عدد برای خروجی بخار اگزوز باز هستند که در نتیجه پیستون به سمت چپ حرکت می کند. در سمت چپ انتهایی پیستون، کانال ها باز می شوند1 و 9 و کانال های 3 و 11 بسته می شوند و این روند تکرار می شود. بنابراین، یک حرکت رفت و برگشتی مستقیم از پیستون ایجاد می شود.

برای تبدیل این حرکت به چرخشی از مکانیزم به اصطلاح میل لنگ استفاده می شود. این شامل یک میله پیستون - 4 است که در یک سر به پیستون متصل می شود، و در طرف دیگر، به صورت محوری، با استفاده از یک لغزنده (تقاطع) 5، کشویی بین موازی های راهنما، با یک میله اتصال 6، که حرکت را به پیستون منتقل می کند. شفت اصلی 7 از طریق زانو یا میل لنگ 8.

مقدار گشتاور روی شفت اصلی ثابت نیست. در واقع، قدرتآر ، در امتداد ساقه (شکل 2)، می تواند به دو جزء تجزیه شود:به هدایت شده در امتداد شاتون، ون , عمود بر صفحه موازی های راهنما. نیروی N هیچ تأثیری بر حرکت ندارد، بلکه فقط لغزنده را در برابر موازی های راهنما فشار می دهد. زوربه در امتداد شاتون منتقل می شود و روی میل لنگ عمل می کند. در اینجا دوباره می توان آن را به دو جزء تجزیه کرد: نیروز هدایت شده در امتداد شعاع میل لنگ و فشار دادن شفت به یاتاقان ها و نیروتی عمود بر میل لنگ و باعث چرخش شفت می شود. بزرگی نیروی T با در نظر گرفتن مثلث AKZ تعیین می شود. از آنجایی که زاویه ZAK = ? +؟، پس

T = K گناه (? + ?).

اما از مثلث OCD قدرت

K= پ/ cos ?

از همین رو

T= psin( ? + ?) / cos ? ,

در حین کار دستگاه برای یک دور شفت، زوایای? و? و قدرتآر به طور مداوم در حال تغییر هستند، و بنابراین مقدار نیروی پیچشی (مماسی)تی نیز متغیر برای ایجاد چرخش یکنواخت شفت اصلی در طول یک چرخش، یک فلایویل سنگین روی آن نصب می شود که به دلیل اینرسی آن سرعت زاویه ای ثابت چرخش شفت حفظ می شود. در آن لحظاتی که قدرتتی افزایش می یابد، نمی تواند بلافاصله سرعت چرخش شفت را افزایش دهد تا زمانی که فلایویل شتاب بگیرد، که فوراً اتفاق نمی افتد، زیرا فلایویل دارای جرم زیادی است. در آن لحظات که اثر تولید شده توسط نیروی پیچشتی ، کار نیروهای مقاومت ایجاد شده توسط مصرف کننده کمتر می شود ، چرخ طیار مجدداً به دلیل اینرسی نمی تواند بلافاصله سرعت خود را کاهش دهد و با انتشار انرژی دریافتی در هنگام شتاب به پیستون کمک می کند تا بر بار غلبه کند.

در موقعیت های افراطی زوایای پیستون؟ +؟ = 0، بنابراین sin (? + ?) = 0 و بنابراین، T = 0. از آنجایی که هیچ نیروی چرخشی در این موقعیت ها وجود ندارد، اگر دستگاه بدون چرخ طیار بود، خواب باید متوقف می شد. به این موقعیت های شدید پیستون، موقعیت های مرده یا نقاط مرده می گویند. میل لنگ نیز به دلیل اینرسی فلایویل از آنها عبور می کند.

در موقعیت های مرده، پیستون با پوشش سیلندر تماس پیدا نمی کند، فضایی به اصطلاح مضر بین پیستون و پوشش باقی می ماند. حجم فضای مضر نیز شامل حجم کانال های بخار از اندام های توزیع بخار به سیلندر می شود.

سکتهاس به مسیری که پیستون طی می کند در هنگام حرکت از یک موقعیت افراطی به موقعیت دیگر می گویند. اگر فاصله از مرکز میل اصلی تا مرکز میل لنگ - شعاع میل لنگ - با R نشان داده شود، S = 2R است.

جابجایی سیلندر V ساعت حجم توصیف شده توسط پیستون نامیده می شود.

به طور معمول، موتورهای بخار دارای عملکرد دو طرفه (دو طرفه) هستند (شکل 1 را ببینید). گاهی اوقات از ماشین های تک اثر استفاده می شود که در آنها بخار فقط از طرف پوشش به پیستون فشار وارد می کند. طرف دیگر سیلندر در چنین ماشین هایی باز می ماند.

بسته به فشاری که بخار از سیلندر خارج می‌شود، ماشین‌ها به دو دسته اگزوز تقسیم می‌شوند، در صورت خروج بخار به اتمسفر، متراکم شدن، در صورت ورود بخار به کندانسور (یخچال که در آن فشار کاهش یافته حفظ می‌شود) و استخراج گرما، در که بخار تخلیه شده در دستگاه برای هر منظوری (گرمایش، خشک کردن و غیره) استفاده می شود.

گسترش خود را در آغاز قرن 19 آغاز کرد. و در حال حاضر در آن زمان، نه تنها واحدهای بزرگ برای مقاصد صنعتی، بلکه واحدهای تزئینی نیز ساخته می شد. بیشتر مشتریان آنها اشراف ثروتمندی بودند که می خواستند خود و فرزندانشان را سرگرم کنند. پس از استقرار موتورهای بخار در زندگی جامعه، موتورهای تزئینی به عنوان مدل آموزشی در دانشگاه ها و مدارس مورد استفاده قرار گرفتند.

موتورهای بخار امروزی

در آغاز قرن بیستم، ارتباط موتورهای بخار شروع به کاهش کرد. یکی از معدود شرکت هایی که به تولید مینی موتورهای تزئینی ادامه داد، شرکت بریتانیایی مامود بود که امکان خرید نمونه ای از چنین تجهیزاتی را حتی امروز به شما می دهد. اما هزینه چنین موتورهای بخار به راحتی از دویست پوند تجاوز می کند، که برای چند شب کم نیست. علاوه بر این، برای کسانی که دوست دارند انواع مکانیسم ها را به تنهایی جمع آوری کنند، ایجاد یک موتور بخار ساده با دستان خود بسیار جالب تر است.

بسیار ساده. آتش دیگ آب را گرم می کند. تحت تأثیر دما، آب به بخار تبدیل می شود که پیستون را هل می دهد. تا زمانی که آب در مخزن وجود دارد، فلایویل متصل به پیستون می چرخد. این طرح استاندارد یک موتور بخار است. اما شما می توانید یک مدل و یک پیکربندی کاملا متفاوت را مونتاژ کنید.

خب، بیایید از قسمت تئوری به چیزهای هیجان انگیزتر برویم. اگر شما علاقه مند به انجام کاری با دستان خود هستید و از چنین ماشین های عجیب و غریب شگفت زده می شوید، این مقاله فقط برای شماست، در آن ما خوشحال خواهیم شد که در مورد روش های مختلف مونتاژ یک موتور بخار با خود صحبت کنیم. دست ها. در عین حال، فرآیند ایجاد یک مکانیسم باعث شادی کمتر از راه اندازی آن نمی شود.

روش 1: موتور بخار کوچک DIY

بنابراین، بیایید شروع کنیم. بیایید ساده ترین موتور بخار را با دستان خود جمع کنیم. نقشه ها، ابزار پیچیده و دانش خاصی مورد نیاز نیست.

برای شروع، ما از زیر هر نوشیدنی می گیریم. یک سوم پایین را قطع کنید. از آنجایی که در نتیجه لبه های تیز به دست می آید، آنها باید با انبردست به سمت داخل خم شوند. ما این کار را با احتیاط انجام می دهیم تا خودمان را برش ندهیم. از آنجایی که بیشتر قوطی های آلومینیومی دارای کف مقعر هستند، باید سطح آن را تراز کرد. کافی است آن را محکم با انگشت خود روی سطح سختی فشار دهید.

در فاصله 1.5 سانتی متری از لبه بالایی "شیشه" حاصل، لازم است دو سوراخ در مقابل یکدیگر ایجاد کنید. برای این کار توصیه می شود از سوراخ سوراخ استفاده کنید، زیرا لازم است که قطر آنها حداقل 3 میلی متر باشد. در انتهای شیشه یک شمع تزئینی قرار می دهیم. حالا فویل معمولی میز را برمی داریم، آن را چروک می کنیم و سپس مینی مشعل خود را از هر طرف می بندیم.

مینی نازل

در مرحله بعد، باید یک قطعه لوله مسی به طول 15-20 سانتی متر بردارید، مهم است که داخل آن توخالی باشد، زیرا این مکانیسم اصلی ما برای به حرکت در آوردن سازه خواهد بود. قسمت مرکزی لوله 2 یا 3 بار دور مداد پیچیده می شود، به طوری که یک مارپیچ کوچک به دست می آید.

اکنون باید این عنصر را طوری قرار دهید که محل منحنی مستقیماً بالای فتیله شمع قرار گیرد. برای این کار به لوله شکل حرف "M" می دهیم. در همان زمان، بخش هایی را که از سوراخ های ایجاد شده در بانک پایین می روند، نمایش می دهیم. بنابراین، لوله مسی به طور صلب در بالای فیتیله ثابت می شود و لبه های آن نوعی نازل است. برای اینکه سازه بچرخد، لازم است انتهای مخالف "عنصر M" را 90 درجه در جهات مختلف خم کنید. طراحی موتور بخار آماده است.

راه اندازی موتور

شیشه در یک ظرف حاوی آب قرار می گیرد. در این حالت لازم است که لبه های لوله در زیر سطح آن باشد. اگر نازل ها به اندازه کافی بلند نیستند، می توانید وزن کمی به پایین قوطی اضافه کنید. اما مراقب باشید که کل موتور غرق نشود.

حالا باید لوله را با آب پر کنید. برای انجام این کار، می توانید یک لبه را در آب پایین بیاورید، و دومی را مانند یک لوله، هوا بکشید. شیشه را داخل آب فرو می بریم. فتیله شمع را روشن می کنیم. پس از مدتی، آب موجود در مارپیچ به بخار تبدیل می شود که تحت فشار، از انتهای مخالف نازل ها خارج می شود. شیشه با سرعت کافی در ظرف شروع به چرخش می کند. به این ترتیب ما یک موتور بخار خود را انجام دادیم. همانطور که می بینید، همه چیز ساده است.

مدل موتور بخار برای بزرگسالان

حالا بیایید کار را پیچیده کنیم. بیایید یک موتور بخار جدی تر را با دستان خود جمع کنیم. ابتدا باید یک قوطی رنگ بردارید. باید مطمئن شوید که کاملا تمیز است. روی دیوار به فاصله 2-3 سانتی متر از پایین یک مستطیل به ابعاد 15*5 سانتی متر برش می دهیم ضلع بلند آن به موازات کف شیشه قرار می گیرد. از توری فلزی تکه ای به مساحت 12*24 سانتی متر برش می دهیم از دو سر ضلع بلند 6 سانتی متر اندازه می گیریم این قسمت ها را با زاویه 90 درجه خم می کنیم. ما یک "میز پلت فرم" کوچک به مساحت 12 * 12 سانتی متر با پایه های 6 سانتی متر می گیریم. ساختار حاصل را در پایین قوطی نصب می کنیم.

چندین سوراخ باید در اطراف محیط درب ایجاد شود و به صورت نیم دایره در امتداد نیمی از درب قرار گیرد. مطلوب است که سوراخ ها قطری در حدود 1 سانتی متر داشته باشند. این امر به منظور اطمینان از تهویه مناسب فضای داخلی ضروری است. اگر هوای کافی در منبع آتش وجود نداشته باشد، یک موتور بخار خوب کار نخواهد کرد.

عنصر اصلی

از لوله مسی یک مارپیچ درست می کنیم. شما به حدود 6 متر لوله مسی نرم 1/4 اینچی (0.64 سانتی متر) نیاز دارید. از یک انتها 30 سانتی متر اندازه می گیریم، از این نقطه شروع می شود، باید پنج دور یک مارپیچ به قطر 12 سانتی متر بزنید. بقیه لوله به صورت 15 حلقه به قطر 8 سانتی متر خم می شود به این ترتیب باید 20 سانتی متر لوله آزاد در انتهای دیگر باقی بماند.

هر دو سرب از سوراخ های هواکش در درب شیشه عبور داده می شوند. اگر معلوم شد که طول بخش مستقیم برای این کار کافی نیست، می توان یک چرخش مارپیچ را خم کرد. زغال سنگ روی یک سکوی از پیش نصب شده قرار می گیرد. در این مورد، مارپیچ باید درست بالای این سایت قرار گیرد. زغال سنگ به دقت در بین پیچ های خود قرار می گیرد. حالا بانک می تواند بسته شود. در نتیجه، ما یک جعبه آتش گرفتیم که موتور را تغذیه می کند. موتور بخار تقریباً با دستان خود انجام شده است. کمی ترک کرد.

مخزن آب

اکنون باید یک قوطی رنگ دیگر بردارید، اما اندازه کوچکتر. یک سوراخ به قطر 1 سانتی متر در مرکز درب آن ایجاد می شود.دو سوراخ دیگر در کنار شیشه ایجاد می شود - یکی تقریباً در پایین، دومی - بالاتر، در خود درب.

آنها دو پوسته می گیرند که در مرکز آن سوراخی از قطر لوله مسی ایجاد می شود. 25 سانتی‌متر لوله پلاستیکی در یک پوسته، 10 سانتی‌متر در پوسته دیگر وارد می‌شود، به طوری که لبه آنها به سختی از چوب پنبه‌ها بیرون می‌آید. یک پوسته با یک لوله بلند در سوراخ پایینی یک شیشه کوچک و یک لوله کوتاهتر در سوراخ بالایی وارد می شود. قوطی کوچکتر را روی قوطی بزرگ رنگ قرار می دهیم تا سوراخ پایین در طرف مقابل مجرای تهویه قوطی بزرگ باشد.

نتیجه

نتیجه باید طرح زیر باشد. آب در یک شیشه کوچک ریخته می شود که از طریق سوراخی در ته آن به یک لوله مسی می ریزد. زیر مارپیچ آتشی برافروخته می شود که ظرف مسی را گرم می کند. بخار داغ از لوله بالا می رود.

برای اینکه مکانیزم کامل شود، لازم است یک پیستون و یک فلایویل به انتهای بالایی لوله مسی متصل شود. در نتیجه انرژی حرارتی حاصل از احتراق به نیروهای مکانیکی چرخش چرخ تبدیل می شود. تعداد زیادی طرح مختلف برای ایجاد چنین موتور احتراق خارجی وجود دارد، اما در همه آنها همیشه دو عنصر درگیر هستند - آتش و آب.

علاوه بر این طراحی، می توانید بخار را مونتاژ کنید، اما این ماده برای یک مقاله کاملاً جداگانه است.

موتورهای بخار به عنوان موتور محرکه در ایستگاه های پمپاژ، لوکوموتیوها، کشتی های بخار، تراکتورها، ماشین های بخار و سایر وسایل نقلیه استفاده می شدند. موتورهای بخار به استفاده تجاری گسترده از ماشین آلات در شرکت ها کمک کردند و اساس انرژی انقلاب صنعتی قرن 18 بودند. بعدها موتورهای بخار جایگزین موتورهای احتراق داخلی، توربین‌های بخار، موتورهای الکتریکی و راکتورهای هسته‌ای شدند که کارایی بیشتری دارند.

موتور بخار در حال عمل

اختراع و توسعه

اولین وسیله شناخته شده ای که با بخار کار می کرد توسط هرون اسکندریه در قرن اول توصیف شد، به اصطلاح "حمام هرون" یا "aeolipil". بخاری که به صورت مماس از نازل های ثابت روی توپ خارج می شود باعث چرخش توپ دوم می شود. فرض بر این است که تبدیل بخار به حرکت مکانیکی در مصر در دوره حکومت رومیان شناخته شده بود و در وسایل ساده استفاده می شد.

اولین موتورهای صنعتی

هیچ یک از دستگاه های توصیف شده در واقع به عنوان وسیله ای برای حل مشکلات مفید استفاده نشده است. اولین موتور بخار مورد استفاده در تولید "موتور آتش" بود که توسط مهندس نظامی انگلیسی توماس ساوری در سال 1698 طراحی شد. ساوری در سال 1698 حق امتیازی برای دستگاه خود دریافت کرد. این یک پمپ بخار رفت و برگشتی بود و بدیهی است که خیلی کارآمد نبود، زیرا گرمای بخار با هر بار خنک شدن ظرف از بین می رفت و در عملکرد بسیار خطرناک بود، زیرا به دلیل فشار زیاد بخار، مخازن و خطوط لوله موتور گاهی اوقات منفجر شد از آنجایی که از این وسیله می توان هم برای چرخاندن چرخ های آسیاب آبی و هم برای پمپاژ آب از معادن استفاده کرد، مخترع آن را «دوست معدنچی» نامید.

سپس آهنگر انگلیسی توماس نیوکامن "موتور جوی" خود را در سال 1712 نشان داد که اولین موتور بخاری بود که می توانست تقاضای تجاری برای آن وجود داشته باشد. این یک پیشرفت در موتور بخار Savery بود که در آن نیوکومن به طور قابل توجهی فشار عملکرد بخار را کاهش داد. Newcomen ممکن است بر اساس توصیفی از آزمایش‌های پاپین باشد که توسط انجمن سلطنتی لندن برگزار شده بود، که او ممکن است از طریق یکی از اعضای انجمن، رابرت هوک، که با پاپین کار می‌کرد، به آن دسترسی داشته باشد.

نمودار موتور بخار نیوکامن.
- بخار به رنگ بنفش و آب به رنگ آبی نشان داده شده است.
– شیرهای باز با رنگ سبز و شیرهای بسته با رنگ قرمز نشان داده شده اند

اولین کاربرد موتور نیوکامن پمپاژ آب از یک معدن عمیق بود. در پمپ معدن، راکر به میله ای متصل بود که به داخل معدن تا محفظه پمپ فرود می آمد. حرکات رفت و برگشتی رانش به پیستون پمپ منتقل می شود که آب را به قسمت بالایی پمپ می رساند. دریچه های موتورهای اولیه نیوکومن با دست باز و بسته می شدند. اولین پیشرفت، اتوماسیون سوپاپ ها بود که توسط خود دستگاه هدایت می شد. افسانه می گوید که این پیشرفت در سال 1713 توسط پسر پسر همفری پاتر انجام شد که مجبور شد دریچه ها را باز و بسته کند. وقتی خسته شد دسته های شیر را با طناب بست و رفت با بچه ها بازی کرد. در سال 1715، یک سیستم کنترل اهرمی قبلاً ایجاد شده بود که توسط مکانیزم خود موتور هدایت می شد.

اولین موتور بخار خلاء دو سیلندر در روسیه توسط مکانیک I. I. Polzunov در سال 1763 طراحی شد و در سال 1764 برای به حرکت درآوردن دمنده های دمنده در کارخانه های Barnaul Kolyvano-Voskresensky ساخته شد.

هامفری گینزبورو در دهه 1760 یک مدل موتور بخار خازنی ساخت. در سال 1769، مکانیک اسکاتلندی جیمز وات (شاید با استفاده از ایده های گینزبورو) اولین پیشرفت های عمده را در موتور خلاء نیوکامن ثبت کرد که باعث شد آن را بسیار کارآمدتر سوخت. سهم وات این بود که فاز تراکم موتور خلاء را در یک محفظه جداگانه جدا کند در حالی که پیستون و سیلندر در دمای بخار بودند. وات چند جزییات مهم دیگر را به موتور نیوکامن اضافه کرد: او پیستونی را در داخل سیلندر قرار داد تا بخار را خارج کند و حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت چرخشی چرخ محرک تبدیل کرد.

بر اساس این پتنت ها، وات یک موتور بخار در بیرمنگام ساخت. تا سال 1782، موتور بخار Watt بیش از 3 برابر کارآمدتر از Newcomen بود. بهبود راندمان موتور وات منجر به استفاده از نیروی بخار در صنعت شد. علاوه بر این، برخلاف موتور نیوکامن، موتور وات امکان انتقال حرکت چرخشی را فراهم می‌کرد، در حالی که در مدل‌های اولیه موتورهای بخار، پیستون به بازوی راکر وصل می‌شد و نه مستقیماً به شاتون. این موتور قبلاً دارای ویژگی های اصلی موتورهای بخار مدرن بود.

افزایش بیشتر در راندمان استفاده از بخار فشار بالا (الیور ایوانز آمریکایی و ریچارد ترویتیک انگلیسی) بود. R. Trevithick موتورهای صنعتی تک زمانه پرفشار را با موفقیت ساخت که به "موتورهای کورنیش" معروف هستند. آنها در 50 psi یا 345 کیلو پاسکال (3.405 اتمسفر) کار می کردند. با این حال، با افزایش فشار، خطر انفجار در ماشین آلات و بویلرها نیز بیشتر بود که در ابتدا منجر به حوادث متعددی شد. از این نظر مهمترین عنصر دستگاه پرفشار شیر اطمینان بود که فشار اضافی را آزاد می کرد. عملیات قابل اعتماد و ایمن تنها با انباشت تجربه و استانداردسازی روشهای ساخت، بهره برداری و نگهداری تجهیزات آغاز شد.

مخترع فرانسوی Nicolas-Joseph Cugnot اولین وسیله نقلیه بخار خودکششی را در سال 1769 به نمایش گذاشت: "fardier à vapeur" (گاری بخار). شاید بتوان اختراع او را اولین خودرو دانست. معلوم شد که تراکتور بخار خودکششی به عنوان یک منبع متحرک انرژی مکانیکی بسیار مفید است که سایر ماشین‌های کشاورزی را به حرکت در می‌آورد: کوبنده، پرس و غیره. رودخانه دلاور بین فیلادلفیا (پنسیلوانیا) و برلینگتون (ایالت نیویورک). او 30 مسافر را سوار کرد و با سرعت 7-8 مایل در ساعت رفت. قایق بخار جی فیچ از نظر تجاری موفق نبود، زیرا یک جاده زمینی خوب با مسیر آن رقابت می کرد. در سال 1802، مهندس اسکاتلندی ویلیام سیمینگتون یک قایق بخار رقابتی ساخت و در سال 1807، مهندس آمریکایی رابرت فولتون از یک موتور بخار وات برای تامین انرژی اولین قایق بخار موفق تجاری استفاده کرد. در 21 فوریه 1804، اولین لوکوموتیو بخار راه آهن خودکششی، ساخته شده توسط ریچارد ترویتیک، در کارخانه آهن پنیدارن در مرتیر تیدفیل در ولز جنوبی به نمایش گذاشته شد.

موتورهای بخار رفت و برگشتی

موتورهای رفت و برگشتی از نیروی بخار برای حرکت پیستون در محفظه یا سیلندر مهر و موم شده استفاده می کنند. عمل رفت و برگشتی پیستون می تواند به صورت مکانیکی به حرکت خطی برای پمپ های پیستونی یا به حرکت چرخشی برای به حرکت درآوردن قطعات چرخان ماشین ابزار یا چرخ های خودرو تبدیل شود.

ماشین های خلاء

موتورهای بخار اولیه در ابتدا "موتورهای آتش" و همچنین موتورهای "اتمسفر" یا "معمولا" وات نامیده می شدند. آنها بر روی اصل خلاء کار می کردند و بنابراین به عنوان "موتورهای خلاء" نیز شناخته می شوند. چنین ماشین هایی برای به حرکت درآوردن پمپ های پیستونی کار می کردند، در هر صورت، هیچ مدرکی مبنی بر استفاده از آنها برای اهداف دیگر وجود ندارد. در طول کار یک موتور بخار نوع خلاء، در ابتدای چرخه، بخار کم فشار وارد محفظه یا سیلندر کار می شود. سپس دریچه ورودی بسته می شود و بخار سرد و متراکم می شود. در موتور نیوکامن، آب خنک‌کننده مستقیماً به داخل سیلندر پاشیده می‌شود و میعانات به داخل جمع‌کننده میعانات گازی خارج می‌شود. این باعث ایجاد خلاء در سیلندر می شود. فشار اتمسفر در بالای سیلندر به پیستون فشار می آورد و باعث حرکت آن به سمت پایین می شود، یعنی ضربه قدرت.

خنک کردن و گرم کردن مداوم سیلندر کار دستگاه بسیار بیهوده و ناکارآمد بود، با این حال، این موتورهای بخار اجازه پمپاژ آب را از عمق بیشتری نسبت به قبل از ظهورشان می دادند. نسخه ای از موتور بخار در سال ظاهر شد که توسط وات با همکاری متیو بولتون ایجاد شد که نوآوری اصلی آن حذف فرآیند تراکم در یک محفظه جداگانه (کندانسور) بود. این محفظه در یک حمام آب سرد قرار می گرفت و توسط لوله ای که توسط یک دریچه بسته می شد به سیلندر متصل می شد. یک پمپ خلاء کوچک ویژه (نمونه اولیه یک پمپ میعانات) به محفظه چگالش متصل شده بود که توسط یک راکر هدایت می شد و برای حذف میعانات از کندانسور استفاده می شد. آب گرم به دست آمده توسط یک پمپ مخصوص (نمونه اولیه پمپ تغذیه) به دیگ تامین می شد. یک نوآوری اساسی دیگر بسته شدن انتهای بالایی سیلندر کار بود که در بالای آن بخار کم فشار قرار داشت. همین بخار در ژاکت دوتایی سیلندر وجود داشت و دمای ثابت خود را حفظ می کرد. در حین حرکت پیستون به سمت بالا، این بخار از طریق لوله های مخصوص به قسمت پایینی سیلندر منتقل می شد تا در ضربه بعدی متراکم شود. در واقع، این دستگاه دیگر «جوی» نبود و قدرت آن اکنون به اختلاف فشار بین بخار کم فشار و خلاءی که می‌توان به دست آورد بستگی داشت. در موتور بخار نیوکامن، پیستون با مقدار کمی آب ریخته شده روی آن روغن کاری می شد، در موتور وات این غیرممکن شد، زیرا بخار اکنون در قسمت بالایی سیلندر بود، لازم بود به روغن کاری با یک روغن تبدیل شود. مخلوطی از گریس و روغن در جعبه پرکن میله سیلندر نیز از همین گریس استفاده شده است.

موتورهای بخار خلاء، علیرغم محدودیت‌های آشکار کارایی، نسبتاً ایمن بودند و از بخار کم فشار استفاده می‌کردند که کاملاً با سطح پایین عمومی فن‌آوری دیگ بخار قرن هجدهم سازگار بود. قدرت دستگاه با فشار کم بخار، اندازه سیلندر، سرعت احتراق سوخت و تبخیر آب در دیگ بخار و اندازه کندانسور محدود می شد. حداکثر بازده نظری با اختلاف دمای نسبتاً کوچک در دو طرف پیستون محدود شد. این امر باعث می شود ماشین های خلاء در نظر گرفته شده برای مصارف صنعتی بسیار بزرگ و گران قیمت باشند.

فشرده سازی

درگاه خروجی سیلندر موتور بخار قبل از اینکه پیستون به موقعیت انتهایی خود برسد کمی بسته می شود و مقداری بخار خروجی در سیلندر باقی می ماند. این بدان معنی است که در چرخه عملکرد یک فاز فشرده سازی وجود دارد که به اصطلاح "بالشتک بخار" را تشکیل می دهد که حرکت پیستون را در موقعیت های شدید آن کند می کند. همچنین افت فشار ناگهانی را در همان ابتدای فاز ورودی هنگام ورود بخار تازه به سیلندر از بین می برد.

پیشرفت

اثر توصیف شده "بالشتک بخار" نیز با این واقعیت تقویت می شود که ورود بخار تازه به سیلندر کمی زودتر از رسیدن پیستون به موقعیت شدید شروع می شود ، یعنی مقداری پیشروی ورودی وجود دارد. این پیشروی لازم است تا قبل از اینکه پیستون حرکت کاری خود را تحت تأثیر بخار تازه شروع کند، بخار زمان داشته باشد تا فضای مرده ای را که در نتیجه فاز قبلی ایجاد شده است، یعنی کانال های ورودی-اگزوز و حجم سیلندر که برای حرکت پیستون استفاده نمی شود.

پسوند ساده

یک انبساط ساده فرض می‌کند که بخار تنها زمانی کار می‌کند که در سیلندر منبسط شود و بخار خروجی مستقیماً در جو آزاد می‌شود یا وارد کندانسور مخصوص می‌شود. گرمای باقیمانده بخار را می توان به عنوان مثال برای گرم کردن یک اتاق یا وسیله نقلیه و همچنین برای پیش گرم کردن آب ورودی به دیگ استفاده کرد.

ترکیب

در طی فرآیند انبساط در سیلندر یک ماشین فشار قوی، دمای بخار به نسبت انبساط آن کاهش می یابد. از آنجایی که تبادل حرارتی وجود ندارد (فرایند آدیاباتیک)، معلوم می شود که بخار در دمای بالاتری نسبت به خروج از سیلندر وارد سیلندر می شود. چنین نوسانات دما در سیلندر منجر به کاهش راندمان فرآیند می شود.

یکی از روش های مقابله با این اختلاف دما در سال 1804 توسط مهندس انگلیسی آرتور ولف پیشنهاد شد که اختراع خود را به ثبت رساند. موتور بخار مرکب فشار قوی Wulff. در این دستگاه بخار با دمای بالا از دیگ بخار وارد سیلندر فشار قوی شده و سپس بخار خروجی در آن با دما و فشار کمتری وارد سیلندر (یا سیلندرها) کم فشار می شود. این باعث کاهش اختلاف دما در هر سیلندر شد که به طور کلی تلفات دما را کاهش داد و کارایی کلی موتور بخار را بهبود بخشید. بخار کم فشار حجم بیشتری داشت و بنابراین به حجم بیشتری از سیلندر نیاز داشت. بنابراین، در ماشین‌های مرکب، سیلندرهای فشار ضعیف قطر بزرگ‌تری (و گاهی طولانی‌تر) نسبت به سیلندرهای فشار قوی داشتند.

این آرایش به "انبساط مضاعف" نیز معروف است زیرا انبساط بخار در دو مرحله رخ می دهد. گاهی اوقات یک سیلندر فشار قوی به دو سیلندر کم فشار متصل می شد که در نتیجه سه سیلندر تقریباً یکسان تولید می شد. تعادل چنین طرحی آسانتر بود.

ماشین های ترکیب دو سیلندر را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:

• ترکیب متقاطع- سیلندرها در کنار هم قرار گرفته اند، کانال های رسانای بخار آنها متقاطع است.
• ترکیب پشت سر هم- سیلندرها به صورت سری چیده شده و از یک میله استفاده می کنند.
• ترکیب زاویه- سیلندرها معمولاً 90 درجه نسبت به یکدیگر زاویه دارند و روی یک میل لنگ کار می کنند.

پس از دهه 1880، موتورهای بخار مرکب در تولید و حمل و نقل گسترده شدند و عملاً تنها نوع مورد استفاده در قایق های بخار شدند. استفاده از آنها بر روی لوکوموتیوهای بخار چندان گسترده نبود، زیرا ثابت شد که بیش از حد پیچیده هستند، تا حدی به دلیل شرایط دشوار عملکرد موتورهای بخار در حمل و نقل ریلی. اگرچه لوکوموتیوهای مرکب هرگز به یک پدیده اصلی تبدیل نشدند (به ویژه در بریتانیا، جایی که بسیار نادر بودند و بعد از دهه 1930 اصلاً مورد استفاده قرار نگرفتند)، اما در چندین کشور محبوبیت پیدا کردند.

گسترش چندگانه

نمودار ساده شده یک موتور بخار با انبساط سه گانه.
بخار فشار قوی (قرمز) از دیگ بخار از دستگاه عبور می کند و کندانسور را در فشار کم (آبی) می گذارد.

توسعه منطقی طرح ترکیبی افزودن مراحل گسترش اضافی به آن بود که کارایی کار را افزایش داد. نتیجه یک طرح توسعه چندگانه بود که به عنوان ماشین‌های انبساط سه‌گانه یا حتی چهارگانه شناخته می‌شود. چنین موتورهای بخار از یک سری سیلندرهای دو کاره استفاده می کردند که حجم آنها با هر مرحله افزایش می یافت. گاهی به جای افزایش حجم سیلندرهای کم فشار، مانند برخی از ماشین آلات مرکب از افزایش تعداد آنها استفاده می شد.

تصویر سمت راست یک موتور بخار انبساط سه گانه در حال کار را نشان می دهد. بخار در دستگاه از چپ به راست جریان می یابد. بلوک سوپاپ هر سیلندر در سمت چپ سیلندر مربوطه قرار دارد.

ظاهر این نوع موتورهای بخار به ویژه برای ناوگان اهمیت پیدا کرد، زیرا اندازه و وزن مورد نیاز برای موتورهای کشتی خیلی سخت گیرانه نبود و مهمتر از همه، این طرح استفاده از کندانسور را آسان می کرد که بخار اگزوز را به شکل برمی گرداند. بازگشت آب شیرین به دیگ (استفاده از آب شور دریا برای تغذیه دیگ ها امکان پذیر نبود). موتورهای بخار زمینی معمولاً مشکلی در تأمین آب نداشتند و بنابراین می‌توانستند بخار اگزوز را در جو منتشر کنند. بنابراین، چنین طرحی به ویژه با توجه به پیچیدگی، اندازه و وزن آن کمتر برای آنها مرتبط بود. سلطه موتورهای بخار چند انبساط تنها با ظهور و استفاده گسترده از توربین های بخار پایان یافت. با این حال، توربین های بخار مدرن از همان اصل تقسیم جریان به سیلندرهای فشار بالا، متوسط ​​و پایین استفاده می کنند.

موتورهای بخار جریان مستقیم

موتورهای بخار یک بار در نتیجه تلاش برای غلبه بر یک نقص ذاتی در موتورهای بخار با توزیع بخار سنتی به وجود آمدند. واقعیت این است که بخار در یک موتور بخار معمولی به طور مداوم جهت حرکت خود را تغییر می دهد، زیرا از همان پنجره در هر طرف سیلندر برای ورودی و خروجی بخار استفاده می شود. هنگامی که بخار خروجی از سیلندر خارج می شود، دیواره ها و کانال های توزیع بخار آن را خنک می کند. بخار تازه، بر این اساس، بخش خاصی از انرژی را صرف گرم کردن آنها می کند، که منجر به کاهش کارایی می شود. موتورهای بخار یکبار عبور دارای یک پورت اضافی هستند که توسط پیستونی در انتهای هر فاز باز می شود و بخار از طریق آن از سیلندر خارج می شود. این کارایی دستگاه را بهبود می بخشد زیرا بخار در یک جهت حرکت می کند و گرادیان دمای دیواره های سیلندر کم و بیش ثابت می ماند. ماشین‌های یکبار مصرف با یک انبساط تقریباً همان راندمان ماشین‌های مرکب با توزیع بخار معمولی را نشان می‌دهند. علاوه بر این، آنها می توانند با سرعت های بالاتر کار کنند، و بنابراین، قبل از ظهور توربین های بخار، اغلب برای به حرکت در آوردن ژنراتورهای برق که نیاز به سرعت چرخش بالایی دارند، استفاده می شد.

موتورهای بخار یکبار مصرف یا تک یا دو کاره هستند.

توربین های بخار

توربین بخار مجموعه‌ای از دیسک‌های دوار است که روی یک محور ثابت شده‌اند که به آن روتور توربین می‌گویند و یک سری از دیسک‌های ثابت متناوب با آن‌ها که روی پایه‌ای به نام استاتور ثابت می‌شوند. دیسک های روتور دارای پره هایی در سمت بیرونی هستند، بخار به این تیغه ها می رسد و دیسک ها را می چرخاند. دیسک‌های استاتور دارای تیغه‌های مشابهی هستند که در زوایای مخالف تنظیم شده‌اند، که برای هدایت جریان بخار به دیسک‌های روتور زیر عمل می‌کنند. هر دیسک روتور و دیسک استاتور مربوط به آن مرحله توربین نامیده می شود. تعداد و اندازه مراحل هر توربین به گونه ای انتخاب می شود که انرژی مفید بخار سرعت و فشاری که به آن وارد می شود به حداکثر برسد. بخار اگزوز خروجی از توربین وارد کندانسور می شود. توربین ها با سرعت های بسیار بالایی می چرخند و بنابراین معمولاً هنگام انتقال نیرو به تجهیزات دیگر از گیربکس های مخصوص به سمت پایین استفاده می شود. علاوه بر این، توربین ها نمی توانند جهت چرخش خود را تغییر دهند و اغلب به مکانیسم های معکوس اضافی نیاز دارند (گاهی از مراحل چرخش معکوس اضافی استفاده می شود).

توربین‌ها انرژی بخار را مستقیماً به چرخش تبدیل می‌کنند و نیازی به مکانیسم‌های اضافی برای تبدیل حرکت رفت و برگشتی به چرخش ندارند. علاوه بر این، توربین ها فشرده تر از ماشین های رفت و برگشتی هستند و نیروی ثابتی روی شفت خروجی دارند. از آنجایی که توربین ها طراحی ساده تری دارند، به نگهداری کمتری نیاز دارند.

انواع دیگر موتورهای بخار

کاربرد

موتورهای بخار را می توان با توجه به کاربرد آنها به شرح زیر طبقه بندی کرد:

ماشین های ثابت

چکش بخار

موتور بخار در یک کارخانه قند قدیمی، کوبا

موتورهای بخار ثابت را می توان با توجه به نحوه استفاده به دو نوع تقسیم کرد:

• ماشین های کاری متغیر مانند آسیاب های نورد، وینچ های بخار و وسایل مشابه که باید به طور مکرر متوقف شوند و جهت را تغییر دهند.
• ماشین های برقی که به ندرت متوقف می شوند و نیازی به تغییر جهت چرخش ندارند. اینها شامل موتورهای قدرت در نیروگاه ها و همچنین موتورهای صنعتی مورد استفاده در کارخانه ها، کارخانه ها و خطوط راه آهن کابلی قبل از استفاده گسترده از کشش الکتریکی است. موتورهای کم توان در مدل های دریایی و در دستگاه های خاص استفاده می شوند.

وینچ بخار اساساً یک موتور ثابت است، اما بر روی یک قاب پایه نصب شده است تا بتوان آن را جابجا کرد. می توان آن را با یک کابل به لنگر محکم کرد و با رانش خود به مکان جدید منتقل کرد.

وسایل نقلیه حمل و نقل

از موتورهای بخار برای تامین انرژی انواع مختلف وسایل نقلیه استفاده می شد، از جمله:

• وسایل نقلیه زمینی:
  • ماشین بخار
  • تراکتور بخار
  • بیل مکانیکی بخار و حتی
• هواپیمای بخار.

در روسیه، اولین لوکوموتیو بخار عامل توسط E. A. و M. E. Cherepanov در کارخانه نیژنی تاگیل در سال 1834 برای انتقال سنگ معدن ساخته شد. او سرعت 13 مایل در ساعت را توسعه داد و بیش از 200 پوند (3.2 تن) بار حمل کرد. طول راه آهن اول 850 متر بود.

مزایای موتورهای بخار

مزیت اصلی موتورهای بخار این است که می توانند تقریباً از هر منبع گرمایی برای تبدیل آن به کار مکانیکی استفاده کنند. این امر آنها را از موتورهای احتراق داخلی متمایز می کند که هر نوع از آنها نیاز به استفاده از نوع خاصی از سوخت دارد. این مزیت در هنگام استفاده از انرژی هسته‌ای بیشتر به چشم می‌آید، زیرا راکتور هسته‌ای قادر به تولید انرژی مکانیکی نیست، بلکه فقط گرما تولید می‌کند که برای تولید بخار که موتورهای بخار (معمولاً توربین‌های بخار) را به حرکت در می‌آورد استفاده می‌شود. علاوه بر این، منابع گرمایی دیگری نیز وجود دارد که نمی توان از آنها در موتورهای احتراق داخلی استفاده کرد، مانند انرژی خورشیدی. یک جهت جالب استفاده از انرژی اختلاف دمای اقیانوس جهانی در اعماق مختلف است.

انواع دیگر موتورهای احتراق خارجی نیز خواص مشابهی دارند، مانند موتور استرلینگ، که می تواند بازده بسیار بالایی را ارائه دهد، اما به طور قابل توجهی بزرگتر و سنگین تر از انواع مدرن موتورهای بخار هستند.

لوکوموتیوهای بخار در ارتفاعات بالا عملکرد خوبی دارند، زیرا بازده آنها به دلیل فشار اتمسفر کم کاهش نمی یابد. لوکوموتیوهای بخار هنوز در مناطق کوهستانی آمریکای لاتین مورد استفاده قرار می گیرند، علیرغم این واقعیت که در مناطق پست مدت طولانی است که انواع مدرن تری از لوکوموتیوها جایگزین آنها شده است.

در سوئیس (Brienz Rothhorn) و اتریش (Schafberg Bahn)، لوکوموتیوهای بخار جدید با استفاده از بخار خشک ارزش خود را ثابت کرده اند. این نوع از لوکوموتیو بخار بر اساس مدل های لوکوموتیو و ماشین کاری سوئیس (SLM) با پیشرفت های مدرن بسیاری مانند استفاده از بلبرینگ های غلتکی، عایق حرارتی مدرن، سوزاندن قطعات سبک روغن به عنوان سوخت، خطوط لوله بخار بهبود یافته توسعه یافته است. و غیره در نتیجه، این لوکوموتیوها 60 درصد مصرف سوخت کمتری دارند و به میزان قابل توجهی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند. کیفیت اقتصادی چنین لوکوموتیوهایی با لوکوموتیوهای مدرن دیزلی و الکتریکی قابل مقایسه است.

علاوه بر این، لوکوموتیوهای بخار به طور قابل توجهی سبکتر از لوکوموتیوهای دیزلی و الکتریکی هستند، که به ویژه برای راه آهن های کوهستانی صادق است. یکی از ویژگی های موتورهای بخار این است که آنها به گیربکس نیاز ندارند و نیرو را مستقیماً به چرخ ها منتقل می کنند.

بهره وری

ضریب عملکرد (COP) یک موتور حرارتی را می توان به عنوان نسبت کار مفید مکانیکی به مقدار گرمای صرف شده در سوخت تعریف کرد. بقیه انرژی به صورت گرما در محیط آزاد می شود. راندمان موتور حرارتی است

,

از بازدید نمایشگاه موزه صرف نظر می کنم و مستقیم به موتورخانه می روم. علاقه مندان می توانند نسخه کامل پست را در LiveJournal من بیابند. اتاق ماشین در این ساختمان قرار دارد:

29. با رفتن به داخل، از خوشحالی نفسم بند آمد - داخل سالن زیباترین ماشین بخاری بود که تا به حال دیده بودم. این یک معبد واقعی از استیمپانک بود - مکانی مقدس برای همه طرفداران زیبایی شناسی عصر بخار. من از آنچه دیدم شگفت زده شدم و متوجه شدم که بیهوده نبوده است که با ماشین وارد این شهر شدم و از این موزه بازدید کردم.

30. علاوه بر موتور بخار عظیم که شیء اصلی موزه است، نمونه های مختلفی از موتورهای بخار کوچکتر نیز در اینجا ارائه شد و تاریخچه فن آوری بخار در غرفه های اطلاعاتی متعددی بیان شد. در این تصویر یک موتور بخار 12 اسب بخاری را مشاهده می کنید.

31. دست برای ترازو. این دستگاه در سال 1920 ساخته شد.

32. یک کمپرسور 1940 در کنار نمونه اصلی موزه به نمایش گذاشته شده است.

33. این کمپرسور در گذشته در کارگاه های راه آهن ایستگاه Werdau استفاده می شد.

34. خوب، اکنون اجازه دهید نگاهی دقیق تر به نمایشگاه مرکزی نمایشگاه موزه بیندازیم - یک موتور بخار 600 اسب بخاری تولید شده در سال 1899، که نیمه دوم این پست به آن اختصاص داده خواهد شد.

35. موتور بخار نمادی از انقلاب صنعتی است که در اواخر قرن 18 و اوایل قرن 19 در اروپا رخ داد. اگرچه اولین مدل های موتورهای بخار توسط مخترعان مختلف در آغاز قرن هجدهم ساخته شد، اما همه آنها برای استفاده صنعتی نامناسب بودند، زیرا دارای تعدادی اشکال بودند. استفاده انبوه از موتورهای بخار در صنعت تنها پس از آنکه مخترع اسکاتلندی جیمز وات مکانیزم موتور بخار را بهبود بخشید، امکان پذیر شد و کارکرد آن را آسان، ایمن و پنج برابر قدرتمندتر از مدل های قبلی کرد.

36. جیمز وات اختراع خود را در سال 1775 به ثبت رساند و در اوایل دهه 1880، موتورهای بخار او شروع به نفوذ به کارخانه ها کردند و به کاتالیزور انقلاب صنعتی تبدیل شدند. این در درجه اول به این دلیل اتفاق افتاد که جیمز وات موفق شد مکانیزمی برای تبدیل حرکت انتقالی یک موتور بخار به چرخشی ایجاد کند. تمام موتورهای بخار که قبلاً وجود داشتند فقط می توانستند حرکات انتقالی ایجاد کنند و فقط به عنوان پمپ مورد استفاده قرار گیرند. و اختراع وات می‌توانست چرخ یک آسیاب را بچرخاند یا ماشین‌های کارخانه را به حرکت درآورد.

37. در سال 1800، شرکت Watt و همراهش بولتون، 496 موتور بخار تولید کردند که تنها 164 موتور از آنها به عنوان پمپ استفاده می شد. و قبلاً در سال 1810 در انگلستان 5 هزار موتور بخار وجود داشت و این تعداد در 15 سال آینده سه برابر شد. در سال 1790، اولین قایق بخار با حداکثر 30 مسافر بین فیلادلفیا و برلینگتون در ایالات متحده حرکت کرد و در سال 1804 ریچارد تروینتیک اولین لوکوموتیو بخار را ساخت. عصر موتورهای بخار آغاز شد که تمام قرن نوزدهم و در راه آهن و نیمه اول قرن بیستم به طول انجامید.

38. این یک پیشینه تاریخی مختصر بود که اکنون به موضوع اصلی نمایشگاه موزه بازمی گردد. موتور بخاری که در تصاویر مشاهده می کنید توسط Zwikauer Maschinenfabrik AG در سال 1899 ساخته شده و در موتورخانه کارخانه ریسندگی "C.F.Schmelzer und Sohn" نصب شده است. موتور بخار برای راندن ماشین های ریسندگی در نظر گرفته شده بود و تا سال 1941 در این نقش استفاده می شد.

39. پلاک اسم شیک. در آن زمان ماشین آلات صنعتی با توجه به زیبایی ظاهری و سبک ساخته می شد، نه تنها کارایی مهم بود، بلکه زیبایی نیز در تمام جزئیات این دستگاه منعکس می شود. در آغاز قرن بیستم، به سادگی هیچ کس تجهیزات زشت نمی خرید.

40. کارخانه ریسندگی "C.F.Schmelzer und Sohn" در سال 1820 در محل موزه فعلی تاسیس شد. قبلاً در سال 1841 ، اولین موتور بخار با قدرت 8 اسب بخار در کارخانه نصب شد. برای رانندگی ماشین های ریسندگی که در سال 1899 با یک دستگاه جدید، قدرتمندتر و مدرن جایگزین شد.

41. این کارخانه تا سال 1941 وجود داشت، سپس به دلیل شروع جنگ تولید متوقف شد. برای تمام چهل و دو سال، این دستگاه برای هدف مورد نظر خود، به عنوان محرک برای ماشین‌های ریسندگی مورد استفاده قرار گرفت و پس از پایان جنگ در سال‌های 1945-1951، به عنوان منبع پشتیبان برق خدمت کرد، و پس از آن در نهایت نوشته شد. خارج از موجودی شرکت

42. مثل خیلی از برادرانش، اگر یک عامل نبود، ماشین قطع می شد. این ماشین اولین موتور بخار در آلمان بود که بخار را از طریق لوله‌هایی از دیگ‌خانه‌ای در دوردست دریافت می‌کرد. علاوه بر این، او یک سیستم تنظیم محور از PROELL داشت. به لطف این عوامل، این خودرو در سال 1959 به عنوان یک اثر تاریخی درآمد و تبدیل به موزه شد. متاسفانه تمامی ساختمان های کارخانه و ساختمان دیگ بخار در سال 92 تخریب شد. این اتاق ماشین تنها چیزی است که از کارخانه ریسندگی سابق باقی مانده است.

43. زیبایی شناسی جادویی عصر بخار!

44. پلاک روی بدنه سیستم تنظیم محور از PROELL. این سیستم قطع را تنظیم می کند - مقدار بخاری که به سیلندر وارد می شود. قطع بیشتر - راندمان بیشتر، اما قدرت کمتر.

45. ابزار.

46. ​​این ماشین با طراحی خود یک موتور بخار انبساط چندگانه (یا همانطور که به آنها ماشین مرکب نیز گفته می شود) است. در ماشین هایی از این نوع، بخار به طور متوالی در چندین سیلندر با حجم فزاینده منبسط می شود و از سیلندر به سیلندر دیگر عبور می کند که باعث می شود راندمان موتور به میزان قابل توجهی افزایش یابد. این دستگاه دارای سه سیلندر است: در مرکز قاب یک سیلندر فشار قوی وجود دارد - در داخل آن بود که بخار تازه از دیگ بخار تامین می شد، سپس پس از چرخه انبساط، بخار به سیلندر فشار متوسط ​​منتقل می شد که در سمت راست سیلندر فشار قوی قرار دارد.

47. پس از اتمام کار، بخار سیلندر فشار متوسط ​​به سمت سیلندر فشار ضعیف حرکت می کند که در این تصویر مشاهده می کنید، پس از اتمام آخرین انبساط، از طریق لوله ای جداگانه به بیرون رها می شود. بدین ترتیب کامل ترین استفاده از انرژی بخار حاصل شد.

48. قدرت ثابت این تاسیسات 400-450 اسب بخار حداکثر 600 اسب بخار بود.

49. آچار تعمیر و نگهداری خودرو از نظر اندازه چشمگیر است. در زیر آن طناب هایی قرار دارد که با کمک آنها حرکات چرخشی از چرخ طیار دستگاه به گیربکس متصل به دستگاه های چرخان منتقل می شد.

50. زیبایی بی عیب و نقص Belle Époque در هر پیچ.

51. در این تصویر دستگاه دستگاه را با جزئیات می بینید. بخار در حال انبساط در سیلندر انرژی را به پیستون منتقل می کند، که به نوبه خود حرکت انتقالی را انجام می دهد و آن را به مکانیسم لغزنده میل لنگ منتقل می کند، که در آن به چرخشی تبدیل شده و به چرخ فلایویل و بیشتر به گیربکس منتقل می شود.

52. در گذشته یک مولد جریان الکتریکی نیز به موتور بخار متصل می شد که در شرایط اولیه عالی نیز حفظ شده است.

53. در گذشته ژنراتور در این مکان قرار داشت.

54. مکانیزمی برای انتقال گشتاور از فلایویل به ژنراتور.

55. اکنون به جای ژنراتور یک موتور الکتریکی نصب شده است که به کمک آن یک موتور بخار برای سرگرمی عموم در چند روز سال به حرکت در می آید. هر سال موزه میزبان "روزهای بخار" است - رویدادی که طرفداران و مدل سازان موتورهای بخار را گرد هم می آورد. این روزها موتور بخار نیز به راه افتاده است.

56. ژنراتور DC اصلی اکنون در حاشیه است. در گذشته برای تولید برق برای روشنایی کارخانه ها استفاده می شد.

57. تولید شده توسط "Elektrotechnische & Maschinenfabrik Ernst Walther" در Werdau در سال 1899، طبق پلاک اطلاعات، اما سال 1901 بر روی پلاک اصلی است.

58. از آنجایی که آن روز من تنها بازدیدکننده موزه بودم، هیچ کس مانع از لذت بردن من از زیبایی شناسی این مکان به صورت تک به تک با ماشین نشد. علاوه بر این، عدم حضور افراد به گرفتن عکس های خوب کمک کرد.

59. اکنون چند کلمه در مورد انتقال. همانطور که در این تصویر مشاهده می کنید، سطح فلایویل دارای 12 شیار طناب است که با کمک آن ها حرکت چرخشی فلایویل بیشتر به عناصر انتقال منتقل می شد.

60. یک گیربکس متشکل از چرخ هایی با قطرهای مختلف که توسط شفت به هم متصل می شوند، حرکت چرخشی را به چندین طبقه از یک ساختمان کارخانه، که ماشین های ریسندگی روی آن قرار داشتند، توزیع می کرد، که با انرژی منتقل شده توسط یک انتقال از یک موتور بخار تغذیه می شد.

61. فلایویل با شیارهایی برای طناب از نمای نزدیک.

62. عناصر انتقال در اینجا به وضوح قابل مشاهده است که با کمک آنها گشتاور به شافتی که از زیر زمین می گذرد و حرکت چرخشی را به ساختمان کارخانه مجاور اتاق ماشین که ماشین ها در آن قرار داشتند منتقل می کند.

63. متأسفانه ساختمان کارخانه حفظ نشد و پشت دری که به ساختمان همسایه منتهی می شد، اکنون فقط خلاء وجود دارد.

64. به طور جداگانه قابل ذکر است تابلوی کنترل برق که خود یک اثر هنری است.

65. تخته مرمر در یک قاب چوبی زیبا با ردیف هایی از اهرم ها و فیوزهای قرار گرفته روی آن، یک فانوس مجلل، لوازم شیک - Belle Époque در تمام شکوه آن.

66. دو فیوز عظیمی که بین فانوس و سازها قرار گرفته اند چشمگیر هستند.

67. فیوزها، اهرم ها، رگولاتورها - همه تجهیزات از نظر زیبایی شناسی دلپذیر هستند. می توان مشاهده کرد که هنگام ایجاد این سپر، از ظاهر نیز مراقبت شده است.

68. در زیر هر اهرم و فیوز یک "دکمه" وجود دارد که روی آن نوشته شده است که این اهرم روشن / خاموش می شود.

69. شکوه تکنولوژی دوره «دوران زیبا».

70. در پایان داستان، بیایید به ماشین برگردیم و از هارمونی لذت بخش و زیبایی شناسی جزئیات آن لذت ببریم.

71. دریچه های کنترل برای اجزای جداگانه ماشین.

72. روغن های قطره ای که برای روانکاری قطعات متحرک و مجموعه های دستگاه طراحی شده اند.

73. به این وسیله گریس فیتینگ می گویند. از قسمت متحرک دستگاه، کرم‌ها به حرکت در می‌آیند و پیستون روغن‌کاری را به حرکت در می‌آورند و روغن را به سطوح مالشی پمپ می‌کنند. پس از اینکه پیستون به نقطه مرگ رسید، با چرخاندن دسته به عقب برمی‌گردد و چرخه تکرار می‌شود.

74. چقدر زیبا! لذت خالص!

75. سیلندر ماشین با ستون های شیر ورودی.

76. قوطی روغن بیشتر.

77. زیبایی شناسی استیم پانک کلاسیک.

78. میل بادامک دستگاه که تامین بخار سیلندرها را تنظیم می کند.

79.

80.

81. همه اینها خیلی خیلی زیباست! هنگام بازدید از این اتاق ماشین، بار زیادی از الهام و احساسات شاد دریافت کردم.

82. اگر سرنوشت ناگهان شما را به منطقه Zwickau آورد، حتما از این موزه دیدن کنید، پشیمان نخواهید شد. وب سایت موزه و مختصات: 50°43"58" شمالی 12°22"25" شرقی